Mai 26, 2022

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Die Venus zeigt sich von ihrer heißen, wolkigen Seite

Die Venus zeigt sich von ihrer heißen, wolkigen Seite

Die Venus ist so heiß, dass ihre Oberfläche nachts durch ihre dicken Wolken deutlich beleuchtet wird.

Dies zeigen Bilder, die von der Parker Solar Probe der NASA aufgenommen wurden.

Der Planet hat eine Durchschnittstemperatur von etwa 860 Grad Fahrenheit, und dicke Wolken aus Schwefelsäure verdecken die Sicht. Bisher wurden die einzigen Bilder der Venusoberfläche von vier sowjetischen Raumfahrzeugen aufgenommen, die dort in den 1970er und 1980er Jahren erfolgreich gelandet sind und eine Weile gearbeitet haben, bevor sie den höllischen Außenbezirken zum Opfer gefallen sind.

Während eines Vorbeiflugs an der Venus richtete die Raumsonde Parker ihre Kameras auf die Nachtseite der Venus. Er war in der Lage, sichtbare Wellenlängen des Lichts zu sehen, einschließlich rötlicher Farben im nahen Infrarot, die Wolken durchdringen konnten.

„Es ist eine neue Art, die Venus zu betrachten, die wir zuvor noch nicht ausprobiert haben – tatsächlich waren wir uns nicht sicher, ob das möglich ist“, sagte Laurie Glaese, Direktorin der Planetary Division der NASA.

In Parkers Bildern sahen heißere Regionen wie die unteren Vulkanebenen heller aus, während jene in höheren Lagen wie Aphrodites Terra, eine von drei kontinentalen Regionen auf der Venus, etwa 85 Grad kühler und dunkler waren.

Brian Wood, Physiker am Naval Research Laboratory in Washington, D.C., und Hauptautor von Eine Studie, die diesen Monat in Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde die die Ergebnisse beschrieben. „Es beginnt bei sehr roten Wellenlängen ein wenig zu leuchten. Und das sehen wir: Die Oberfläche der Venus leuchtet bei sehr roten Wellenlängen, weil sie so heiß ist.“

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Die Bilder zeigten auch einen Halo aus leuchtendem Sauerstoff in der Atmosphäre.

„Wir konnten diese wirklich schönen, erstaunlichen Bilder aufnehmen“, sagte Nicola Fox, Direktorin der Solar Physics Division der NASA.

Für Dr. Wood und andere Wissenschaftler, die an der Mission arbeiteten, war die Forschung ein Crashkurs in Planetenwissenschaft. „Ich habe nie Planeten untersucht“, sagte Dr. Wood. „Wir sind alle Sonnenphysiker. Wir sind Experten für die Sonne, nicht für die Planeten.“

Wie der Name schon sagt, besteht die Mission der Parker Solar Probe darin, die Sonne zu scannen und sengenden Temperaturen standzuhalten, während sie in die äußere Atmosphäre der Sonne eintaucht. Die Flugbahn der Parker-Raumsonde macht mehrere enge Flüge zur Venus, wobei die Schwerkraft des Planeten als Bremse genutzt wird, damit er der Sonne immer näher kommt.

Das Einzelkamera-Instrument, bekannt als Wide-Field Imager for Parker Solar Probe, oder WISPR, wurde nicht entwickelt, um direkt in die Sonne zu schauen, die sehr hell ist, besonders aus nächster Nähe. Stattdessen ist WISPR symmetrisch zur Seite, an der geladene Teilchen, bekannt als Sonnenwind, mit einer Geschwindigkeit von einer Million Meilen pro Stunde von der Sonne abprallen.

Vor dem Start der Parker Solar Probe im Jahr 2018 diskutierten Dr. Glaze und Dr. Fox, der damalige Projektwissenschaftler für die Mission, die Möglichkeit, die Instrumente während Vorbeiflügen an der Venus zu betreiben. Aber erst nach dem Start wurden bestätigte Pläne gemacht und die Parker Space Probe lief reibungslos.

„Dies war nur aus Sicherheitsgründen der Fall“, sagte Dr. Fox. „Bis Sie in den Orbit kommen, wissen Sie nicht wirklich, wie Sie Ihr Raumschiff fliegen sollen.“

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WISPR wurde entwickelt, um schwache Sonnenwindpartikel einzufangen, und hat sich als geschickt darin erwiesen, das schwache Leuchten auf der Nachtseite der Venus hervorzuheben.

Es brauchte ein wenig Versuch und Irrtum, um das herauszufinden. Im Juli 2020 entdeckten Wissenschaftler beim ersten Flug, bei dem die Kamera eingeschaltet wurde, dass sich das Bild als stark überbelichtet herausstellte, wenn sich ein Teil der Tagseite der Venus im Sichtfeld befand.

„Wir wussten nicht wirklich, was wir taten“, sagte Dr. Wood. „Wir haben schnell gelernt, dass dies zu einem völlig unbrauchbaren Bild führt.“

Aber es gab nur zwei Fotos von der Nachtseite. „Dies sind die Bilder, die uns gezeigt haben: ‚Wow, nun, jetzt sehen wir etwas’“, sagte Dr. Wood.

Wissenschaftler waren besser vorbereitet, als ihr Raumschiff im Februar letzten Jahres wieder in die Luft flog, und machten genügend Bilder, um es auf Film zusammenzusetzen.

Andere umlaufende Raumfahrzeuge, darunter die japanische Akatsuki und die Venus Express der Europäischen Weltraumorganisation, haben ähnliche Muster bei längeren Infrarotwellen beobachtet, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. (Ob ein Astronaut im Orbit über der Nachtseite der Venus das von Parker entdeckte Leuchten sehen würde, ist unklar, sagte Dr. Wood, weil das menschliche Auge diese Wellenlängen kaum wahrnehmen kann.)

Da unterschiedliche Materialien mit unterschiedlicher Intensität und bei unterschiedlichen Wellenlängen leuchten, ist es möglicherweise möglich, Parkers Daten mit Infrarotbeobachtungen anderer Raumfahrzeuge zu kombinieren, um einige der Mineralien auf der Oberfläche zu identifizieren.

„Hier würden wir gerne mit diesen Daten hingehen, aber wir sind noch nicht ganz dort“, sagte Dr. Wood.

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Die Daten werden auch zukünftigen Venus-Missionen wie DAVINCI+ der NASA helfen, die Ende des Jahrzehnts starten und eine Fallschirmsonde an die Oberfläche schicken soll. „Ich denke, es wird eine wirklich aufregende Zeit“, sagte James Garvin, leitender Forscher bei DAVINCI+. „Die Blume wird leben.“

Die Raumsonde Parker wird die Nachtseite der Venus erst bei ihrem letzten Vorbeiflug im November 2024 wieder gut sehen können.

Dr. Wood stellt eine historische Übereinstimmung mit seinen Entdeckungen der Venus fest. 1962 bestätigte die erste erfolgreiche Planetensonde, die NASA-Mission Mariner 2 zur Venus, die Existenz des Sonnenwinds. Dies war eine Vorhersage von Eugene Parker, dem gleichnamigen Astrophysiker für die Mission, an der er jetzt arbeitet.

„Ich finde es faszinierend, dass diese Verbindung zwischen der Venusforschung und der Sonnenwindforschung von Anfang an bestand“, sagte Dr. Wood.