Dodano: 10 lutego 2022r.

Sonda Parker Solar Probe rejestruje pierwsze obrazy powierzchni Wenus w świetle widzialnym

Należąca do NASA sonda Parker Solar Probe wykonała pierwsze zdjęcia powierzchni Wenus w świetle widzialnym. Powierzchnia drugiej planety od Słońca spowita jest zazwyczaj gęstymi chmurami. Jednak podczas dwóch ostatnich przelotów sonda wykorzystała instrument Wide-Field Imager do zobrazowania powierzchni Wenus. Dzięki niemu naukowcy byli w stanie zajrzeć pod gęstą atmosferę planety, odkrywając wyżyny, płaskowyże, równiny i inne cechy geologiczne bliźniaczki Ziemi.

Sonda Parker Solar Probe rejestruje pierwsze obrazy powierzchni Wenus w świetle widzialnym

 

Wideo powstałe z połączonych fotografii wykonanych przez sondę Parker Solar Probe, ujawnia promieniującą przez całun toksycznych chmur słabą poświatę z powierzchni, która pokazuje charakterystyczne cechy geologiczne, takie jak równiny czy płaskowyże.

- Jesteśmy zachwyceni dotychczasowymi odkryciami naukowymi sondy Parker Solar Probe – mówi Nicola Fox, dyrektor wydziału Heliofizyki w głównej siedzibie NASA. - Sonda nadal działa nadzwyczaj dobrze i jesteśmy podekscytowani, że te nowatorskie obserwacje wykonane podczas naszego manewru wspomagania grawitacyjnego mogą pomóc w postępie badań nad Wenus – dodaje badaczka.

Takie obrazy planety, często nazywanej bliźniczką Ziemi, mogą pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o geologii Wenus, występujących na niej minerałach, czy o ewolucji planety. To ważne dane, szczególnie biorąc pod uwagę podobieństwa do Ziemi. Być może przybliżą one naukowców do zrozumienia, dlaczego Wenus stała się tak niegościnna, podczas gdy na naszej planecie kwitnie życie.

- Wenus jest trzecim najjaśniejszym obiektem na niebie, ale do niedawna nie mieliśmy zbyt wielu informacji na temat tego, jak wygląda jej powierzchnia. Obserwacje blokuje zbyt gęsta atmosfera – tłumaczy Brian Wood, główny autor nowego badania i fizyk z Naval Research Laboratory w Waszyngtonie. - Teraz wreszcie po raz pierwszy widzimy jej powierzchnię w widzialnych długościach fal – podkreśla.

Badania zostały opublikowane w „Geophysical Research Letters” (DOI: 10.1029/2021GL096302).

Nieoczekiwane możliwości

Pierwsze zdjęcia Wenus z wykorzystaniem Wide-Field Imager (WISPR) zostały wykonane w lipcu 2020 roku, gdy sonda Parker Solar Probe rozpoczynała swoją trzecią asystę grawitacyjną wokół Wenus. Głównym celem sondy są badania Słońca, ale wykorzystuje ona grawitację sąsiedniej planety do stopniowego zmniejszania orbity wokół naszej gwiazdy. Z kolei WISPR został zaprojektowany do badań atmosfery i wiatru słonecznego, jednak gdy nadarzyła się okazja, naukowcy użyli go do pomiaru prędkości chmur na Wenus.

Ale WISPR zarejestrował nie tylko chmury. Dostrzegł również powierzchnię planety. Obrazy były tak uderzające, że naukowcy włączyli kamery ponownie podczas czwartego przelotu sondy w lutym 2021 roku (łącznie podczas trwania misji Parker Solar Probe siedem razy skorzysta z asysty Wenus). Orbita statku kosmicznego ustawiła się idealnie, aby WISPR mógł w całości zobrazować nieoświetloną promieniami słonecznymi stronę Wenus. - Obrazy i wideo po prostu mnie powaliły – przyznaje Wood.

Lśniąca jak żelazo w kuźni

Chmury zasłaniają większość światła z powierzchni Wenus, ale fale światła o długościach znajdujących się blisko górnej granicy zakresu światła widzialnego, które sąsiadują z falami bliskiej podczerwieni, potrafią się przez nie przedostać. W wenusjański dzień to czerwone światło ginie pośród jasnych promieni słonecznych odbijających się od szczytów chmur Wenus, ale w ciemności nocy kamery WISPR były w stanie wychwycić tę słabą poświatę spowodowaną ciepłem emanującym z powierzchni.

- Powierzchnia Wenus, nawet po stronie nieoświetlonej, ma około 450 stopni Celsjusza – tłumaczy Wood. - Jest tam tak gorąco, że skały widocznie się żarzą, jak kawałek żelaza wyciągnięty z pieca w kuźni – dodaje badacz.

Przelatując obok Wenus, WISPR był w stanie sfotografować planetę w zakresie fal o długości od 470 do 800 nanometrów (światło widzialne ma zakres od 400 do 700). Część z tego światła to bliska podczerwień (zakres bliskiej podczerwieni to od 700 do 1000) - fale, których nie widzimy, ale odczuwamy jako ciepło - a część należy do zakresu widzialnego.

Wenus w nowym świetle

W 1975 roku lądownik Venera 9 przesłał pierwsze obrazy powierzchni Wenus. Od tego czasu badacze poznawali powierzchnię planety dzięki instrumentom radarowym oraz pracujących w zakresie światła podczerwonego, które mogą przebić się przez gęste chmury, wykorzystując długości fal światła niewidzialne dla ludzkiego oka. Misja Magellan dzięki radarom stworzyła pierwsze mapy Wenus w latach 90-tych. Z kolei sonda kosmiczna Akatsuki JAXA zebrała obrazy w podczerwieni po osiągnięciu orbity wokół Wenus w 2016 roku. Nowe obrazy sondy Parker Solar Probe poszerzają dotychczasową wiedzę badaczy.

Obrazy WISPR pokazują charakterystyczne cechy wenusjańskiej powierzchni, takie jak region kontynentalny Aphrodite Terra, płaskowyż Tellus Regio oraz równiny Aino Planitia. Ponieważ wyżej położone regiony są o około 40 stopni Celsjusza chłodniejsze niż obszary położone niżej, widać je jako ciemne plamy pośród jaśniejszych nizin. Cechy te można również dostrzec na wcześniejszych zdjęciach radarowych, takich jak te wykonane przez Magellana.

Nowe zdjęcia WISPR pomogą naukowcom lepiej zrozumieć geologię i skład mineralny Wenus, a nie tylko przyjrzeć się jej powierzchni. Pod wpływem ciepła materiały świecą w unikalnych długościach fal. Łącząc nowe obrazy z poprzednimi, naukowcy mają teraz szerszy zakres długości fal do badania, co może pomóc w określeniu, jakie minerały znajdują się na powierzchni planety. Takie techniki były już wcześniej wykorzystywane do badania powierzchni Księżyca.

Informacje te mogą również pomóc naukowcom w zrozumieniu ewolucji planety. Chociaż Wenus, Ziemia i Mars uformowały się w tym samym czasie, dziś bardzo się różnią. Atmosfera na Marsie stanowi ułamek ziemskiej, podczas gdy Wenus ma znacznie gęstszą. Naukowcy podejrzewają, że procesy wulkaniczne odegrały ważną rolę w tworzeniu się gęstej wenusjańskiej atmosfery, jednak potrzeba więcej danych, by dowiedzieć się, jak to mogło przebiegać. Nowe zdjęcia WISPR mogą dostarczyć wskazówek na temat tego, jak wulkany mogły wpłynąć na atmosferę planety.

Oprócz poświaty powierzchniowej, nowe zdjęcia ukazują jasny pierścień wokół krawędzi planety, spowodowany przez atomy tlenu w atmosferze. Ten rodzaj światła jest również obecny w atmosferze Ziemi i można go obserwować z kosmosu.

Nowa nauka

Chociaż głównym celem sondy Parker Solar Probe jest zbieranie danych o Słońcu, to przeloty obok Wenus dają możliwość uzyskania dodatkowych danych, których nie spodziewano się pozyskać w momencie rozpoczęcia misji.

WISPR zobrazował również orbitalny pierścień pyłowy Wenus, czyli tor mikroskopijnych cząsteczek, rozrzuconych w ślad za orbitą Wenus wokół Słońca. Instrument FIELDS dokonał bezpośrednich pomiarów fal radiowych w wenusjańskiej atmosferze, pomagając naukowcom zrozumieć, jak górna warstwa atmosfera planety zmienia się podczas 11-letniego cyklu aktywności Słońca.

W grudniu 2021 r. naukowcy opublikowali też nowe badania nad podobnym do komety ogonem plazmy wylatującym za Wenus, zwanym „promieniem ogonowym” („tail ray”). Analizy pokazały, że ten ogon rozciąga się prawie 8000 km od wenusjańskiej atmosfery. Być może jest on powodem „ucieczki” wody z Wenus, przez co planeta stała się tak sucha i niegościnna.

Podczas dwóch następnych przelotów obok Wenus sonda Parker nie będzie mogła sfotografować ciemnej strony planety, jednak badacze zamierzają wykorzystać inne instrumenty do zbierania danych. W listopadzie 2024 roku, podczas siódmego i ostatniego przelotu, sonda będzie miała ostatnią szansę na sfotografowanie powierzchni Wenus.

Przyszłość badań Wenus

Sonda Parker Solar Probe, zbudowana i obsługiwana przez Johns Hopkins Applied Physics Laboratory w Laurel, nie jest pierwszą misją, która zbiera dodatkowe dane podczas przelotów obok planet. Ostatnie sukcesy zainspirowały inne misje do włączenia swoich instrumentów podczas podobnych przelotów obok Wenus. Chodzi o misję ESA BepiColombo oraz wspólną misję ESA i NASA Solar Orbiter.

Ale w niedalekiej przyszłości więcej statków kosmicznych będzie badać Wenus. Część z nich dotrze tam pod koniec tej dekady. Misje NASA DAVINCI i VERITAS oraz misja ESA EnVision pomogą w uzyskaniu obrazów i próbek atmosfery Wenus, jak również w ponownym zbadaniu jej powierzchni w wyższej rozdzielczości przy użyciu fal podczerwonych. Wszystko po to, aby lepiej określić skład mineralny planety i zrozumieć jej geologiczną historię.

 

Źródło: NASA, fot. NASA/APL/NRL, Magellan Team/JPL/USGS