Впервые атомы кислорода были обнаружены в дневной атмосфере Венеры, не будучи частью более крупных молекул. Хотя кислород ранее наблюдался на ночной стороне Венеры, то же исследование показало, что он распространен гораздо шире, чем наблюдалось ранее.

Полученные результаты считаются шагом на пути к будущим миссиям на Венеру, которые сейчас все чаще фигурируют в повестке дня космических агентств.

Ученые не сомневаются, что в атмосфере Венеры есть кислород. Поскольку кислород является третьим по распространенности элементом во Вселенной, можно с уверенностью предсказать его присутствие там еще до того, как к планете прилетел первый космический аппарат для исследования.

Когда космические миссии исследовали Венеру с близкого расстояния, они обнаружили атмосферу, наполненную углекислым газом и окисью углерода (CO2 и CO), названия которых ясно показывают вклад кислорода (О).

Однако кислород является чрезвычайно активным элементом, поэтому на планетах он обычно связывается с другими элементами в коре или атмосфере. Следовательно, наличие атомарного кислорода далеко не данность.

Тем не менее, наблюдения за атмосферой Венеры с помощью спутника «Венера-Экспресс» ранее показали, что на ее ночной стороне присутствует некоторое количество атомарного кислорода. Недавно опубликованные наблюдения не только показывают, что кислород гораздо более распространен, но и дают некоторое представление о процессах, которые его создают и распределяют.

Профессор Хайнц-Вильгельм Хюберс из Немецкого аэрокосмического центра и его коллеги использовали Стратосферную обсерваторию инфракрасной астрономии (SOFIA) для поиска кислорода в верхних слоях атмосферы Венеры в 17 местах и ​​нашли его во всех из них.

Кислород образуется под действием солнечного света, который расщепляет молекулы CO2 и CO. Мощные венерианские ветры уносят атомы на ночную сторону планеты, где они объединяются в молекулярный кислород (O2, как в нашей атмосфере), прежде чем вступить в реакцию с другими элементами.

Несмотря на это перераспределение, плотность кислорода на дневной стороне в пять раз выше, чем на ночной.

По мнению ученых, атомарного кислорода достаточно, чтобы играть важную роль в атмосфере. Когда атом кислорода сталкивается с молекулой углекислого газа, он передает молекуле энергию, которая затем излучается на расстоянии 15 микрометров. Это основной метод охлаждения верхних слоев атмосферы Венеры; без этого процесса самая горячая планета Солнечной системы была бы еще жарче.

Атомарный кислород сконцентрирован на высоте около 100 километров над поверхностью Венеры. Атмосфера Земли настолько тонка в этой точке, что ее часто используют в качестве границы, где, как полагают, начинается космос, но атмосфера Венеры на всем пути вверх намного толще.

Самые высокие концентрации находятся между двумя доминирующими моделями атмосферной циркуляции, одна из которых наблюдается на высоте ниже 70 километров, а другая — выше 120 километров. Венера вращается так медленно – ее день длиннее года – что ее высотные ветры движутся быстрее, чем происходит вращение планеты.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.