• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare tar reda på hur brom passar in i Venus kemi

    Natt på Venus i infrarött från Akatsuki. Kredit:NASA

    Brom arter, och vätebromid (HBr) i synnerhet, kan spela en viktig roll i fotokemin av Venus lägre atmosfär. Denna slutsats gjordes av forskare från MIPT och Ryska vetenskapsakademins rymdforskningsinstitut efter att ha jämfört data från jordbaserade observationer av Venus med förutsägelserna från en fotokemisk modell. Uppsatsen som beskriver deras studie publicerades i tidskriften Ikaros .

    Sedan 1960-talet, rymdorganisationer har skjutit upp många rymdsonder till Venus. Eftersom 17 av 24 framgångsrika uppdrag lanserades av Sovjetunionen, forskare har kallat den "den ryska planeten". Tillbaka i mitten av 1900-talet, Sci-fi-författare föreställde sig Venus som en beboelig planet helt täckt av hav, förväntar sig att det skulle välkomna framtida generationer av jordbor. Men Venus hade många överraskningar i beredskap för sina blivande kolonister. De första sovjetiska sonderna som försökte landa på Venus krossades av enorma tryck i den lägre atmosfären innan de kunde nå planetens yta. Så småningom, det blev tydligt att Venus har en unik atmosfär, som är mycket tät nära ytan och har fantastiska vindar på högre höjder. De blåser med många gånger hastigheten för planetens rotation. Den nya studien främjar förståelsen av det inre arbetet i denna mycket komplexa värld.

    Temperaturen på Venus yta och dess lägre atmosfär är extremt hög, runt 460 grader Celsius vid ytan. Atmosfärstrycket på Venus är 93 gånger högre än på jorden. Under dessa extrema förhållanden, märkliga föreningar bildas och släpps ut i venusisk atmosfär, såsom väteklorid och vätefluorid. Upptäckten av dessa arter på Venus för ett halvt sekel sedan var oväntat. Som sagt, det skulle då vara rimligt att anta att vätebromid - nästa vätehalogenid - också kunde hittas i venusisk atmosfär.

    Denna graf visar den relativa förekomsten av bromarter i Venus atmosfär på olika höjder (baserat på den fotokemiska modellen). Kredit:Författare till tidningen

    Vladimir Krasnopolsky och Denis Belyaev genomförde sina observationer av Venus från ett av Mauna Kea-observatorierna på Big Island, Hawaii, på en höjd av 4,2 kilometer. Forskarna använde det tre meter långa teleskopet från NASA:s Infrared Telescope Facility (IRTF), tillsammans med CSHELL, en högupplöst spektrograf med en spektral upplösningsförmåga på cirka 40, 000. För att söka efter vätebromid på Venus, forskarna observerade de starkaste spektrallinjerna av denna molekylära art, vars associerade vågnummer är 2605,8 och 2606,2 enheter per centimeter, vilket motsvarar en våglängd på ungefär 3,8 mikrometer. Genom att analysera 101 spektra av Venus och söka efter vätebromidlinjer, astrofysikerna drog slutsatsen att förekomsten av denna art i förhållande till andra molekyler i molntopparna på en höjd av 70 kilometer över planetens yta inte överstiger en del per miljard.

    "Hämtning av atmosfäriska parametrar från spektroskopiska data är långt ifrån trivialt, säger Vladimir Krasnopolsky, chefen för Laboratory of Applied Infrared Spectroscopy vid MIPT. "Det är möjligt att härleda temperaturen i atmosfären på en given höjd från spektrallinjeprofiler och bredder. När det gäller förekomsten av en given molekyl i förhållande till andra atmosfäriska arter, det kan bestämmas genom att jämföra intensiteten av dess spektrallinje med intensiteten för linjer av andra molekyler vars koncentrationer är kända."

    Under 2012, Krasnopolsky skapade en fotokemisk modell som innehåller många komponenter i Venus atmosfär. Hans modell har nu uppdaterats för att inkludera de viktigaste fotokemiska processerna som involverar brom. Enligt den uppdaterade modellen, vätebromid är ungefär 300 gånger mindre förekommande på 70 till 80 kilometer över ytan än på 60 kilometer på grund av dess utarmning genom fotolys och reaktioner med atomärt väte och syre. Omanalys av observationsdata gav en övre gräns på mellan 20 och 70 delar per miljard vätebromid under 60 kilometer. De relativa förekomsterna av olika bromarter på olika höjder visas i figuren nedan.

    "Trots det låga uppskattade bromförrådet, det kan fortfarande vara en viktig komponent i Venus atmosfär, " säger Denis Belyaev, senior forskare vid rymdforskningsinstitutet, RAS. "Termodynamiska beräkningar baserade på Vladimir Krasnopolskys kemiska kinetiska modell indikerar att vätebromid är den dominerande bromarten i den lägre atmosfären."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com