Venus

Venus es el segundo más alejado del Sol y el sexto planeta más grande del sistema solar , junto con Mercurio , la Tierra y Marte , perteneciente a la familia de los planetas terrestres . El nombre de la antigua diosa romana del amor Venus [7] . Según una serie de características, por ejemplo, en términos de masa y tamaño, Venus es considerada la "hermana" de la Tierra [8] . El año venusino tiene 224,7 días terrestres. Tiene el período de rotación alrededor de su eje más largo (alrededor de 243 días terrestres , en promedio 243.0212 ± 0.00006 días [9] ) entre todos los planetas del sistema solar y gira en la dirección opuesta a la dirección de rotación de la mayoría de los planetas.

Venus no tiene satélites naturales . Es el tercer objeto más brillante en el cielo de la Tierra, después del Sol y la Luna . El planeta alcanza una magnitud aparente de -4,6 m , por lo que es lo suficientemente brillante como para proyectar sombras por la noche. Ocasionalmente, Venus es visible a simple vista y durante el día.

Venus tiene una atmósfera densa compuesta por más del 96% de dióxido de carbono . La presión atmosférica en la superficie del planeta es 92 veces mayor que en la superficie de la Tierra, y es aproximadamente igual a la presión del agua a una profundidad de 900 metros. Debido a la alta presión, el dióxido de carbono en la parte cercana a la superficie de la atmósfera ya no es un gas, sino un fluido supercrítico , por lo que esta parte de la atmósfera es un océano "semilíquido-semi-gaseoso" de dióxido de carbono supercrítico. . La temperatura media de la superficie de Venus es de 735 K (462 °C), lo que lo convierte en el planeta más caliente del sistema solar, aunque Mercurio está más cerca del Sol. Venus está cubierto por una capa opaca de nubes de ácido sulfúrico altamente reflectantes que, entre otras cosas, bloquean la vista directa de la superficie del planeta. La alta temperatura superficial se debe al efecto invernadero .

Como uno de los objetos más brillantes del cielo, Venus se ha convertido en un elemento importante en la cultura humana. Este es el primer planeta para el que se registró movimiento a través del cielo a principios del segundo milenio antes de Cristo. Como el planeta más cercano a la Tierra, Venus fue un objetivo principal para la exploración interplanetaria temprana . También es el primer planeta visitado por una nave espacial (" Mariner 2 " en 1962) y aterrizado en su superficie (" Venera 7 " en 1970). Las densas nubes de Venus hacen que sea imposible observar su superficie en luz visible, y los primeros mapas detallados de la superficie aparecieron solo después de la llegada de la nave espacial Magellan en 1991. Se han propuesto planes para el uso de vehículos todo terreno , así como la implementación de tareas más complejas, pero se ven frustrados por las duras condiciones en la superficie de Venus.

Información general

La distancia media de Venus al Sol es de 108 millones de km (0,723 UA ). La distancia de Venus a la Tierra varía de 38 a 261 millones de km. Su órbita es muy cercana a la circular: la excentricidad es de solo 0,0067. El período de revolución alrededor del Sol es de 224,7 días terrestres; la velocidad orbital media es de 35 km/s . La inclinación de la órbita con respecto al plano de la eclíptica es de 3,4°. Venus tiene un tamaño bastante parecido al de la Tierra. El radio del planeta es de 6051,8 km (95% del de la Tierra), la masa es de 4,87⋅10 24 kg (81,5% de la de la Tierra), la densidad media es de 5,24 g/cm³. La aceleración de caída libre es de 8,87 m/s² , la segunda velocidad espacial es de 10,36 km/s [3] .

Venus está clasificado como un planeta similar a la Tierra y, a veces, se lo denomina "hermano de la Tierra" porque los dos planetas son similares en tamaño y composición [10] . Sin embargo, las condiciones en los dos planetas son muy diferentes. La atmósfera de Venus, la más densa entre los planetas similares a la Tierra, se compone principalmente de dióxido de carbono [10] . La superficie del planeta está completamente oscurecida por nubes de ácido sulfúrico , que son opacas a la luz visible . Las disputas sobre qué hay debajo de las espesas nubes de Venus continuaron hasta el siglo XX. Al mismo tiempo, la atmósfera de Venus es transparente a las ondas de radio decimétricas , con la ayuda de las cuales se estudió posteriormente el relieve del planeta [11] :554 .

La presión atmosférica en la superficie de Venus es 92 veces mayor que en la Tierra. El mapeo detallado de la superficie de Venus se ha llevado a cabo durante los últimos 22 años, en particular, por el proyecto Magellan . La superficie de Venus muestra claros signos de actividad volcánica y la atmósfera contiene azufre . Hay algunos indicios de que la actividad volcánica en Venus aún continúa [12] . El número sorprendentemente bajo de cráteres de impacto sugiere que la superficie de Venus es relativamente joven: aproximadamente 500 millones de años. No hay placas tectónicas en Venus (probablemente porque su litosfera es demasiado viscosa y, por lo tanto, no es lo suficientemente móvil debido a la falta de agua ), pero hay muchas huellas de movimientos tectónicos de menor escala [13] [14] .

Venus gira alrededor de su eje, que está inclinado con respecto al plano de la órbita en 177,36° [3] , por lo que, visto desde el polo norte de la eclíptica , el planeta gira de este a oeste, es decir, en dirección opuesta a la dirección de rotación de la mayoría de los planetas. Una revolución alrededor del eje en duración es igual a 243 días terrestres [15] . La combinación de estos movimientos da el valor del día solar en el planeta 116,8 días terrestres. Venus hace una revolución alrededor de su eje con respecto a la Tierra en 146 días [comm. 1] , y el período sinódico es de 584 días, es decir, exactamente cuatro veces más largo [3] . Por lo tanto, en cada conjunción inferior (es decir, durante el máximo acercamiento a la Tierra), Venus mira a la Tierra con el mismo lado. Todavía no se sabe si esto es una coincidencia, o si la interacción de las mareas de la Tierra y Venus está funcionando aquí.

Venus en el sistema solar

Características astronómicas

Venus es el tercer objeto más brillante en el cielo de la Tierra después del Sol y la Luna y alcanza una magnitud aparente de -4,6 m [3] . Dado que Venus está más cerca del Sol que la Tierra, nunca se mueve más de 47,8° del Sol (para un observador de la Tierra) [comm. 2] [16] . Por lo tanto, Venus generalmente se ve poco antes del amanecer o algún tiempo después del atardecer, tradicionalmente llamado "estrella de la mañana" y "estrella de la tarde", respectivamente.

Venus es fácilmente reconocible ya que supera con creces a las estrellas más brillantes en brillo. Una característica distintiva del planeta es su color blanco uniforme. Venus, como Mercurio , no retrocede en el cielo a una gran distancia del Sol. En momentos de elongación , Venus puede alejarse de nuestra estrella un máximo de 47° [16] . Al igual que Mercurio, Venus tiene períodos de visibilidad matutina y vespertina: en la antigüedad, se creía que las "Venus" matutinas y vespertinas eran estrellas diferentes [17] .

Con un telescopio , incluso uno pequeño, se puede observar fácilmente el cambio en la fase visible del disco del planeta . Fue observado por primera vez en 1610 por Galileo [18] .

Tránsito a través del disco del Sol

Dado que Venus se encuentra más cerca del Sol que la Tierra, es posible observar el tránsito de Venus a través del disco del Sol desde la Tierra. En este caso, el planeta aparece como un pequeño disco negro sobre el fondo de una enorme luminaria. Sin embargo, este es un caso muy raro: en el transcurso de aproximadamente dos siglos y medio, ocurren cuatro pasajes: dos en diciembre y dos en junio. El último ocurrió el 6 de junio de 2012 [19] . El próximo pasaje será el 11 de diciembre de 2117 [20] .

Por primera vez, el paso de Venus a través del disco del Sol fue observado el 4 de diciembre de 1639 por el astrónomo inglés Jeremiah Horrocks (también predijo la fecha del fenómeno) y su amigo y colega William Crabtree . Las observaciones les permitieron refinar su estimación del tamaño de Venus y determinar la distancia de la Tierra al Sol con la mejor precisión para su época [21] .

El próximo pasaje estaba previsto para el 6 de junio de 1761 y los astrónomos de todo el mundo lo esperaban con impaciencia. Su observación desde distintos puntos del globo era necesaria para determinar la paralaje , lo que permitía esclarecer la distancia de la Tierra al Sol según el método desarrollado por el astrónomo inglés Edmund Halley [22] .

Se realizaron observaciones de este pasaje en 40 puntos con la participación de 112 personas. En el territorio de Rusia, fueron organizados por Mikhail Vasilyevich Lomonosov . El resultado de sus esfuerzos fue la dirección de la expedición de Nikita Ivanovich Popov a Irkutsk y Stepan Yakovlevich Rumovsky a Selenginsk . También logró la organización de observaciones con la participación de Andrei Dmitrievich Krasilnikov y Nikolai Gavrilovich Kurganov en el Observatorio Académico de San Petersburgo, a pesar de la falta de voluntad de su director Franz Aepinus para permitir que los científicos rusos observaran. La tarea de los observadores era anotar con precisión el tiempo de los contactos entre Venus y el Sol - contacto visual de los bordes de sus discos [22] .

El propio Lomonosov, que estaba más interesado en el lado físico del fenómeno, realizó observaciones independientes en el observatorio de su casa. Prestó especial atención a los efectos ópticos que acompañaban a los contactos y los describió en el trabajo “El fenómeno de Venus en el Sol, observado en la lengua St. [23] .

Un efecto surgió poco antes del primer contacto del disco de Venus con el disco del Sol: "... el borde solar de la entrada deseada se volvió confuso y algo oscurecido" [24] . El efecto se repitió cuando Venus descendió del disco solar: "... el último toque del borde posterior de Venus al Sol en la misma salida también fue con cierta separación y con la oscuridad del borde solar". El mismo Lomonosov atribuyó este efecto a la entrada de la "atmósfera de Venus en la región solar" [25] , sin embargo, Alexander Ivanovich Lazarev en 1978 expresó la opinión de que su causa es el reflejo del Sol en la atmósfera de Venus, que ocurre en un pequeño ángulo de mirada [26] . Otro efecto se observó al principio como un "fino resplandor como un cabello" que surgió en un momento cercano a la entrada completa de Venus en el disco del Sol. A Lomonosov le pareció que la aurora separaba la parte del disco de Venus que aún no había entrado en el Sol [24] , pero esta impresión resultó ser errónea (algunos observadores cometieron un error similar durante los próximos pasos de Venus por el Sol ). en 1874 y 1882). Una observación más correcta de este efecto se hizo al principio de la convergencia de Venus desde el disco solar [27] . Lomonosov describió el grano que apareció desde el interior cuando Venus se acercó al borde del disco solar, "en el borde del Sol, que se hizo más claro cuanto más se acercaba Venus a la actuación" [25] . Este efecto fue correctamente interpretado por Lomonosov como consecuencia de la refracción de la luz solar en la atmósfera de Venus, que no es inferior en magnitud a la atmósfera de la Tierra [28] [26] . Posteriormente, se denominó " fenómeno Lomonosov " [26] [29] .

Los efectos ópticos que acompañaron los momentos de contacto entre Venus y el Sol también fueron notados durante el paso de 1761 por otros observadores, en particular, Stepan Rumovsky, Chappe d' Auteroche , Toburn Bergman . Sin embargo, fue Lomonosov quien fue el primero en explicarlos definitivamente por la presencia de una atmósfera densa cerca de Venus [30] .

Satélites

Venus, junto con Mercurio, es un planeta sin satélites naturales [31] .

En el siglo XIX, existía la hipótesis de que en el pasado el satélite de Venus era Mercurio, que posteriormente fue “perdido” por él [32] . En 1976, Tom van Flandern y R. S. Harrington , usando simulaciones numéricas, demostraron que esta hipótesis explica bien las grandes desviaciones ( excentricidad ) de la órbita de Mercurio, su naturaleza resonante de su revolución alrededor del Sol, y la pérdida de momento angular tanto para Mercurio como para Venus. También explica la adquisición por parte de Venus de una rotación opuesta a la principal del Sistema Solar, el calentamiento de la superficie del planeta y la aparición de una atmósfera densa [33] [34] .

Se han hecho muchas afirmaciones en el pasado sobre la observación de las lunas de Venus , pero siempre han resultado estar basadas en un error. Las primeras declaraciones de este tipo se remontan al siglo XVII . En solo el período de 120 años hasta 1770, el avistamiento de la luna fue reportado más de 30 veces, por al menos 20 astrónomos. Para 1770, la búsqueda de los satélites de Venus casi había cesado, principalmente debido al hecho de que no fue posible repetir los resultados de las observaciones anteriores, y también como resultado del hecho de que no se encontraron señales de la presencia de un satélite cuando observando el tránsito de Venus a través del disco del Sol en 1761 y 1769 .

Venus (así como Marte y la Tierra) tiene un cuasi-satélite , el asteroide 2002 VE 68 , que gira alrededor del Sol de tal manera que existe una resonancia orbital entre él y Venus , por lo que permanece cerca del planeta. durante muchos períodos de revolución [35] .

Planetología

Superficie y estructura interna

La exploración de la superficie de Venus se hizo posible con el desarrollo de técnicas de radar . El mapa más detallado fue realizado por el aparato estadounidense de Magallanes , que fotografió el 98% de la superficie del planeta. El mapeo ha revelado vastas tierras altas en Venus. Los más grandes de ellos son la Tierra de Ishtar y la Tierra de Afrodita , comparables en tamaño a los continentes de la tierra. Hay relativamente pocos cráteres de impacto en Venus. Una parte significativa de la superficie del planeta es geológicamente joven (alrededor de 500 millones de años). El 90% de la superficie del planeta está cubierta de lava basáltica solidificada .

En 2009, se publicó un mapa del hemisferio sur de Venus, compilado utilizando el aparato Venera Express . Con base en los datos de este mapa, surgieron hipótesis sobre la presencia de océanos de agua y una fuerte actividad tectónica en Venus en el pasado [36] .

Se han propuesto varios modelos de la estructura interna de Venus. Según el más realista de ellos, hay tres conchas en Venus. La primera es una corteza de unos 16 km de espesor. El siguiente es el manto, una capa de silicato que se extiende a una profundidad de unos 3300 km hasta el límite con el núcleo de hierro, cuya masa es aproximadamente una cuarta parte de la masa total del planeta. Dado que no existe un campo magnético propio del planeta, se debe suponer que no hay movimiento de partículas cargadas en el núcleo de hierro - una corriente eléctrica que provoca un campo magnético, por lo tanto, no hay movimiento de materia en el núcleo, que es decir, está en estado sólido. La densidad en el centro del planeta alcanza los 14 g/cm³.

La gran mayoría de los detalles del relieve de Venus llevan nombres femeninos, a excepción de la cadena montañosa más alta del planeta, ubicada en la Tierra de Ishtar cerca de la meseta de Lakshmi y que lleva el nombre de James Maxwell .

Relieve

El radar Pioneer-Venera-1 AMS en la década de 1970 fotografió la superficie de Venus con una resolución de 150 a 200 km. Los AMS soviéticos " Venera-15 " y " Venera-16 " en 1983-1984 mapearon con radar la mayor parte del hemisferio norte con una resolución de 1-2 km, fotografiando teselas y coronas por primera vez . El "Magellan" estadounidense de 1989 a 1994 produjo un mapeo más detallado (con una resolución de 300 m) y casi completo de la superficie del planeta. En él se encontraron miles de volcanes antiguos que arrojan lava, cientos de cráteres, aracnoides , montañas . La capa superficial (corteza) es muy delgada; debilitado por el calor, evita débilmente que la lava se rompa. Los dos continentes de Venus, la Tierra de Ishtar y la Tierra de Afrodita , no son más pequeños que Europa en área, pero son algo más grandes en longitud que los cañones de Parnge , llamados así por la dueña del bosque entre los Nenets , que son los mayor detalle del relieve de Venus. Las tierras bajas, similares a las depresiones oceánicas, ocupan solo una sexta parte de la superficie de Venus. Las montañas Maxwell en Ishtar Land se elevan 11 km por encima del nivel medio de la superficie. Las montañas Maxwell y las regiones Alfa y Beta son las únicas excepciones a la regla de nomenclatura de la IAU. Todas las demás regiones de Venus reciben nombres femeninos, incluidos los rusos: en el mapa puedes encontrar Lada Land , Snegurochka Plain y Baba Yaga Canyon [37] .

Los cráteres de impacto son un elemento raro del paisaje venusino: solo hay alrededor de 1000 de ellos en todo el planeta.En la imagen de la derecha está el cráter Adyvar con un diámetro de unos 30 km . La región interior está llena de rocas fundidas solidificadas. Los "pétalos" alrededor del cráter están formados por roca triturada arrojada durante la explosión durante su formación.

Características de la nomenclatura

Dado que las nubes ocultan la superficie de Venus de la observación visual, solo se puede estudiar mediante métodos de radar . Los primeros mapas de Venus, bastante toscos, se hicieron en la década de 1960 con base en un radar conducido desde la Tierra. Los detalles que son ligeros en el rango de radio, de cientos y miles de kilómetros de tamaño, recibieron símbolos, y en ese momento había varios sistemas de tales designaciones que no tenían circulación universal, pero eran utilizados localmente por grupos de científicos. Algunos usaron las letras del alfabeto griego, otros, letras y números latinos, otros, números romanos , el cuarto, nombrando en honor a científicos famosos que trabajaron en el campo de la ingeniería eléctrica y de radio ( Gauss , Hertz , Popov ). Estas designaciones (con algunas excepciones) ahora están fuera de uso científico, aunque todavía se encuentran en la literatura moderna sobre astronomía [38] . Las excepciones son la región Alfa, la región Beta y las Montañas Maxwell , que se compararon e identificaron con éxito con los datos refinados obtenidos utilizando el radar espacial [39] .

El primer mapa de radar de una parte de la superficie de Venus fue realizado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos en 1980 . Para el mapeo, se utilizó la información recopilada por la radiosonda Pioneer-Venera-1 (Pioner-12), que operó en órbita alrededor de Venus desde 1978 hasta 1992.

Los mapas del hemisferio norte del planeta (un tercio de la superficie) fueron compilados en 1989 en una escala de 1:5.000.000 conjuntamente por el Servicio Geológico Estadounidense y el Instituto Soviético de Geoquímica y Química Analítica. V. I. Vernadsky . Se utilizaron datos de las radiosondas soviéticas Venera-15 y Venera-16 . Un mapa completo (excepto para las regiones del polo sur) y más detallado de la superficie de Venus fue compilado en 1997 en una escala de 1:10,000,000 y 1:50,000,000 por el Servicio Geológico Estadounidense . En este caso, se utilizaron datos de la radiosonda Magellan [38] [ 39] .

Las reglas para nombrar detalles del relieve de Venus fueron aprobadas en la XIX Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional en 1985 , luego de resumir los resultados de los estudios de radar de Venus por estaciones interplanetarias automáticas . Se decidió utilizar solo nombres femeninos en la nomenclatura (a excepción de las tres excepciones históricas mencionadas anteriormente) [38] :

Los cráteres grandes de Venus reciben nombres en los que se inmortalizan los nombres de mujeres famosas, y los cráteres pequeños reciben nombres femeninos (a menudo diminutos). Ejemplos de grandes: Akhmatova , Barsova , Barto , Volkov , Golubkina , Danilov , Dashkov , Ermolova , Efimova , Klenov , Mukhina , Obukhov , Orlova , Osipenko , Potanin , Rudnev , Ruslanova , Fedorets [40] , Yablochkina . Ejemplos de pequeños: Anya, Gulnara, Gina, Jody, Isako, Katya, Olya, Sveta, Tanya, Hadicha, Esmeralda, etc. [38] [39]

Los accidentes geográficos que no son cráteres de Venus se nombran en honor a mujeres míticas, fabulosas y legendarias: las colinas reciben los nombres de diosas de diferentes pueblos, las depresiones en relieve llevan el nombre de otros personajes de varias mitologías:

tierras y mesetas llevan nombres de diosas del amor y la belleza; tessera - llamado así por las diosas del destino, la felicidad y la buena suerte; montañas, cúpulas , áreas son llamadas con los nombres de varias diosas, gigantas, titánidas; colinas - con los nombres de las diosas del mar; repisas - los nombres de las diosas del hogar, coronas - los nombres de las diosas de la fertilidad y la agricultura; crestas - con los nombres de las diosas del cielo y personajes femeninos asociados en los mitos con el cielo y la luz;
los surcos y líneas llevan el nombre de mujeres guerreras, y los cañones llevan el nombre de personajes mitológicos asociados a la luna, la caza y el bosque [38] [39] .

Magnetosfera inducida

La magnetosfera inducida de Venus tiene una onda de choque, una magnetovaina, una magnetopausa y una cola magnetosférica con una lámina de corriente [41] [42] .

En el punto subsolar, la onda de choque está a una altitud de 1900 km (0,3 R v , donde R v es el radio de Venus). Esta distancia se midió en 2007 cerca del mínimo de actividad solar [42] . Cerca de su máximo, esta altura puede ser varias veces menor [41] . La magnetopausa se encuentra a una altitud de 300 km [42] . El límite superior de la ionosfera ( ionopausa ) se encuentra cerca de los 250 km. Entre la magnetopausa y la ionopausa hay una barrera magnética, un fortalecimiento local del campo magnético, que no permite que el plasma solar penetre profundamente en la atmósfera de Venus, al menos cerca del mínimo de actividad solar. El valor del campo magnético en la barrera alcanza los 40 nT [42] . La cola de la magnetosfera se extiende por una distancia de hasta diez radios del planeta. Esta es la parte más activa de la magnetosfera de Venus: aquí tiene lugar la reconexión de las líneas de campo y la aceleración de las partículas. La energía de los electrones y los iones en la cola magnética es de aproximadamente 100 eV y 1000 eV, respectivamente [43] .

Debido a la debilidad del propio campo magnético de Venus, el viento solar penetra profundamente en su exosfera , lo que provoca pequeñas pérdidas en la atmósfera [44] . Las pérdidas ocurren principalmente a través de la cola magnética. Actualmente, los principales tipos de iones que salen de la atmósfera son O + , H + y He + . La proporción de iones de hidrógeno a oxígeno es de aproximadamente 2 (es decir, casi estequiométrica ), lo que indica una pérdida continua de agua [43] .

Atmósfera

La atmósfera de Venus se compone principalmente de dióxido de carbono (96,5%) y nitrógeno (3,5%). El contenido de otros gases es muy bajo: dióxido de azufre - 0,018%, argón - 0,007%, vapor de agua - 0,003%, el resto de los componentes - aún menos [6] . En 2011, los científicos que trabajaban con el aparato Venus Express descubrieron una capa de ozono en Venus [45] , que se encuentra a una altitud de 100 kilómetros [45] . A modo de comparación, la capa de ozono de la Tierra se encuentra a una altitud de 15 a 20 kilómetros, y la concentración de ozono en ella es varios órdenes de magnitud mayor.

Estructura

Las siguientes capas se distinguen en la estructura de la atmósfera de Venus [46] :

exosfera : el límite superior de la atmósfera, la capa exterior del planeta a una altitud de 220-350 km;
termosfera - ubicada en la frontera entre 120 y 220 km;
mesopausa - ubicado entre 95 y 120 km;
mesosfera superior - en el límite entre 73-95 km;
la mesosfera inferior , en el límite entre 62 y 73 km;
tropopausa : ubicada en la frontera justo por encima de 50 y justo por debajo de 65 km; la región donde las condiciones son más similares a las cercanas a la superficie de la Tierra
La troposfera es la parte más densa de la atmósfera de Venus, la parte más baja cercana a la superficie de la cual es un océano "semilíquido-semigaseoso" de dióxido de carbono supercrítico (es decir, CO 2 que se encuentra en el estado agregado de un fluido supercrítico debido a la alta presión y temperatura).

La termosfera es una capa de la atmósfera enrarecida y altamente ionizada. Al igual que la termosfera de la Tierra, la termosfera de Venus se caracteriza por diferencias de temperatura significativas. La temperatura del lado nocturno de la termosfera alcanza los 100 K (−173 °C). En el lado diurno, la temperatura sube a 300–400 K (de 27 a 127°C) [47] .

La mesosfera de Venus se encuentra en altitudes entre 65 y 120 km [46] . En la mesosfera de Venus se pueden distinguir dos niveles:

superior ( 73-95 km );
inferior (62-73 km) [46] .

En el nivel superior de la mesosfera a una altitud de 95 km, la temperatura es de unos 165 K (−108 °C).

En el nivel inferior de la mesosfera, la temperatura es casi constante a 230 K (−43 °C). Este nivel coincide con el límite superior de las nubes [47] .

La tropopausa , el límite entre la troposfera y la mesosfera, se encuentra en la región ligeramente por encima de los 50 y ligeramente por debajo de los 65 km [46] . Según los datos de las sondas soviéticas (desde Venera-4 a Venera-14 ) y la estadounidense Pioneer-Venera-2 , la región de la capa atmosférica en la región de 52,5 a 54 km tiene una temperatura entre 293 K (+20 °C) y 310 K (+37 °C), y a una altitud de 49,5 km la presión llega a ser la misma que en la Tierra al nivel del mar [46] [48] .

La troposfera comienza en la superficie del planeta y se extiende hasta 65 km. Los vientos cerca de la superficie caliente son débiles [49] , sin embargo, en la parte superior de la troposfera, la temperatura y la presión disminuyen a valores terrestres, y la velocidad del viento aumenta a 100 m/s [46] [50] .

La densidad de la atmósfera en la superficie es de 67 kg/m3 , es decir, el 6,5% de la densidad del agua líquida en la Tierra [49] . La presión atmosférica en la superficie de Venus es de aproximadamente 90 bar, que es igual a la presión a una profundidad de unos 910 metros bajo el agua en la Tierra. A una presión tan alta, el dióxido de carbono (cuyo punto crítico es 31 °C, 73,8 bar) ya no es un gas en su estado de agregación, sino un fluido supercrítico . Por lo tanto, los 5 km inferiores de la troposfera son un océano de CO 2 semilíquido-semigas caliente . La temperatura aquí es de 740 K (467 °C) [14] . Esto es más que la temperatura de la superficie de Mercurio , que está dos veces más cerca del Sol. La razón de temperaturas tan altas en Venus es el efecto invernadero creado por el dióxido de carbono y las espesas nubes ácidas. A pesar de la lenta rotación del planeta, la diferencia de temperatura entre los lados diurno y nocturno del planeta (así como entre el ecuador y los polos) es de aproximadamente 1-2 K : la inercia térmica de la troposfera es muy grande [14] .

Fenómenos atmosféricos Vientos

Un empleado del Instituto para la Investigación del Sistema Solar de la Sociedad Max Planck (Alemania) Dmitry Titov [51] habló sobre los problemas no resueltos relacionados con la atmósfera del planeta :

Casi toda su atmósfera está involucrada en un huracán gigante: gira alrededor del planeta a una velocidad que alcanza los 120-140 metros por segundo (432-504 km / h) en la parte superior de las nubes. Todavía no entendemos en absoluto cómo sucede esto y qué sustenta este movimiento tan poderoso. Otro ejemplo: se sabe que el principal gas que contiene azufre en Venus es el dióxido de azufre. Pero cuando comenzamos a modelar la química atmosférica en una computadora, resulta que la superficie debe "comer" el dióxido de azufre en un tiempo geológicamente corto. Este gas debería desaparecer si no hay una reposición constante. Suele atribuirse a la actividad volcánica.

Los vientos superrotacionales hacen que la atmósfera de Venus haga una revolución completa en 4 días terrestres [52] [53] . En el lado nocturno de la atmósfera superior de Venus, la sonda Venus Express detectó ondas estacionarias [54] [55] .

Las nubes y el efecto invernadero

La cubierta de nubes se encuentra en altitudes de aproximadamente 48-65 km . Las nubes de Venus son bastante densas y consisten en dióxido de azufre y gotitas de ácido sulfúrico [56] . Hay indicios de la presencia de otras sustancias allí [6] . En particular, se sabe que las partículas de las nubes contienen cloro. Su tonalidad amarillenta puede deberse a la mezcla de azufre o cloruro férrico [14] .

El espesor de la capa de nubes es tal que solo una parte insignificante de la luz solar llega a la superficie, y mientras el Sol está en su cenit, el nivel de iluminación es de solo 1000-3000 lux [57] . A modo de comparación, en la Tierra en un día nublado, la iluminación es de 1000 lux, y en un día claro y soleado a la sombra: 10-25 mil lux [58] . La humedad en la superficie es inferior al 0,1 % [59] . Debido a la alta densidad y reflectividad de las nubes, la cantidad total de energía solar que recibe el planeta es menor que la de la Tierra.

Las nubes espesas hacen que sea imposible ver la superficie en luz visible . Son transparentes solo en los rangos de radio y microondas , así como en ciertas áreas de la región del infrarrojo cercano [60] .

Durante el sobrevuelo de Galileo a Venus, se hizo un sondeo con el espectrómetro infrarrojo NIMS , y de repente resultó que en longitudes de onda de 1,02, 1,1 y 1,18 micras, la señal se correlaciona con la topografía de la superficie, es decir, hay “ventanas ” para las frecuencias correspondientes a través de las cuales es visible la superficie de Venus.

A la luz ultravioleta, la capa de nubes aparece como un mosaico de bandas claras y oscuras, alargadas en un ligero ángulo con respecto al ecuador. Sus observaciones muestran que la cubierta de nubes rota de este a oeste con un período de 4 días (los vientos soplan a una velocidad de 100 m/s al nivel de la cubierta de nubes ).

El océano de gas de dióxido de carbono y las densas nubes de ácido sulfúrico crean un fuerte efecto invernadero cerca de la superficie del planeta. Hacen que la superficie de Venus sea la más caliente del sistema solar, aunque Venus se encuentra el doble de lejos del Sol y recibe cuatro veces menos energía por unidad de área que Mercurio . La temperatura media de su superficie es de 740 K [6] (467 °C). Está por encima del punto de fusión del plomo ( 600 K , 327 °C), el estaño ( 505 K , 232 °C) y el zinc ( 693 K , 420 °C). Debido a la densa troposfera, la diferencia de temperatura entre el lado diurno y el lado nocturno es insignificante, aunque los días solares en Venus son muy largos: 116,8 veces más largos que los de la Tierra [49] .

Tormentas eléctricas y relámpagos

Las observaciones de las estaciones espaciales robóticas han registrado actividad eléctrica en la atmósfera de Venus que puede describirse como tormentas eléctricas y relámpagos . Por primera vez, estos fenómenos fueron detectados por el aparato Venera-2 como interferencia en la transmisión de radio. Las estaciones Venera-9 y -10 y las sondas de globo Vega-1 y -2 registraron destellos en el rango óptico , presumiblemente relámpagos . Los vehículos de descenso Pioneer-Venus AIS y Venera-11 y -12 [61] detectaron amplificaciones anómalas del campo electromagnético y los pulsos de radio, también posiblemente causadas por rayos, y en 2006 el aparato Venera-Express detectó en la atmósfera. Helicones de Venus , interpretados como el resultado de un rayo. La irregularidad de sus ráfagas se asemeja a la naturaleza de la actividad meteorológica. La intensidad de los rayos es al menos la mitad de la de la tierra [62] .

Según los científicos, las nubes de Venus son capaces de crear relámpagos según el mismo principio que las nubes de la Tierra [62] . Pero el relámpago de Venus es notable porque, a diferencia de los relámpagos de Júpiter , Saturno y (en la mayoría de los casos) la Tierra, no están asociados con nubes de agua. Se originan en nubes de ácido sulfúrico [63] .

Lluvia

Presuntamente, en las capas superiores de la troposfera de Venus, llueve de vez en cuando ácido sulfúrico, el cual, debido a la alta temperatura en las capas inferiores de la atmósfera, se evapora antes de llegar a la superficie (este fenómeno se denomina virga ) [64] .

Clima

Los cálculos muestran que en ausencia del efecto invernadero, la temperatura máxima de la superficie de Venus no superaría los 80 °C[ especificar ] . En realidad, la temperatura en la superficie de Venus (al nivel del radio medio del planeta) es de unos 750 K (477 °C), y sus fluctuaciones diarias son insignificantes. La presión es de unas 92 atm, la densidad del gas es casi dos órdenes de magnitud superior a la de la atmósfera terrestre . El establecimiento de estos hechos decepcionó a muchos investigadores que creían que en este planeta, tan similar al nuestro, las condiciones son cercanas a las de la Tierra en el período Carbonífero , y por lo tanto, allí podría existir una biosfera similar . Las primeras mediciones de temperatura parecían justificar tales esperanzas, pero los refinamientos (en particular, con la ayuda de vehículos de descenso) mostraron que debido al efecto invernadero cerca de la superficie de Venus, se excluye cualquier posibilidad de la existencia de agua líquida.

Este efecto en la atmósfera del planeta, que conduce a un fuerte calentamiento de la superficie, es creado por el dióxido de carbono y el vapor de agua , que absorben intensamente los rayos infrarrojos (térmicos) emitidos por la superficie calentada de Venus. La temperatura y la presión inicialmente caen con el aumento de la altitud. La temperatura mínima, 150–170 K (−125…–105 °C), se determinó a una altitud de 60–80 km [65] y, a medida que la temperatura aumenta, alcanza los 310–345 K (35–70 °C ). ) [66] .

El viento, que es muy débil cerca de la superficie del planeta (no más de 1 m/s ), aumenta a 150-300 m/s en la región ecuatorial a más de 50 km de altitud .

En la antigüedad, se cree que Venus se calentó tanto que los océanos similares a la Tierra se evaporaron por completo, dejando atrás un paisaje desértico con muchas rocas en forma de placas. Una hipótesis sugiere que debido a la debilidad del campo magnético, el vapor de agua (dividido en elementos por la radiación solar) fue arrastrado por el viento solar al espacio interplanetario. Se ha establecido que la atmósfera del planeta sigue perdiendo hidrógeno y oxígeno en una proporción de 2:1 [67] .

Campo magnético

El campo magnético intrínseco de Venus es muy débil [41] [42] . No se ha establecido el motivo de esto, pero probablemente esté relacionado con la lenta rotación del planeta o la falta de convección en su manto . Como consecuencia, Venus tiene solo una magnetosfera inducida formada por partículas de viento solar ionizadas [41] . Este proceso se puede representar como líneas de fuerza que fluyen alrededor de un obstáculo, en este caso, Venus.

Historiografía

Investigación con telescopios ópticos

Las primeras observaciones de Venus con un telescopio óptico fueron realizadas por Galileo Galilei en 1610 [18] . Galileo descubrió que Venus cambia de fase. Por un lado, esto probó que brilla con la luz reflejada del Sol (sobre lo cual no había claridad en la astronomía del período anterior). Por otro lado, el orden de cambio de fase correspondía al sistema heliocéntrico: en la teoría de Ptolomeo , Venus, como el planeta "inferior", siempre estaba más cerca de la Tierra que el Sol, y era imposible "Venus completo".

En 1639, el astrónomo inglés Jeremy Horrocks observó por primera vez el tránsito de Venus a través del disco solar [68] .

La atmósfera de Venus fue descubierta por M. V. Lomonosov durante el paso de Venus a través del disco del Sol el 6 de junio de 1761 (según el nuevo estilo) [69] .

Exploración espacial

Venus fue explorado intensamente por naves espaciales soviéticas y estadounidenses en las décadas de 1960 y 1980. El primer aparato destinado a estudiar a Venus fue el soviético Venera-1 , lanzado el 12 de febrero de 1961 ; este intento no tuvo éxito. Después de eso, los dispositivos soviéticos de las series Venera y Vega , American Mariner , Pioneer-Venera-1 y Pioneer-Venera-2 fueron enviados al planeta . En 1975, las naves espaciales Venera -9 y Venera-10 transmitieron las primeras fotografías de la superficie de Venus a la Tierra; en 1982, Venera 13 y Venera 14 transmitieron imágenes en color desde la superficie de Venus [comm. 3] . Sin embargo, las condiciones en la superficie de Venus son tales que ninguna de las naves espaciales ha trabajado en el planeta durante más de dos horas.

Desde la década de 1990, el interés en la investigación de Venus se ha desvanecido un poco, especialmente en comparación con Marte. En los últimos 30 años, solo 3 naves espaciales han trabajado en Venus (frente a 15 marcianas): la estadounidense Magellan (1989-1994), la europea Venus Express (2006-2014) y la japonesa Akatsuki (desde 2015). Además, Venus se usa regularmente para maniobras gravitatorias en el camino hacia otros cuerpos del Sistema Solar, tanto internos como externos. En particular, la nave estadounidense Galileo (en 1989 de camino a Júpiter), Cassini (en 1997 de camino a Saturno), Messenger (en 2006 y 2007 de camino a Mercurio) y la sonda solar Parker (en 2018 y 2019 ). Estos últimos realizarán dichos sobrevuelos regularmente durante varios años. Además, en un futuro próximo, el satélite europeo-japonés BepiColombo llevará a cabo maniobras de gravedad cerca de Venus con investigaciones asociadas (ya realizó un sobrevuelo de Venus en octubre de 2020, otro está previsto para agosto de 2021) y el satélite europeo solar Solar Orbiter (lanzado el 10 de febrero de 2020 [ 70] , se planean sobrevuelos regulares de Venus para aumentar la inclinación de la órbita en relación con la eclíptica).

Actualmente, existe interés en Venus y varias agencias espaciales están desarrollando proyectos para naves espaciales venusianas. Por ejemplo, Roskosmos está desarrollando el programa Venera-D con un módulo de aterrizaje [71] , India está desarrollando el orbitador Shukrayaan-1 [72] , NASA está desarrollando los proyectos DAVINCI+ y VERITAS [73] , ESA está desarrollando la nave espacial EnVision [74 ] . Todos estos proyectos se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, sus fechas de implementación no son anteriores a finales de la década de 2020.

Cronología

Lista de lanzamientos exitosos de naves espaciales que transmitieron información sobre Venus [75] [76] :

País o agencia espacial	Nombre	lanzar	Nota
URSS	Venera-1	12 de febrero de 1961	Primer sobrevuelo de Venus. Por pérdida de comunicación no se completó el programa científico
EE.UU	Marinero-2	27 de agosto de 1962	lapso. Recopilación de información científica
URSS	Sonda-1	2 de abril de 1964
URSS	Venera-2	12 de noviembre de 1965
URSS	Venera-3	16 de noviembre de 1965	Llegando a Venus. Recopilación de información científica
URSS	Venera-4	12 de junio de 1967	Investigación atmosférica e intento de llegar a la superficie (el aparato es aplastado por la presión, de lo que no se sabía nada hasta ahora)
EE.UU	Marinero-5	14 de junio de 1967	Sobrevuelo con fines de investigación atmosférica.
URSS	Venera-5	5 de enero de 1969	Descenso en la atmósfera, determinación de su composición química.
URSS	Venera-6	10 de enero de 1969
URSS	Venera-7	17 de agosto de 1970	El primer aterrizaje suave en la superficie del planeta. Recopilación de información científica
URSS	Venera-8	27 de marzo de 1972	Aterrizaje suave. Muestras de terreno.
EE.UU	Marinero-10	4 de noviembre de 1973	Vuelo a Mercurio, investigación científica
URSS	Venera-9	8 de junio de 1975	Aterrizaje suave del módulo y satélite artificial de Venus. Las primeras fotografías en blanco y negro de la superficie.
URSS	Venera-10	14 de junio de 1975	Aterrizaje suave del módulo y satélite artificial de Venus. Fotografías en blanco y negro de la superficie.
EE.UU	Pionero-Venus-1	20 de mayo de 1978	Satélite artificial, radar de superficie
EE.UU	Pionero-Venus-2	8 de agosto de 1978	Reentrada en la atmósfera, investigación científica.
URSS	Venera-11	9 de septiembre de 1978	Aterrizaje suave del módulo, vuelo del dispositivo.
URSS	Venera-12	14 de septiembre de 1978	Aterrizaje suave del módulo, vuelo del dispositivo.
URSS	Venera-13	30 de octubre de 1981	Aterrizaje suave del módulo. Primera grabación de sonido en superficie, perforación del suelo y estudio a distancia de su composición química, primera transmisión de una imagen panorámica en color
URSS	Venera-14	4 de noviembre de 1981	Aterrizaje suave del módulo. Perforación de suelos y estudio a distancia de su composición química, transmisión de una imagen panorámica en color
URSS	Venera-15	2 de junio de 1983	Satélite artificial de Venus, radar
URSS	Venera-16	7 de junio de 1983	Satélite artificial de Venus, radar
URSS	Vega-1	15 de diciembre de 1984	Estudio de la atmósfera con globo sonda, perforación del suelo y estudio a distancia de su composición química, vuelo del aparato al cometa Halley
URSS	Vega-2	21 de diciembre de 1984
EE.UU	Magallanes	4 de mayo de 1989	Satélite artificial de Venus, radar detallado
EE.UU	galileo	18 de octubre de 1989	Sobrevuelo en el camino a Júpiter, investigación científica
EE.UU	Cassini-Huygens	15 de octubre de 1997	Pasando por el camino a Saturno
EE.UU	Mensajero	3 de agosto de 2004	Sobrevuelo camino a Mercurio, foto de lejos
ESA	Expreso de Venus	9 de noviembre de 2005	Satélite artificial de Venus, radar del polo sur
Japón	akatsuki	21 de mayo de 2010	Investigación atmosférica. Un intento de orbitar Venus en 2010 terminó en un fracaso. Después de un segundo intento el 7 de diciembre de 2015, el dispositivo pudo ingresar con éxito a una órbita determinada.
EE.UU	parker	12 de agosto de 2018	Varias maniobras gravitatorias para reducir el perihelio, estudio incidental de la onda de choque de la magnetosfera

En la cultura

Venus ocupa el segundo lugar entre los planetas del sistema solar después de Marte en el papel que desempeña en la literatura y otros géneros de arte [77] [78] [79] .

En la primera mitad/mediados del siglo XX, las condiciones en la superficie de Venus aún no se conocían ni siquiera aproximadamente. La imposibilidad de observar la superficie del planeta, constantemente cubierta por nubes, con un telescopio óptico dejó lugar a la imaginación de escritores y directores. Incluso muchos científicos de esa época, basándose en la proximidad general de los parámetros principales de Venus y la Tierra, creían que las condiciones en la superficie del planeta deberían estar lo suficientemente cerca de la tierra. Dada la distancia más corta al Sol, se asumió que sería notablemente más caliente en Venus, pero se creía que allí podría existir agua líquida y, por lo tanto, una biosfera , tal vez incluso con animales superiores. En este sentido, en la cultura popular, existía la idea de que el mundo de Venus es un análogo de la " era Mesozoica " de la Tierra, un mundo tropical húmedo habitado por lagartos gigantes [77] .

En la segunda mitad del siglo XX, cuando el primer AMS llegó a Venus, resultó que estas ideas estaban en sorprendente discrepancia con la realidad. Se ha establecido que las condiciones en la superficie de Venus excluyen no solo la posibilidad de la existencia de vida similar a la Tierra, sino que incluso presentan serias dificultades para la operación de robots automáticos hechos de titanio y acero [77] .

Venus en la mitología

En tiempos presemitas

En tiempos presemitas, el término ˈa s̱tar [80] denotaba el planeta Venus en uno de dos aspectos, transmitidos, respectivamente, como ˈA s̱tar ( estrella matutina, personaje masculino) y ˈA s̱tar ( estrella vespertina, personaje femenino) [81] (enlace no disponible) . De este término proviene el nombre de la diosa acadia Ishtar .

En Babilonia

Los astrónomos babilónicos prestaron gran atención al planeta Venus.

En los textos cuneiformes astronómicos se le llamaba Dilbat [82] (opciones: Dilbat [83] , Dili-pat [84] ) y fue comparada con la diosa Ishtar [85] .

También se usó el epíteto Nin-dar-anna , "señora del cielo" [86] , sumerio. NIN.DAR.AN.NA "brillante Reina del Cielo" [87] .

Hay referencias al nombramiento de Venus como Meni, o Militta [88] .

En los textos del período tardío, ella, junto con la Luna y el Sol , constituye una tríada . Según algunas suposiciones, los astrónomos babilónicos sabían que durante el período de su gran brillo después o antes de la conjunción inferior, Venus aparece como una hoz [85] . Según esta versión, los astrónomos babilónicos prestaron tanta atención a Venus precisamente por esta característica, ya que esta característica la convertía en hermana de la Luna. Por lo tanto, en interés de los cultos antiguos, los astrónomos babilónicos observaron cuidadosamente a Venus, y en el período tardío (1500-1000 aC) incluso intentaron usar la magnitud de los períodos de su desaparición y aparición para predicciones astrológicas [89] .

En la antigua Grecia

Dependiendo de la escuela filosófica, en la cultura griega antigua, se pueden distinguir dos ideas principales sobre los planetas: como un objeto material de la naturaleza (un cuerpo celeste fijo en la esfera celeste) o como la personalidad de una deidad. Así, el planeta Venus se representaba en la antigua cultura griega como una luminaria o como una deidad [90] [91] [92] [93] [94] [95] .

Según Cicerón , los antiguos griegos llamaban a la estrella de la mañana Fósforo ( griego antiguo Φωσφόρος - "luz portadora") cuando se elevaba antes que el Sol, y Ésforo ( griego antiguo ἑωσφόρος - "portador de luz") cuando se elevaba después [ 96] . En la antigüedad, se consideraba planetas diferentes. Cuando se estableció que las estrellas vespertina y matutina son la misma luminaria (según Plinio , este descubrimiento perteneció a Pitágoras , según otras fuentes, a Parménides [97] ), Fósforo fue identificado con Hesperus ( otro griego Ἓσπερος ; vespertino [98] ] ) [97] - Venus, observado como la estrella vespertina.

En la antigua Roma

En el antiguo tratado "Astronomía", cuya autoría se atribuye a Julius Gigin [comm. 4] , Venus es nombrada la estrella de Juno , así como Lucifer y Hesperus , y se enfatiza especialmente que ambos nombres pertenecen al mismo planeta [100] .

Maya

Venus fue el objeto astronómico de mayor prioridad para los astrónomos de la civilización maya . Su calendario se puede encontrar en las hojas 24-29 del Código de Dresden [101] . Llamaron al planeta Noh Ek - "Gran Estrella", o Shush Ek - "Estrella de la Avispa" [102] . Creían que Venus personificaba al dios Kukulkán (también conocido como Gukumatz o Quetzalcóatl en otras partes de la antigua América Central). Los manuscritos mayas describen el ciclo completo de los movimientos de Venus [103] .

Ocultismo

En el ocultismo , Venus se asocia con el sephirah Netzach. (Véase también Serie caldea ) [104] .

Véase también

Notas

Comentarios

↑ La velocidad angular de circulación de la Tierra es de 0,986 grados/día, y la rotación de Venus es de 1,481 grados/día. La velocidad angular final es 2,467 grados/día. O facturación - 145,92 días.
↑ Si se dibuja una tangente al círculo interior desde un punto del círculo exterior, entonces r / R \u003d sin (a), donde a es el ángulo entre la tangente al círculo pequeño y la línea que pasa por este punto y el centro de ambos círculos. El perihelio de la tierra es de 147.098 mil km, el afelio de Venus es de 108.942 mil km. De esto se deduce que el ángulo máximo posible entre el Sol y Venus es igual a arsin(108 942/147 098)=47,8°
↑ Panorámicas de la superficie de Venus tomadas por módulos de aterrizaje soviéticos y procesadas con métodos modernos por Don Mitchell están aquí Archivado el 27 de septiembre de 2010 en Wayback Machine .
↑ Solo se conoce el nombre del autor, que puede no ser real. La identificación del autor de "Astronomy" con Gaius Julius Gigin , Gigin Gromatik (agrimensor) o el autor del mismo nombre de la antigua colección "Fables" ( lat. Fabulae ) es dudosa [99] .

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