Жовтуватий серпанок Венери насправді є космічним пилом, з’ясували японські астрономи.

Таємниче явище у нижній частині її атмосфери виявили зонди «Венера» та «Піонер Венера» у 1970-х роках. Імла, яку вони побачили, залишалась незрозумілою протягом десятиліть.
Тоді ніхто не знав, що туман — це скупчення частинок метеоритів. «Падаючі зірки», які згорають в атмосфері, залишають після себе частинки космічного пилу, і після взаємодії сірчаної кислоти з цими частинками вона залишає після себе серпанок.
Планетолог Хірокі Карю та його дослідницька група з Університету Тохоку в місті Сендай, Японія, нарешті з'ясували, як утворюється це явище, використовуючи моделі процесів, які створюють хмари та опади на Землі та інших тілах.

Попередні припущення вказували на те, що туман утворився з вулканічного попелу. Венера відома як найбільш вулканічно активна планета в нашій Сонячній системі, ознаки вулканізму вперше спостерігалися космічним апаратом «Магеллан» на початку 1990-х років. Недавні дослідження виявили, що планета більш вулканічно активна, ніж вважалося раніше, але дослідники виявили, що попіл, який викидають вулкани Венери, не є джерелом частинок туману.

Поверхневий пил також був виключений. Карю виявив, що навіть якби на Венері був набагато більший приплив вулканічного або поверхневого пилу, частинки все одно не змогли б правильно взаємодіяти з сіркою атмосфери, щоб утворити серпанок.

Замість простого накопичення пилу, туман Венери формується подібно до того, як утворюються хмари на Землі. Хмари утворюються через ядра конденсації – крихітні аерозольні частинки, що ширяють в атмосфері. Вони можуть варіюватися від пилу та сажі до вулканічного попелу та навіть морської солі. Рідка вода також може конденсуватися навколо льоду. Молекули води зазвичай занадто розріджені, щоб зв'язуватися між собою в повітрі, але вони прилипають до поверхонь цих гігроскопічних частинок, утворюючи ядро ​​хмарної краплі. Ці краплі потім накопичуються в хмари.

Коли космічні тіла притягуються гравітацією планети, вони прориваються крізь атмосферу та зустрічаються з частинками газу, які викликають тертя. Чим швидше та далі падає метеорит, тим з більшим тертям він стикається, що призводить до його згоряння та залишання сліду з частинок. Подібно до того, як частинки води конденсуються навколо пилу на Землі, краплі сірчаної кислоти конденсуються на поверхні частинок метеорита, що зависли над Венерою.

Ккілька частинок злипаються та утворюють більші скупчення, перш ніж навколо них конденсується сірчана кислота. Хмари цих конденсатів продовжують важчати, поки не опускаються в розпечені нижні шари атмосфери, де сірчана кислота випаровується за температур, які можуть досягати 100°C. Частинки, що залишаються, утворюють серпанок.

Дослідження несподівано розкрило ще одну таємницю. Щось в атмосфері Венери поглинало ультрафіолетові промені, але досі вчені не були впевнені, що саме.
Підозри, що поглиначем були сполуки заліза, підтвердилися, коли дослідники виявили, що сульфат заліза відповідає властивостям серпанку.

Виявляється, що для частинок туману на висоті від 40 до 50 км конденсація неможлива, оскільки висока енергія частинок створює бар'єр, який не дозволяє краплям сірчаної кислоти прилипати до їхньої поверхні. Це називається нуклеаційним бар'єром. Частинки з сильним нуклеаційним бар'єром переносяться у верхній шар хмар гарячим повітрям, що піднімається в процесі конвекції, де вони достатньо охолоджуються, щоб включитися до частинок сірчаної кислоти.

Подальші дослідження можуть дати більше розуміння того, як космічний пил сприяє утворенню хмар і серпанку на таких планетах, як Юпітер, Сатурн і Нептун.

«Як і на Венері, спостереження за шарами металів в атмосфері зовнішніх планет допомогло б визначити швидкість осадження металів в їхніх атмосферах і, як наслідок, кількість результуючої димки», — сказав Карю. «Ці ефекти роблять космічний пил важливим компонентом планетарного клімату, роль якого, ймовірно, також важлива для екзопланет».