Каквото и да са забелязали астрономите при краткото наблюдение на Венера през 2010 г., то изобщо не би трябвало да бъде там.
В една необичайно ясна вечер експериментален инструмент бил насочен случайно към планетата и само за 36 минути регистрирал в атмосферата ѝ явление, което никога дотогава не било наблюдавано.
Огромни концентрични пръстени обхващали голяма част от осветената страна на Венера. При обикновено наблюдение те оставали напълно невидими и можели да бъдат различени единствено в поляризирана светлина – сякаш планетата вибрира като камбана.
През следващите няколко години учените се опитвали да докажат, че наблюдението е погрешно. Нито една от извършените проверки обаче не успяла да опровергае регистрирания сигнал.
Сега изследователите публикуват резултатите си с надеждата, че и други учени ще се включат в търсенето на обяснение.
„Доста обезсърчаващо е да разполагаш с потенциално уникални наблюдения, които не могат да бъдат потвърдени“, казва пред ScienceAlert атмосферният физик Гурав Махапатра (Gourav Mahapatra) от Техническия университет в Делфт, Нидерландия, водещ автор на изследването.
„В крайна сметка стигнахме до заключението, че правилният научен подход не е да чакаме, докато по някакъв начин успеем да докажем своята интерпретация чрез набор от данни, който не може да бъде възпроизведен. Решихме да публикуваме точно това, с което разполагаме, да опишем пределно ясно ограниченията, да покажем, че атмосферното обяснение е физически правдоподобно, и да дадем възможност на по-широката научна общност да го провери.“
Цялата светлина, отразена от Венера (вляво), в сравнение само с поляризираната светлина (вдясно). Източник: Mahapatra et al., Planet. Sci. J., 2026
Експериментален инструмент и 36 минути наблюдения
Необичайните данни са събрани с експериментален инструмент, наречен Extreme Polarimeter – ExPo. Той е проектиран от експерименталния астрофизик Михил Роденхойс (Michiel Rodenhuis) по време на докторантурата му в Астрономическия институт в Утрехт и е монтиран на телескопа „Уилям Хершел“ на Канарските острови.
За разлика от обикновените камери, ExPo регистрирал линейно поляризираната светлина, като същевременно потискал обикновената, неполяризирана светлина. Когато се разсейва от газ и прах, светлината може да придобие линейна поляризация. Благодарение на това инструментът успявал да разкрива фини особености в атмосферата, които иначе биха останали скрити.
Една вечер през 2010 г., докато чакал небето да потъмнее достатъчно за планираните наблюдения, Роденхойс забелязал ярко сияещата в сумрака Венера. След кратък разговор с колежката си Дафне Стам (Daphne Stam) от Лайденската обсерватория той насочил инструмента към планетата и събрал 36 безценни минути наблюдения.
Едва няколко месеца по-късно – дълго след като инструментът бил разглобен, а компонентите му използвани за други цели – учените забелязали нещо необичайно в данните от Венера.
В симулациите на радиационния пренос се появяват пръстени (вляво), които се размиват (вдясно), когато светлината премине през земната атмосфера. Източник: Mahapatra et al., Planet. Sci. J., 2026
„Първоначално смятахме, че причината е в самия инструмент, особено защото пръстените изглеждаха концентрично разположени около най-ярката област на планетата. Възможно беше да са резултат от цифровизирането на данните в детектора или от някакво размазване на сигнала“, обяснява Махапатра.
Изследователите направили първи опит да разгадаят произхода на сигнала. Макар да не успели да го обяснят като дефект или страничен ефект на инструмента, те все още смятали, че доказателствата са твърде ограничени, за да позволят надеждна физична интерпретация.
Вълна, обхващаща цялата планета
Когато през 2017 г. Махапатра започнал собствената си докторантура, ситуацията вече била различна. Стам била формулирала работна хипотеза за произхода на пръстените, а японската сонда за изследване на Венера „Акацуки“ била наблюдавала в атмосферата ѝ вълна, простираща се от единия полюс до другия. Това показало, че на планетата могат да възникват атмосферни вълни с глобален мащаб.
Махапатра решил да провери хипотезата с помощта на компютърни симулации. Той изследвал дали малки промени в плътността на горните слоеве на атмосферата на Венера, предизвикани от атмосферни гравитационни вълни, могат да породят загадъчния сигнал.
Симулациите показали, че това е напълно възможно.
Поляризираната светлина, наблюдавана през шест различни филтъра. Източник: Mahapatra et al., Planet. Sci. J., 2026
Екипът установил, че реалистични промени в плътността от 5 до 10 процента действително могат да създадат поляризационни пръстени, сходни с наблюдаваните през 2010 г.
Тъй като резултатът се основава само на едно наблюдение, което все още не е повторено, е твърде рано да се твърди, че пръстените със сигурност съществуват. Ако обаче бъдат потвърдени, те биха открили напълно нова възможност за изследване на Венера.
„Ако наблюдението бъде потвърдено, според мен най-важният резултат ще бъде доказателството, че мащабната вълнова активност може да създава устойчиви и взаимносвързани структури в плътността, обхващащи огромни области от горната атмосфера на Венера“, казва Махапатра.
„Това е вълнуващо, защото тези вълни пренасят енергия през цялата планета. Подобни процеси може да се окажат важни за разгадаването на една от отдавнашните загадки на Венера – атмосферната суперротация, при която облаците обикалят планетата много по-бързо, отколкото се върти самата тя.“
Как атмосферните вълни пренасят енергия
Атмосферните вълни сами по себе си не са необичайно явление. Подобно на кръговете, които се разпространяват по повърхността на езеро, различни смущения могат да преминават през атмосферата на една планета, като последователно сгъстяват и разреждат газовете.
На Земята въздействието на атмосферните гравитационни вълни понякога може да бъде забелязано в облаците.
На Венера тези вълни могат да се простират на хиляди километри и да пренасят енергия и импулс между различните слоеве на атмосферата.
Учените предполагат, че те играят съществена роля за поддържането на необичайната атмосферна суперротация на Венера. При нея ветрове със силата на ураган обикалят цялата планета само за четири земни дни, въпреки че на самата Венера са необходими 243 земни дни, за да извърши едно пълно завъртане около оста си.
Посоката и степента на поляризацията са показани чрез ориентацията и дължината на червените линии. Източник: Mahapatra et al., Planet. Sci. J., 2026
Пръстените, описани от Махапатра и колегите му, не са самите атмосферни вълни. Те представляват поляризационния отпечатък, оставен от малките промени в плътността, които възникват, докато вълните преминават през гъстата атмосфера на Венера.
„Не разглеждаме наблюденията си като доказателство за напълно непознат вид атмосферна физика. По-скоро те може да представляват нов начин за наблюдение на атмосферни процеси, за които вече разполагаме с интригуващи свидетелства от измерванията на космически апарати“, казва Махапатра.
„Атмосферата на Венера наистина е много различна от земната – тя е значително по-плътна и по-гореща, има различен химичен състав и съдържа облаци от сярна киселина. По-доброто разбиране на Венера обаче ни помага да разберем по-добре и Земята, тъй като основните физични процеси са едни и същи.
„Венера ни позволява да проверяваме и усъвършенстваме фундаменталните си познания за атмосферите, включително за земната.“
Какво поражда загадъчните пръстени
Все още не е ясно какво точно предизвиква вълните. Според моделите на екипа те вероятно възникват известно време след местния пладне. Това подсказва, че може да са свързани с начина, по който атмосферата на Венера реагира на слънчевото нагряване, докато енергията се пренася през плътните облачни слоеве.
Изясняването на този механизъм вероятно ще бъде задача на бъдещи изследвания. Засега основният въпрос остава дали регистрираният през 2010 г. сигнал е бил реален.
ExPo отдавна не съществува, но инструментът показал, че подобно наблюдение е възможно със съвременните технологии. Следващата стъпка е към Венера да бъдат насочени поляриметри от ново поколение.
„По принцип тези пръстени могат да бъдат наблюдавани и с телескоп от Земята. След 2010 г. на различни телескопи бяха монтирани нови поляриметри. Възможно е да има и инструменти, за които не знаем, тъй като са експериментални, какъвто беше и ExPo“, казва Махапатра.
„Надяваме се нашата публикация да вдъхнови и други учени да наблюдават Венера, да потърсят тези пръстени и да успеят да ги регистрират при нови наблюдения.“
Пълният текст на изследването е публикуван в The Planetary Science Journal.
Източник: Science Alert; превод и редакция: Владимир Тодоров
