Venus -Venus

Venus♀
Venus von Mariner 10.jpg
Falschfarbenkomposit der Venus in sichtbaren und ultravioletten Wellenlängen (von Mariner 10 ). Die Oberfläche ist vollständig von Wolken verdeckt.
Bezeichnungen
Aussprache / ˈ v n ə s / ( hören )
Adjektive Venusisch / v ɪ ˈ nj z i ə n , - ʒ ə n / , selten Cytherean / s ɪ θ ə ˈ r ə n / oder Venerean / Venerian / v ɪ ˈ n ɪər i ə n /
Orbitale Eigenschaften
Epoche J2000
Aphel
Perihel
Exzentrizität 0,006772
583,92 Tage
Durchschnittliche Umlaufgeschwindigkeit
35,02  km/s
50,115°
Neigung
76.680°
54,884°
Satelliten Keiner
Physikalische Eigenschaften
Mittlerer Radius
Abflachung 0
Volumen
Masse
Mittlere Dichte
5,243 g/ cm³
10,36 km/s (6,44 mi/s)
−116,75 d ( rückläufig )
1 Venus-Sonnentag
−243,0226 d (retrograd)
Äquatoriale Rotationsgeschwindigkeit
6,52 km/h (1,81 m/s)
2,64° (für retrograde Rotation)
177,36° (zur Umlaufbahn)
Rektaszension am Nordpol
Deklination des Nordpols
67,16°
Albedo
Oberflächentemp . Mindest bedeuten max
Kelvin 737K
Celsius 464 Grad
Fahrenheit 867 °F
Oberflächendosisleistung _ _ 2,1 × 10 –6  μGy/h
Äquivalentdosisleistung an der Oberfläche 2,2 × 10 −6  μSv/h
0,092–22 μSv/h in der bewohnbaren Zone
–4,92 bis –2,98
9,7″–66,0″
Atmosphäre
Oberflächendruck _
93  bar (9,3  MPa )
92 atm
Zusammensetzung nach Volumen

Venus ist der zweite Planet von der Sonne und ist nach der römischen Göttin der Liebe und Schönheit benannt . Als hellstes natürliches Objekt am Nachthimmel der Erde nach dem Mond kann die Venus Schatten werfen und am helllichten Tag mit bloßem Auge sichtbar sein . Die Umlaufbahn der Venus ist kleiner als die der Erde , aber ihre maximale Elongation beträgt 47°; Daher ist es in Breiten mit einem Tag-Nacht-Zyklus bis zu einigen Stunden nach Beginn des Sonnenuntergangs oder vor Sonnenaufgang am besten sichtbar. Manchmal wurde es bei einem völlig dunklen Himmel gesehen . Die Venus umkreist die Sonne alle 224,7 Erdentage. Es hat eine synodische Tageslänge von 117 Erdtagen und eine siderische Rotationsperiode von 243 Erdtagen. Folglich braucht er länger als jeder andere Planet im Sonnensystem , um sich um seine Achse zu drehen, und tut dies in der entgegengesetzten Richtung zu allen außer Uranus . Das bedeutet, dass die Sonne am westlichen Horizont aufgeht und im Osten untergeht. Die Venus hat keine Monde , eine Unterscheidung, die sie unter den Planeten im Sonnensystem nur mit Merkur teilt .

Venus, der drittkleinste Planet im Sonnensystem, ist ein terrestrischer Planet und wird wegen seiner ähnlichen Größe, Masse, Nähe zur Sonne und Massezusammensetzung manchmal als „Schwesterplanet“ der Erde bezeichnet. Es unterscheidet sich radikal von der Erde in anderer Hinsicht. Er hat die dichteste Atmosphäre der vier erdähnlichen Planeten und besteht zu mehr als 96 % aus Kohlendioxid . Der atmosphärische Druck an der Oberfläche des Planeten beträgt etwa das 92-fache des Meeresspiegeldrucks der Erde oder ungefähr den Druck bei 900 m (3.000 ft) unter Wasser auf der Erde. Obwohl Merkur näher an der Sonne liegt, hat die Venus mit einer mittleren Temperatur von 737 K (464 ° C; 867 ° F) die heißeste Oberfläche aller Planeten im Sonnensystem. Die Venus ist von einer undurchsichtigen Schicht hochreflektierender Schwefelsäurewolken umgeben, die verhindern, dass ihre Oberfläche im Licht von der Erde aus gesehen werden kann . Es mag in der Vergangenheit Wasserozeane gegeben haben, aber nachdem diese verdunstet waren, stieg die Temperatur unter einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt an . Das Wasser ist wahrscheinlich photodissoziiert , und der freie Wasserstoff wurde wegen des Fehlens eines planetaren Magnetfelds vom Sonnenwind in den interplanetaren Raum geschwemmt . Aufgrund der tödlichen Oberflächenbedingungen wird der Planet manchmal als "böser Zwilling" der Erde bezeichnet.

Als eines der hellsten Objekte am Himmel ist die Venus ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Kultur, seit es Aufzeichnungen gibt. Er wurde den Göttern vieler Kulturen heilig gemacht und war als "Morgenstern" und "Abendstern" eine Hauptinspiration für Schriftsteller und Dichter. Die Venus war der erste Planet, dessen Bewegungen bereits im zweiten Jahrtausend v. Chr. über den Himmel aufgetragen wurden.

Ihre Nähe zur Erde hat die Venus zu einem Hauptziel für frühe interplanetare Erkundungen gemacht. Es war der erste Planet außerhalb der Erde, der von einem Raumschiff besucht wurde ( Venera 1 im Jahr 1961) und der erste, auf dem erfolgreich gelandet wurde (von Venera 7 im Jahr 1970). Die dicken Wolken des Planeten machen die Beobachtung seiner Oberfläche im sichtbaren Spektrum unmöglich, und die ersten detaillierten Karten entstanden erst mit der Ankunft des Magellan-Orbiters im Jahr 1991. Pläne für Rover oder komplexere Missionen wurden vorgeschlagen, aber sie werden von denen der Venus behindert feindliche Oberflächenbedingungen. Die Möglichkeit von Leben auf der Venus ist seit langem Gegenstand von Spekulationen; In den letzten Jahren wurde das Thema aktiv erforscht.

Physikalische Eigenschaften

Venus, dargestellt ohne ihre Atmosphäre, Seite an Seite mit der Erde.  Venus ist etwas kleiner.
Größenvergleich von Venus und Erde

Die Venus ist einer der vier terrestrischen Planeten im Sonnensystem, was bedeutet, dass sie ein felsiger Körper wie die Erde ist. Sie ähnelt der Erde in Größe und Masse und wird oft als „Schwester“ oder „Zwilling“ der Erde bezeichnet. Der Durchmesser der Venus beträgt 12.103,6 km (7.520,8 mi) – nur 638,4 km (396,7 mi) weniger als die der Erde – und ihre Masse beträgt 81,5 % der Masse der Erde. Die Bedingungen auf der Venusoberfläche unterscheiden sich radikal von denen auf der Erde, da ihre dichte Atmosphäre zu 96,5 % aus Kohlendioxid besteht, wobei die meisten der verbleibenden 3,5 % aus Stickstoff bestehen . Der Oberflächendruck beträgt 9,3 Megapascal (93 bar ) und die durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt 737 K (464 ° C; 867 ° F), über den kritischen Punkten beider Hauptbestandteile und macht die Oberflächenatmosphäre zu einem überkritischen Fluid .

Atmosphäre und Klima

Eine nahezu einheitliche weiße Kugel
Im sichtbaren Licht ist die Venus eine nahezu konturlose und farblose Kugel mit einer gleichmäßigen Wolkendecke
Die Atmosphäre der Venus erscheint dunkler und von Schatten gesäumt.  Die Schatten zeichnen die vorherrschende Windrichtung nach.
Wolkenstruktur der Venusatmosphäre im ultravioletten Band

Die Venus hat eine extrem dichte Atmosphäre , die aus 96,5 % Kohlendioxid , 3,5 % Stickstoff – beide existieren als überkritische Flüssigkeiten an der Oberfläche des Planeten – und Spuren anderer Gase, einschließlich Schwefeldioxid, besteht . Die Masse seiner Atmosphäre ist 92-mal so groß wie die der Erde, während der Druck an seiner Oberfläche etwa 93-mal so hoch ist wie auf der Erde - ein Druck, der dem in einer Tiefe von fast 1 km ( 58  mi) unter den Ozeanen der Erde entspricht. Die Dichte an der Oberfläche beträgt 65 kg/m 3 (4,1 lb/cu ft), 6,5 % der Dichte von Wasser oder 50-mal so dicht wie die Erdatmosphäre bei 293 K (20 °C; 68 °F) auf Meereshöhe. Die CO 2 -reiche Atmosphäre erzeugt den stärksten Treibhauseffekt im Sonnensystem und erzeugt Oberflächentemperaturen von mindestens 735 K (462 °C; 864 °F). Dies macht die Venusoberfläche heißer als die von Merkur , die eine minimale Oberflächentemperatur von 53 K (–220 ° C; –364 ° F) und eine maximale Oberflächentemperatur von 700 K (427 ° C; 801 ° F) aufweist, obwohl Die Venus ist fast doppelt so weit von der Sonne entfernt wie Merkur und erhält daher nur 25 % der Sonneneinstrahlung von Merkur . Aufgrund ihres außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekts wurde die Venus von Wissenschaftlern wie Carl Sagan als Warn- und Forschungsobjekt im Zusammenhang mit dem Klimawandel auf der Erde identifiziert.

Venustemperatur
Typ Oberflächentemperatur
_
Maximal 482 °C (900 °F)
Normal 453 °C (847 °F)
Minimum 438 °C (820 °F)

Die Atmosphäre der Venus ist im Vergleich zu der der Erde extrem reich an ursprünglichen Edelgasen . Diese Anreicherung weist auf eine frühe Abweichung von der Erde in der Evolution hin. Als Erklärung für die Anreicherung wurden ein ungewöhnlich großer Kometeneinschlag oder die Akkretion einer massereicheren Primäratmosphäre aus einem Sonnennebel vorgeschlagen. Die Atmosphäre ist jedoch auch an radiogenem Argon erschöpft, ein Stellvertreter für die Mantelentgasung, was auf ein frühes Abschalten des großen Magmatismus hindeutet.

Studien deuten darauf hin, dass die Atmosphäre der Venus vor Milliarden von Jahren der Atmosphäre der frühen Erde viel ähnlicher gewesen sein könnte und dass sich möglicherweise beträchtliche Mengen flüssigen Wassers auf der Oberfläche befunden haben könnten. Nach einem Zeitraum von 600 Millionen bis mehreren Milliarden Jahren verursachte der solare Antrieb durch die zunehmende Leuchtkraft der Sonne die Verdunstung des ursprünglichen Wassers. Ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt wurde erzeugt, sobald seiner Atmosphäre ein kritisches Niveau an Treibhausgasen (einschließlich Wasser) hinzugefügt wurde. Obwohl die Oberflächenbedingungen auf der Venus für erdähnliches Leben, das sich vor diesem Ereignis gebildet haben könnte, nicht mehr gastfreundlich sind, gibt es Spekulationen über die Möglichkeit, dass Leben in den oberen Wolkenschichten der Venus existiert, 50 km (30 Meilen) über dem Oberfläche, wo die Temperatur zwischen 303 und 353 K (30 und 80 ° C; 86 und 176 ° F) liegt, die Umgebung jedoch sauer ist. Der mutmaßliche Nachweis einer Absorptionslinie von Phosphin in der Atmosphäre der Venus ohne bekannten Weg für die abiotische Produktion führte im September 2020 zu Spekulationen, dass derzeit noch Leben in der Atmosphäre vorhanden sein könnte. Spätere Forschungen führten das spektroskopische Signal, das als Phosphin interpretiert wurde, auf Schwefeldioxid zurück oder fanden heraus, dass es tatsächlich keine Absorptionslinie gab.

Thermische Trägheit und die Übertragung von Wärme durch Winde in der unteren Atmosphäre bedeuten, dass die Temperatur der Venusoberfläche trotz der extrem langsamen Rotation der Venus zwischen den beiden Hemisphären des Planeten, der der Sonne zugewandten und der nicht zugewandten, nicht wesentlich variiert. Die Winde an der Oberfläche sind langsam und bewegen sich mit wenigen Kilometern pro Stunde, aber aufgrund der hohen Dichte der Atmosphäre an der Oberfläche üben sie eine erhebliche Kraft gegen Hindernisse aus und transportieren Staub und kleine Steine ​​über die Oberfläche. Dies allein würde es einem Menschen erschweren, auch ohne Hitze, Druck und Sauerstoffmangel hindurchzugehen.

Über der dichten CO 2 -Schicht befinden sich dicke Wolken, die hauptsächlich aus Schwefelsäure bestehen , die aus Schwefeldioxid und Wasser durch eine chemische Reaktion zu Schwefelsäurehydrat entsteht. Außerdem besteht die Atmosphäre zu etwa 1 % aus Eisenchlorid . Weitere mögliche Bestandteile der Trübungspartikel sind Eisensulfat , Aluminiumchlorid und Phosphorsäureanhydrid . Wolken auf verschiedenen Ebenen haben unterschiedliche Zusammensetzungen und Partikelgrößenverteilungen. Diese Wolken reflektieren und streuen etwa 90 % des auf sie fallenden Sonnenlichts zurück in den Weltraum und verhindern eine visuelle Beobachtung der Venusoberfläche. Die permanente Wolkendecke bedeutet, dass die Venus zwar näher an der Sonne liegt als die Erde, aber am Boden weniger Sonnenlicht erhält. Starke Winde mit 300 km/h (185 mph) an den Wolkendecken umrunden die Venus etwa alle vier bis fünf Erdtage. Winde auf der Venus bewegen sich mit bis zu 60-facher Rotationsgeschwindigkeit, während die schnellsten Winde der Erde nur 10–20 % Rotationsgeschwindigkeit haben.

Die Oberfläche der Venus ist effektiv isothermisch ; Es behält eine konstante Temperatur nicht nur zwischen den beiden Hemisphären, sondern auch zwischen dem Äquator und den Polen bei. Die winzige axiale Neigung der Venus – weniger als 3° im Vergleich zu 23° auf der Erde – minimiert auch saisonale Temperaturschwankungen. Die Höhe ist einer der wenigen Faktoren, die die Temperatur der Venus beeinflussen. Der höchste Punkt auf der Venus, Maxwell Montes , ist daher mit einer Temperatur von etwa 655 K (380 °C; 715 °F) und einem atmosphärischen Druck von etwa 4,5 MPa (45 bar) der kühlste Punkt auf der Venus. 1995 fotografierte die Raumsonde Magellan eine stark reflektierende Substanz auf den Gipfeln der höchsten Berggipfel, die eine starke Ähnlichkeit mit terrestrischem Schnee aufwies. Diese Substanz entstand wahrscheinlich durch einen ähnlichen Prozess wie Schnee, wenn auch bei einer viel höheren Temperatur. Zu flüchtig, um an der Oberfläche zu kondensieren, stieg es gasförmig in höhere Lagen auf, wo es kühler ist und sich niederschlagen könnte. Die Identität dieser Substanz ist nicht mit Sicherheit bekannt, aber die Spekulationen reichten von elementarem Tellur bis zu Bleisulfid (Bleiglanz ) .

Obwohl die Venus keine Jahreszeiten als solche hat, identifizierten Astronomen im Jahr 2019 eine zyklische Variation der Sonnenlichtabsorption durch die Atmosphäre, die möglicherweise durch undurchsichtige, absorbierende Partikel verursacht wird, die in den oberen Wolken schweben. Die Variation verursacht beobachtete Änderungen in der Geschwindigkeit der zonalen Winde der Venus und scheint zeitlich mit dem 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus der Sonne zu steigen und zu fallen .

Die Existenz von Blitzen in der Atmosphäre der Venus ist umstritten, seit die ersten vermuteten Ausbrüche von den sowjetischen Venera-Sonden entdeckt wurden . In den Jahren 2006–07 entdeckte Venus Express deutlich Whistler-Mode-Wellen , die Signaturen von Blitzen. Ihr intermittierendes Auftreten weist auf ein Muster hin, das mit Wetteraktivitäten verbunden ist. Nach diesen Messungen ist die Blitzrate mindestens halb so hoch wie auf der Erde, andere Instrumente haben jedoch überhaupt keine Blitze erfasst. Der Ursprung eines Blitzes bleibt unklar, könnte aber von Wolken oder Vulkanen stammen.

Im Jahr 2007 entdeckte Venus Express , dass am Südpol ein riesiger doppelter atmosphärischer Wirbel existiert. Venus Express entdeckte 2011 auch, dass eine Ozonschicht hoch in der Atmosphäre der Venus existiert. Am 29. Januar 2013 berichteten ESA - Wissenschaftler, dass die Ionosphäre der Venus auf ähnliche Weise nach außen strömt wie „der Ionenschweif, der unter ähnlichen Bedingungen von einem Kometen ausströmt“.

Im Dezember 2015 und in geringerem Maße im April und Mai 2016 beobachteten Forscher, die an der japanischen Akatsuki - Mission arbeiteten, Bogenformen in der Atmosphäre der Venus. Dies wurde als direkter Beweis für die Existenz der vielleicht größten stationären Gravitationswellen im Sonnensystem angesehen.

Atmosphärische Zusammensetzung
Die Atmosphäre der Erde wird als eine Reihe farbiger Spitzen dargestellt.  Das Grün des Wassers dominiert, während sich das Rot des Kohlendioxids in der Nähe der linken Seite ansammelt.
Absorptionsspektrum eines einfachen Gasgemisches entsprechend der Erdatmosphäre
Die Atmosphäre der Venus ist auf derselben Grafik dargestellt.  Hier ist das Rot des Kohlendioxids fast überwältigend, aber das Grün des Wassers und das Violett des Kohlenmonoxids sind vorhanden.
Die Zusammensetzung der Atmosphäre der Venus basierend auf HITRAN -Daten, die mit HITRAN im Websystem erstellt wurden.
Grüne Farbe – Wasserdampf, Rot – Kohlendioxid, WN – Wellenzahl (andere Farben haben andere Bedeutungen, kürzere Wellenlängen rechts, längere links).

Erdkunde

Die Venusoberfläche war Gegenstand von Spekulationen, bis einige ihrer Geheimnisse im 20. Jahrhundert von der Planetenwissenschaft enthüllt wurden. Venera -Lander lieferten 1975 und 1982 Bilder einer Oberfläche, die mit Sedimenten und relativ eckigen Felsen bedeckt war. Die Oberfläche wurde 1990–91 von Magellan detailliert kartiert. Der Boden zeigt Hinweise auf ausgedehnten Vulkanismus , und der Schwefel in der Atmosphäre könnte darauf hindeuten, dass es kürzlich Ausbrüche gegeben hat.

Etwa 80 % der venusianischen Oberfläche sind von glatten, vulkanischen Ebenen bedeckt, die zu 70 % aus Ebenen mit Faltenkämmen und zu 10 % aus glatten oder gelappten Ebenen bestehen. Zwei Hochland-"Kontinente" machen den Rest seiner Oberfläche aus, einer liegt auf der Nordhalbkugel des Planeten und der andere direkt südlich des Äquators. Der nördliche Kontinent heißt Ishtar Terra nach Ishtar , der babylonischen Liebesgöttin, und ist etwa so groß wie Australien. Maxwell Montes , der höchste Berg der Venus, liegt auf Ishtar Terra. Sein Gipfel liegt 11 km (7 Meilen) über der durchschnittlichen Oberflächenhöhe der Venus. Der südliche Kontinent wird nach der griechischen Liebesgöttin Aphrodite Terra genannt und ist mit ungefähr der Größe Südamerikas die größere der beiden Hochlandregionen. Ein Netzwerk von Rissen und Verwerfungen bedeckt einen Großteil dieses Gebiets.

Das Fehlen von Beweisen für einen Lavastrom , der irgendeine der sichtbaren Calderas begleitet, bleibt ein Rätsel. Der Planet hat nur wenige Einschlagskrater , was zeigt, dass die Oberfläche mit 300–600  Millionen Jahren relativ jung ist. Die Venus hat zusätzlich zu den Einschlagskratern, Bergen und Tälern, die üblicherweise auf felsigen Planeten zu finden sind, einige einzigartige Oberflächenmerkmale. Darunter befinden sich flache vulkanische Merkmale namens " Farra ", die etwas wie Pfannkuchen aussehen und eine Größe von 20 bis 50 km (12 bis 31 Meilen) im Durchmesser und eine Höhe von 100 bis 1.000 m (330 bis 3.280 Fuß) haben; radiale, sternförmige Bruchsysteme, die "Novae" genannt werden; Merkmale mit sowohl radialen als auch konzentrischen Frakturen, die Spinnennetzen ähneln, bekannt als „ Arachnoiden “; und "Coronae", kreisförmige Bruchringe, die manchmal von einer Vertiefung umgeben sind. Diese Merkmale sind vulkanischen Ursprungs.

Die meisten Oberflächenmerkmale der Venus sind nach historischen und mythologischen Frauen benannt. Ausnahmen sind Maxwell Montes, benannt nach James Clerk Maxwell , und die Hochlandregionen Alpha Regio , Beta Regio und Ovda Regio . Die letzten drei Merkmale wurden benannt, bevor das aktuelle System von der Internationalen Astronomischen Union übernommen wurde, der Körperschaft, die die Planetennomenklatur überwacht .

Die Länge der physischen Merkmale auf der Venus wird relativ zu ihrem Nullmeridian ausgedrückt . Der ursprüngliche Nullmeridian verlief durch den radarhellen Fleck in der Mitte des ovalen Merkmals Eve, das sich südlich von Alpha Regio befindet. Nachdem die Venera-Missionen abgeschlossen waren, wurde der Nullmeridian neu definiert, um durch den zentralen Gipfel im Krater Ariadne auf Sedna Planitia zu verlaufen .

Die stratigraphisch ältesten Tessera-Terrains haben durchwegs ein geringeres thermisches Emissionsvermögen als die umgebenden basaltischen Ebenen, gemessen von Venus Express und Magellan , was auf eine andere, möglicherweise felsischere Mineralansammlung hinweist. Der Mechanismus zur Erzeugung einer großen Menge felsischer Kruste erfordert normalerweise das Vorhandensein von Wasserozean und Plattentektonik , was impliziert, dass auf der frühen Venus bewohnbare Bedingungen bestanden hatten. Die Natur von Tessera-Terrains ist jedoch alles andere als sicher.

Vulkanismus

Das Bild ist in Falschfarben dargestellt, wobei Maat Mons in Gold- und Feuerrottönen vor einem schwarzen Hintergrund dargestellt ist
Falschfarben-Radarkarte von Maat Mons

Ein Großteil der Venusoberfläche scheint durch vulkanische Aktivität geformt worden zu sein. Die Venus hat mehrmals so viele Vulkane wie die Erde und 167 große Vulkane mit einem Durchmesser von über 100 km. Der einzige Vulkankomplex dieser Größe auf der Erde ist die Big Island von Hawaii. Das liegt nicht daran, dass die Venus vulkanisch aktiver ist als die Erde, sondern daran, dass ihre Kruste älter ist und nicht dem gleichen Erosionsprozess unterliegt. Die ozeanische Kruste der Erde wird durch Subduktion an den Grenzen der tektonischen Platten kontinuierlich recycelt und hat ein Durchschnittsalter von etwa hundert Millionen Jahren, während die Venusoberfläche auf 300–600  Millionen Jahre geschätzt wird.

Mehrere Beweislinien deuten auf eine anhaltende vulkanische Aktivität auf der Venus hin. Die Schwefeldioxidkonzentrationen in der Atmosphäre sanken zwischen 1978 und 1986 um den Faktor 10, stiegen 2006 sprunghaft an und gingen erneut um das 10-fache zurück. Dies kann bedeuten, dass die Pegel durch große Vulkanausbrüche mehrmals erhöht wurden. Es wurde auch vorgeschlagen, dass Venus-Blitze (unten diskutiert) von vulkanischer Aktivität stammen könnten (dh vulkanische Blitze ). Im Januar 2020 berichteten Astronomen von Beweisen, die darauf hindeuten, dass die Venus derzeit vulkanisch aktiv ist, insbesondere der Nachweis von Olivin , einem vulkanischen Produkt, das auf der Oberfläche des Planeten schnell verwittern würde.

In den Jahren 2008 und 2009 wurden die ersten direkten Beweise für einen anhaltenden Vulkanismus von Venus Express in Form von vier vorübergehend lokalisierten Infrarot-Hotspots innerhalb der Riftzone Ganis Chasma in der Nähe des Schildvulkans Maat Mons beobachtet . Drei der Flecken wurden in mehr als einer aufeinanderfolgenden Umlaufbahn beobachtet. Es wird angenommen, dass diese Stellen Lava darstellen, die durch Vulkanausbrüche frisch freigesetzt wurde. Die tatsächlichen Temperaturen sind nicht bekannt, da die Größe der Hot Spots nicht gemessen werden konnte, lag aber wahrscheinlich im Bereich von 800–1.100 K (527–827 ° C; 980–1.520 ° F), relativ zu einem Normal Temperatur von 740 K (467 ° C; 872 ° F).

Krater

Die Ebenen der Venus
Einschlagskrater auf der Venusoberfläche (Falschfarbenbild rekonstruiert aus Radardaten)

Fast tausend Einschlagskrater auf der Venus sind gleichmäßig über ihre Oberfläche verteilt. Auf anderen Kraterkörpern wie der Erde und dem Mond zeigen Krater eine Reihe von Abbauzuständen. Auf dem Mond wird die Degradation durch nachfolgende Einschläge verursacht, während sie auf der Erde durch Wind- und Regenerosion verursacht wird. Auf der Venus sind etwa 85 % der Krater in makellosem Zustand. Die Anzahl der Krater zusammen mit ihrem gut erhaltenen Zustand weist darauf hin, dass der Planet vor 300–600  Millionen Jahren ein globales Wiederaufstiegsereignis erlebte, gefolgt von einem Zerfall des Vulkanismus. Während sich die Erdkruste in ständiger Bewegung befindet, ist die Venus vermutlich nicht in der Lage, einen solchen Prozess aufrechtzuerhalten. Ohne Plattentektonik, um Wärme aus ihrem Mantel abzuleiten, durchläuft die Venus stattdessen einen zyklischen Prozess, bei dem die Manteltemperaturen ansteigen, bis sie ein kritisches Niveau erreichen, das die Kruste schwächt. Dann, über einen Zeitraum von etwa 100  Millionen Jahren, findet eine Subduktion in enormem Ausmaß statt, wodurch die Kruste vollständig recycelt wird.

Venuskrater haben einen Durchmesser von 3 bis 280 km (2 bis 174 Meilen).  Aufgrund der Auswirkungen der dichten Atmosphäre auf ankommende Objekte sind keine Krater kleiner als 3 km. Objekte mit weniger als einer bestimmten kinetischen Energie werden durch die Atmosphäre so stark abgebremst, dass sie keinen Einschlagkrater erzeugen. Ankommende Projektile mit einem Durchmesser von weniger als 50 m (160 ft) zersplittern und verglühen in der Atmosphäre, bevor sie den Boden erreichen.

Interne Struktur

Kugelförmiger Querschnitt der Venus, der die verschiedenen Schichten zeigt
Die differenzierte Struktur der Venus

Ohne seismische Daten oder Kenntnis ihres Trägheitsmoments sind nur wenige direkte Informationen über die innere Struktur und Geochemie der Venus verfügbar. Die Ähnlichkeit in Größe und Dichte zwischen Venus und Erde deutet darauf hin, dass sie eine ähnliche innere Struktur teilen: einen Kern , einen Mantel und eine Kruste . Wie der der Erde ist der Kern der Venus höchstwahrscheinlich zumindest teilweise flüssig, da sich die beiden Planeten in etwa gleich schnell abgekühlt haben, obwohl ein vollständig fester Kern nicht ausgeschlossen werden kann. Die etwas kleinere Größe der Venus bedeutet, dass der Druck in ihrem tiefen Inneren um 24 % niedriger ist als auf der Erde. Die auf Planetenmodellen vorhergesagten Werte für das Trägheitsmoment deuten auf einen Kernradius von 2.900–3.450 km hin. Dies entspricht der ersten beobachtungsbasierten Schätzung von 3.500 km.

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Planeten ist das Fehlen von Beweisen für Plattentektonik auf der Venus, möglicherweise weil ihre Kruste zu stark ist , um sie ohne Wasser zu subduzieren , um sie weniger viskos zu machen . Dies führt zu einem geringeren Wärmeverlust des Planeten, verhindert dessen Abkühlung und liefert eine wahrscheinliche Erklärung für das Fehlen eines intern erzeugten Magnetfelds . Stattdessen kann die Venus ihre innere Wärme bei periodischen großen Wiederaufstiegsereignissen verlieren.

Magnetfeld und Kern

1967 stellte Venera 4 fest, dass das Magnetfeld der Venus viel schwächer war als das der Erde. Dieses Magnetfeld wird eher durch eine Wechselwirkung zwischen der Ionosphäre und dem Sonnenwind als durch einen internen Dynamo wie im Erdkern induziert . Die kleine induzierte Magnetosphäre der Venus bietet der Atmosphäre einen vernachlässigbaren Schutz vor kosmischer Strahlung .

Das Fehlen eines intrinsischen Magnetfelds auf der Venus war überraschend, wenn man bedenkt, dass sie ähnlich groß wie die Erde ist und in ihrem Kern auch einen Dynamo enthalten sollte. Ein Dynamo benötigt drei Dinge: eine leitende Flüssigkeit, Rotation und Konvektion . Es wird angenommen, dass der Kern elektrisch leitfähig ist, und obwohl seine Rotation oft als zu langsam angesehen wird, zeigen Simulationen, dass er ausreicht, um einen Dynamo herzustellen. Dies deutet darauf hin, dass der Dynamo wegen fehlender Konvektion im Kern der Venus fehlt. Auf der Erde tritt Konvektion in der flüssigen Außenschicht des Kerns auf, weil die Unterseite der Flüssigkeitsschicht eine viel höhere Temperatur hat als die Oberseite. Auf der Venus könnte ein globales Oberflächenerneuerungsereignis die Plattentektonik zum Erliegen gebracht und zu einem verringerten Wärmefluss durch die Kruste geführt haben. Dieser isolierende Effekt würde zu einer Erhöhung der Manteltemperatur führen, wodurch der Wärmefluss aus dem Kern verringert wird. Infolgedessen steht kein interner Geodynamo zur Verfügung, um ein Magnetfeld anzutreiben. Stattdessen erwärmt die Wärme aus dem Kern die Kruste erneut.

Eine Möglichkeit ist, dass die Venus keinen festen inneren Kern hat oder dass ihr Kern nicht kühlt, sodass der gesamte flüssige Teil des Kerns ungefähr die gleiche Temperatur hat. Eine andere Möglichkeit ist, dass sein Kern bereits vollständig erstarrt ist. Der Zustand des Kerns hängt stark von der derzeit unbekannten Schwefelkonzentration ab.

Die schwache Magnetosphäre um die Venus herum bedeutet, dass der Sonnenwind direkt mit seiner äußeren Atmosphäre interagiert. Hier werden Wasserstoff- und Sauerstoffionen durch die Dissoziation von Wassermolekülen aus ultravioletter Strahlung erzeugt. Der Sonnenwind liefert dann Energie, die einigen dieser Ionen genügend Geschwindigkeit verleiht, um dem Schwerefeld der Venus zu entkommen. Dieser Erosionsprozess führt zu einem stetigen Verlust von Wasserstoff-, Helium- und Sauerstoffionen mit geringer Masse, während Moleküle mit höherer Masse wie Kohlendioxid eher zurückgehalten werden. Die atmosphärische Erosion durch den Sonnenwind könnte in den ersten Milliarden Jahren nach ihrer Entstehung zum Verlust des größten Teils des Wassers der Venus geführt haben. Möglicherweise hat der Planet jedoch in den ersten 2–3 Milliarden Jahren einen Dynamo beibehalten, sodass der Wasserverlust möglicherweise erst in jüngerer Zeit aufgetreten ist. Die Erosion hat das Verhältnis von massereicherem Deuterium zu masseärmerem Wasserstoff in der Atmosphäre im Vergleich zum Rest des Sonnensystems um das 100-fache erhöht.

Umlaufbahn und Rotation

Die Umlaufbahnen von Merkur, Venus, Erde und Mars
Venus ist der zweite Planet von der Sonne und umkreist ungefähr 1,6 Mal (gelber Pfad) in den 365 Tagen der Erde (blauer Pfad).

Die Venus umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung von etwa 0,72  AE (108 Millionen  km ; 67 Millionen  Meilen ) und vollendet alle 224,7 Tage eine Umlaufbahn. Obwohl alle Planetenbahnen elliptisch sind , ist die Umlaufbahn der Venus derzeit mit einer Exzentrizität von weniger als 0,01 der Kreisbahn am nächsten. Simulationen der Orbitaldynamik des frühen Sonnensystems haben gezeigt, dass die Exzentrizität der Venusbahn in der Vergangenheit möglicherweise wesentlich größer war, Werte von bis zu 0,31 erreichte und möglicherweise die frühe Klimaentwicklung beeinflusste. Die derzeitige nahezu kreisförmige Umlaufbahn der Venus bedeutet, dass die Venus, wenn sie zwischen Erde und Sonne in unterer Konjunktion liegt, sich der Erde von allen Planeten mit einer durchschnittlichen Entfernung von 41 Millionen km (25 Millionen Meilen) am nächsten nähert. Der Planet erreicht im Durchschnitt alle 584 Tage eine untere Konjunktion. Aufgrund der abnehmenden Exzentrizität der Erdbahn werden die Mindestabstände über Zehntausende von Jahren größer. Vom Jahr 1 bis 5383 gibt es 526 Anflüge mit weniger als 40 Millionen km (25 Millionen Meilen); dann gibt es seit etwa 60.158 Jahren keine mehr.  

Alle Planeten im Sonnensystem umkreisen die Sonne entgegen dem Uhrzeigersinn , wenn man sie von oberhalb des Nordpols der Erde betrachtet. Die meisten Planeten drehen sich auch gegen den Uhrzeigersinn um ihre Achsen, aber die Venus dreht sich alle 243 Erdtage einmal im Uhrzeigersinn in einer rückläufigen Rotation – die langsamste Rotation aller Planeten. Da ihre Rotation so langsam ist, ist die Venus sehr kugelförmig. Ein venusianischer Sterntag dauert also länger als ein venusianisches Jahr (243 gegenüber 224,7 Erdentagen). Der Äquator der Venus dreht sich mit 6,52 km/h (4,05 mph), während sich der Erdäquator mit 1.674,4 km/h (1.040,4 mph) dreht. Die mit Magellan -Raumsondendaten über einen Zeitraum von 500 Tagen gemessene Rotationsperiode der Venus ist kleiner als die Rotationsperiode, die während des 16-Jahres-Zeitraums zwischen der Magellan-Raumsonde und den Besuchen von Venus Express gemessen wurde , mit einer Differenz von etwa 6,5  ​​Minuten. Aufgrund der rückläufigen Rotation ist die Länge eines Sonnentages auf der Venus mit 116,75 Erdtagen deutlich kürzer als der Sterntag (wodurch der Venus-Sonnentag kürzer ist als die 176 Erdtage von Merkur – die 116-Tage-Zahl liegt sehr nahe bei die durchschnittliche Anzahl von Tagen, die Merkur braucht, um in seiner Umlaufbahn unter die Erde zu gleiten). Ein venusianisches Jahr hat etwa 1,92  venusianische Sonnentage. Für einen Beobachter auf der Oberfläche der Venus würde die Sonne im Westen aufgehen und im Osten untergehen, obwohl die undurchsichtigen Wolken der Venus es verhindern, die Sonne von der Oberfläche des Planeten aus zu beobachten.

Die Venus hat sich möglicherweise aus dem Sonnennebel mit einer anderen Rotationsperiode und Neigung gebildet und ihren gegenwärtigen Zustand aufgrund chaotischer Spinänderungen erreicht, die durch planetare Störungen und Gezeiteneffekte auf ihre dichte Atmosphäre verursacht wurden, eine Änderung, die im Laufe von Milliarden von Jahren aufgetreten wäre . Die Rotationsperiode der Venus kann einen Gleichgewichtszustand zwischen der Gezeitenkopplung mit der Gravitation der Sonne, die zu einer langsamen Rotation neigt, und einer atmosphärischen Flut darstellen, die durch Sonnenerwärmung der dichten Venusatmosphäre erzeugt wird. Das durchschnittliche Intervall von 584 Tagen zwischen aufeinanderfolgenden nahen Annäherungen an die Erde entspricht fast genau 5  venusianischen Sonnentagen (5,001444 um genau zu sein), aber die Hypothese einer Spin-Orbit-Resonanz mit der Erde wurde nicht berücksichtigt.

Die Venus hat keine natürlichen Trabanten. Es enthält mehrere Trojaner-Asteroiden : den Quasi-Satelliten 2002 VE 68 und zwei weitere temporäre Trojaner, 2001 CK 32 und 2012 XE 133 . Im 17. Jahrhundert berichtete Giovanni Cassini über einen Mond, der die Venus umkreist, der Neith genannt wurde, und im Folgenden wurden zahlreiche Sichtungen gemeldet200 Jahre , aber die meisten waren bestimmt Sterne in der Nähe. Alex Alemis und David Stevensons Studie von Modellen des frühen Sonnensystems aus dem Jahr 2006 am California Institute of Technology zeigt, dass auf der Venus wahrscheinlich mindestens ein Mond vor Milliarden von Jahren durch einen gewaltigen Einschlag entstanden war. Etwa 10  Millionen  Jahre später kehrte der Studie zufolge ein weiterer Einschlag die Rotationsrichtung des Planeten um und bewirkte, dass sich der Venusmond allmählich nach innen spiralte , bis er mit der Venus kollidierte. Wenn spätere Einschläge Monde erzeugten, wurden diese auf die gleiche Weise entfernt. Eine alternative Erklärung für das Fehlen von Satelliten ist der Effekt starker Sonnenfluten, die große Satelliten destabilisieren können, die die inneren terrestrischen Planeten umkreisen.

Beobachtbarkeit

Ein Foto des Nachthimmels, aufgenommen von der Küste.  Ein Sonnenschimmer ist am Horizont.  Es sind viele Sterne zu sehen.  Die Venus befindet sich im Zentrum, viel heller als alle Sterne, und ihr Licht kann im Ozean reflektiert werden.
Die Venus, rechts in der Mitte abgebildet, ist von der Erde aus gesehen immer heller als alle anderen Planeten oder Sterne. Jupiter ist oben im Bild sichtbar.

Mit bloßem Auge erscheint die Venus als weißer Lichtpunkt, der heller ist als jeder andere Planet oder Stern (außer der Sonne). Die mittlere scheinbare Helligkeit des Planeten beträgt –4,14 mit einer Standardabweichung von 0,31. Die hellste Helligkeit tritt während der Sichelphase etwa einen Monat vor oder nach der unteren Konjunktion auf. Die Venus verblasst auf etwa eine Größenordnung von −3, wenn sie von der Sonne von hinten beleuchtet wird. Der Planet ist hell genug, um am helllichten Tag gesehen zu werden, ist aber leichter zu sehen, wenn die Sonne tief am Horizont steht oder untergeht. Als unterer Planet liegt er immer innerhalb von etwa 47° der Sonne .

Die Venus "überholt" die Erde alle 584 Tage, während sie die Sonne umkreist. Dabei wechselt er vom „Abendstern“, sichtbar nach Sonnenuntergang, zum „Morgenstern“, sichtbar vor Sonnenaufgang. Obwohl Merkur , der andere untere Planet, eine maximale Elongation von nur 28° erreicht und in der Dämmerung oft schwer zu erkennen ist, ist Venus in ihrer hellsten Form kaum zu übersehen. Seine größere maximale Dehnung bedeutet, dass es noch lange nach Sonnenuntergang am dunklen Himmel sichtbar ist. Als hellstes punktförmiges Objekt am Himmel ist die Venus ein häufig falsch gemeldetes „ unidentifiziertes Flugobjekt “.

Diagramm zur Veranschaulichung der Phasen der Venus
Die Phasen der Venus und die Entwicklung ihres scheinbaren Durchmessers

Phasen

Während sie die Sonne umkreist, zeigt die Venus Phasen wie die des Mondes in einer Teleskopansicht . Der Planet erscheint als kleine und "volle" Scheibe, wenn er sich auf der gegenüberliegenden Seite der Sonne befindet (bei oberer Konjunktion ). Die Venus zeigt eine größere Scheibe und eine „Viertelphase“ bei ihrer maximalen Elongation von der Sonne und erscheint am hellsten am Nachthimmel. Der Planet zeigt in Teleskopansichten einen viel größeren dünnen "Halbmond", wenn er entlang der nahen Seite zwischen Erde und Sonne vorbeizieht. Venus zeigt ihre größte Größe und "neue Phase", wenn sie sich zwischen Erde und Sonne befindet (bei unterer Konjunktion). Seine Atmosphäre ist durch Teleskope durch den um sie herum gebrochenen Lichtschein sichtbar. Die Phasen sind in einem 4"-Teleskop deutlich sichtbar.

Transite

Die Umlaufbahn der Venus ist relativ zur Umlaufbahn der Erde leicht geneigt; Wenn der Planet also zwischen Erde und Sonne vorbeizieht, kreuzt er normalerweise nicht das Antlitz der Sonne. Transite der Venus treten auf, wenn die untere Konjunktion des Planeten mit seiner Anwesenheit in der Ebene der Erdumlaufbahn zusammenfällt. Transite der Venus treten in Zyklen von auf243 Jahre , wobei das gegenwärtige Transitmuster Paare von Transiten sind, die um acht Jahre getrennt sind, in Intervallen von etwa105,5 Jahre bzw121,5 Jahre – ein Muster, das erstmals 1639 vom englischen Astronomen Jeremiah Horrocks entdeckt wurde .

Das letzte Paar war der 8. Juni 2004 und der 5. bis 6. Juni 2012 . Der Transit konnte von vielen Online-Verkaufsstellen live verfolgt oder mit der richtigen Ausrüstung und den richtigen Bedingungen vor Ort beobachtet werden.

Das vorhergehende Transitpaar fand im Dezember 1874 und im Dezember 1882 statt ; das folgende Paar wird im Dezember 2117 und im Dezember 2125 auftreten. Der Transit von 1874 ist das Thema des ältesten bekannten Films, der Passage de Venus von 1874 . Historisch gesehen waren Transite der Venus wichtig, weil sie es den Astronomen ermöglichten, die Größe der astronomischen Einheit und damit die Größe des Sonnensystems zu bestimmen, wie Horrocks 1639 zeigte . Captain Cooks Erkundung der Ostküste Australiens erfolgte, nachdem er 1768 nach Tahiti gesegelt war, um einen Venustransit zu beobachten.

Pentagramm der Venus

Ein komplexes, spiralförmiges Blumenmuster mit fünf Schleifen, die die Mitte umgeben
Das Pentagramm der Venus. Die Erde ist in der Mitte des Diagramms positioniert, und die Kurve repräsentiert die Richtung und Entfernung der Venus als Funktion der Zeit.

Das Pentagramm der Venus ist der Weg, den die Venus von der Erde aus beobachtet. Aufeinanderfolgende untere Konjunktionen der Venus wiederholen sich sehr nahe an einem Verhältnis von 13:8 (die Erde umkreist acht Mal für alle 13 Umlaufbahnen der Venus) und verschiebt sich bei aufeinanderfolgenden unteren Konjunktionen um 144 °. Das Verhältnis 13:8 ist ungefähr. 8/13 ist ungefähr 0,61538, während Venus die Sonne in 0,61519 Jahren umkreist. Das Pentagramm der Venus wird aufgrund der visuellen Ähnlichkeit des Weges mit einer Blume manchmal auch als Blütenblätter der Venus bezeichnet.

Tageslichterscheinungen

Beobachtungen der Venus mit bloßem Auge bei Tageslicht existieren in mehreren Anekdoten und Aufzeichnungen. Der Astronom Edmund Halley berechnete seine maximale Helligkeit mit bloßem Auge im Jahr 1716, als viele Londoner durch sein Erscheinen am Tag alarmiert waren. Der französische Kaiser Napoleon Bonaparte wurde einst Zeuge einer Tageserscheinung des Planeten während eines Empfangs in Luxemburg . Eine weitere historische Tagesbeobachtung des Planeten fand während der Amtseinführung des amerikanischen Präsidenten Abraham Lincoln am 4. März 1865 in Washington, DC  statt. Obwohl die Sichtbarkeit der Phasen der Venus mit bloßem Auge umstritten ist, existieren Aufzeichnungen über Beobachtungen ihrer Sichel.

Aschgraues Licht

Ein langjähriges Mysterium der Venusbeobachtungen ist das sogenannte aschfahle Licht – eine scheinbar schwache Beleuchtung seiner dunklen Seite, die zu sehen ist, wenn sich der Planet in der Sichelphase befindet. Die erste behauptete Beobachtung von Aschenlicht wurde 1643 gemacht, aber die Existenz der Beleuchtung wurde nie zuverlässig bestätigt. Beobachter haben spekuliert, dass dies auf elektrische Aktivität in der Atmosphäre der Venus zurückzuführen sein könnte, aber es könnte illusorisch sein, da es sich um den physiologischen Effekt der Beobachtung eines hellen, sichelförmigen Objekts handelt. Das aschfahle Licht wurde oft gesichtet, wenn die Venus am Abendhimmel steht, wenn der abendliche Terminator des Planeten der Erde zugewandt ist.

Beobachtung und Erkundung

Frühe Beobachtung

Eine handgezeichnete Bildfolge, die zeigt, wie die Venus über den Rand der Sonnenscheibe gleitet und einen illusorischen Schattentropfen hinterlässt
Der „ schwarze Tropfeneffekt “, wie er während des Transits von 1769 aufgezeichnet wurde

Da die Bewegungen der Venus diskontinuierlich zu sein scheinen (sie verschwindet aufgrund ihrer Nähe zur Sonne für viele Tage am Stück und taucht dann am anderen Horizont wieder auf), erkannten einige Kulturen die Venus nicht als eine einzelne Einheit an; Stattdessen nahmen sie an, dass es sich um zwei separate Sterne an jedem Horizont handelt: den Morgen- und den Abendstern. Dennoch weisen ein Rollsiegel aus der Zeit von Jemdet Nasr und die Venustafel von Ammisaduqa aus der ersten babylonischen Dynastie darauf hin, dass bereits die alten Sumerer wussten, dass Morgen- und Abendsterne dasselbe Himmelsobjekt sind. In der altbabylonischen Zeit war der Planet Venus als Ninsi'anna und später als Dilbat bekannt. Der Name "Ninsi'anna" bedeutet übersetzt "göttliche Dame, Erleuchtung des Himmels", was sich auf die Venus als den hellsten sichtbaren "Stern" bezieht. Frühere Schreibweisen des Namens wurden mit dem Keilschriftzeichen si4 (= SU, was "rot sein" bedeutet) geschrieben, und die ursprüngliche Bedeutung könnte "göttliche Dame der Röte des Himmels" gewesen sein, in Anlehnung an die Farbe des Morgens und Abendhimmel.

Die Chinesen bezeichneten die morgendliche Venus historisch als „die Große Weiße“ ( Tàibái 太白) oder „den Öffner (Starter) der Helligkeit“ ( Qǐmíng 啟明) und die abendliche Venus als „die Ausgezeichnete Weste“ ( Chánggēng 長庚).

Auch die alten Griechen glaubten zunächst, Venus sei zwei getrennte Sterne: Phosphorus , der Morgenstern, und Hesperus , der Abendstern. Plinius der Ältere schrieb die Erkenntnis, dass es sich um ein einziges Objekt handelte, Pythagoras im sechsten Jahrhundert v. Chr. Zu, während Diogenes Laërtius argumentierte, dass Parmenides wahrscheinlich für diese Entdeckung verantwortlich war. Obwohl sie die Venus als ein einzelnes Objekt erkannten, bezeichneten die alten Römer den Morgenaspekt der Venus weiterhin als Luzifer , wörtlich „Lichtbringer“, und den Abendaspekt als Vesper , die beide wörtliche Übersetzungen ihrer traditionellen griechischen Namen sind.

Im zweiten Jahrhundert stellte Ptolemäus in seiner astronomischen Abhandlung Almagest die Theorie auf , dass sich sowohl Merkur als auch Venus zwischen Sonne und Erde befinden. Der persische Astronom Avicenna aus dem 11. Jahrhundert behauptete, den Transit der Venus beobachtet zu haben , was spätere Astronomen als Bestätigung der Theorie des Ptolemäus betrachteten. Im 12. Jahrhundert beobachtete der andalusische Astronom Ibn Bajjah „zwei Planeten als schwarze Flecken auf der Sonne“; Der Maragha - Astronom Qotb al-Din Shirazi aus dem 13. Jahrhundert hielt diese für die Transite von Venus und Merkur , obwohl dies nicht wahr sein kann, da es zu Lebzeiten von Ibn Bajjah keine Venus-Transite gab.

Die Venus wird in ihrer Umlaufbahn um die Sonne in verschiedenen Positionen dargestellt, wobei jede Position eine unterschiedliche Menge an Oberflächenbeleuchtung anzeigt
Galileos Entdeckung, dass die Venus Phasen zeigte (obwohl sie am Erdhimmel in der Nähe der Sonne blieb), bewies, dass sie die Sonne und nicht die Erde umkreist .

Als der italienische Physiker Galileo Galilei den Planeten im frühen 17. Jahrhundert zum ersten Mal beobachtete, stellte er fest, dass er Phasen wie der Mond zeigte, die von Halbmond über Halbmond bis Vollmond und umgekehrt variierten. Wenn die Venus am weitesten von der Sonne am Himmel entfernt ist, zeigt sie eine halb beleuchtete Phase , und wenn sie der Sonne am Himmel am nächsten ist, zeigt sie sich als Halbmond oder volle Phase. Dies könnte nur möglich sein, wenn die Venus die Sonne umkreist, und dies war eine der ersten Beobachtungen, die dem geozentrischen Modell der Ptolemäer , dass das Sonnensystem konzentrisch und auf der Erde zentriert war, klar widersprach.

Der Venustransit von 1639 wurde von Jeremiah Horrocks genau vorhergesagt und von ihm und seinem Freund William Crabtree am 4.  Dezember 1639 (24. November nach dem damals gebräuchlichen julianischen Kalender ) in jedem ihrer jeweiligen Häuser beobachtet.

Die Atmosphäre der Venus wurde 1761 vom russischen Universalgelehrten Mikhail Lomonosov entdeckt . Die Atmosphäre der Venus wurde 1790 vom deutschen Astronomen Johann Schröter beobachtet . Schröter fand, als der Planet ein dünner Halbmond war, erstreckten sich die Spitzen über mehr als 180°. Er vermutete zu Recht, dass dies auf die Streuung des Sonnenlichts in einer dichten Atmosphäre zurückzuführen war. Später beobachtete der amerikanische Astronom Chester Smith Lyman einen vollständigen Ring um die dunkle Seite des Planeten, als er sich in der unteren Konjunktion befand, was weitere Beweise für eine Atmosphäre lieferte. Die Atmosphäre erschwerte die Bemühungen, eine Rotationsperiode für den Planeten zu bestimmen, und Beobachter wie der in Italien geborene Astronom Giovanni Cassini und Schröter schätzten Perioden falsch auf etwa24 h von den Bewegungen der Markierungen auf der scheinbaren Oberfläche des Planeten.

Bodengestützte Forschung

Schwarz-Weiß-Bild der Venus, ihre Ränder verschwommen und ein kleiner Halbmond ihrer Oberfläche beleuchtet
Moderne Teleskopansicht der Venus von der Erdoberfläche

Bis zum 20. Jahrhundert wurde wenig mehr über die Venus entdeckt. Seine fast konturlose Scheibe gab keinen Hinweis darauf, wie seine Oberfläche aussehen könnte, und erst mit der Entwicklung von spektroskopischen , Radar- und UV - Beobachtungen wurden mehr seiner Geheimnisse gelüftet. Die ersten UV-Beobachtungen wurden in den 1920er Jahren durchgeführt, als Frank E. Ross feststellte, dass UV-Fotografien beträchtliche Details zeigten, die in sichtbarer und infraroter Strahlung fehlten. Er schlug vor, dass dies auf eine dichte, gelbe untere Atmosphäre mit hohen Zirruswolken darüber zurückzuführen sei.

Spektroskopische Beobachtungen in den 1900er Jahren lieferten die ersten Hinweise auf die Venusrotation. Vesto Slipher versuchte, die Doppler-Verschiebung des Lichts von der Venus zu messen, stellte jedoch fest, dass er keine Rotation feststellen konnte. Er vermutete, dass der Planet eine viel längere Rotationsperiode haben muss als bisher angenommen. Spätere Arbeiten in den 1950er Jahren zeigten, dass die Rotation rückläufig war. Radarbeobachtungen der Venus wurden erstmals in den 1960er Jahren durchgeführt und lieferten die ersten Messungen der Rotationsperiode, die nahe an den modernen Werten lagen.

Radarbeobachtungen in den 1970er Jahren enthüllten erstmals Details der Venusoberfläche. Mit dem 300-m-Radioteleskop des Arecibo-Observatoriums wurden Pulse von Radiowellen auf den Planeten gestrahlt , und die Echos zeigten zwei stark reflektierende Regionen, die als Alpha- und Beta - Regionen bezeichnet werden. Die Beobachtungen enthüllten auch eine helle Region, die Bergen zugeschrieben wird, die Maxwell Montes genannt wurde . Diese drei Merkmale sind jetzt die einzigen auf der Venus, die keine weiblichen Namen haben.

Erkundung

Venera 1 des sowjetischen Venera-Programms , das 1961 gestartet wurde, war die erste Roboter -Raumsondenmission zur Venus und zu einem anderen Planeten , obwohl sie unterwegs den Kontakt verlor.

Modell der Raumsonde Venera 1

Die erste erfolgreiche Mission zur Venus (sowie die erste erfolgreiche interplanetare Mission der Welt ) war die Mariner 2 - Mission der Vereinigten Staaten, die am 14. Dezember 1962 in 34.833 km (21.644 mi) Höhe über der Venusoberfläche vorbeiflog und Daten über den Planeten sammelte Atmosphäre.

Künstlerische Darstellung von Mariner 2 , gestartet 1962: ein skelettartiges, flaschenförmiges Raumschiff mit einer großen Funkschüssel darauf

Am 18. Oktober 1967 trat die sowjetische Venera 4 als erste erfolgreich in die Atmosphäre ein und führte wissenschaftliche Experimente durch. Venera 4 zeigte, dass die Oberflächentemperatur heißer war als Mariner 2 berechnet hatte, bei fast 500 ° C (932 ° F), stellte fest, dass die Atmosphäre zu 95% aus Kohlendioxid ( CO
2
) und entdeckte, dass die Atmosphäre der Venus erheblich dichter war, als die Designer von Venera 4 erwartet hatten. Die gemeinsamen Daten von Venera 4 und Mariner 5 wurden im folgenden Jahr von einem kombinierten sowjetisch - amerikanischen Wissenschaftsteam in einer Reihe von Kolloquien analysiert, was ein frühes Beispiel für Weltraumkooperation darstellt.

Am 15. Dezember 1970 war Venera 7 das erste Raumschiff, das weich auf einem anderen Planeten landete und das erste, das Daten von dort zurück zur Erde übermittelte .

1974 schwenkte Mariner 10 an der Venus vorbei, um ihren Weg in Richtung Merkur zu biegen, und machte UV-Fotografien der Wolken, die die außergewöhnlich hohen Windgeschwindigkeiten in der Atmosphäre der Venus enthüllten. Dies war die erste interplanetare Gravitationsunterstützung, die jemals verwendet wurde, eine Technik, die von späteren Sonden, insbesondere Voyager 1 und 2 , verwendet wurde .

Globale Falschfarbenansicht der Venus in ultravioletter Strahlung, aufgenommen von Mariner 10

1975 übertrugen die sowjetischen Landegeräte Venera 9 und 10 die ersten Bilder von der Oberfläche der Venus, die in Schwarzweiß waren. 1982 wurden mit den sowjetischen Landern Venera 13 und 14 die ersten Farbbilder der Oberfläche aufgenommen.

180-Grad-Panorama der Venusoberfläche von der sowjetischen Landefähre Venera 9 , 1975. Schwarz-Weiß-Bild von kargen, schwarzen, schieferartigen Felsen vor einem flachen Himmel. Der Boden und die Sonde stehen im Mittelpunkt.

Die NASA erhielt 1978 zusätzliche Daten mit dem Pioneer Venus-Projekt , das aus zwei separaten Missionen bestand: Pioneer Venus Orbiter und Pioneer Venus Multiprobe . Das erfolgreiche sowjetische Venera-Programm endete im Oktober 1983, als Venera 15 und 16 in die Umlaufbahn gebracht wurden, um eine detaillierte Kartierung von 25 % des Geländes der Venus (vom Nordpol bis zum 30. Breitengrad) durchzuführen.

Mehrere andere Missionen erforschten die Venus in den 1980er und 1990er Jahren, darunter Vega 1 (1985), Vega 2 (1985), Galileo (1990), Magellan (1994), Cassini-Huygens (1998) und MESSENGER (2006). Alle außer Magellan waren Schwerkraftassistenten. Dann trat Venus Express der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) im April 2006 in eine Umlaufbahn um die Venus ein. Ausgestattet mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten ermöglichte Venus Express eine beispiellose Langzeitbeobachtung der Venusatmosphäre. Die ESA hat die Mission Venus Express im Dezember 2014 abgeschlossen.

Ab 2020 befindet sich Japans Akatsuki seit dem 7.  Dezember 2015 in einer stark exzentrischen Umlaufbahn um die Venus, und es gibt mehrere Sondierungsvorschläge, die von Roscosmos , NASA, ISRO , ESA und dem Privatsektor (z. B. von Rocketlab ) untersucht werden.

In der Kultur

Die Venus wird in Vincent van Goghs Gemälde „ Sternennacht “ von 1889 direkt rechts von der großen Zypresse dargestellt .

Die Venus ist ein Hauptmerkmal des Nachthimmels und war daher in der Mythologie , Astrologie und Fiktion im Laufe der Geschichte und in verschiedenen Kulturen von bemerkenswerter Bedeutung.

In der sumerischen Religion wurde Inanna mit dem Planeten Venus in Verbindung gebracht. Mehrere Hymnen preisen Inanna in ihrer Rolle als Göttin des Planeten Venus. Der Theologieprofessor Jeffrey Cooley hat argumentiert, dass Inannas Bewegungen in vielen Mythen mit den Bewegungen des Planeten Venus am Himmel übereinstimmen könnten. Die diskontinuierlichen Bewegungen der Venus beziehen sich sowohl auf die Mythologie als auch auf Inannas duale Natur. In Inannas Abstieg in die Unterwelt ist Inanna im Gegensatz zu jeder anderen Gottheit in der Lage, in die Unterwelt hinabzusteigen und in den Himmel zurückzukehren. Der Planet Venus scheint einen ähnlichen Abstieg zu machen, indem er im Westen untergeht und dann im Osten wieder aufgeht. Eine einleitende Hymne beschreibt, wie Inanna den Himmel verlässt und sich auf den Weg nach Kur macht , was vermutlich die Berge sind, und den Aufstieg und Untergang von Inanna im Westen nachahmt. In Inanna und Shukaletuda und Inannas Abstieg in die Unterwelt scheinen die Bewegungen des Planeten Venus parallel zu verlaufen. In Inanna und Shukaletuda wird beschrieben, dass Shukaletuda den Himmel auf der Suche nach Inanna absucht und möglicherweise den östlichen und westlichen Horizont absucht. Im selben Mythos macht Inanna auf der Suche nach ihrem Angreifer selbst mehrere Bewegungen, die den Bewegungen der Venus am Himmel entsprechen.

Klassische Dichter wie Homer , Sappho , Ovid und Virgil sprachen vom Stern und seinem Licht. Dichter wie William Blake , Robert Frost , Letitia Elizabeth Landon , Alfred Lord Tennyson und William Wordsworth schrieben Oden darauf.

Auf Chinesisch heißt der Planet Jīn-xīng (金星), der goldene Planet des Metallelements . In Indien ist Shukra Graha ("der Planet Shukra") nach dem mächtigen Heiligen Shukra benannt. Shukra , das in der indischen vedischen Astrologie verwendet wird, bedeutet auf Sanskrit „klar, rein“ oder „Helligkeit, Klarheit“ . Als eines der neun Navagraha soll es Reichtum, Genuss und Fortpflanzung beeinflussen; es war der Sohn von Bhrgu , Lehrer der Daityas und Guru der Asuras. Das Wort Shukra wird auch mit Sperma oder Generation in Verbindung gebracht. Venus ist auf Indonesisch und Malaiisch als Kejora bekannt . Moderne chinesische , japanische und koreanische Kulturen bezeichnen den Planeten buchstäblich als „Metallstern“ (金星), basierend auf den fünf Elementen .

Die Maya betrachteten die Venus als den wichtigsten Himmelskörper nach Sonne und Mond. Sie nannten es Chac ek oder Noh Ek ', "der große Stern". Die Zyklen der Venus waren wichtig für ihren Kalender und wurden in einigen ihrer Bücher wie Maya Codex of Mexico und Dresden Codex beschrieben .

Die alten Ägypter und Griechen glaubten, Venus sei zwei getrennte Körper, ein Morgenstern und ein Abendstern. Die Ägypter kannten den Morgenstern als Tioumoutiri und den Abendstern als Ouaiti. Die Griechen verwendeten die Namen Phōsphoros (Φωσϕόρος), was „Lichtbringer“ bedeutet (woher das Element Phosphor ; alternativ Ēōsphoros (Ἠωσϕόρος), was „Morgenbringer“ bedeutet), für den Morgenstern und Hesperos (Ἕσπερος), was „westlich“ bedeutet one", für den Abendstern. Obwohl sie in der Römerzeit als ein Himmelsobjekt anerkannt wurden, das als "Stern der Venus " bekannt ist, wurden die traditionellen beiden griechischen Namen weiterhin verwendet, obwohl sie normalerweise als Lūcifer und Vesper ins Lateinische übersetzt wurden .

Moderne Fiktion

Mit der Erfindung des Teleskops begann die Vorstellung, dass die Venus eine physische Welt und ein mögliches Ziel sei, Gestalt anzunehmen.

Die undurchdringliche Wolkendecke der Venus ließ Science-Fiction-Autoren freien Lauf, um über die Bedingungen an ihrer Oberfläche zu spekulieren; Dies umso mehr, als frühe Beobachtungen zeigten, dass es nicht nur eine ähnliche Größe wie die Erde hatte, sondern auch eine beträchtliche Atmosphäre besaß. Der Planet, der näher an der Sonne liegt als die Erde, wurde häufig als wärmer, aber immer noch für Menschen bewohnbar dargestellt . Das Genre erreichte seinen Höhepunkt zwischen den 1930er und 1950er Jahren, zu einer Zeit, als die Wissenschaft einige Aspekte der Venus enthüllt hatte, aber noch nicht die harte Realität ihrer Oberflächenbedingungen. Die Ergebnisse der ersten Missionen zur Venus zeigten, dass die Realität ganz anders aussah, und beendeten dieses spezielle Genre. Als die wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Venus fortschritten, versuchten Science-Fiction-Autoren, Schritt zu halten, insbesondere indem sie menschliche Versuche vermuteten, die Venus zu terraformen .

Symbol

Venus-Symbol (Planetenfarbe).svg

Das astronomische Symbol für die Venus ist das gleiche, das in der Biologie für das weibliche Geschlecht verwendet wird: ein Kreis mit einem kleinen Kreuz darunter. Das Venus-Symbol steht auch für Weiblichkeit und stand in der westlichen Alchemie für das Metall Kupfer. Poliertes Kupfer wurde seit der Antike für Spiegel verwendet, und das Symbol für Venus wurde manchmal so verstanden, dass es für den Spiegel der Göttin steht, obwohl dies wahrscheinlich nicht der wahre Ursprung ist. Im griechischen Oxyrhynchus Papyri hatten die Symbole für Venus und Merkur keinen Querbalken am unteren Strich.

Bewohnbarkeit

Die Spekulationen über die Möglichkeit von Leben auf der Venusoberfläche gingen nach den frühen 1960er Jahren deutlich zurück, als klar wurde, dass die Bedingungen im Vergleich zu denen auf der Erde extrem sind. Die extreme Temperatur und der atmosphärische Druck der Venus machen Leben auf Wasserbasis, wie derzeit bekannt, unwahrscheinlich.

Einige Wissenschaftler haben spekuliert, dass thermoazidophile extremophile Mikroorganismen in den kühleren, sauren oberen Schichten der Venusatmosphäre existieren könnten . Solche Spekulationen gehen auf das Jahr 1967 zurück , als Carl Sagan und Harold J. Morowitz in einem Nature -Artikel vorschlugen, dass winzige Objekte, die in den Wolken der Venus entdeckt wurden, Organismen sein könnten, die den Bakterien der Erde ähneln (die ungefähr die gleiche Größe haben):

Während die Oberflächenbedingungen der Venus die Hypothese von Leben dort unglaubwürdig machen, sind die Wolken der Venus eine ganz andere Geschichte. Wie bereits vor einigen Jahren erwähnt, sind Wasser, Kohlendioxid und Sonnenlicht – die Voraussetzungen für die Photosynthese – in der Nähe der Wolken reichlich vorhanden.

Im August 2019 berichteten Astronomen unter der Leitung von Yeon Joo Lee, dass langfristige Absorptions- und Albedoänderungen in der Atmosphäre des Planeten Venus durch „unbekannte Absorber“ verursacht werden, bei denen es sich um Chemikalien oder sogar große Kolonien von Mikroorganismen hoch oben in der Atmosphäre handeln kann des Planeten, beeinflussen das Klima. Ihre Lichtabsorption ist fast identisch mit der von Mikroorganismen in den Wolken der Erde. Zu ähnlichen Schlussfolgerungen sind auch andere Studien gekommen.

Im September 2020 gab ein Team von Astronomen unter der Leitung von Jane Greaves von der Cardiff University den wahrscheinlichen Nachweis von Phosphin bekannt, einem Gas, von dem nicht bekannt ist, dass es durch bekannte chemische Prozesse auf der Venusoberfläche oder -atmosphäre in den oberen Wolkenschichten des Planeten produziert wird. Eine vorgeschlagene Quelle für dieses Phosphin sind lebende Organismen. Das Phosphin wurde in Höhen von mindestens 30 Meilen über der Oberfläche und hauptsächlich in mittleren Breiten entdeckt, wobei an den Polen keines entdeckt wurde. Die Entdeckung veranlasste den NASA - Administrator Jim Bridenstine , öffentlich einen neuen Fokus auf die Erforschung der Venus zu fordern, und beschrieb den Phosphin-Fund als „die bisher bedeutendste Entwicklung beim Aufbau von Argumenten für Leben außerhalb der Erde“.

Eine anschließende Analyse der Datenverarbeitung, die zur Identifizierung von Phosphin in der Atmosphäre der Venus verwendet wurde, hat Bedenken geäußert, dass die Erkennungslinie ein Artefakt sein könnte. Die Verwendung einer Polynomanpassung 12. Ordnung kann das Rauschen verstärkt und eine falsche Ablesung erzeugt haben (siehe Runge-Phänomen ). Beobachtungen der Atmosphäre der Venus in anderen Teilen des elektromagnetischen Spektrums, in denen eine Phosphin-Absorptionslinie zu erwarten wäre, haben kein Phosphin nachgewiesen. Bis Ende Oktober 2020 zeigte die erneute Analyse der Daten mit einer ordnungsgemäßen Subtraktion des Hintergrunds keinen statistisch signifikanten Nachweis von Phosphin.

Planetenschutz

Das Committee on Space Research ist eine wissenschaftliche Organisation, die vom International Council for Science gegründet wurde . Zu ihren Aufgaben gehört die Entwicklung von Empfehlungen zur Vermeidung interplanetarer Kontamination . Dazu werden Weltraummissionen in fünf Gruppen eingeteilt. Aufgrund der rauen Oberflächenumgebung der Venus wurde die Venus unter die Planetenschutzkategorie zwei gestellt. Dies deutet darauf hin, dass es nur eine entfernte Chance gibt, dass eine von Raumfahrzeugen übertragene Kontamination die Untersuchungen beeinträchtigen könnte.

Menschliche Präsenz

Die Venus ist der Ort der allerersten interplanetaren menschlichen Präsenz, vermittelt durch Robotermissionen, mit den ersten erfolgreichen Landungen auf einem anderen Planeten und außerirdischen Körper als dem Mond. Die Venus wurde zu Beginn des Weltraumzeitalters bis in die 1990er Jahre häufig von Raumsonden besucht. Derzeit befindet sich Akatsuki im Orbit , und die Parker Solar Probe nutzt die Venus routinemäßig für Manöver zur Unterstützung der Schwerkraft .

Die einzige Nation, die Lander-Sonden auf die Oberfläche der Venus geschickt hat, war die Sowjetunion, die von russischen Beamten benutzt wurde, um die Venus einen "russischen Planeten" zu nennen.

Wohnen

Während die Oberflächenbedingungen der Venus sehr unwirtlich sind, sind der atmosphärische Druck und die Temperatur fünfzig Kilometer über der Oberfläche ähnlich denen an der Erdoberfläche. Vor diesem Hintergrund schlugen der sowjetische Ingenieur Sergey Zhitomirskiy (Сергей Житомирский, 1929–2004) 1971 und zeitgleich der NASA-Luft- und Raumfahrtingenieur Geoffrey A. Landis 2003 die Verwendung von Aerostaten für bemannte Erkundungen und möglicherweise für dauerhafte „ schwimmende Städte “ auf der Venus vor Atmosphäre, eine Alternative zu der populären Idee, auf Planetenoberflächen wie dem Mars zu leben . Zu den vielen technischen Herausforderungen für jede menschliche Präsenz in der Atmosphäre der Venus gehören die korrosiven Mengen an Schwefelsäure in der Atmosphäre.

Das High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC) der NASA ist ein Missionskonzept, das ein bemanntes Aerostat-Design vorschlug.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links

Kartografische Ressourcen