Во время короткого наблюдения Венеры в 2010 году астрономы увидели нечто, чего, судя по всему, там не должно было быть.
За 36 минут экспериментальный прибор зафиксировал в атмосфере планеты огромные концентрические кольца. Они охватывали значительную часть дневной стороны Венеры и были совершенно невидимы в обычном свете. Обнаружить их удалось только благодаря поляризованному излучению — словно вся планета на мгновение покрылась расходящимися кругами.
Следующие годы исследователи пытались доказать, что необычный сигнал возник из-за ошибки прибора или обработки данных. Однако ни одна проверка не позволила полностью от него избавиться. Теперь учёные опубликовали результаты, чтобы другие специалисты смогли повторить наблюдение и выяснить, существовали ли кольца на самом деле.
Необычные данные получил экспериментальный поляриметр, установленный на телескопе имени Уильяма Гершеля на Канарских островах. В отличие от обычной камеры, он регистрировал линейно поляризованный свет и подавлял неполяризованный. Такой свет возникает при рассеянии на газе и пыли, поэтому прибор мог замечать тонкие особенности атмосферы, скрытые от обычных наблюдений.
В тот вечер создатель прибора Михил Роденхёйс ждал, пока небо станет достаточно тёмным для запланированной работы. Заметив яркую Венеру в сумерках, он решил ненадолго направить телескоп на неё.
Странность в данных обнаружили лишь спустя несколько месяцев. К тому времени прибор уже разобрали, а его детали использовали в других проектах, поэтому повторить наблюдение было невозможно.
Сначала исследователи предположили, что кольца появились из-за особенностей детектора. Они располагались вокруг самой яркой области планеты и могли быть результатом преобразования цифрового изображения или размазывания сигнала. Однако объяснить наблюдение исключительно технической ошибкой не удалось.
Новый возможный ответ появился несколько лет спустя. Японский аппарат «Акацуки» обнаружил в атмосфере Венеры гигантскую волну, протянувшуюся от одного полюса к другому. Это показало, что в атмосфере планеты действительно могут возникать структуры планетарного масштаба.
Физик Гурав Махапатра проверил с помощью компьютерного моделирования, могли ли небольшие изменения плотности верхней атмосферы Венеры, вызванные атмосферными гравитационными волнами, создать замеченные кольца.
Расчёты показали, что колебаний плотности на 5–10% достаточно для появления похожей картины в поляризованном свете.
Пока наблюдение не удалось повторить, поэтому утверждать, что кольца действительно существуют, нельзя. Но если их подтвердят, они могут стать новым способом изучения движения атмосферы Венеры.
Сами кольца, вероятно, являются не волнами, а их следом. Проходя через плотную атмосферу, волны слегка сжимают и расширяют газ. Эти изменения плотности влияют на рассеяние света и создают систему концентрических полос.
Подобные волны существуют и на Земле, где иногда проявляются в виде полос в облаках. На Венере они способны растягиваться на тысячи километров и переносить энергию и импульс между разными слоями атмосферы.
Учёные предполагают, что такие процессы могут быть связаны с одной из главных загадок Венеры — сверхвращением её атмосферы. Облака и ураганные ветры обходят планету примерно за четыре земных дня, хотя сама Венера совершает полный оборот вокруг оси за 243 земных дня.
Исследователи не считают кольца свидетельством неизвестной физики. Скорее, это может быть новый способ наблюдать атмосферные процессы, признаки которых уже фиксировали космические аппараты.
Моделирование показало, что предполагаемые волны возникают после местного полудня. Возможно, они связаны с реакцией атмосферы на солнечный нагрев и переносом энергии через плотные облачные слои, однако эту версию ещё предстоит проверить.
Несмотря на то что первоначальный прибор больше не существует, эксперимент показал: подобные структуры можно искать с помощью современных наземных телескопов. За прошедшие годы появились новые поляриметры, способные снова направить взгляд на Венеру.
Теперь авторы работы надеются, что другие исследователи повторят наблюдение и выяснят, были ли загадочные кольца реальной особенностью атмосферы планеты или редкой ошибкой единственного эксперимента.
Исследование опубликовано в журнале The Planetary Science Journal.
