Загадки Венеры

Наша соседка в мировом пространстве — планета Венера является после Солнца и Луны самым ярким небесным светилом. В те периоды, когда блеск Венеры достигает максимума, она становится в тринадцать раз ярче Сириуса, и тогда предметы, освещенные Венерой, отбрасывают заметную тень. Вызывая восхищение своим необычайным блеском, Венера в то же время разочаровывает тех, кто смотрит на нее в телескоп.

Правда, в поле зрения телескопа виднеется узенький серпик, напоминающий крохотную Луну. Но, увы, при всех фазах Венеры ее видимая поверхность представляется равномерно белой с наблюдающимися иногда неясными сероватыми пятнами. Попытки составить карту поверхности Венеры, подобную, например, картам Марса или Луны, неизменно оканчивались неудачей. Сероватые пятна, виднеющиеся на Венере, не обнаруживают никаких признаков постоянства. Создать карту Венеры оказалось так же трудно, как, например, нарисовать карту земного неба с бегущими по нему облаками.

Фазы Венеры и ее внешний вид.

Венера окутана плотной облачной атмосферой. Подобно земным облакам, облака Венеры отражают значительную долю падающих на них солнечных лучей. Этим и объясняется как необычный блеск Венеры, так и: ее ярко-белая окраска.

Атмосфера Венеры действительно обширна и плотна. Она сильно рассеивает солнечные лучи, чем объясняется общеизвестное явление удлинения рогов Венеры. В те дни, когда Венера максимально сближается с Землей, становясь между нашей планетой и Солнцем, удается иногда наблюдать блестящий ободок вокруг почти полностью темного диска планеты. Это светится атмосфера Венеры, рассеивающая пронизывающие ее солнечные лучи.

Наличие атмосферы вокруг Венеры вполне естественно. Ведь наша небесная соседка по размерам и массе лишь немногим уступает Земле. Поперечник Венеры равен 12 600, у Земли — 13 670 километрам, а ее масса составляет 0,82 массы земного шара. Из количества вещества, образующего Землю, можно было бы «слепить» не только планету, равную Венере, но и, кроме того, еще около семнадцати шаров, по массе равных Луне.

Хорошо известно, чему равен год Венеры: эта планета обходит Солнце на расстоянии 108 миллионов километров за двести двадцать пять земных дней. Но о скорости вращения Венеры вокруг ее оси ничего определенного сказать нельзя. Виновата в этом атмосфера Венеры. Сквозь нее не видно ни одной детали, относящейся к твердой поверхности планеты, по смещению которой можно было бы определить продолжительность суток на Венере.

Не помог в этом и спектральный анализ. При наблюдении краев диска Венеры никаких кажущихся смещений спектральных линий, вызываемых движением наблюдаемого объекта, не обнаружено. Учитывая точность современных спектральных приборов, можно отсюда сделать вывод, что продолжительность суток на Венере, во всяком случае, больше трех недель.

Одно время думали, что Венера, подобно Меркурию, постоянно обращена к Солнцу одной стороной, иначе говоря, что сутки на Венере равны ее году. Но такому выводу противоречат данные о температуре на дневном и ночном полушариях Венеры.

По детальным измерениям, выполненным на обсерватории Маунт-Вильсон (США), оказалось, что и днем и ночью верхние, слои атмосферы Венеры имеют почти одинаковую температуру, близкую к плюс 40 градусам по Цельсию. Это сглаживание ночных и дневных температур может быть вызвано только сравнительно быстрым вращением Венеры вокруг оси, при котором теплоотдача, уравновешиваясь с поглощением тепла, обеспечивает тем самым некоторый постоянный температурный режим.

Пепельный свет Венеры.

Продолжительность суток на Венере является первой ее загадкой.

До 1927 года Венера считалась двойником Земли. Полагали, что за облачным покровом Венеры на ее поверхности скрыт какой-то органический мир, а окружающая планету атмосфера во всем похожа на воздушную оболочку Земли. Но в 1927 году наступило первое разочарование. С помощью 100-дюймового телескопа обсерватории Маунт-Вильсон астроном Росс получил серию снимков Венеры сквозь различные светофильтры. Росс ожидал, что неясные серые пятна в атмосфере Венеры будут лучше всего видны в желтых, красных и инфракрасных лучах. Ведь именно такие светофильтры и употребляют фотографы для съемки далеких земных пейзажей.

Результат, однако, оказался неожиданным. На снимках в инфракрасных лучах Венера выглядела совершенно так же, как и при наблюдениях без светофильтра. Зато снимки в ультрафиолетовых лучах резко выделялись невидимыми глазом темными и светлыми пятнами изменчивых очертаний. Несомненно, это были какие-то атмосферные образования, причем, по мнению Росса, белые пятна представляют собой облака, а разделяющие их темные пятна — прорывы в облаках. Правда, в эти прорывы виднелись лишь нижние слои более темных облаков, а загадочная поверхность Венеры по-прежнему оставалась закрытой.

Росс надеялся пробиться сквозь облачный океан Венеры с помощью инфракрасных лучей, но неожиданно гораздо лучшим «буром» оказался ультрафиолетовый светофильтр. Значит, атмосфера Венеры по своим свойствам сильно отличается от атмосферы Земли.

Окружающий нас воздух подчиняется так называемому закону Рэлея — наиболее интенсивно он рассеивает синие и фиолетовые лучи. В атмосфере Венеры закон Рэлея не действует. Это означает, что солнечные лучи рассеиваются в ней иначе, чем на Земле.

За тридцать с лишком лет, прошедших с момента описанного открытия, ряд астрономов пытался разобраться в оптических свойствах атмосферы Венеры. Особенно подробные исследования были проведены советскими астрономами профессорами Η. П. Барабашовым и В. В. Соболевым. Общий вывод из этих работ таков: рассеяние света в атмосфере Венеры производится множеством сравнительно крупных твердых частиц, то есть какой-то пылью неизвестной природы. Удивительно, что эти данные относятся к самым верхним слоям атмосферы Венеры, которые, таким образом, в отличие от соответствующих слоев земной атмосферы оказались сильно запыленными.

Спектральный анализ, примененный к атмосфере Венеры, внес пока мало ясности в решение ее загадок. Ведь солнечные лучи, отражаясь от сплошного облачного покрова Венеры, позволяют узнать состав только самых верхних слоев ее атмосферы. Природа же нижних ее слоев и тем более поверхности Венеры остается неизвестной. И все-таки изучение спектра Венеры привело к важным открытиям.

Еще в 1932 году было установлено, что атмосфера Венеры исключительно богата углекислым газом. Только в верхних ее слоях этого газа почти в четыреста раз больше, чем во всей земной атмосфере. Зато, несмотря на неоднократные попытки, ни кислорода, ни водяного пара обнаружено не было. В полученных до сих иор спектрограммах нет ни малейших следов присутствия этих газов.

В 1953 году на Крымской астрофизической обсерватории астроном Н. А. Козырев получил высококачественные снимки спектра Венеры, на которых удалось рассмотреть полосы, принадлежащие ионизированному азоту.

Огромное количество углекислоты, азот при практически полном отсутствии водяных паров и кислорода — вот, собственно, все, что нам известно о составе атмосферы Венеры.

Как же тогда объяснить необычную облачность этой атмосферы? Можно ли при тех неожиданных выводах, к которым привел спектральный анализ, считать облака Венеры скоплением мельчайших водяных капелек, как и земные облака?

Мнения астрономов здесь разделяются. Английский астроном Вильдт считает, что облака Венеры состоят не из капелек воды, а из кристалликов формальдегида, образующегося при соединении под действием ультрафиолетовых лучей углекислого газа и водяных паров.

Чистый газообразный формальдегид бесцветен. Однако при добавлении к нему даже небольших примесей воды мгновенно возникают блестящие облака. Составляющие их молекулы образуют капли обычной пластмассы.

Мы привыкли к пластмассовым изделиям, мы ценим их высокие качества, но, право же, трудно представить себе пластмассовые дожди, превратившие за миллионы лет поверхность Венеры в сплошную пластмассовую корку!

В научно-фантастическом романе польского писателя Станислава Лема «Астронавты», изданном на русском языке в 1957 году, увлекательно описывается путешествие на Венеру.

Прибыв на соседнюю планету, отважные астронавты убеждаются, что гипотеза Вильдта соответствует действительности- глазам предстает необычный пластмассовый мир!

К сожалению, выводы Вильдта далеко не бесспорны. Во-первых, в процессе образования формальдегида должен выделяться свободный кислород (С02 + Н20 = СН2 + 30). Почему же, в таком случае, в спектре Венеры отсутствуют линии этого газа?

Во-вторых, никаких следов водяных паров, столь необходимых для образования формальдегида, также не обнаружено.

В-третьих, наконец, ни в одном из полученных до сих пор спектров Венеры нет и следов формальдегида, который, если верить Вильдту, должен быть основной составляющей частью атмосферы Венеры.

Последнее обстоятельство Вильдт объясняет тем, что при сравнительно низкой температуре верхних слоев атмосферы Венеры формальдегид очень плохо испаряется и потому не может быть найден. Однако два первых возражения полностью сохраняют свою силу.

В 1956 году французский астроном Довилье опубликовал работу, в которой пытается доказать, что облака Венеры состоят из нитрита аммония (NH4NО2), который возникает под действием электрических разрядов при соединении азота и воды (Ν2 + 2Н20 = NH4N02). Однако если считать возможными грозовые явления в атмосфере Венеры, то возникают сомнения, откуда могут браться пары воды, наличие которых на Венере спектральный анализ упорно отрицает.

Многим астрономам «химические» облака, вроде облаков из формальдегида, кажутся чем-то настолько противоестественным, что они пытаются все же снова вернуться к гипотезе обычных, водяных облаков.

В спектре Венеры нет следов водяных паров — с этим фактом трудно спорить. Но, с другой стороны, еще в двадцатых годах текущего века французский астроном Лио заметил, что отражательные свойства облаков Венеры (точнее говоря, так называемая поляризация ими солнечного света) весьма сходны с такими же свойствами земных облаков. Основываясь на этом, американские астрономы Уиппл и Мензел в 1952 году выступили с гипотезой, что поверхность Венеры сплошь покрыта водным океаном. Действительно, если облака Венеры состоят из водяных капелек, а на ее поверхности имеются и суша и океаны, то в таком случае влажные горные породы, соприкасающиеся с атмосферой, поглотили бы из нее практически весь углекислый газ. Между тем факты говорят об обратном — углекислоты в атмосфере Венеры очень много. Отсюда Уиппл и Мензел приходят к заключению, что на поверхности Венеры нет ни малейшего клочка суши. Густые серые тучи, никогда не пропускающие прямые солнечные лучи, несутся над, в буквальном смысле слова, безбрежным сплошным океаном.

Слабость этой гипотезы очевидна. Она держится на произвольном допущении, что на Венере есть вода. Между тем при полном отсутствии воды углекислый газ так же сохранится в атмосфере, как и при сплошном водном океане.

Сплошная суша или сплошной океан одинаково хорошо объясняют обилие углекислоты в атмосфере Венеры. Но так как в ее спектре нет следов водяных паров, то скорее следует отдать предпочтение «сухой» гипотезе.

Убедившись в бесплодности попыток пробиться сквозь облачный слой Венеры, астрономы исследуют распределение яркости по видимому диску планеты. Много подобных наблюдений было проведено на Харьковской обсерватории Η. П. Барабашовым и его сотрудниками.

При наблюдениях Венеры через красные и желтые светофильтры неожиданно выяснился один интересный факт. Оказывается, максимум яркости приходится на те участки диска Венеры, для которых угол отражения солнечных лучей равен углу их падения. Иначе говоря, здесь по-видимому, проявился зеркальный эффект поверхности Венеры, так как газовая атмосфера зеркальными свойствами обладать не может. Значит, на поверхности Венеры есть какие-то оранжевые или красноватые пред меты, которые сравнительно сильно отражают солнечные лучи. Что же это за предметы?

Известный советский исследователь планет Г. А. Тихов полагал, что на Венере существует богатый растительный мир. Однако оптические свойства растений Венеры должны сильно отличаться от оптических свойств растений Земли. На поверхности Венеры очень жарко — температура там, вероятно, близка к 50–60 градусам по Цельсию. Близость Венеры к Солнцу, густой облачный покров, играющий роль одеяла, создают на ее поверхности, по мнению Г. А. Тихова, оранжерейный климат. Поэтому растения Венеры должны иметь не зеленую, а оранжевую и красноватую окраску. Благодаря этому они отражают оранжевые и красные лучи, несущие им совершенно излишний избыток тепла. Кстати сказать, подобную окраску имеют некоторые водоросли, живущие в горячих земных источниках.

Красные леса, оранжевые луга — что, казалось бы, может быть более фантастичным! Однако открытие, сделанное на Харьковской обсерватории, заставляет с полной серьезностью отнестись к гипотезе Г. А. Тихова. Быть может, сквозь облачную мутную атмосферу Венеры мы действительно уловили лучи, отраженные ее оранжевокрасными растениями.

Обилие гипотез всегда является признаком недостатка достоверных знаний. В самом деле, как противоречивы картины соседнего мира, рисуемые современными астрономами! Пластмассовая планета с океанами, материками и даже облаками из этого столь прозаичного в земной обстановке материала, или мир, иллюстрирующий библейскую легенду о всемирном потопе, или, наконец, почти экзотический «рай» с оранжево-красными пейзажами. Какая из всех этих картин соответствует действительности?

За облачным покровом Венеры скрыт таинственный мир, загадки которого еще далеки от разрешения.

Что они будут раскрыты, в этом нет сомнения. Ведь некоторые из загадок Венеры ныне успешно решены.

Такова, например, история изучения пепельного света Венеры. В современные телескопы сравнительно легко обнаружить это странное свечение неосвещенной части диска Венеры, напоминающее пепельный свет Луны. Но последнее явление давно объяснено. Пепельный свет Луны вызывается Землей, освещающей эту часть лунной поверхности.

Что же освещает поверхность Венеры? Ведь Венера не имеет спутников, и попытки их обнаружить всегда кончались неудачей. Значит, пепельный свет Венеры должен иметь иную природу.

В прошлом веке не было недостатка в гипотезах, пытающихся объяснить этот факт. Некоторые даже считали, что пепельный свет — это иллюминация, которую устраивают разумные обитатели Венеры.

Однако нет необходимости прибегать к помощи «венериан». Перед нами, по-видимому, свечение верхних слоев атмосферы Венеры, вполне похожее на знакомые нам полярные сияния. Венера ближе к Солнцу, чем Земля, а потому и воздействие Солнца на ее атмосферу более значительно. Яркость ночного неба Венеры должна в десятки раз превышать яркость ночного неба Земли. Не исключено, что это холодное свечение атмосферных газов мы и наблюдаем с расстояния в сотни миллионов километров.

И все-таки Венера — мир загадок. Некоторые наблюдали на ее диске подобие полярной шапки, образующее выступ на краю диска. Но как может быть видна полярная шапка сквозь непроницаемо густую атмосферу? Другие уверяли, что им удалось рассмотреть какие-то устойчивые детали на твердой поверхности Венеры. Наконец, совсем недавно, 27 мая 1954 года, один английский астроном наблюдал вблизи северного рога Венеры звездоподобную точку, сравнительно быстро перемещающуюся в западном направлении. Немного ранее, в апреле того же года, другой астроном увидел несколько световых вспышек на краю освещенной части Венеры.

Что можно сказать об этих фактах? Только одно: Венеру нужно изучать. Ее тайны должны быть раскрыты.