Учёные нашли ограничения для загадочного поглотителя в облаках Венеры
В журнале Astrobiology вышла работа, которая связала наблюдения Венеры со свойствами жидкости в каплях её облаков. Международная группа рассчитала, насколько сильно эта жидкость должна поглощать свет. Среди авторов — Ян Спачек из Фонда прикладной молекулярной эволюции (США) и Йен Джо Ли из Института фундаментальных наук (Южная Корея). Об этом пишет сайт RuSamara.
На ультрафиолетовых снимках планеты видны тёмные и светлые узоры. Они движутся вместе с верхними облаками серной кислоты. Что-то в этих облаках поглощает ультрафиолетовый и синий свет. Вещество называют неизвестным поглотителем, но его природу не установили.
Команда не пыталась сразу назвать поглотитель. Она задалась вопросом, как выглядела бы жидкость из облачных капель, если бы её собрали в лаборатории. Спачек пояснил: модель проверяет, что произошло бы с облачным материалом в кювете и спектрометре. Разница между видом облака и собранным веществом важна. Мельчайшие частицы сильно рассеивают свет, поэтому облако кажется ярче самого материала. Пример — сигаретный дым: белый из-за рассеяния, а при сборе даёт тёмный смолистый материал. Распределение частиц по размерам в облаках Венеры похоже на дым, поэтому бледный вид может скрывать сильное поглощение.
Чтобы найти нужную силу поглощения, наблюдения объединили с моделью переноса излучения. Она учитывала многократное рассеяние и поглощение света каплями и молекулами атмосферы. Йен Джо Ли отметила: яркость из космоса нельзя напрямую сравнивать с поглощением объёмной жидкости. Затем расчёты перевели в лабораторный коэффициент поглощения. В диапазоне 365–455 нанометров требования оказались особенно жёсткими. На 375 нанометрах десятичный коэффициент достиг около 1278 обратных сантиметров. Значит, неизвестный поглотитель должен либо очень эффективно поглощать свет, либо иметь очень высокую концентрацию, либо сочетать эти свойства.
Одна из возможностей — сопряжённые органические соединения, углеродсодержащие молекулы с сильным поглощением. Слово «органический» здесь указывает на углерод, а не на биологическое происхождение. Чтобы объяснить смоделированный эффект, молекулы с эффективностью порфириноидных пигментов должны были бы присутствовать в концентрации около 10 граммов на литр. При этом авторы не утверждают, что в облаках Венеры есть хлорофилл, гем или конкретный биологический пигмент. Простые органические соединения в концентрированной серной кислоте образуют тёмные смолистые смеси. Они поглощают широко в видимом спектре и выглядят коричневыми или чёрными, что не совпадает с резким падением поглощения между 365 и 455 нанометрами. Спачек отметил: если свет поглощает сопряжённое органическое вещество, профиль согласуется с химически определённым поглотителем, сопротивляющимся превращению в смолу.
Неорганические версии тоже встречают препятствие. Пол Б. Риммер из Кембриджского университета указал, что многие предложенные неорганические кандидаты должны были бы иметь очень высокие концентрации.
Результаты не доказывают жизнь в облаках Венеры и не подтверждают органическую природу поглотителя. Они задают количественные требования к любому объяснению: эффективность поглощения, концентрация, расположение в атмосфере и совместимость с реалистичным распределением частиц по размерам. Эти условия можно проверять в лаборатории и при измерениях внутри облаков. Инициатива Morning Star Missions to Venus ищет способы прямого изучения химии венерианских облаков. Прибор Autofluorescence Nephelometer предназначен для поиска флуоресценции облачных частиц, которую связывают с органическими молекулами. Его запланировали для миссии Rocket Lab к Венере. Учёные пока не знают, что создаёт ультрафиолетовые отметки, но получили более чёткие ограничения для материала, отвечающего за них.
