Астрономы смогли точно измерить длительность дня, наклон оси и размер ядра Венеры

История исследований Венеры насчитывает более четырех веков, причем последние 60 лет они включают в себя и работу автоматических межпланетных станций. 

Но при этом даже такие, казалось бы, базовые параметры этой планеты, как продолжительность суток и наклон оси ее вращения — до сих пор измерялись с весьма большой погрешностью. Американские астрономы на основе данных, полученных за 15 лет наблюдений, смогли радикально уточнить не только эти две характеристики, но и оценить размер венерианского ядра.

Статья с новыми измерениями опубликована в рецензируемом журнале Nature Astronomy. В этой научной работе сотрудники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) проанализировали результаты радарных наблюдений Венеры, проведенных обсерваториями Грин-Банк (Западная Вирджиния) и Голдстоун (Калифорния). Оба использованных радиотелескопа по-своему примечательны: первый — самая большая в мире цельноповоротная астрономическая антенна, второй — входит в комплекс дальней космической связи NASA Deep Space Network (DSN).

На сбор необходимой информации ушло пятнадцать лет — с 2006 по 2020 годы включительно. Такой внушительный срок потребовался не только из-за высокой загруженности радиоастрономических обсерваторий. Помимо этого фактора, большое влияние оказал различный шум в данных. Немалую часть наблюдений пришлось забраковать из-за помех и недостаточного количества (или точности) измерений. Но в итоге за полтора десятилетия ученые накопили достаточно качественных наблюдений, чтобы уточнить фундаментальные параметры Венеры.

В первую очередь, ученые установили, что вторая планета от Солнца вращается с наклоном в 2,6392±0,0008 градуса относительно орбитальной плоскости. Это значение, полученное эмпирически, ни много ни мало, на порядок точнее, чем более ранние оценки. Если сравнивать с Землей, то Венера двигается в пространстве «стоя по стойке смирно»: наклон нашей родной планеты относительно плоскости орбиты — 23 градуса, 26 минут и 21 секунда.

Измеряя скорость вращения Венеры вокруг своей оси, американские астрономы уточнили и среднюю длительность суток на ней — 243,0226±0,0013 земных дней. Причем, что самое интересное, от наблюдения к наблюдению это значение колебалось в пределах 20 минут. Такие отклонения могут быть связаны быстрым движением венерианской атмосферы. Ее масса в 93 раза больше земной, а скорость перемещения относительно поверхности достигает одного оборота за 96 часов. В результате обмен импульсом между столь массивной атмосферой и планетой становится заметен. На Земле такое явление тоже наблюдается, но его эффект несравнимо ниже — порядка миллисекунды в день.

Наконец, благодаря измерению наклона оси вращения и ее прецессии, получилось оценить размер ядра Венеры. Если представить вторую планету от Солнца юлой, то ее верхний штырек будет описывать круг 29 тысячелетий (по 44,58±3,3 угловых секунды за год). Кстати говоря, это немного медленнее, чем прецессия оси вращения Земли: ей на такой же круг потребуется 26 тысяч лет. На основании этих отклонений, американские астрономы вычислили момент инерции Венеры (0,337±0,024), из которого вывели размер ядра — 3500 километров в диаметре (почти как земное). Правда, из этих данных пока нельзя сделать вывод, жидкое оно или твердое.

Несмотря на большие временные затраты, уточненные данные крайне важны для астрономов, поэтому проделанная сотрудниками UCLA работа, безусловно, заслуживает уважения. После Венеры они планируют переместить фокус внимания на крупные спутники Юпитера — Европу и Ганимед. Они настолько массивные и сложно устроенные, что сравнимы по многим характеристикам с планетами. Сложно пока сказать, сколько времени уйдет на их исследование с помощью радиотелескопов, но хочется надеяться, что меньше декады.

Венера представляет большой интерес для ученых — из всех планет Солнечной системы она по множеству параметров больше всего похожа на Землю. Из-за этого ее даже называли «сестрой» родного небесного тела человечества. Хотя с прошлого года после неосторожного заявления главы «Роскосмоса» она больше известна, как «русская планета». И некоторая правда в этих словах есть: именно СССР осуществил самые впечатляющие космические миссии к Венере. Правда, за последние три десятилетия на орбиту вокруг нее вышло всего три аппарата (американский, японский и европейский). Некоторые научные данные предоставили и «пролетающие мимо» зонды, но полноценным исследованием второй планеты от Солнца это назвать трудно.

Исследование Венеры осложняется крайне неблагоприятными условиями на ее поверхности и в атмосфере. Посадочные платформы необходимо рассчитывать на высокие температуру (свыше 460 градусов Цельсия) и давление (в 90 с лишним раз выше, чем на уровне моря на Земле). А летательные аппараты рискуют столкнуться с высоким содержанием кислоты в облаках. Ну а находящиеся на орбите зонды сталкиваются с тем, что сами эти облака полностью закрывают планету и прозрачны только в радиодиапазоне — для оптических инструментов они непроницаемы (если не считать небольших «окон» в инфракрасной части спектра).