Когда-нибудь в далеком будущем исследователи с Земли решают посетить Юпитер, самую большую планету в нашей Солнечной системе, и исследовать ее тайны. В конце своего почти двухлетнего путешествия они достигают планеты-гиганта, настолько огромной, что внутри нее поместилось бы более 1300 земных шаров. Когда космический корабль спускается, астронавты восхищаются 67 спутниками Юпитера - их так много, что астрономы даже не назвали их все. Они с удивлением смотрят на Большое Красное Пятно планеты, огромный, вечный ураган, похожий на шторм, и размышляют о плащанице коричневых, желтых, красных и белых облаков.
Но когда наши вымышленные искатели приключений задействуют ракетные двигатели космического корабля, чтобы замедлить его спуск, происходит что-то ужасное. Тепло и пламя из сопел вступают в контакт с атмосферой Юпитера, состоящей на 90 процентов из водорода, и воспламеняют ее. Быстро небо Юпитера превращается в огненный ад. Астронавты понимают, что им нужно убираться оттуда быстро - они только что случайно подожгли атмосферу целой планеты.
Нетрудно представить, насколько удивительные голливудские компьютерные спецэффекты сделают эту вымышленную катастрофу живой. И это могло бы стать отличной предпосылкой для научно-фантастического триллера; на самом деле эта идея воплотилась в одном из эпизодов сериала «Звездный путь: Энтерпрайз». Но, к счастью, в реальной жизни такое никогда не случится.
Юпитер, Сатурн и Нептун, три огромных газовых гиганта во внешней Солнечной системе, имеют атмосферу, состоящую в основном из водорода. Это химическое вещество, которое в газообразном состоянии на Земле может быть взрывоопасным. Это также химическое вещество, которое солнце использует в качестве топлива. А на Титане, крупнейшем спутнике Сатурна, в атмосфере плавают облака метана. Еще в 1995 году, по словам писателя Universe Today Фрейзера Кейна, некоторые люди, не являющиеся учеными, даже опасались, что космический корабль НАСА «Галилео» с плутониевым реактором может вызвать мощный взрыв, который превратит Юпитер во вторую звезду в нашей Солнечной системе.
Если вам нужен пример воспламеняемости водорода, вспомните разрушение дирижабля «Гинденбург» в 1937 году, который внезапно превратился в ад при попытке пристыковаться, в результате чего погибло 37 человек. Хотя точные обстоятельства катастрофы остаются неясными, ученые, изучавшие доказательства в 2013 году, выдвинули теорию о том, что водород просочился в вентиляционные шахты корабля из-за прохудившегося клапана или обрыва провода, где он воспламенился от статического электричества во время шторма. дирижабль пролетел.
Взрыв водорода, подобный взрыву Гинденбурга, мог произойти на Земле, но не на одной из внешних планет.
«Вид воспламенения, о котором вы говорите, - это быстрое окисление», - объяснил Дрейк Деминг, профессор астрономии в Университете Мэриленда, который изучал атмосферы планет в качестве ученого в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА.«И в атмосферах внешних планет недостаточно свободного кислорода, чтобы это произошло».
«Кислород - это ключ», - соглашается по электронной почте Марк Рэйман, главный инженер и руководитель миссии NASA Dawn. «Горение происходит, когда топливо соединяется с кислородом в результате химической реакции с выделением тепла». У Юпитера и Сатурна много химического топлива, как и у Титана, спутника Сатурна, в атмосфере которого содержится метан. Но без кислорода они не сгорят. И наоборот, поясняет он, земное небо также вряд ли сгорит, потому что, хотя там много кислорода, азот, который составляет большую часть земной атмосферы, не очень хорошее топливо.
Если бы можно было поджечь атмосферу Юпитера, это, скорее всего, произошло бы уже сейчас, так как планета неоднократно подвергалась ударам объектов, гораздо больших и более энергичных, чем космический корабль. Как отмечает астроном Фил Плэйт, примерно раз в год на эту планету падает что-то достаточно большое, чтобы ее можно было увидеть с Земли. Самый известный пример - столкновение Юпитера с кометой Шумейкера-Леви 9 в 1994 году, которая была разбита сильным гравитационным полем планеты на дюжину отдельных горячих частей, взорвавшихся с огромным выбросом энергии.
Но не эти взрывы вызвали воспламенение атмосферы Юпитера.
«Если объект столкнется с Юпитером или Сатурном (например, столкновение кометы SL-9 с Юпитером в 1994 году), это вызовет высокотемпературные химические реакции и локальное давление и нагрев», - говорит Деминг по электронной почте. «Но избыточное давление от такого события будет распространяться в виде ударной волны, расширяясь и охлаждаясь. Так что, если атмосфера стабильна до столкновения, вряд ли она станет нестабильной после этого».
Что нужно сделать, чтобы атмосфера Юпитера взорвалась?
«Для воспламенения атмосферы потребуется обеспечить ее необычайным количеством того ингредиента, которого ей не хватает, либо топлива, либо кислорода», - говорит Рэйман из НАСА.«Учитывая, насколько велики планеты, добавление питания от чего-то такого маленького, как типичная или даже большая комета или астероид, будет такой ничтожной долей общей атмосферы, что этого будет совершенно недостаточно, как пытаться раздуть огромный костер с помощью одиночный, легкий дуновение. Может быть какое-то местное возгорание, но оно быстро сгорит, как это произошло с водородным пламенем в цеппелине Гинденбурга."
По словам Каина, для этого потребуется вдвое меньше кислорода, чем водорода в атмосфере Юпитера. Маловероятно, что кто-то сможет транспортировать туда столько кислорода, чтобы разжечь огонь.
Может ли что-то подобное произойти где-то, чего мы еще не обнаружили? Вселенная полна возможностей, но похоже - по крайней мере, на данный момент - сценаристам-фантастам придется придумать более правдоподобную сюжетную линию.
Интересно
Во время разработки атомной бомбы в рамках Манхэттенского проекта в 1940-х годах некоторые ученые обсуждали возможность случайного воспламенения атмосферы Земли в результате массивной цепной реакции, вызванной взрывом ядерной бомбы. Они решили, что это вряд ли произойдет - и, к счастью, этого не произошло.