Warto przeczytać

Wenus jako najjaśniejszy, poza Księżycem, obiekt na nocnym niebie była znana już antycznym cywilizacjom. Nazywano ją Gwiazdą Poranną lub Gwiazdą Wieczorną – w zależności od pory obserwacji. Prawdopodobnie już w VI wieku p.n.e. zauważono, że jest to ten sam obiekt. Wenus jest planetą dolną. Oznacza to, że jej orbita znajduje się pomiędzy Słońcem a Ziemią. Z tego powodu Wenus widoczna jest tylko po zachodzie Słońca lub przed jego wschodem. Maksymalna elongacja Wenus, czyli odległość kątowa na niebie, jaka maksymalnie może dzielić Słońce i Wenus, wynosi 48 stopni (Rys. 1.).

R25XV5iG1f1Am

Rys. 1. Rysunek przedstawia kąt elongacji. W centralnej części rysunku pokazano Słońce, jako małą żółtą kulę. Wokół Słońca znajdują się orbity trzech planet narysowane w postaci elips. Orbity planet są współśrodkowe, a ich promienie różne. Na obwodzie najmniejszej orbity zaznaczono położenie planety Merkury, w postaci ciemnogranatowej kulki. Na obwodzie największej orbity zaznaczono położenie Ziemi w postacie niebieskiej kulki. Ziemia znajduje się w najniższym punkcie orbity, a jej środek jest połączony czarną przerywaną linią ze środkiem Słońca. Linia łącząca środek Słońca i środek Ziemi jest pionowa. Na środkowej orbicie zaznaczono dwa położenia planety Wenus. Położenia planety Wenus zaznaczono w postaci pomarańczowych kulek w dolnej części środkowej orbity. Przez środki położeń Wenus poprowadzono czarne półproste, których początek znajduje się w środku Ziemi. Proste są odchylone od przerywanej linii łączącej środki Słońca i Ziemi o czterdzieści osiem stopni w prawo i w lewo. Półprostą przechodzącą przez lewe położenie Wenus opisano jako największa elongacja wschodnia. Półprostą przechodzącą przez prawe położenie Wenus opisano jako największa elongacja zachodnia.

R24QGd3ZCJ9UA

Rys. 2. Zdjęcie przedstawia nocne niebo, na którym – w centralnej części – Księżyc widoczny jest w postaci jasnego rogalika. Kształt Księżyca wynika z częściowego przesłonięcia jego tarczy przed promieniami słonecznymi przez Ziemię. Po lewej nieco poniżej Księżyca widoczny jest jasny punkt. Ten punkt to planeta Wenus. Na zdjęciu widoczne są również inne ciemne kształty – korony drzew.

W XI wieku naszej ery po raz pierwszy zaobserwowano tranzyttranzyttranzyt Wenus na tle tarczy Słońca. Perski astronom Awicenna stwierdził na tej podstawie, że Wenus znajduje się pomiędzy Ziemią a Słońcem. W tamtych czasach panowało przekonanie, że Ziemia jest w środku Wszechświata, a wszystko, co obserwuje się na niebie, krąży wokół niej. Taki system budowy Wszechświata w II wieku wprowadził Ptolemeusz i uznawany był przez wszystkich uczonych za poprawny, aż do czasów Mikołaja Kopernika.

W XVII wieku Galileusz obserwował Wenus przez teleskop. Dzięki długotrwałym obserwacjom zauważył on, że Wenus, tak jak Księżyc, przechodzi przez fazyfazyfazy (Rys. 3.). Był to jeden z niepodważalnych obserwacyjnych dowodów potwierdzających teorię heliocentryczną Kopernika.

R1WLASJ3gxFVV

Rys. 3. Zestaw zdjęć prezentuje fazy Wenus oraz zmianę średnicy planety obserwowanej z Ziemi. Zdjęcia wykonano w ciągu czterech miesięcy w dwa tysiące czwartym roku od lutego do czerwca. Zdjęcia podzielone są na trzy rzędy, pokazane jeden pod drugim. Najwyższy rząd zawiera pięć zdjęć wykonanych od dwudziestego siódmego lutego do trzeciego kwietnia dwa tysiące czwartego roku. Na lewym zdjęciu Wenus jest najmniejsza, a na prawym największa. Na lewym zdjęciu wykonanym najwcześniej, prawie cała planeta jest widoczna w postaci szarej częściowo przesłoniętej z lewej strony kuli. Na prawym zdjęciu wykonanym trzeciego kwietnia dwa tysiące czwartego roku tylko prawa część planetu jest widoczna, jako połowa szarej kuli. W środkowym rzędzie widocznych jest również pięć zdjęć, wykonanych od trzynastego kwietnia do szesnastego maja dwa tysiące czwartego roku. W środkowym rzędzie planeta Wenus jest większa niż na zdjęciach w rzędzie górnym. Na lewym zdjęciu planeta jest najmniejsza i widoczna w postaci prawej połowy szarej kuli. Na prawym zdjęciu planeta jest największa ale widoczne w postaci szarego rogalika wybrzuszonego w prawo. W trzecim rzędzie znajdują się cztery, największe zdjęcia wykonane od dziewiętnastego maja do ósmego czerwca dwa tysiące czwartego roku. Na lewym zdjęciu Wenus jest najmniejsza i widoczna jako cienki szary rogalik wybrzuszony w prawo. Na prawym zdjęciu Wenus jest największa i pokazana w postaci jasnoszarego pierścienia z czarnym wnętrzem.

Atmosfera Wenus została odkryta dopiero w drugiej połowie XVIII wieku. Zauważono, że Wenus we wczesnej fazie (tak zwany rogalik) ma większy od 180 stopni oświetlony fragment brzegu tarczy. Wywnioskowano, że jest to efekt rozpraszania światła w atmosferze.

Ze względu na bardzo gęstą atmosferę, wszelkie badania Wenus były bardzo utrudnione. W świetle widzialnym Wenus jest jednolita, nie widać żadnych szczegółów. Dopiero rozwój technologii pozwolił na badania Wenus przy pomocy spektroskopii, obserwacji radiowych i obserwacji w nadfiolecie. W drugiej połowie XX wieku udało się zmierzyć okres obrotowy Wenus i zauważyć, że obrót Wenus jest obrotem wstecznym. Oznacza to, że Wenus obraca się przeciwnie niż większość planet. Ponadto obrót ten jest bardzo powolny. Doba wenusjańska jest dłuższa od wenusjańskiego roku. W latach siedemdziesiątych, dzięki Obserwatorium Arecibo, dokonano pierwszych obserwacji powierzchni Wenus z Ziemi.

W latach sześćdziesiątych XX wieku, w tym samym czasie, radzieccy i amerykańscy naukowcy budowali sondy, których celem było badanie planet dolnych Układu Słonecznego. Ze względu na małą odległość pomiędzy Ziemią a Wenus, był to oczywisty cel pierwszych eksploracji najbliższej przestrzeni kosmicznej.

Pierwszą w historii ludzkości sondą kosmiczną, która badała planetę z bliskiej odległości był w roku 1962 amerykański Mariner‑2. Znajdował się on 34833 km nad powierzchnią Wenus. W październiku 1967 roku w wenusjańską atmosferę weszła radziecka Wenera‑4. Pierwszy międzynarodowy zespół, w celu jak najdokładniejszego badania Wenus, stworzyli właśnie astronomowie z grup Wenera‑4 i Mariner‑5.

Amerykańska sonda Mariner‑10 w drodze do najbliższej Słońcu planety – Merkurego, przeleciała koło Wenus, wykorzystując manewr asysty grawitacyjnej. Manewr ten umożliwił wówczas skierowanie sondy w stronę Merkurego, ale również badanie atmosfery Wenus. Manewr asysty grawitacyjnej jest obecnie wykorzystywany przy większości misji kosmicznych. Jedną z przełomowych misji kosmicznych, które odwiedziły Wenus, była radziecka sonda Wenera‑12. Wyposażona była ona w lądownik, który, po opadnięciu na powierzchnię planety, przez 110 minut nadawał z niej sygnał. Każda z sond wyposażona była w radary umożliwiające badanie powierzchni Wenus przez chmury. Przez ponad dziesięć lat sonda Magellan badała powierzchnię Wenus przy pomocy radarów. Z wykorzystaniem tych danych stworzono mapę planety. Sonda Magellan zbadała prawie 98% powierzchni planety. Pozostałe 2% danych zostały uzupełnione przez naziemne dane z Obserwatorium Arecibo (Rys. 4. a i b).

RY0xomvS1Z2fb

Rys. 4a. Zdjęcie przedstawia Wenus w fałszywych kolorach, uwidaczniających różnice wysokości na powierzchni planety. Tło zdjęcia stanowi czarna przestrzeń kosmiczna. Wenus widoczna jest jako ogromna kolorowa kula, na powierzchni której znajdują się rozległe niebieskie obszary. Niebieski kolor oznacza obszary znajdujące się na najmniejszej wysokości na powierzchni planety. Obok niebieskich obszarów widoczne są zielone i pomarańczowe plamy. Są to tereny położone wyżej. Stosunkowo rzadko widoczne są czerwone, znacznie mniejsze plamy, to obszary wyżynne.

Re0xr5ujSBupV

Rys. 4b. Grafika przedstawia ogólny rozkład struktur na północnym biegunie Wenus. Tło grafiki stanowi czarna przestrzeń kosmiczna. Wenus pokazano jako żółtą kulę z jasnymi i ciemnymi obszarami na powierzchni. Ciemnym kolorem zaznaczono obszary nizinne, a jasnym obszar wyżynne. W kilku miejscach widoczne są bardzo jasne, niewielkie punkty. Najjaśniejsze punkty to najwyższe góry na planecie. Grafika przedstawia obraz północnego bieguna Wenus. Nieco poniżej centralnej części planety widoczny jest bardzo jasny obszar. Ten niewielki obszar to góry Maxwell Montes, których wysokość sięga jedenastu kilometrów.

RZhUgdb9X5u5Q

Rys. 5. Ilustracja przedstawia symulację trójwymiarową pokazującą góry Maat Mons znajdujące się na powierzchni Wenus. Przedstawione góry mają wysokość około ośmiu kilometrów. W górnej części symulacji pokazano czarną przestrzeń kosmiczną. W dolnej części ilustracji widoczne są góry z najwyższym wzniesieniem umiejscowionym w centralnej części obrazu. Powierzchnia gór jest pomarańczowobrązowa. Po zboczach wzniesienia spływają jasnożółte potoki lawy tworzące rozległe ścieżki. Strumienie lawy sięgają odległości około sześciuset kilometrów, co sugeruje, że Wenus była lub jest bardzo aktywną wulkanicznie planetą.

Atmosfera Wenus została bardzo dobrze przebadana. Składa się ona w ponad 96% z dwutlenku węgla, 3,5% z azotu oraz znikomych ilości innych pierwiastków – głównie dwutlenku siarki, argonu oraz pary wodnej. Masa atmosfery Wenus jest 93 razy większa od masy atmosfery ziemskiej. Tak ciężka atmosfera wywiera na powierzchnię ciśnienie równe ciśnieniu hydrostatycznemu w ziemskich oceanicznych rowach na głębokości jednego kilometra. W atmosferze znajdują się pasma chmur wytworzone z dwutlenku siarki. Taki skład atmosfery sprawia, że na Wenus występuje coś, co możemy nazwać efektem cieplarnianym. Atmosfera utrzymuje ciepło na powierzchni planety. Powierzchnia Wenus rozgrzana jest do temperatury 460°C bez względu na porę dnia i oświetlenie planety przez Słońce. Wahania temperatur nie przekraczają kilku stopni Celsjusza.

Atmosfera Wenus odbija aż 70% promieni słonecznych od swojej powierzchni. Nasz Księżyc, choć z racji bliskości w stosunku do Ziemi jest dużo jaśniejszy od Wenus, odbija tylko około 10% światła na niego padającego. Przyczyna tak dużego albedoalbedoalbedo (czyli parametru wskazującego, jaka część światła padającego na ciało niebieskie jest odbijana) leży właśnie w wenusjańskich kwaśnych chmurach, które skutecznie odbijają promienie słoneczne.

Zdarza się, że na Wenus padają deszcze. Jednak nie przypominają one tych ziemskich opadów. Wenusjańskie deszcze są opadami kwasu siarkowego tworzącego się w chmurach gęstej atmosfery. Deszcz ten nigdy nie dociera do powierzchni planety, ponieważ pod wpływem ogromnej temperatury wyparowuje. Ponadto sondy badające Wenus zarejestrowały wyładowania atmosferyczne w postaci piorunów. Sondy Wenera zarejestrowały takie zjawisko już w latach sześćdziesiątych, ale dopiero na początku XXI wieku potwierdzono istnienie charakterystycznych fal elektromagnetycznych wytwarzanych przez błyskawice. Zjawiska pogodowe na Wenus występują okresowo.

Prawdopodobnie atmosfera Wenus miliony lat temu była dużo bardziej podobna do ziemskiej. Niestety, silny wulkanizm planety zasilił jej atmosferę w trujące dla człowieka substancje. Jednak znamy organizmy na Ziemi, które potrafią żyć w ekstremalnych warunkach – ekstremofile. Organizmy takie potrafią żyć we wnętrzach wulkanów, wytrzymywać ogromne ciśnienie lub wysokie temperatury. Człowiek jednak nie mógłby przeprowadzić się i mieszkać na Wenus. Istnieją zespoły badawcze, które starają się stworzyć urządzenia umożliwiające człowiekowi egzystencję na Wenus w celu jej badania. Realizacja tego celu jest jednak bardzo odległa.

Podsumowując, możemy wymienić dwa kluczowe czynniki odpowiadające za to, że Wenus jest najjaśniejszym obiektem na nocnym niebie (poza Księżycem). Są to:

- bliskość Ziemi,

- wysokie albedo.

Słowniczek