Зображення хмарних вершин Венери, сфотографованих ультрафіолетовим інструментом Акацукі у 2019 році.
(Зображення: © Проектна група Planet-C)
Протягом десятиліть вчені підозрювали, що болти електрики імпульсують через товсту атмосфера Венери, можливо, відблискуючи від кислих хмар у світі.
Дошкульні проблиски стримували їх надії, але все це - підказки. Вченим потрібні більш остаточні знаки, які залишаються невловимими навіть три роки на виділеній нашої орбіти-блискавці планета-близнюк. Саме повільна, страхітлива, заплутана реальність науки часто вислизає з історії відкриттів.
"Коли ви читаєте підручники з історії, це все читається як кросворд: ви знаєте, хтось підійшов і виміряв це, і знайшов це і все, що підходить", - Ральф Лоренц, планетарний вчений з лабораторії прикладної фізики університету Джона Хопкінса і Про це розповів провідний автор нової статті про спостереження цього присвяченого блискавковим інструментом на Венері. "Це насправді набагато більше схоже на детективну історію, де детектив отримує це свідчення від цієї людини і це свідчення від цієї людини".
І поки що цей детектив не досягає особливого прогресу, розкриваючи справу. "Неможливо взяти всі звітні спостереження за номіналом та зрозуміти їх", - сказав Лоренц. Нічого зовсім не доповнює.
Всі можливі на сьогодні спостереження блискавки в кращому випадку є косвенними. Зонд Venera 9 Радянського Союзу побачив блиск, який міг стати відбійкою фарби. Кілька пізніше Зонди Венери носили детектори блискавки, але їх дані не відповідають тому, що очікували б вчені. Астрономи, які користувалися телескопом в Арізоні в 1993 році, помітили серію спалахів, хоча це також не має сенсу. Серія магнітних імпульсів, яку бачили Європейські космічні агенції Venus Express могло бути створене якимось іншим явищем.
Навіть ретельний експеримент, проведений місією НАСА Кассіні перед її довгою подорожжю до Сатурна, призвів до ще більше плутанини. Космічний корабель носив радіодетектор і йому так чи інакше потрібно було пролетіти повз Землі та Венери, щоб досягти своєї мети. Але поки інструмент набрав більше тисячі спалахів на Землі, він не зловив жодної Венери.
Введіть Акацукі, японська орбітальна місія, щоб переглядати нашого добре злагодженого сусіда. Космічний корабель запущений у 2010 році, але через кілька місяців опік, який мав на меті вивести зонд на орбіту навколо Венери, закінчився рано, спрямувавши транспортний засіб у космос. Через п'ять років він проплив досить близько, щоб зробити ще одну спробу орбіти, що вдалося. Але космічний корабель не міг досягти своєї початкової орбіти і тепер кружляє планету на більшій відстані, ніж планувалося.
Це особливо складно для блискавкової камери, яка тепер може збирати дані зі швидкістю, що становить десяту частину того, що могло б виконати прилад, якби прихід космічного корабля пройшов безперебійно. Все сказано, Неприємності Акацукі означали, що блискавична камера зібрала лише сором’язливі 17 годин даних.
Але за всі ці години Лоренц та його співавтори помітили нульові спалахи. Той же інструмент, який збирає ті самі дані на Землі, побачив би сотні, сказав він. Але на Венері, пшик. Ні одного. (Дослідження описано в роботі, опублікованій 3 липня в журналі Geophysical Research Letters.)
Замість рішення вчені отримали більш складну загадку.
"Якщо ви зовсім не бачите спалахів, це не означає, що немає спалахів; це може означати, що їх є, і ви їх пропустили", - Карен Аплін, фізик з університету в Брістолі в Англії, який вивчає планетарний Блискавка, але не брала участі в нових дослідженнях, розповів Space.com. "Вони говорять, що, можливо, немає блискавки, або, можливо, блискавка десь скупчена, або це дуже рідко, і це трапляється в сплесках, і вони, можливо, ще цього не бачили. І вони припускають, що ці радіовизначення могли бути викликане блискавкою щось інше - тому вони схожі на блискавку, але вони можуть бути не такими ".
Венера - не єдине місце, де блискавка була невловимою ціллю. Аплін зазначив, що вчені вважають більше планет у нашій Сонячній системі, ніж не займаються цими електричними сліпаками. Звичайно, Землю найпростіше вивчити. Але такі місії, як Зонди Voyager а Галілей помітив блискавку на Юпітера та Сатурна. На обох газових гігантах атмосфера містить достатню кількість водяної пари для господаря більш-менш земна блискавка.
Уран і Нептун також, здається, виблискують, хоча вчені мають дані лише від одного космічного корабля до цих місць, зонда Voyager 2. Ці віддалені крижані гіганти занадто погано зрозумілі для науковців, щоб точно загрожувати здогадками як можуть виникати такі спалахи.
На Марсі теж підозрюється розміщення блискавок, хоча це так само невловимо, як і його венеціанський колега. Вчені вважають Червона планета блискавка - якби воно існувало - воно би рухалося частинками пилу, що протиралися одне про одного на вітрі, потойбічною імітацією вулканічної блискавки, що утворюється в хмарах частинок гірських порід, вигнаних виверженням тут, на Землі.
Вчені навіть пройшли цю дивну дорогу зниклих блискавок раніше, на найбільшому місяці Сатурна - Титані. Коли Європейське космічне агентство будувало своє Зонд "Титан", вони переживали, що потрібно буде орієнтуватися на блискавки, але полювання на таке явище вийшло порожнім. "Титан - це ще одне з цих місць, де після довгих і обширних досліджень у нас зараз досить жорсткі верхні межі щодо кількості блискавичної активності", - сказав Лоренц. "Ми не можемо сказати, що цього не відбувається, але ми не бачили цього."
Але в той час, як Венера дзеркально відображає Землю багатьма жахливими способами, її блискавка пояснюється складніше, оскільки її атмосфера зовсім інша, зроблена переважно сірчаною кислотою, яка не може утримувати електричний заряд, сказав Аплін. "Одна з речей, що стосуються блискавки Венери, - це те, що ми не розуміємо, як вона буде генерована".
Не знаючи, як це буде формуватися, також ускладнює передбачення, де його шукати. І блискавка не обов’язково рівномірно розподіляється по часу та простору. Наприклад, на Землі блискавка найчастіше зустрічається вдень і над сушею. Вчені не встановили еквівалентного зв'язку з Венерою, але Лоренц заявив, що одна з гіпотез полягає в тому, що блискавка може бути найчастішою в сутінках, оскільки хмари вершини прохолодні, а над гірським хребтом, що, як свідчать дані Акацукі, може створити ще одне атмосферне явище під назвою лукова хвиля. Результатом стали б спалахи, які дуже зосереджені у часі та просторі - а це означає, що їх важко помітити.
Вчені не намагаються відстежити блискавку лише для того, щоб визначити, яке місце сонячної системи є найяскравішим: Блискавка прив’язана до безлічі атмосферних характеристик, які вчені хочуть краще зрозуміти про навколишній світ. "Якщо ви виявите блискавку, ви можете використовувати її для виведення інших властивостей планети та її атмосфери", - сказав Аплін. "Це досить корисна річ для вимірювання, оскільки вона розповість вам кілька речей одночасно".
Одна з таких речей - наскільки безпечно досліджувати світ. "Це небезпека, тому ви хочете дізнатися, чи є десь блискавка, тому що вона може закрити ваш космічний корабель, або може закрити ваших космонавтів, і це може робити такі речі, як гасити енергосистеми", - сказав Аплін.
І практичність - не єдина мотивація: вчені намагаються зрозуміти, як і як часто виникає життя підозрюють, що енергія та хімія блискавки можуть грати життєво важливу роль у наближенні життя до геології. "Блискавка може бути пов'язана з витоками життя", - сказав Аплін. "Блискавка приносить енергію в систему, яка може бути пов'язана з формуванням життя в кінцевому рахунку".
Принаймні, на Венері лише час тримає підказки, необхідні вченим, щоб розібрати головоломку. Акацукі залишається на своїй орбіті довше, ніж сподівались, на блискавці на орбіті. Можливо, колись найближчим часом піде інший космічний корабель. Лоренц висловив припущення, що майбутня місія може нести трійку радіотехнічних детекторів блискавки, які дозволять вченим знаходити будь-які спалахи, які вони вимірювали, а також інструменти, налаштовані на електромагнітне поле планети.
Більш практично, деякі непрямі докази блискавки на Венера випливає із спостережень, зроблених телескопами, заснованими тут, на Землі, і така робота могла б закінчитися розгадкою таємниці. Але це також може бути погоня за дикими гусками, яка закінчується нічим, щоб показати їй.
Ця гусяча гонитва, можливо, вже розгорталася, можливо, навіть багаторазово, не знаючи вчених про марні пошуки своїх колег. "Ви розумієте, що люди не надто прагнуть публікувати" невдалі "експерименти", - сказав Аплін. "Так може бути, що люди щось подивилися і нічого не побачили і не опублікували".
Можливо, саме тут Лоренц та його співавтори справді виступили: опублікувавши свої блискавична розповідь, незважаючи на те, що він закінчується тривалою головоломкою, ні в одному з зав'язування нескінченних кінців, які таємничі романи пропонують до такого глибокого задоволення.
Зрештою, завжди є ймовірність, що сцени детективів, які виклали пропущені підказки, які все це віддали, можуть все-таки приїхати, колись.
"Це багато в чому незвичний результат, що ми не виявили оптичних спалахів", - сказав Лоренц. "Можливо, Акацукі просто не пощастило, і наступного разу, коли ми спостерігатимемо, ми виявимо сотні спалахів, і це було б дуже захоплююче".
- "Вулкан води" перетворюється на блискавковідвод у цьому електризуючому зображенні
- Блискавка завдає удару російською ракетою під час запуску супутника (але все добре)
- Фотографії: Блискавка Землі, побачена з космосу
Примітка редактора: Ця стаття була оновлена, щоб містити посилання на дослідницьку роботу. Надішліть електронною поштою Meghan Bartels на [email protected] або дотримуйтесь її @meghanbartels. Слідуй за нами у Twitter @Spacedotcom і на Facebook.
