ונוס - התאום "החומצי" של כדור הארץ
נוגה דומה לכדור הארץ בגודלו ובהרכבו הכימי. הזוג הזה
טמפרטורת פני השטח של נוגה משתנה מסביב465 מעלות צלזיוס, לחץ פני השטח שלו הוא בערך פי 90 מזה של כדור הארץ (בהשוואה ללחץ של קילומטר מתחת לפני הים. לשכנו הקרוב ביותר של כדור הארץ יש תקופת סיבוב של 243 ימים, בניגוד לסיבוב המהיר של כדור הארץ 24 שעות הודות לנתונים חדשים , מדענים יודעים שהאטמוספירה של נוגה מורכבת בעיקר מפחמן דו חמצני זה, אגב, נותן לאנושות הבנה למה ההתחממות הגלובלית יכולה להוביל. בגלל החום העז, מים נמצאים רק באטמוספירה של כוכב הלכת, ולכן אין אוקיינוסים כוכב הלכת מושפע בהוריקנים, והעננים דמויי הערפיח שלו עשויים מטיפות חומצה גופרתית (לא מים).
מבט על ונוס בחצי הכדור, כפי שמוצג על ידי יותר מעשר שנים של מחקר מכ"ם, שהגיע לשיאו במשימת מגלן בשנים 1990-1994, המרכז ממוקם באורך 180 מעלות מזרח. אשראי תמונה: נאס"א / מעבדת הנעת סילון / USGS
וכל הקיפודים נוגה וכדור הארץ מושווים לעתים קרובות ונקראים תאומים. מַדוּעַ? על שאלה זו ענה דמיטרי טיטוב, מדען במכון מקס פלנק לחקר מערכת השמש בקטלנבורג-לינדאו, גרמניה, ומחבר שותף של מספר מאמרים בכתב העת Nature על ממצאי ונוס אקספרס.
ונוס וכדור הארץ הם למעשה תאומים, אך שהופרדו בלידתם. השאלה העיקרית היא מדוע התאומים הללו כה שונים.
דמיטרי טיטוב
צוות בינלאומי של מדענים הזרים נתונים עם ונוס אקספרס מאז אפריל 2006, אז החל לסקר את ונוס. המרחק המינימלי שלו לכדור הארץ הוא כ -40 מיליון ק"מ.
בקו המשווה של ונוס שכבה של סוערתזרימת אוויר שמחליקה בקווי רוחב גבוהים יותר, מציין פרד טיילור, פיזיקאי מאוניברסיטת אוקספורד ומדען בינתחומי שהשתתף במשימת ונוס אקספרס. מהירויות הרוח באטמוספרה העליונה הן הרבה יותר גבוהות מאשר בכדור הארץ, בין השאר בגלל הסיבוב האיטי של ונוס. ישנן עדויות גם לזרמי אוויר מערבולת ברוחב אלפי קילומטרים בשני הקטבים. הם דומים לאלה המתרחשים מעל קטבי כדור הארץ במהלך חודשי החורף.
רוחות שמש (משבי יונים מהחוץהאטמוספרה של השמש, המסוגלת לקרוע לגזרים את המולקולות שהם נתקלים בהן) שואבת חלקיקים מהאטמוספירה של נוגה, מפרקת את האטומים שלהם ויורקת אותם החוצה לחלל. חומר חלקיקי באטמוספירה של כדור הארץ מוגן במידה רבה מפני רוחות שמש על ידי שדה מגנטי חזק, משהו שחסר לוונוס. מדענים צפו בחלקיקים קלים וטעונים - יוני מימן והליום - עוזבים את האטמוספירה של כדור הארץ. אבל החוקרים הופתעו לגלות שגם חמצן השתחרר.
"ונוס מאוד מאוד יבשה", מדגיש דייווידגרינספון, אסטרוביולוג במוזיאון הטבע והמדע של דנבר. הוא מוסיף כי כל המים באטמוספירה היו עומקים רק מעל 2.5 ס"מ אם הם היו על פני כדור הארץ. עם זאת, ניתוח המים שעוזבים את האטמוספירה של ונוס מראה שרבים מיוני המימן הם למעשה איזוטופ יציב של דאוטריום, המורכב מפרוטון ונויטרון (לא רק פרוטון) בגרעין שלו. "כמות הדאוטריום היא מפתח חשוב להבנת כמות המים שאבדו לאורך זמן", אומר גרינספון. החוקרים מעריכים כי ונוס איבדה לפחות אוקיינוס מים מאז היווצרותם, על בסיס חלקיקי דאוטריום שנשפו על ידי רוח השמש.
"ההבדלים הללו לא נובעים רק מכך שנוגהקרוב יותר לשמש, מסביר פרד טיילור. - כעת אנו יודעים כי היעדר שדה מגנטי מגן ומהירויות סיבוב שונות של כוכבי הלכת ממלא תפקיד גם בהבטחת המהירות הגבוהה של תהליכים אטמוספריים רבים על ונוס אותם אנו צופים בכדור הארץ. הנתונים החדשים מאפשרים לנו לבנות תרחיש בו ונוס החלה באותו אופן כמו כדור הארץ - אולי כולל הסביבה המאוכלסת לפני מיליארדי שנים - ואז התפתחה למצב שאנחנו רואים עכשיו.
איפה החיים יכולים להתעכב על ונוס?
במשך עשרות שנים, ונוס ניתנהפסק דין: זהו נוף גיהנום רעיל, מחומם יתר על המידה, מוחץ שבו שום דבר לא יכול לשרוד. אבל יותר ויותר, מדענים מסתכלים מחדש על שכנם הפלנטרי הקרוב ביותר - או לפחות על העננים שלו.
מחקרים אחרונים מסבירים כיצד מיקרוביאליתהחיים יכולים לשרוד אצל זוגות ונוסיים. אם אי פעם תאושר ההשערה החדשה, היא עשויה לעודד מדענים להעריך מחדש כיצד ואיפה אנו מחפשים חיים ביקום.
למרות פני השטח של נוגה כפופים קשיםלחץ וטמפרטורה, חלק מהשכבות של האטמוספירה שלו טובים למדי. מלבד כדור הארץ, האטמוספרה של נוגה היא המקום המתאים ביותר למגורים במערכת השמש, מכיוון שהלחץ והטמפרטורה שלו נמצאים בטווח שאנו מכירים. עם זאת, לבני אדם לא יהיה אוויר לנשימה. גם בעיית החומצה הגופרתית באטמוספרה, המשכלת את מערכת הנשימה ואיברים חיוניים אחרים, אינה נעלמת.
תפיסה אמנותית של הרי געש פעילים בונוס, המתאר אזור כניעה שבו קרום החזית צולל אל פנים כדור הארץ בתעלה טופוגרפית. קרדיט תמונה: נאס"א / JPL-Caltech / Peter Rubin
למרות התנאים הקשים, מדענים שואליםהשאלה היא, האם כמה חיידקים כמעט בלתי נראים יכולים להיות בקצה אחד העולמות הכי לא מתאימים שאנו מכירים? אורגניזמים קשוחים כמו טרדיגרדות יכולים לשרוד קרינה, טמפרטורות קיצוניות, רעב, התייבשות, ואפילו ואקום בחלל. אולי יש להם קרובי משפחה על ונוס?
קרל סייגן חשב על החיים בענני נוגהבשנת 1967, ורק לפני כמה שנים, חוקרים הציעו שתופעות חריגות מוזרות שנצפו בעת צפייה בכוכב הלכת באור אולטרה סגול יכולות להיות מוסברות על ידי משהו כמו אצות או חיידקים באטמוספירה שלו.
מחקר שפורסם בכתב העתאסטרוביולוגיה, האסטרונומית המובילה שרה סיגר מ- MIT, מציעה וריאציה כיצד עשוי להיראות מחזור החיים מעל ונוס. סיגר היה מוביל המאה ה -21 בחיפוש אחר כוכבי לכת, חתימות ביולוגיות ועולמות דומים לשלנו. כיום היא סגנית מנהלת המדע של משימת נמל התעופה של נאס"א (הידועה גם בשם TESS).
סיגר ועמיתיה מציעים שהכיהדרך הסבירה של חיידקים לשרוד מעל ונוס היא בצורה של טיפות נוזליות. אבל טיפות כאלה לא נשארות במקומן, כמו גשם. בסופו של דבר הם גדלים עד כדי כך שכוח המשיכה משתלט עליו. במקרה של ונוס, פירוש הדבר כי טיפות המכילות צורות חיים זעירות נופלות לשכבות התחתונות החמות יותר של האטמוספירה של כדור הארץ, שם הן בהכרח מתייבשות.
"הדרך היחידה לשרוד ללא הגבלת זמןהאם הוא מחזור חיים שכולל התייבשות של חיי מיקרוביאלית כאשר טיפות נוזלים מתאדות במהלך השקיעה. במקביל, "נבגים" יבשים קטנים עוצרים ומאכלסים חלקית את האטמוספירה של ונוס, שכבת האובך התחתונה העומדת שלה ", מסבירים מחברי המחקר.
נבגים מיובשים אלה יכנסו למעין שלב תרדמת חורף, בדומה למה שטארדיגרדים יכולים לעשות, ובסופו של דבר יועלו לאטמוספירה ויוזרמו מחדש, תוך המשך מחזור החיים.
עם זאת, זו רק תיאוריה.עם זאת, נאס"א אפילו שוקלת להשיק את משימת Veritas כבר בשנת 2026 להקיף את נוגה כדי לחקור את העננים שלה. נתונים חדשים מנוגה ואולי תגליות חדשות עשויים להופיע בקרוב. התחזית לכוכב הלכת נותרה, כפי שהייתה במשך זמן מה, מעוננת.
כיצד תכננה נאס"א לאכלס את ונוס?
מספר סוכנויות, כולל כמובן נאס"א,מרכז את המאמצים לחקור את מערכת השמש במאדים. במבט ראשון, לעומת זאת, מאדים לא נראה כמועמד הטוב ביותר. ונוס קרובה הרבה יותר - במרחק של 38 מיליון ל -261 מיליון ק"מ לעומת מאדים במרחק של 56-401 מיליון ק"מ. כאמור, זהו השכן הקרוב ביותר של כדור הארץ.
ונוס דומה גם בגודלו לכדור הארץ - הרדיוס שלו הוא 6,052 ק"מ, וכדור הארץ - 6,371 ק"מ. בנוסף, שני כוכבי הלכת הם בעלי צפיפות והרכב כימי דומים.
אבל כל השאר הופך את זה למעשיבלתי נראה למחקר. הגששים אמנם נשלחו לפני השטח של כדור הארץ, אך הם נמשכו לכל היותר שעתיים לפני שהתנאים שעל פני השטח של ונוס השמידו אותם. תנאים אלה כוללים לחץ אטמוספרי פי 92 מזה של כדור הארץ; טמפרטורה ממוצעת 462 מעלות צלזיוס; פעילות געשית קיצונית; אווירה צפופה במיוחד המורכבת בעיקר מפחמן דו חמצני עם כמות קטנה של חנקן; ושכבה מעוננת של חומצה גופרתית.
באופן כללי, ונוס היא לא המקום הטוב ביותר להתיישבות בו. עם זאת, נאס"א מאמינה שיש להם פתרון שישלח אנשים לחקור את כדור הארץ - עיר ענן.
תפיסה מבצעית של ונוס בגובה רב(תפיסה תפעולית גבוהה של ונוס) - HAVOC - היא חללית קונספט שפותחה על ידי צוות משרד ניתוח מערכות ומושגים במרכז המחקר לנגלי של נאס"א כדי לחקור את ונוס. רקטה קלה מהאוויר הזו תוכננה להישאר מעל ענני חומצה למשך כ- 30 יום, מה שיאפשר לקבוצת אסטרונאוטים לאסוף נתונים על האטמוספירה של כדור הארץ.
ואילו פני השטח של ונוס עשוייםכדי להשמיד אדם, התנאים מעל ענניו בגובה של כ- 50 ק"מ דומים לאלו שעל פני כדור הארץ בכל הנוגע לדאייה. הלחץ האטמוספרי של ונוס ניתן להשוואה לזה של כדור הארץ, וכוח הכבידה נמוך רק מעט. הטמפרטורה היא כ- 75 מעלות צלזיוס, שהיא גבוהה יותר מטמפרטורה נוחה, אך ניתן לשלוט על טמפרטורה זו. לבסוף, האטמוספירה בגובה זה מספקת הגנה מפני קרינת שמש.
המשימה הייתה אמורה להתחיל בהשקהבדיקה רובוטית לנוגה לבדיקות ראשוניות ולמחקר. לאחר קבלת נתונים אלה, המשימה הצוותית יכולה לבלות 30 יום בשייט מעל הפלנטה; ואחריהם משימות בהן צוותים של שני אסטרונאוטים יבלו שנה כל אחד. המטרה הסופית היא נוכחות מתמדת של אדם בעיר ענן מעופפת.
העיר תוכננה להיווצר באמצעותטכנולוגיות קיימות או כמעט קיימות. אם המשימה הייתה מוצלחת, זו יכולה להיות תחילתה של אוכלוסיית הקולוניזציה של היקום מחוץ לכדור הארץ.
נאס"א גם תכננה ליצור את התנאים של נוגה על פני כדור הארץ - כבר הוכן מסמך מקביל, שמתאר את היכולות והאפשרויות הנוכחיות לביצוע בדיקות כאלה בדיוק.
"לנוגה עצמה יש ערך כנקודהיעד לחקירה ולקולוניזציה, אבל זה גם משלים את התוכניות הנוכחיות למאדים ", אמר כריס ג'ונס ממרכז המחקר לנגלי. כפי שמבטיחים מדענים, אם וונוס היה נחקר לראשונה, לאנושות היה יתרון גדול יותר על המשימה למאדים בקנה מידה אנושי.
לרוע המזל, הפרויקט נמצא כעת בארכיון. מתי מדענים יוכלו לחזור אליו, לא ידוע. עם זאת, נאס"א סיפקה לנו הזדמנות לראות כיצד ייראה חקר ונוס.
האם ונוס יכול היה להיות ראוי למגורים בעבר?
על פי הדמיות מחשב של הקדמוניםעל פי מדענים ממכון גודארד לחקר החלל (GISS) של נאס"א בניו יורק, ייתכן שלנוגה היה אוקיינוס רדוד של מים נוזליים וטמפרטורות פני השטח למגורים עד 2 מיליארד שנים מההיסטוריה המוקדמת שלה.
תצפיות מראות כי בעבר הרחוקלנוגה היו יכולים להיות אוקיינוסים מימיים. דפוס דומה לים אוקיינוס, כמו זה שלמעלה, שימש במודל אקלים כדי להראות כיצד ענני סערה היו יכולים להגן על נוגה העתיקה מפני אור שמש חזק ולהפוך את כדור הארץ למגורים.
נאס"א
התוצאות, שפורסמו בכתבי מחקר גאופיסיקליים, נגזרו ממודל דומה לזה המשמש לחיזוי שינויי אקלים עתידיים על כדור הארץ.
"רבים מהכלים שאנו משתמשים בהםלמודל של שינויי אקלים על פני כדור הארץ, ניתן להתאים לחקר האקלים של כוכבי לכת אחרים, הן בעבר והן בהווה, מסביר מייקל וואי, חוקר GISS ומחבר ראשי של המאמר. "תוצאות אלו מצביעות על כך שייתכן ונוס העתיקה הייתה מקום שונה מאוד ממה שהוא היום."
מדענים הציעו מזמן את ונוסנוצר ממרכיבים דומים לאלו בכדור הארץ, אך הלכו בדרך אבולוציונית אחרת. מדידות שנערכו במשימת החלוצים של נאס"א לנוגה בשנות השמונים העלו לראשונה כי לכדור הארץ היה אולי אוקיינוס במקור. עם זאת, ונוס קרובה יותר לשמש מאשר לכדור הארץ ומקבלת הרבה יותר אור, אנרגיה וקרינה. כתוצאה מכך, האוקיינוס המוקדם של הכוכב התאדה, מולקולות אדי מים נהרסו על ידי קרינה אולטרה סגולה, ומימן טס לחלל. ללא מים על פני השטח, פחמן דו חמצני מצטבר באטמוספירה, מה שמוביל לאפקט החממה שיצר את הסביבה הנוכחית.
מחקרים קודמים הראו כיצדבמהירות כוכב הלכת מסתובב על צירו, משפיע אם יש לו אקלים המתאים לחיים. יום על ונוס שווה ל- 117 ימי כדור הארץ. עד לאחרונה, ההנחה הייתה שכדי שהכוכב יזכה למהירות סיבוב איטית של היום, נדרשת אווירה צפופה, דומה לאלו של ונוס המודרנית. עם זאת, מחקרים חדשים הראו כי אטמוספירה דקה, דומה לאלו של כדור הארץ המודרני, יכולה הייתה להביא את אותה התוצאה. המשמעות היא שוונוס העתיקה עם אטמוספירה יבשתית יכולה הייתה להיות באותה מהירות סיבוב כמו היום.
גורם נוסף המשפיע על האקלים של כדור הארץ הואזו טופוגרפיה. צוות GISS הניח כי יש יותר אדמה על ונוס העתיקה מאשר על כדור הארץ, במיוחד באזורים הטרופיים. זה מגביל את כמות המים המתאדים מהאוקיינוסים וכתוצאה מכך את השפעת החממה של אדי מים. סוג משטח זה נראה אידיאלי עבור בית הגידול של הפלנטה; נראה שהיו מספיק מים כדי לתמוך בשפע של חיים ומספיק קרקע בכדי לגרום לחוסר רגישות של כדור הארץ לשינויים הקשורים לאור השמש הנכנס.
Way ועמיתיו ב- GISS מדמים תנאיםונוס מוקדמת היפותטית עם אטמוספירה דומה לזו של כדור הארץ, עם יום השווה ליום הנוכחי של ונוס, ואוקיינוס רדוד על פי נתונים מוקדמים של החללית פיוניר. החוקרים הוסיפו מידע על הטופוגרפיה של ונוס ממדידות מכ"ם שנערכו על ידי משימת מגלן של נאס"א בשנות התשעים ומילאו את השפלה במים, והותירו את האזורים ההרריים חשופים כמו יבשות ונוס. המחקר לקח בחשבון גם את השמש העתיקה, שהייתה עמומה יותר ב -30 %. למרות זאת, ונוס העתיקה עדיין קיבלה כ -40% יותר אור שמש מכדור הארץ כיום.
המחקר נערך במסגרת תוכנית נאס"אאסטרוביולוגיה של מדע פלנטרי כחלק מתוכנית Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), המבקשת להאיץ את חיפוש החיים על כוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים, או כוכבי לכת, על ידי שילוב רעיונות מתחומי האסטרופיזיקה. פלנטולוגיה, הליופיזיקה ומדעי כדור הארץ. הממצאים הם בעלי רלוונטיות ישירה למשימות עתיד של נאס"א, כגון לוויין כוכב הלכת החוצה וטלסקופ החלל ג'יימס ווב, שינסו לאתר כוכבי לכת אפשריים למגורים ולאפיין את האטמוספירה שלהם.
משימות עתידיות לנוגה
איך "כוכבי הלכת האחיות" האלה - כדור הארץ וונוס - התפתח כל כך שונה היא שאלה מדעית בוערת במשך עשרות שנים, ומשימה מוצעת בשם VERITAS שואפת לספק תשובות על ידי שינוי ההבנה שלנו לגבי הגיאודינמיקה הפנימית שעיצבה את כוכב הלכת. המשימה יכולה לספק תובנה לגבי האבולוציה של כוכב הלכת שלנו ואפילו לעזור לנו להבין טוב יותר את כוכבי הלכת הסלעיים המקיפיםאחריםכוכבים
VERITAS נחשב לבחירה בתוךתוכנית הגילוי של נאס"א ותופעל על ידי מעבדת הנעה הסילוני של נאס"א בדרום קליפורניה. בין שותפי הפרויקט נכללים לוקהיד מרטין, סוכנות החלל האיטלקית, סוכנות החלל הגרמנית וסוכנות החלל הצרפתית.
"ונוס היא כמו מתנה קוסמית כתוצאה מכךאמרה סוזן סמקראר, חוקרת ראשית של VERITAS ב- JPL. "יש לך את שני הגופים הפלנטאריים האלה - כדור הארץ וונוס, שהתחילו כמעט באותה הדרך, אך עברו שני מסלולים אבולוציוניים שונים לחלוטין, אבל איננו יודעים מדוע."
המשימה האחרונה לחקור את פני כדור הארץ,חללית מגלן של נאס"א, שהושלמה בשנת 1994. למרות שהוא סיפק כמה רמזים לגיאולוגיה של ונוס, המכשירים לא הצליחו לספק מידע אמין על מקורם של תכונות רבות של פני כדור הארץ.
VERITAS יוצע להשקה בשנת 2026סובבים סביב כדור הארץ ומתבוננים דרך עננים מוצלים באמצעות מערכת מכ"ם מודרנית עוצמתית ליצירת מפות תלת מימד עולמיות וספקטרומטר בטווח האינפרא אדום הקרוב כדי להבין ממה עשוי המשטח. הוא גם היה מודד את שדה הכבידה של הפלנטה כדי לקבוע את מבנה הפנים של ונוס. יחד, כלים אלה יכולים לספק רמזים על התהליכים הגיאולוגיים של כדור הארץ בעבר ובהווה, מגרעין שלו ועד לפני השטח.
קרא גם
החיסון הרוסי נגד COVID-19 נכנס למחזור האזרחי, אך ישנן תלונות רבות לגביו
ביום המחלה השלישי, רוב החולים ב- COVID-19 מאבדים את חוש הריח שלהם ולעיתים קרובות סובלים מנזלת
מדענים גילו מדוע ילדים הם הנשאים המסוכנים ביותר של COVID-19