Венера е много подобна на Земята по някои характеристики. Тези две планети обаче също имат значителни разлики поради особеностите на формирането и еволюцията на всяка от тях и учените идентифицират все повече такива характеристики. Тук ще разгледаме по-подробно една от отличителните черти - специалната природа на магнитното поле на Венера, но първо ще се обърнем към общите характеристики на планетата и някои хипотези, засягащи въпросите на нейната еволюция.
Венера в слънчевата система
Венера е втората най-близка планета до Слънцето, съседка на Меркурий и Земята. В сравнение с нашето светило, то се движи по почти кръгова орбита (ексцентриситетът на орбитата на Венера е по-малък от този на Земята) на средно разстояние от 108,2 милиона км. Трябва да се отбележи, че ексцентриситетът е променлива стойност и в далечното минало можеше да бъде различен поради гравитационните взаимодействия на планетата с други тела на Слънчевата система.
Венера няма естествени спътници. Има хипотези, според които някога планетата е имала голям спътник, който впоследствие е унищожен от действието на приливни сили илизагубен.
Някои учени смятат, че Венера е претърпяла допирателен сблъсък с Меркурий, което е накарало последния да бъде изхвърлен в по-ниска орбита. Венера промени естеството на въртене. Известно е, че планетата се върти изключително бавно (както и Меркурий, между другото) - с период от около 243 земни дни. Освен това посоката на нейното въртене е противоположна на тази на другите планети. Може да се каже, че се върти, сякаш се обръща с главата надолу.
Основни физически характеристики на Венера
Заедно с Марс, Земята и Меркурий, Венера принадлежи към земните планети, тоест тя е сравнително малко скалисто тяло с преобладаващо силикатен състав. Той е подобен на Земята по размер (диаметър 94,9% от земята) и маса (81,5% от земята). Скоростта на бягство на повърхността на планетата е 10,36 km/s (на Земята е приблизително 11,19 km/s).
От всички земни планети Венера има най-гъста атмосфера. Налягането върху повърхността надвишава 90 атмосфери, средната температура е около 470 °C.
На въпроса дали Венера има магнитно поле, има следния отговор: планетата практически няма собствено поле, но поради взаимодействието на слънчевия вятър с атмосферата, "фалшиво", индуцирано поле възниква.
Малко за геологията на Венера
Огромната част от повърхността на планетата е образувана от продукти на базалтов вулканизъм и е комбинация от лавови полета, стратовулкани, щит вулкани и други вулканични структури. Открити са няколко ударни кратера ина базата на преброяването на техния брой се стигна до заключението, че повърхността на Венера не може да бъде по-стара от половин милиард години. Няма признаци на тектоника на плочите на планетата.
На Земята тектониката на плочите, заедно с процесите на мантийна конвекция, е основният механизъм за пренос на топлина, но това изисква достатъчно количество вода. Трябва да се мисли, че на Венера поради липса на вода тектониката на плочите или е спряла на ранен етап, или изобщо не се е състояла. Така че планетата може да се отърве от излишната вътрешна топлина само чрез глобалното доставяне на прегрята материя на мантия на повърхността, вероятно с пълното унищожаване на земната кора.
Точно такова събитие би могло да се случи преди около 500 милиона години. Възможно е той да не е бил единственият в историята на Венера.
Ядрото и магнитното поле на Венера
На Земята глобалното геомагнитно поле се генерира поради динамо ефекта, създаден от специалната структура на ядрото. Външният слой на ядрото е разтопен и се характеризира с наличието на конвективни токове, които заедно с бързото въртене на Земята създават доста мощно магнитно поле. В допълнение, конвекцията допринася за активен пренос на топлина от вътрешната твърда сърцевина, която съдържа много тежки, включително радиоактивни елементи, основният източник на отопление.
Очевидно в съседката на нашата планета целият този механизъм не работи поради липсата на конвекция в течното външно ядро - ето защо Венера няма магнитно поле.
Защо Венера и Земята са толкова различни?
Причините за сериозната структурна разлика между две планети, сходни по физически характеристики, все още не са напълно ясни. Според един наскоро построен модел, вътрешната структура на скалистите планети се формира на слоеве с увеличаване на масата, а твърдата стратификация на ядрото предотвратява конвекцията. На Земята многослойното ядро, вероятно, е било унищожено в зората на своята история в резултат на сблъсък с доста голям обект - Тея. Освен това появата на Луната се счита за резултат от този сблъсък. Приливният ефект на голям спътник върху мантията и ядрото на Земята също може да играе значителна роля в конвективните процеси.
Друга хипотеза предполага, че Венера първоначално е имала магнитно поле, но планетата го е загубила поради тектонска катастрофа или серия от катастрофи, споменати по-горе. Освен това, при отсъствието на магнитно поле, много изследователи "обвиняват" твърде бавното въртене на Венера и малката прецесия на оста на въртене.
Характеристики на атмосферата на Венера
Венера има изключително плътна атмосфера, състояща се предимно от въглероден диоксид с малка примес на азот, серен диоксид, аргон и някои други газове. Такава атмосфера служи като източник на необратим парников ефект, предотвратявайки по какъвто и да е начин повърхността на планетата да се охлажда. Може би гореописаният "катастрофален" тектонски режим на нейната вътрешност също е отговорен за състоянието на атмосферата на "сутрешната звезда".
Най-голямата част от газовата обвивкаВенера е затворена в долния слой - тропосферата, простираща се до височини от около 50 км. Отгоре е тропопаузата, а над нея е мезосферата. Горната граница на облаците, състояща се от серен диоксид и капчици сярна киселина, се намира на височина 60–70 km.
В горните слоеве на атмосферата газът е силно йонизиран от слънчевата ултравиолетова радиация. Този слой от разредена плазма се нарича йоносфера. На Венера се намира на височини от 120–250 км.
Индуцирана магнитосфера
Взаимодействието на заредените частици на слънчевия вятър и плазмата на горните слоеве на атмосферата определя дали Венера има магнитно поле. Силовите линии на магнитното поле, носени от слънчевия вятър, се огъват около йоносферата на Венера и образуват структура, наречена индуцирана (индуцирана) магнитосфера.
Тази структура има следните елементи:
- Ударна вълна от лък, разположена на височина около една трета от радиуса на планетата. В пика на слънчевата активност районът, където слънчевият вятър среща йонизирания слой на атмосферата, е много по-близо до повърхността на Венера.
- Магнатен слой.
- Магнетопаузата всъщност е границата на магнитосферата, разположена на височина от около 300 км.
- Опашката на магнитосферата, където разтегнатите линии на магнитното поле на слънчевия вятър се изправят. Дължината на магнитосферната опашка на Венера е от един до няколко десетки планетарни радиуси.
Опашката се характеризира със специална активност - процесите на магнитно повторно свързване, водещи до ускоряване на заредените частици. В полярните региони в резултат на повторно свързване могат да се образуват магнитни снопове,подобно на земята. На нашата планета повторното свързване на линиите на магнитното поле е в основата на феномена на полярните сияния.
Тоест Венера има магнитно поле, образувано не от вътрешни процеси в недрата на планетата, а от влиянието на Слънцето върху атмосферата. Това поле е много слабо – неговата интензивност е средно хиляда пъти по-слаба от тази на геомагнитното поле на Земята, но играе определена роля в процесите, протичащи в горните слоеве на атмосферата.
Манитосферата и стабилността на газовата обвивка на планетата
Манитосферата предпазва повърхността на планетата от въздействието на енергийно заредени частици на слънчевия вятър. Смята се, че наличието на достатъчно мощна магнитосфера е направило възможно появата и развитието на живота на Земята. В допълнение, магнитната бариера до известна степен предотвратява издухването на атмосферата от слънчевия вятър.
Йонизиращият ултравиолетов също прониква в атмосферата, което не се забавя от магнитното поле. От една страна, поради това възниква йоносферата и се образува магнитен екран. Но йонизираните атоми могат да напуснат атмосферата, като влязат в магнитната опашка и се ускорят там. Това явление се нарича бягство на йони. Ако скоростта, придобита от йоните, надвиши скоростта на излизане, планетата бързо губи своята газова обвивка. Такова явление се наблюдава на Марс, който се характеризира със слаба гравитация и съответно ниска скорост на бягство.
Венера, с по-силната си гравитация, задържа йоните на атмосферата си по-ефективно, както им е необходимонаберете повече скорост, за да напуснете планетата. Индуцираното магнитно поле на планетата Венера не е достатъчно мощно, за да ускори значително йоните. Следователно загубата на атмосфера тук не е толкова значителна, колкото на Марс, въпреки факта, че интензитетът на ултравиолетовото лъчение е много по-висок поради близостта до Слънцето.
По този начин индуцираното магнитно поле на Венера е един пример за сложното взаимодействие на горните слоеве на атмосферата с различни видове слънчева радиация. Заедно с гравитационното поле, той е фактор за стабилността на газообразната обвивка на планетата.
