Acesta este motivul pentru care Venus este cea mai strălucitoare și extremă planetă pe care o putem vedea

dacă ați privit spre vest după apusul soarelui recent, este posibil să fi observat că există un punct de lumină care le depășește pe toate celelalte nu numai în jurul său, ci pe întregul cer de noapte. Acest punct este planeta Venus, o planetă atât de strălucitoare și luminoasă încât depășește toate celelalte obiecte de pe cerul nopții, cu excepția lunii. Orice altă stea și planetă pălește în comparație cu Venus, așa cum este văzută de pe Pământ, și asta indiferent dacă Venus este cel mai apropiat sau cel mai îndepărtat de pământ pe orbita sa.

văzută lângă Marte — o planetă strălucitoare în sine — așa cum a apărut în timpul conjuncției din 12 iulie 2021, Venus a apărut de aproximativ 200 de ori mai strălucitoare decât Marte, sau aproape șase magnitudini astronomice complete: egală cu diferența de luminozitate dintre Steaua Nordului și planeta Neptun. Deși strălucirea sa continuă este probabil cea mai notabilă caracteristică a lui Venus, nu este doar cea mai strălucitoare planetă pe care o putem vedea de pe Pământ, ci mai degrabă o planetă extremă, remarcabilă în mai multe moduri. Iată ce îi conferă lui Venus statutul său remarcabil, unic în cadrul Sistemului Solar.

1.) Atmosfera lui Venus. Fiecare planetă din Sistemul Solar este supusă la câteva efecte diferite: atracția gravitațională din masa din interiorul planetei, pe de o parte, și particulele și radiațiile emise de soare, pe de altă parte. Aceste două fenomene se opun reciproc atunci când vine vorba de atmosferele planetei, vântul solar și radiațiile lucrând pentru a îndepărta atmosfera planetei, în timp ce atracția gravitațională a planetei lucrează pentru a crește planeta în primele etape de formare și pentru a se agăța de cât mai mult din atmosfera sa cât mai mult posibil mai târziu.

deși Mercur a fost suficient de aproape de soare și suficient de mic încât atmosfera sa a fost complet dezbrăcată cu mult timp în urmă, Venus a fost mai îndepărtată și mai masivă și a reușit să-și păstreze speciile moleculare mai masive, în special dioxidul de carbon. Se speculează că un efect de seră fugar a avut loc pe Venus cu mult timp în urmă, ducând la atmosfera sa densă, groasă și fierbinte, dominată de dioxid de carbon și nori de acid sulfuric.

straturile superioare ale atmosferei lui Venus devin ionizate datorită radiației solare, iar acest strat ionizat și câmpul magnetic rezultat din mișcarea particulelor încărcate în interiorul acestuia protejează restul planetei Venus de efectele de stripare ale soarelui: similar cu modul în care câmpul magnetic al Pământului protejează atmosfera planetei noastre. Cu toate acestea, această protecție nu acoperă totul; speciile mai ușoare de gaze — inclusiv vaporii de apă — sunt în mod constant îndepărtate de vântul solar și văzute în coada magnetică a lui Venus.

2.) Norii lui Venus. Multiplele straturi groase de nori de acid sulfuric joacă un rol extraordinar în împingerea lui Venus la extremele sale. În timp ce pe Pământ, gazele cu efect de seră din atmosfera noastră sunt cele care încălzesc planeta noastră — gaze precum vaporii de apă, dioxidul de carbon și metanul, care sunt transparente la lungimi de undă optice, dar absorb și re-emit lumină în infraroșu — norii lui Venus sunt agentul primar de captare a căldurii pe planeta noastră soră. Pe Pământ, norii reprezintă doar aproximativ 25% din căldura blocată pe planeta noastră; pe Venus, este cu mult peste 90%.

în plus, norii atât de pe pământ, cât și de pe Venus sunt foarte reflectorizanți, dar Pământul este acoperit doar parțial de nori, iar mulți dintre norii Pământului sunt nori subțiri, înalți, care reflectă doar ~10% din lumina soarelui, spre deosebire de norii groși, de stratocumulus, care pot reflecta mai mult ca ~90% din lumină. Venus, prin contrast, are mai multe straturi de punți de nori care se întind pe o altitudine de aproximativ 20 de kilometri, astfel încât 0% din suprafață este vizibilă în orice moment din spațiu, spre deosebire de aproximativ 50% pentru planeta Pământ. Această acoperire de nori joacă un rol vital în strălucirea lui Venus, așa cum se vede și de pe Pământ.

3.) Temperatura lui Venus. Deși Venus este aproape de două ori distanța față de soare ca Mercur și primește doar aproximativ 29% din radiația pe unitate de suprafață pe care o primește Mercur, Venus, nu Mercur, este cea mai fierbinte planetă a Sistemului Solar. Întrucât Mercur, o practic airless lume, poate ajunge până la 427 °C (800 °F) în plin Soare timp de noapte poate ajunge la fel de scăzut ca -180 °C (-290 °F), Venus în mod constant rămâne între 440-480 °C (820-900 °F): întotdeauna mai tare decât Mercur absolut mai tare.

în timp ce efectul de seră al Pământului crește doar temperatura planetei noastre cu aproximativ 33 de centimetrii (59 centimetrii), Venus este extraordinară, crescând temperatura cu aproximativ 450 centimetrii (810 centimetrii) față de scenariul în care este o lume complet fără aer. La suprafața planetei Venus, este întotdeauna suficient de fierbinte pentru a topi plumbul; cei mai longevivi landeri ai noștri au funcționat mai puțin de 3 ore la atingerea pe suprafață. În timp ce suprafața lui Venus ar putea fi cel mai infernal loc din sistemul nostru Solar — în multe privințe chiar mai extrem decât suprafața vulcanică a lunii Io a lui Jupiter — la aproximativ 60 de kilometri în sus, este surprinzător de asemănătoare Pământului. Cu presiuni și temperaturi similare cu cele găsite la suprafața Pământului, Venus, deasupra vârfurilor sale de nori, ar putea fi deja acasă la forme de viață microbiene simple, dar rezistente.

4.) Reflectivitatea lui Venus. Aici lucrurile încep să devină interesante. Fiecare obiect din Sistemul Solar are ceea ce este cunoscut sub numele de albedo: o măsură a cât de reflectorizantă este suprafața sa. Există două tipuri de albedo despre care vorbesc oamenii de știință:

Bond albedo, care este raportul dintre radiația totală reflectată în comparație cu radiația totală de intrare (solară) și

Albedo Geometric, care este cât de multă lumină se reflectă de fapt în comparație cu o suprafață plană, ideal reflectorizantă.

prin ambele măsuri, Venus este de departe cea mai reflectorizantă planetă din Sistemul Solar, cu albedos care sunt fiecare mai mult decât dublu față de următoarea planetă cea mai apropiată. În timp ce lumile fără aer, cum ar fi mercur sau luna, reflectă doar aproximativ 11-14% din lumina totală care intră, similar cu ceea ce pământul ar reflecta dacă ar fi fără aer și fără gheață, Venus reflectă între 75-84% din lumina totală, în funcție de modul în care este măsurată. Acest nivel ridicat de Reflectivitate îl face să pară intrinsec mai strălucitor decât orice altă planetă din Sistemul Solar, cu doar câteva luni bogate în gheață, precum Enceladus al lui Saturn, care posedă un albedo total mai mare.

5.) Apariția lui Venus de pe Pământ. Există câteva motive diferite, combinate, pentru care Venus este întotdeauna cea mai strălucitoare planetă din cerul de noapte al Pământului. Una este că Venus este relativ mare (aproape de aceeași dimensiune ca pământul) pentru o planetă stâncoasă, precum și relativ aproape de soare; în ceea ce privește cantitatea totală de radiație solară incidentă pe suprafața sa, doar Jupiter primește mai mult. Doi este că Venus este cea mai reflectantă planetă din Sistemul Solar; cel mai mare procent din radiația solară care intră este aruncată înapoi în spațiu.

dar trei este apropierea lui Venus de pământ. La cel mai apropiat, Venus se află la 41 de milioane de km (25 de milioane de mile) de pământ, mai aproape decât orice altă planetă. Chiar și la cea mai îndepărtată distanță, Venus se află la doar 261 milioane km (162 milioane mile) de pământ: mult mai aproape decât Jupiter ajunge vreodată pe Pământ. (Următoarea apropiere cea mai apropiată a lui Jupiter de pământ va veni în 2022, când va ajunge la 591 milioane km sau 367 milioane mile.)

chiar dacă Venus prezintă suita completă de faze, faza sa de semilună cea mai apropiată de pământ este atunci când este la cea mai strălucitoare, dar este doar puțin mai slabă atunci când este cea mai îndepărtată pe măsură ce intră în faza sa completă. Chiar și la cele mai strălucitoare, celelalte planete strălucitoare — Jupiter și Marte — nu pot concura cu Venus, chiar și atunci când sunt la cel mai slab nivel.

6.) Rolul lui Venus în relativitatea generală. Primul indiciu pe care l-am avut că ceva a fost „în neregulă” cu gravitația Newtoniană din sistemul nostru Solar a venit la mijlocul secolului 19, prin observarea orbitei lui Mercur. De — a lungul ultimelor secole, am observat mercur pe orbita sa eliptică în jurul Soarelui și am văzut periheliul său — sau punctul cel mai apropiat de soare-avansând pe orbita sa. Rata totală cu care a avansat periheliul a fost de 5600 arc-secunde pe secol, iar această rată a fost puțin prea mare pentru gravitația Newtoniană.

5025 din acele secunde de arc pe secol s-au datorat precesiei echinocțiilor: un efect al orbitei de precesare a Pământului. Următoarea cheie în înțelegerea problemei a fost calcularea efectelor tuturor celorlalte planete pe orbita lui Mercur. Deși fiecare planetă aduce o contribuție, pentru un total de ~532 arc-secunde pe secol, cea mai mare contribuție a venit de la Venus: 277 arc-secunde pe secol, aproape dublu față de următorul cel mai mare contribuitor, Jupiter (la ~150) și mai mult decât triplul contribuției Pământului (la ~90).

„lipsa” de 43 de secunde de arc pe secol a fost exact ceea ce a putut explica relativitatea generală a lui Einstein, dar fără a cuantifica contribuțiile altor planete atât de precis, în special de la Venus, înțelegerea rolului pe care l-a jucat relativitatea generală ar fi fost imposibilă.

7.) Venus și nașterea spectroscopiei de tranzit. Fiind a doua planetă de la Soare, Venus este una dintre cele două planete (împreună cu mercur) care se observă că tranzitează în fața discului Soarelui din perspectiva noastră aici pe Pământ. Spre deosebire de tranzitele lui Mercur, cu toate acestea, unde Mercur apare pur și simplu ca un disc opac siluetat împotriva soarelui, lumina soarelui pare să se „curbeze” în jurul marginii lui Venus pe măsură ce tranzitul începe și se termină. Observațiile tranzitelor lui Venus, care apar doar de două ori pe secol, în medie, au fost primul indiciu al umanității că Venus poseda — în timp ce lui Mercur îi lipsea — o atmosferă substanțială.

dar putem face mult mai mult decât să detectăm existența unei atmosfere în timpul tranzitelor: putem măsura de fapt conținutul său atmosferic, moleculă cu moleculă. Demonstrată pentru prima dată în timpul tranzitului lui Venus din 2004, această tehnică este acum o parte vitală a științelor exoplanetelor, în timp ce încercăm să folosim spectroscopia de tranzit pentru a discerne constituenții atmosferici ai planetelor din jurul altor stele. Deși, în principiu, aceasta a fost o posibilitate cu mult înainte, doar aici, în secolul 21, tehnologia instrumentației a ajuns la visele noastre științifice.

8.) Lecțiile lui Venus pentru exoplanete. Astăzi, ne uităm la Venus și o vedem așa cum este acum: fierbinte, strălucitoare și învăluită într-o atmosferă groasă, densă, bogată în elemente grele. Dar ne oferă una dintre cele patru destinuri potențiale principale pentru o planetă stâncoasă în interiorul liniei de îngheț a unei stele.

• Apropiați-vă prea mult de steaua părinte și veți deveni blocați în mod ordonat și/sau veți avea întreaga atmosferă dezbrăcată, ca mercurul din ambele puncte de vedere.
• du-te prea departe de steaua-mamă, mai ales dacă ești prea mic și vei deveni rece, înghețat și neospitalier pentru viață, ca Marte.
• dacă lucrurile merg bine în ceea ce privește atmosfera, dimensiunea și distanța față de soare, s-ar putea să aveți apă lichidă la suprafață și o șansă susținută, pe termen lung, la viață.
• dar ai putea totuși să posezi o atmosferă subțire, să eviți blocarea mareelor și tranziția de la o lume cu potențial asemănător Pământului la a deveni o gaură de iad asemănătoare lui Venus: dacă planeta ta experimentează un efect de seră fugar.

dacă lucrurile ar fi mers diferit pe Venus, poate că și ea ar fi putut deveni o lume cu o biosferă umedă, bogată în viață, auto-susținută pe termen lung. Poate că, în trecutul îndepărtat, lucrurile au fost odată foarte diferite pe Venus, și poate că există o istorie bogată a vieții antice, timpurii pe acea planetă. Când luăm în considerare ceea ce ar putea fi acolo pe planete dincolo de propriul nostru sistem Solar, trebuie să căutăm nu doar „alte pământuri” care ar putea fi acolo, ci și alte Venusuri, precum și orice pași evolutivi pe care i-ar fi putut suferi pe parcurs.

Toate spus, Venus este o planetă plină de extreme. Are cea mai groasă atmosferă din orice lume stâncoasă, terestră cunoscută. Atinge cele mai fierbinți temperaturi de suprafață ale oricărei planete din Sistemul Solar. Este cea mai reflectorizantă planetă din Sistemul Solar, depășind chiar și giganții gazoși. Și-de interes special pentru observatorii de pe Pământ — este întotdeauna cel mai strălucitor punct de lumină vizibil pe cerul nopții. Ori de câte ori nu se află direct în spatele Soarelui, fie în cerul post-apus, fie în cerul dinaintea zorilor, nicio altă stea sau planetă nu o depășește vreodată.

deci, cu tot ceea ce știm acum, de ce Venus este cea mai strălucitoare planetă din Sistemul Solar?

se datorează combinației suprafeței sale mari, asemănătoare Pământului, apropierii sale relativ apropiate de soare, atmosferei sale foarte reflectorizante, bogate în nori și faptului că, chiar și la cea mai îndepărtată, nu este niciodată mai mult de aproximativ 1,75 unități astronomice de planeta Pământ. Chiar și atunci când Jupiter și Marte, următoarele planete mai strălucitoare, sunt la cea mai strălucitoare absolută, ele încă nu pot concura cu Venus la cea mai slabă. Data viitoare când priviți în sus și vedeți un punct luminos de neegalat fixat în cerul post-apus sau înainte de zori, veți ști exact de ce Venus, în comparație cu toate celelalte stele și planete vizibile de pe Pământ, pare întotdeauna să le depășească pe toate.