Venüs bugün uzaya atomik hidrojen olarak su kaybı nedeniyle kuru. Baskın kayıp sürecinde, bir HCO+ iyonu bir elektronla yeniden birleşerek, CO moleküllerini (mavi) kaçmak için fırlatma rampası olarak kullanan hızlı H atomları (turuncu) üretir. Katkıda bulunanlar: Aurore Simonnet / Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı / Colorado Boulder Üniversitesi
Araştırmacılar şunu keşfetti Venüs Hidrojen atomlarının uzaya kaçtığı “ayrışmalı rekombinasyon” adı verilen bir süreç nedeniyle önceden düşünülenden çok daha fazla su kaybediyor.
Colorado Boulder Üniversitesi’ndeki gezegen bilim insanları, Dünya’nın yakıcı ve yaşanmaz komşusu Venüs’ün nasıl bu kadar kuru hale geldiğini keşfettiler.
Yeni çalışma, araştırmacıların “Venüs’teki su hikayesi” adını verdiği şeyde büyük bir boşluğu dolduruyor. Ekip, bilgisayar simülasyonları kullanarak, gezegenin atmosferindeki hidrojen atomlarının “ayrışmalı rekombinasyon” olarak bilinen bir süreç yoluyla uzaya hızla gittiğini ve bunun Venüs’ün önceki tahminlere kıyasla her gün yaklaşık iki kat daha fazla su kaybetmesine neden olduğunu buldu.
Ekip bulgularını 6 Mayıs’ta dergide yayınladı Doğa.
Sonuçlar galaksideki birçok gezegende suya ne olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir.
Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı’nda (LASP) araştırma bilimcisi ve yeni makalenin ortak yazarı Eryn Cangi, “Su yaşam için gerçekten önemli” dedi. “Evrendeki sıvı suyu destekleyen koşulları anlamamız gerekiyor ve bu, Venüs’ün bugünkü kuru durumuna neden olmuş olabilir.”
Venüs’ün tamamen kavrulduğunu ekledi. Dünyadaki tüm suyu alıp, kızarmış ekmek üzerine reçel gibi gezegene yayarsanız, yaklaşık 3 kilometre (1,9 mil) derinliğinde bir sıvı tabakası elde edersiniz. Aynı şeyi tüm suyun havada hapsolduğu Venüs’te yapsaydınız, yalnızca 3 santimetre (1,2 inç) kalırdı, bu da ayak parmaklarınızı ıslatmaya yetecek kadardı.
Çalışmanın ortak yazarı ve LASP’de araştırma bilimcisi olan Michael Chaffin, “Temel olarak aynı boyut ve kütleye sahip olmasına rağmen Venüs, Dünya’dan 100.000 kat daha az suya sahip” dedi.
Mevcut çalışmada araştırmacılar, Venüs’ü devasa bir kimya laboratuvarı olarak anlamak için bilgisayar modellerini kullandılar ve gezegenin dönen atmosferinde meydana gelen çeşitli reaksiyonlara yakından baktılar. Grup, HCO+ (bir iyondan oluşan bir iyon) adı verilen bir molekülün atom Venüs’ün atmosferinde yüksek oranda bulunan hidrojen, karbon ve oksijenin her biri, gezegenden kaçan suyun arkasındaki suçlu olabilir.
Araştırmanın ortak yazarı Cangi’ye göre bulgular, bir zamanlar muhtemelen Dünya’ya neredeyse aynı görünen Venüs’ün bugün neden neredeyse tanınmaz olduğuna dair yeni ipuçları ortaya koyuyor.
2023 yılında CU Boulder’da astrofizik ve gezegen bilimleri alanında doktorasını kazanan Cangi, “Her gezegende onları bu çok farklı durumlara sürükleyecek ne gibi küçük değişikliklerin meydana geldiğini anlamaya çalışıyoruz” dedi.
Suyu Dökmek
Venüs’ün her zaman bu kadar çöl olmadığını belirtti.
Bilim adamları milyarlarca yıl önce Venüs’ün oluşumu sırasında gezegenin Dünya kadar su aldığından şüpheleniyorlar. Bir noktada felaket yaşandı. Venüs’ün atmosferindeki karbondioksit bulutları güneş sistemindeki en güçlü sera etkisini başlattı ve sonunda yüzeydeki sıcaklığı 900 dereceye yükseltti. Fahrenhayt. Bu süreçte Venüs’teki suyun tamamı buharlaşarak buhara dönüştü ve çoğu da uzaya doğru sürüklendi.
Ancak bu eski buharlaşma, Venüs’ün neden bugünkü kadar kuru olduğunu veya uzaya nasıl su kaybetmeye devam ettiğini açıklayamıyor.
“Bir benzetme olarak, su şişemdeki suyu boşalttığımı varsayalım. Hala birkaç damlacık kalacaktı” dedi Chaffin.
Ancak Venüs’te kalan damlaların neredeyse tamamı yok oldu. Yeni çalışmaya göre suçlu, bulunması zor HCO+.
Venüs’e Görevler
Chaffin ve Cangi, gezegenin üst atmosferlerinde suyun karbondioksitle karışarak bu molekülü oluşturduğunu açıkladı. Önceki araştırmalarda araştırmacılar HCO+’nın sorumlu olabileceğini bildirmişti. Mars suyunun büyük bir kısmını kaybediyor.
Venüs’te bu işleyiş şu şekildedir: Atmosferde sürekli olarak HCO+ üretilir, ancak tek tek iyonlar uzun süre hayatta kalamaz. Atmosferdeki elektronlar bu iyonları bulur ve yeniden birleşerek iyonları ikiye ayırır. Bu süreçte hidrojen atomları hızla uzaklaşıyor ve hatta tamamen uzaya kaçarak Venüs’ü suyun iki bileşeninden birinden mahrum bırakıyor.
Yeni çalışmada grup, Venüs’ün kuru durumunu açıklamanın tek yolunun, gezegenin atmosferinde beklenenden daha fazla miktarda HCO+ barındırıp barındırmadığı olduğunu hesapladı. Ekibin bulgularında bir değişiklik var. Bilim insanları Venüs çevresinde HCO+’yı hiçbir zaman gözlemlemedi. Chaffin ve Cangi bunun nedeninin, düzgün bir şekilde bakacak araçlara hiçbir zaman sahip olmamaları olduğunu öne sürüyorlar.
Son yıllarda düzinelerce misyon Mars’ı ziyaret ederken, çok daha az sayıda uzay aracı güneşten gelen ikinci gezegene seyahat etti. Hiçbiri, ekibin yeni keşfedilen kaçış rotasına güç veren HCO+’yı tespit edebilecek cihazlar taşımadı.
Chaffin, “Bu çalışmanın şaşırtıcı sonuçlarından biri, HCO+’nın aslında Venüs atmosferinde en bol bulunan iyonlar arasında olması gerektiğidir” dedi.
Ancak son yıllarda giderek artan sayıda bilim insanı gözlerini Venüs’e dikti. NASAÖrneğin, planlanan Derin Atmosfer Venüs Soy Gazları, Kimya ve Görüntüleme (DAVINCI) misyonu, gezegenin atmosferi boyunca yüzeye kadar bir sonda bırakacak. On yılın sonunda piyasaya sürülmesi planlanıyor.
DAVINCI de HCO+’yı tespit edemeyecek, ancak araştırmacılar gelecekteki bir misyonun, Venüs’teki suyun öyküsünün bir başka önemli parçasını ortaya çıkaracağından umutlu.
Cangi, “Venüs’e pek fazla görev yapılmadı” dedi. “Ancak yeni planlanan görevler, gezegensel atmosferlerin, evrimin ve yaşanabilirliğin uç noktalarını keşfetmek için onlarca yıllık kolektif deneyimden ve Venüs’e artan ilgiden yararlanacak.”
Referans: MS Chaffin, EM Cangi, BS Gregory, RV Yelle, J. Deighan, RD Elliott ve H. Gröller, 6 Mayıs 2024, “Venüs su kaybına HCO+ dissosiyatif rekombinasyon hakimdir”, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07261-y