Наблюдение метеоров, стремительно проносящихся по ночному небу Земли, представляет собой захватывающее зрелище, часто сопровождающееся ярким световым шоу для наблюдателей и раскрывающее минеральный состав метеоритов для учёных. Однако научное сообщество стремится расширить эти возможности, исследуя метеоры в атмосферах других планет. Недавнее исследование предлагает решение для изучения метеоров в плотной атмосфере Венеры. 

Международная исследовательская группа предлагает использовать космический аппарат на орбите Венеры в качестве средства для обнаружения и наблюдения метеоров. Такой подход позволит учёным глубже понять состав и размер метеороидов в Солнечной системе. 

«Наша основная цель заключается в измерении потока твердых частиц в космосе. Микроскопические частицы могут быть обнаружены с помощью небольших детекторов, а крупные астероиды — с помощью телескопов. Однако объекты промежуточного размера, от пары сотен микрон до метра, ускользают от наших текущих методов. Изучение метеоров, возникающих при сгорании этих частиц в атмосфере, позволит нам использовать целые планеты как масштабные детекторы», — объясняет астрономом обсерватории и планетария Армы, доктор Апостолос Кристу (Apostolos Christou). 

Для этого исследования группа учёных применила набор моделирующих инструментов SWARMS (Симулятор Широкомасштабной Регистрации Метеоров из Космоса). Моделирование показало, что камера на борту будущего венерианского орбитального аппарата будет способна регистрировать метеоры в атмосфере планеты. SWARMS учитывал состав метеороидов, наблюдаемых на Земле, условия атмосферы Венеры и характеристики инструмента. Исследователи поместили гипотетическую метеорную камеру на борт планируемого орбитального аппарата EnVision Европейского космического агентства (ESA). 

Иллюстрация DALL-E, изображающая метеор, проносящийся сквозь атмосферу Венеры 

Исследование показало, что количество метеоров, доступных для наблюдения камерой на орбитальном аппарате, может быть в 1,5–2,5 раза больше, чем на Земле. Этот вывод указывает на высокую вероятность обнаружения метеоров в атмосфере Венеры при условии успешной передачи данных на Землю. Метеоры на Венере возникают значительно выше облачного покрова, что устраняет потенциальное препятствие для их обнаружения. И, кроме того, метеоры на Венере должны быть ярче, чем их земные аналоги, что облегчает их обнаружение. 

Исследование проводилось в контексте предстоящей миссии NASA VERITAS и ESA EnVision, которые запланированы к запуску в конце 2020-х годов. Эти миссии предоставят высококачественные изображения поверхности Венеры и, согласно плану миссии, проникнут в её плотную атмосферу. 

Венера — не единственная планета с плотной атмосферой. Газовые гиганты внешней Солнечной системы (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) обладают ещё более плотной атмосферой, состоящей в основном из водорода и гелия. Поэтому перед учёными возник вопрос: применим ли метод метеорной съёмки для обнаружения метеоров на этих планетах? 

«В некотором смысле, мы уже это сделали. В 1994 году мир наблюдал, как фрагменты кометы Шумейкера-Леви 9 врезались в атмосферу Юпитера. А недавно астрономы-любители наблюдали метеоры, возникшие в результате ударов более мелких объектов о планету», — говорит доктор Кристу. Более слабые метеоры были обнаружены «Вояджером-1»  во время его прол ёта в 1979 году и орбитальным аппаратом «Юнона». 

«Для наблюдения более слабых метеоров необходимо  приблизить детектор к планете, а , учитывая, что газовые гиганты имеют на 1-2 порядка большую площадь поверхности, чем Земля, потенциал определённо есть», — добавляет доктор Кристу. 

Исследование метеоров на других планетах может предоставить ценную информацию  об их составе и свойствах. Это также может способствовать лучшему пониманию формирования и эволюции Солнечной системы. 

«Метеоры должны быть повсеместно распространены на планетах и спутниках с заметной атмосферой. Например, следует ожидать метеоров на Титане и даже на Тритоне, крупнейшем спутнике Нептуна, где атмосферное давление на поверхности в 100 000 раз ниже, чем на Земле», — объясняет доктор Кристу.