Астрофизики: даже миллиардная доля брома может влиять на атмосферу Венеры

Соединения брома и в первую очередь бромистый водород HBr могут играть заметную роль в фотохимических процессах, проходящих в нижних слоях венерианской атмосферы. К такому выводу пришли ученые из МФТИ и ИКИ РАН, сравнив данные проведенных наземных наблюдений Венеры с результатами, полученными из модели фотохимических процессов. Работа опубликована в журнале Icarus.

Начиная с 1960-х годов к Венере было отправлено большое число межпланетных станций. Однако первые советские спускаемые аппараты были раздавлены, не достигнув поверхности, поскольку ученые не ожидали такого огромного давления в нижних слоях атмосферы. Позже стало понятно, что у Венеры уникальная атмосфера с колоссальными скоростями потоков воздуха и высокой плотностью вблизи поверхности.

Поверхность Венеры и нижний слой ее атмосферы имеют очень высокую температуру, около 460°С. Это выше температуры плавления многих металлов. Давление атмосферы в 93 раза больше земного, и в этих экстремальных условиях могут образовываться достаточно нетипичные соединения, такие как хлористый водород HCl и фтористый водород HF. Можно предположить, что и следующий галогенид водорода — бромистый водород HBr — может присутствовать в венерианской атмосфере.

Владимир Краснопольский и Денис Беляев набюдали за венерианской атмосферой в одной из ведущих обсерваторий мира, гавайской обсерватории Мауна-Кеа, находящейся на высоте 4,2 км над уровнем моря. Наблюдения проводились на трехметровом телескопе IRTF, созданном для астрономических наблюдений в ИК-диапазоне спектра. Тщательный поиск линий HBr в 101 измеренном спектре Венеры и расчеты этих линий привели к заключению, что количество HBr в верхнем слое облаков на высоте 70 км от поверхности Венеры не превышает одной миллиардной доли от общего числа молекул.

Восстановление параметров атмосферы по спектроскопическим данным — весьма нетривиальная задача. По виду контура спектральной линии и его ширине может быть восстановлена температура атмосферы на заданной высоте. А по относительной интенсивности спектральной линии определенного вещества на фоне линий тех молекул, чьи концентрации уже известны, — его относительное содержание в атмосфере», — рассказал заведующий лабораторией прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ Владимир Краснопольский.

Еще в 2012 году Владимир Краснопольский разработал фотохимическую модель, включающую в себя большой набор компонентов атмосферы Венеры. Теперь в эту модель были добавлены также и основные фотохимические процессы с участием брома. Исходя из дополненной модели, относительное содержание HBr на высоте 70–80 км над поверхностью примерно в 300 раз меньшее, чем на высоте 60 км. Повторный анализ данных наблюдения с учетом рассчитанного из фотохимической модели содержания HBr дал для высот ниже 60 км максимальную оценку 2…7 × 10^-8.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.