Proto je Venuše nejjasnější, nejextrémnější planeta, kterou můžeme vidět

pokud jste se nedávno dívali na západ po západu slunce, možná jste si všimli, že existuje jeden světelný bod, který zastíní všechny ostatní nejen kolem něj, ale po celé noční obloze. Tím bodem je planeta Venuše, planeta tak jasná a světelná, že zastíní všechny ostatní objekty na noční obloze kromě měsíce. Každá jiná hvězda a planeta bledne ve srovnání s Venuší při pohledu ze země, a to bez ohledu na to, zda je Venuše na své oběžné dráze nejblíže nebo nejdále od země.

viděno vedle Marsu-jasná planeta sama o sobě – jak se objevila během konjunkce 12. července 2021, Venuše se objevila asi 200krát jasnější než Mars nebo téměř šest úplných astronomických veličin: rovná rozdílu jasu mezi severní hvězdou a planetou Neptun. Ačkoli jeho pokračující jas je možná nejpozoruhodnějším rysem Venuše, není to jen nejjasnější planeta, kterou můžeme vidět ze země, ale spíše extrémní, pozoruhodná planeta v mnoha ohledech. Zde je to, co dává Venuši její pozoruhodný, jedinečný stav ve sluneční soustavě.

1.) Atmosféra Venuše. Každá planeta ve sluneční soustavě podléhá několika různým účinkům: gravitační tah z hmoty uvnitř planety na jedné straně a částice a záření vyzařované ze Slunce na straně druhé. Tyto dva jevy jsou proti sobě, pokud jde o atmosféru planety, se slunečním větrem a zářením, které se snaží zbavit atmosféru planety, zatímco gravitační síla planety pracuje na růstu planety během raných formativních fází a visí na co největší části její atmosféry tak dlouho, jak je to možné později.

ačkoli Merkur byl dostatečně blízko ke Slunci a dostatečně malý, že jeho atmosféra byla již dávno zcela zbavena, Venuše byla vzdálenější a masivnější a dokázala se udržet na svých masivnějších molekulárních druzích, zejména na oxidu uhličitém. To je spekuloval, že uprchlý skleníkový efekt se konal na Venuši už dávno, což vedlo k jeho husté, hustý, horká atmosféra, dominuje oxidu uhličitého a kyseliny sírové mraky.

horní vrstvy atmosféry Venuše se ionizují díky slunečnímu záření a tato ionizovaná vrstva a magnetické pole vyplývající z pohybu nabitých částic v ní chrání zbytek Venuše před účinky odizolování slunce: podobně jako magnetické pole Země chrání atmosféru naší vlastní planety. Tato ochrana nepokrývá všechno, nicméně; lehčí druhy plynů-včetně vodní páry — jsou neustále odstraňovány slunečním větrem, a vidět v magnetotailu Venuše.

2.) Venušiny mraky. Několik silných vrstev mraků kyseliny sírové hraje obrovskou roli při tlačení Venuše do jejích extrémů. Zatímco na Zemi jsou to především skleníkové plyny v naší atmosféře, které zahřívají naši planetu-plyny jako vodní pára — oxid uhličitý a metan, které jsou průhledné na optických vlnových délkách, ale absorbují a znovu emitují světlo v infračerveném záření-Venušiny mraky jsou primárním činidlem zachycujícím teplo na naší sesterské planetě. Na Zemi tvoří mraky pouze asi 25% zachyceného tepla na naší planetě; na Venuši je to více než 90%.

kromě toho jsou mraky na Zemi i Venuši vysoce reflexní, ale země je vždy jen částečně pokryta mraky a mnoho zemských mraků jsou tenké, vysoké cirrusové mraky, které odrážejí pouze ~10% přicházejícího slunečního světla, na rozdíl od hustých oblaků s nízkým stratocumulus, které mohou odrážet spíše ~90% světla. Naproti tomu Venuše má více vrstev oblačnosti, které pokrývají něco jako 20 kilometrů ve výšce, takže 0% povrchu je kdykoli viditelné z vesmíru, na rozdíl od více než ~50% pro planetu Zemi. Tato oblačnost končí a hraje zásadní roli v jasu Venuše, jak je vidět také ze země.

3.) Teplota Venuše. Ačkoli Venuše je téměř dvojnásobná vzdálenost od Slunce jako Merkur a přijímá pouze asi 29% radiace na jednotku plochy, kterou Merkur přijímá, Venuše, ne Merkur, je nejžhavější planetou sluneční soustavy. Zatímco Merkur, prakticky bezvzduchový Svět, může na plném slunci dosáhnout až 427 °C (800 °F), zatímco jeho Noční strana může klesnout až na -180 °C( -290 °F), Venuše trvale zůstává mezi 440-480 °C (820-900 °F): vždy teplejší než Merkur v absolutním nejteplejším stavu.

zatímco skleníkový efekt země zvyšuje teplotu naší planety pouze o 33 °C (59 °F), Venuše je obrovská, zvyšuje její teplotu asi o 450 °C (810 °F) oproti scénáři, kdy je to zcela bezvzduchový svět. Dole na povrchu Venuše, je vždy dost horké, aby roztavilo olovo; naše nejdéle trvající landery fungovaly méně než 3 hodiny po přistání na povrchu. Zatímco povrch Venuše může být nejvíce pekelné místo v naší sluneční soustavě-v mnoha ohledech ještě extrémnější než vulkanický povrch Jupiterova měsíce Io-asi ~60 kilometrů nahoru, je to překvapivě podobné Zemi. S podobnými tlaky a teplotami, jaké se nacházejí na zemském povrchu, Venuše, nad jejími oblačnými vrcholy, může být již domovem jednoduchých, ale odolných mikrobiálních forem života.

4.) Odrazivost Venuše. To je místo, kde věci začínají být zajímavé. Každý objekt ve sluneční soustavě má takzvané albedo: měřítko odrazivosti jeho povrchu. Existují dva typy albeda, o kterých vědci mluví:

Bond albedo, což je poměr celkového odraženého záření ve srovnání s celkovým příchozím (slunečním) zářením, a

geometrické albedo, což je to, kolik světla se skutečně odráží ve srovnání s plochým, ideálně reflexním povrchem.

podle obou měřítek je Venuše zdaleka nejvíce reflexní planetou ve sluneční soustavě, s albedos, které jsou více než dvojnásobkem další nejbližší planety. Zatímco bezvzduchové světy jako Merkur nebo měsíc odrážejí pouze asi 11-14% celkového příchozího světla, podobně jako by Země odrážela, kdyby byla bezvzduchová a bez ledových kapes, Venuše odráží mezi 75-84% celkového světla, v závislosti na tom, jak se měří. Tato vysoká úroveň odrazivosti způsobuje, že vypadá vnitřně jasnější než kterákoli jiná planeta ve sluneční soustavě, jen s několika měsíci bohatými na led, jako je Saturnův Enceladus, který má vyšší celkové albedo.

5.) Vzhled Venuše ze země. Existuje několik různých důvodů, kombinovaný, proč je Venuše vždy nejjasnější planetou na noční obloze země. Jedním z nich je, že Venuše je relativně velká (téměř stejná velikost jako země) pro skalnatou planetu a relativně blízko Slunce; z hlediska celkového množství slunečního záření dopadajícího na její povrch přijímá více Pouze Jupiter. Za druhé je, že Venuše je nejvíce reflexní planeta ve sluneční soustavě; nejvyšší procento příchozího slunečního záření je odhozeno zpět do vesmíru.

ale tři je blízkost Venuše k zemi. Na jeho nejbližší, Venuše přijde do 41 milionů km (25 milionů mil) země, blíže než kterákoli jiná planeta. Dokonce i ve své nejvzdálenější Venuši je jen 261 milionů km (162 milionů mil) od země: mnohem blíže, než se Jupiter kdy dostane na Zemi. (Další nejbližší přiblížení Jupiteru k zemi přijde v roce 2022, kdy se dostane do vzdálenosti 591 milionů km, tedy 367 milionů mil.)

i když Venuše vykazuje celou sadu fází, její půlměsíc fáze blízko nejbližšího přístupu k Zemi je, když je nejjasnější, ale je jen mírně slabší, když je nejdále, když vstupuje do své plné fáze. Dokonce i na jejich nejjasnější, ostatní jasné planety-Jupiter a Mars-nemohou konkurovat Venuši, i když je nejslabší.

6.) Role Venuše v obecné relativitě. První náznak, že něco „není v pořádku“ s newtonovskou gravitací v naší sluneční soustavě, přišel v polovině 19. století pozorováním oběžné dráhy Merkuru. V posledních několika stoletích jsme pozorovali Merkur na jeho eliptické oběžné dráze kolem Slunce a viděli jsme jeho perihelion – nebo jeho bod nejbližšího přiblížení ke Slunci-postupující na jeho oběžné dráze. Celková rychlost, kterou perihelion pokročil, byla 5600 obloukových sekund za století, a tato rychlost byla trochu příliš velká pro newtonovskou gravitaci.

5025 těchto obloukových sekund za století bylo způsobeno precesí rovnodenností: účinkem precesní oběžné dráhy Země. Dalším klíčem k pochopení problému bylo vypočítat účinky všech ostatních planet na oběžnou dráhu Merkuru. Ačkoli každá planeta přispívá celkem ~532 obloukových sekund za století, největší příspěvek pocházel z Venuše: 277 obloukových sekund za století, téměř dvojnásobek příspěvku dalšího největšího přispěvatele Jupitera (při ~150) a více než trojnásobek příspěvku země (při ~90).

„chybějící“ 43 obloukových sekund za století bylo přesně to, co Einsteinova obecná relativita dokázala vysvětlit, ale bez kvantifikace příspěvků z jiných planet tak přesně, zejména z Venuše, pochopení role, kterou by obecná relativita hrála, by bylo nemožné.

7.) Venuše a zrod tranzitní spektroskopie. Jako druhá planeta od našeho Slunce je Venuše jednou ze dvou planet (spolu s Merkurem), která je pozorována při průchodu před slunečním diskem z našeho pohledu zde na Zemi. Na rozdíl od tranzitů Merkuru, nicméně, kde se Merkur jednoduše jeví jako neprůhledný disk siluetovaný proti slunci, zdá se, že sluneční světlo „křiví“ kolem okraje Venuše, když tranzit začíná i končí. Pozorování tranzitů Venuše, které se vyskytují pouze dvakrát za století, v průměru, byly prvním náznakem lidstva, že Venuše vlastnila — zatímco Merkur postrádal — podstatnou atmosféru.

ale můžeme udělat mnohem víc, než jen zjistit existenci atmosféry během tranzitů: můžeme skutečně měřit, jaký je její atmosférický obsah, molekula po molekule. Tato technika, která byla poprvé prokázána během tranzitu Venuše v roce 2004, je nyní Důležitou součástí exoplanetových věd, protože se pokoušíme použít tranzitní spektroskopii k rozeznání atmosférických konstituentů planet kolem jiných hvězd. I když to v zásadě byla možnost dávno předtím, je to jen tady v 21. století, že přístrojová technologie dohnala naše vědecké sny.

8.) Venušiny lekce pro exoplanety. Dnes se díváme na Venuši a vidíme ji tak, jak je nyní: horká, jasná a zahalená v husté, husté atmosféře bohaté na těžké prvky. Poskytuje nám však jeden ze čtyř hlavních potenciálních osudů pro vnitřek skalní planety k linii mrazu hvězdy.

• Dostaňte se příliš blízko ke své mateřské hvězdě a stanete se tidally uzamčeni a / nebo budete mít celou svou atmosféru zbavenou, jako Merkur v obou bodech.
• Dostaňte se příliš daleko od své mateřské hvězdy, zvláště pokud jste příliš malí a budete chladní, zmrzlí a nehostinní k životu, jako Mars.
• pokud věci fungují správně, pokud jde o vaši atmosféru, vaši velikost a Vaši vzdálenost od Slunce, můžete mít na povrchu tekutou vodu a trvalý, dlouhodobý záběr na život.
• ale stále můžete mít tenkou atmosféru, vyhnout se přílivovému zamykání a přechodu ze světa s potenciálem podobným zemi na pekelnou díru podobnou Venuši: pokud vaše planeta zažije uprchlý skleníkový efekt.

kdyby se věci na Venuši vyvíjely jinak, možná by se i ona mohla z dlouhodobého hlediska stát světem s vlhkou, na život bohatou, soběstačnou biosférou. Možná, v dávné minulosti, věci kdysi byly velmi odlišné na Venuši, a možná existuje bohatá historie starověku, časný život na této planetě. Když uvažujeme o tom, co by mohlo být venku na planetách mimo naši vlastní sluneční soustavu, musíme hledat nejen „jiné země“, které mohou být venku, ale také pro jiné Venusy, stejně jako všechny evoluční kroky, které mohly projít cestou.

vše řečeno, Venuše je planeta plná extrémů. Má nejtlustší atmosféru jakéhokoli skalnatého, pozemského světa známého. Dosahuje nejteplejších povrchových teplot jakékoli planety ve sluneční soustavě. Je to nejvíce reflexní planeta ve sluneční soustavě, překonává dokonce i plynové obry. A-zvláště zajímavé pro pozorovatele na Zemi-je to vždy nejjasnější bod světla viditelný na noční obloze. Kdykoli to není přímo za Sluncem, buď v post-západu slunce nebo před úsvitem, žádná jiná hvězda nebo planeta ji nikdy nezastíní.

takže se vším, co nyní víme, proč je Venuše nejjasnější planetou ve sluneční soustavě?

je to způsobeno kombinací jeho velkého povrchu podobného zemi, jeho relativně těsné blízkosti ke Slunci, jeho velmi reflexní atmosféry bohaté na mraky a skutečnosti, že ani ve své nejvzdálenější vzdálenosti není nikdy více než 1,75 astronomických jednotek od planety Země. I když Jupiter a Mars, další nejjasnější planety, jsou absolutně nejjasnější, stále nemohou konkurovat Venuši v její nejslabší. Až se příště podíváte nahoru a uvidíte bezkonkurenční jasný bod světla fixovaný na obloze po západu slunce nebo před úsvitem, budete přesně vědět, proč Venuše, ve srovnání se všemi ostatními hvězdami a planetami viditelnými ze země, vždy se zdá, že je všechny zastíní.