Forskere finder ud af, hvordan brom passer ind i venusisk kemi

Bromarter, og især hydrogenbromid (HBr), kunne spille en vigtig rolle i fotokemien i den nedre atmosfære af Venus. Denne konklusion blev foretaget af forskere fra MIPT og Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences efter at have sammenlignet data fra jordbaserede observationer af Venus med forudsigelser af en fotokemisk model. Papiret med detaljer om deres undersøgelse blev offentliggjort i tidsskriftet Icarus .

Siden 1960’erne har rumorganisationer har lanceret adskillige rumsonder til Venus. Fordi 17 ud af 24 succesrige missioner blev lanceret af Sovjetunionen, forskere har givet det tilnavnet "den russiske planet". Tilbage i midten af ​​det 20. århundrede, sci-fi-forfattere forestillede sig Venus som en beboelig planet, der udelukkende er dækket af hav, forventer, at det ville byde fremtidige generationer af jordboere velkommen. Men Venus havde mange overraskelser i vente for sine kommende kolonister. De første sovjetiske sonder, der forsøgte at lande på Venus, blev knust af et enormt pres i den nedre atmosfære, før de kunne nå overfladen af ​​planeten. Til sidst, det blev klart, at Venus har en unik atmosfære, som er meget tæt nær overfladen og rummer fantastisk vind i højere højder. De blæser ved mange gange hastigheden af ​​planetens rotation. Det nye studie fremmer forståelsen af ​​den indre funktion i denne meget komplekse verden.

Temperaturen på overfladen af ​​Venus og dens lavere atmosfære er ekstremt høj, omkring 460 grader Celsius ved overfladen. Atmosfærisk tryk på Venus er 93 gange større end på Jorden. Under disse ekstreme forhold, ejendommelige forbindelser dannes og frigives til venusisk atmosfære, såsom hydrogenchlorid og hydrogenfluorid. Opdagelsen af ​​disse arter på Venus for et halvt århundrede siden var uventet. Det sagt, det ville være rimeligt at antage, at hydrogenbromid - det næste hydrogenhalogenid - også kunne findes i venusisk atmosfære.

Vladimir Krasnopolsky og Denis Belyaev foretog deres observationer af Venus fra et af Mauna Kea -observatorierne på Big Island, Hawaii, i en højde på 4,2 kilometer. Forskerne brugte det tre meter lange teleskop fra NASAs Infrared Telescope Facility (IRTF), kombineret med CSHELL, en højopløselig spektrograf med en spektral opløsningskraft på omkring 40, 000. For at søge efter brintbromid på Venus, forskerne observerede de stærkeste spektrale linjer af denne molekylære art, hvis tilhørende bølgetal er 2605,8 og 2606,2 enheder pr. centimeter, hvilket svarer til en bølgelængde på omtrent 3,8 mikrometer. Ved at analysere 101 spektre af Venus og søge efter hydrogenbromidlinjer, astrofysikerne konkluderede, at overflod af denne art i forhold til andre molekyler i skyens toppe i en højde af 70 kilometer over planetens overflade ikke overstiger en del pr. milliard.

"Hentning af atmosfæriske parametre fra spektroskopiske data er langt fra trivielt, "siger Vladimir Krasnopolsky, lederen af ​​Laboratory of Applied Infrared Spectroscopy ved MIPT. "Det er muligt at udlede atmosfærens temperatur i en given højde ud fra spektrale linjeprofiler og bredder. Hvad angår overflod af et givet molekyle i forhold til andre atmosfæriske arter, det kan bestemmes ved at sammenligne intensiteten af ​​dens spektrallinje med intensiteten af ​​linjer i andre molekyler, hvis koncentrationer er kendt. "

I 2012, Krasnopolsky skabte en fotokemisk model med mange komponenter i Venus 'atmosfære. Hans model er nu blevet opdateret til at omfatte de vigtigste fotokemiske processer, der involverer brom. Ifølge den opdaterede model, brintbromid er omtrent 300 gange mindre rigeligt på 70 til 80 kilometer over overfladen end på 60 kilometer på grund af dets nedbrydning ved fotolyse og reaktioner med atomært brint og ilt. Genanalyse af observationsdataene gav en øvre grænse på mellem 20 og 70 dele pr. Milliard brintbromid under 60 kilometer. De relative mængder af forskellige bromarter i forskellige højder er vist i figuren herunder.

"På trods af den lave anslåede mængde brom, det kan stadig være en vigtig komponent i atmosfæren i Venus, "siger Denis Belyaev, seniorforsker ved Space Research Institute, RAS. "Termodynamiske beregninger baseret på den kemiske kinetiske model af Vladimir Krasnopolsky indikerer, at hydrogenbromid er den dominerende bromart i den lavere atmosfære."