Сияние Венеры: Почему наша соседка затмевает все звезды?

Если взглянуть на небо в безоблачный рассвет или закат, вы сразу заметите Венеру. Являясь ослепительно яркой, немигающей точкой, она — второй по яркости объект ночного неба после Луны.

«Планета примерно в 100 раз ярче звезды первой величины», — сообщил в электронном письме Live Science Энтони Маллама, исследователь из Центра по защите темного и тихого неба Международного астрономического союза (МАС). Звезды первой величины — самые яркие звезды, видимые ночью. Например, если взглянуть на среднюю яркость, звезда первой величины Сириус имеет показатель -1.47, а Венера — -4.14 (по шкале, используемой астрономами, где более тусклые объекты имеют более положительную величину).

Но что делает Венеру сверхъяркой? Астрономические исследования показывают, что несколько факторов могут влиять на то, насколько яркой она выглядит с Земли.

Отражающий облачный покров

Блеск Венеры в значительной степени обусловлен ее высоким альбедо, то есть количеством света, отражаемого от ее поверхности. По словам Санджая Лимайе, ведущего ученого из Центра космической науки и инженерии Университета Висконсин-Мэдисон, альбедо Венеры составляет 0.76. Это означает, что она рассеивает обратно в космос около 76% получаемого солнечного света. Для сравнения: идеальное зеркало отразило бы 100%, Земля отражает 30%, а у Луны низкое альбедо — всего 7%.

Высокое альбедо Венеры создает плотный, окутывающий всю планету плащ облаков. Простираясь от 48 до 70 километров над поверхностью Венеры, эти облачные слои окружены дымкой и состоят в основном из взвешенных капель серной кислоты, согласно обзору данных космических миссий к Венере 1970-х и 1980-х годов, опубликованному в 2018 году. Лимайе отметил, что эти капли чрезвычайно малы, в основном размером с бактерию. Вместе капли и слои дымки невероятно эффективно рассеивают солнечный свет.

Однако Венера — не самый яркий объект Солнечной системы. Как отмечалось в исследовании 2010 года, покрытый льдом спутник Сатурна Энцелад имеет альбедо около 0.8. Но с Земли этот космический объект выглядит гораздо тусклее Венеры. Причина в его удаленности от Солнца. В то время как «утренняя звезда» Земли находится в 108 миллионах км от Солнца, Энцелад как минимум в 13 раз дальше. Закон обратных квадратов показывает, что Венера, соответственно, получает свет в 176 раз более интенсивный, чем Энцелад, что дает ей значительное преимущество.

Расстояние до Земли

Близость к Земле также влияет на яркость Венеры. Среднее расстояние между Венерой и Землей составляет 170 миллионов км. Иногда ближайшей к Земле планетой становится Меркурий со средним расстоянием в 155,5 миллионов км, но больший размер Венеры (диаметр 12 104 км против 4 879 км у Меркурия) заставляет ее выглядеть ярче.

Однако расстояние от Венеры до нашей планеты — и, следовательно, ее видимая светимость — не являются постоянными. По данным NASA, в точке наибольшего сближения, когда Венера находится точно между Землей и Солнцем, она удалена от нас всего на 38 миллионов км. Но в этой точке, называемой нижним соединением, она на самом деле крайне тускла, согласно Национальной астрономической обсерватории Японии.

Это происходит потому, что внутренние планеты, если смотреть с Земли, демонстрируют фазы, подобные лунным, пояснил Лимайе. В нижнем соединении освещенная поверхность Венеры полностью невидима с Земли. Напротив, большая часть освещенной поверхности Венеры видна только тогда, когда Земля и Венера находятся по разные стороны от Солнца — в положении, называемом верхним соединением. Однако в этот момент Венера выглядит наименьшей и очень тусклой, поскольку находится чрезвычайно далеко от Земли.

Радужный феномен

Венера достигает максимальной яркости, когда с Земли виден лишь серповидный участок ее освещенной Солнцем поверхности. Эта точка, называемая моментом наибольшего блеска, обычно наступает за месяц до и после нижнего соединения. Исследование 2006 года, соавтором которого был Маллама, показало, что на этой фазе взвешенные капли серной кислоты в атмосфере Венеры рассеивают солнечный свет в направлении Земли. «Это явление называется глорией (ореолом), и оно принадлежит к тому же семейству оптических эффектов, что и радуга», — объяснил Маллама.

Согласно исследованию 2018 года, совокупность изменений в альбедо, расстоянии от Земли и Солнца, а также фаз, наблюдаемых с Земли, может приводить к колебаниям яркости Венеры от -4.92 до -2.98. Однако даже этого достаточно, чтобы Венера была видна большую часть года, даже из городских районов, уверенно сияя в сумеречном небе и продолжая приковывать к себе восхищенные взгляды земных наблюдателей.