Een afbeelding van de wolkentoppen van Venus zoals gefotografeerd door Akatsuki's ultraviolette instrument in 2019.
(Afbeelding: © Planet-C Project Team)
Al tientallen jaren vermoeden wetenschappers dat elektriciteitsbouten door het dikke pulseren atmosfeer van Venus, misschien glinsterend van de zure wolken van de wereld.
Verleidelijke glimpen hebben hun hoop gewekt, maar het zijn allemaal hints. Wetenschappers hebben meer definitieve signalen nodig, die zelfs drie jaar lang niet kunnen worden gevolgd in een speciale bliksemjagerbaan van onze bijna dubbele planeet. Het is de langzame, frustrerende, verwarrende realiteit van de wetenschap die vaak uit het verhaal van ontdekkingen glipt.
"Als je de geschiedenisboeken leest, leest het allemaal een beetje als een kruiswoordpuzzel: weet je, iemand kwam langs en mat dit en vond dit en alles paste allemaal", Ralph Lorenz, een planetair wetenschapper aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory en hoofdauteur van een nieuw artikel over de waarnemingen van dat speciale blikseminstrument bij Venus, vertelde Space.com. 'Het lijkt veel meer op een detectiveverhaal, waarbij de detective deze getuigenis van deze persoon krijgt en deze getuigenis van die persoon.'
En tot nu toe boekt die detective niet veel vooruitgang bij het kraken van de zaak. 'Het is onmogelijk om alle gerapporteerde waarnemingen letterlijk te nemen en ze te begrijpen', zei Lorenz. Niets klopt helemaal.
Alle mogelijke bliksemwaarnemingen tot nu toe zijn op zijn best indirect. De Venera 9-sonde van de Sovjet-Unie zag een glimp die een verfvlek had kunnen zijn. Een paar later Venera-sondes hadden bliksemdetectoren bij zich, maar hun gegevens komen niet overeen met wat wetenschappers zouden verwachten. Astronomen die in 1993 in Arizona een telescoop gebruikten, zagen een reeks flitsen, hoewel deze ook niet helemaal logisch zijn. Een reeks magnetische pulsen gezien door de European Space Agency's Venus Express kan zijn veroorzaakt door een ander fenomeen.
Zelfs een zorgvuldig experiment dat werd uitgevoerd door de Cassini-missie van NASA voordat de lange reis naar Saturnus tot meer verwarring leidde. Het ruimtevaartuig droeg een radiodetector en moest hoe dan ook langs zowel de aarde als Venus vliegen om zijn doel te bereiken. Maar terwijl het instrument meer dan duizend flitsen op aarde oppikte, ving het er geen op Venus.
Enter Akatsuki, een Japanse orbiter-missie om naar onze goed geklede buurman te kijken. Het ruimtevaartuig werd in 2010 gelanceerd, maar maanden later eindigde de brandwond die bedoeld was om de sonde in een baan rond Venus te brengen vroegtijdig, waardoor het voertuig in de ruimte strandde. Vijf jaar later was het dichtbij genoeg gekomen om nog een poging te doen om in een baan om de aarde te komen, wat is gelukt. Maar het ruimtevaartuig kon zijn oorspronkelijke baan niet bereiken en omcirkelt nu de planeet op een grotere afstand dan gepland.
Dat is vooral een uitdaging voor de bliksemcamera, die nu gegevens kan verzamelen met een snelheid van een tiende van wat het instrument zou hebben bereikt als de aankomst van het ruimtevaartuig soepel was verlopen. Alles verteld, Akatsuki's ellende hebben betekend dat de bliksemcamera slechts 17 uur aan gegevens heeft verzameld.
Maar in al die uren hebben Lorenz en zijn co-auteurs nul flitsen gezien. Hetzelfde instrument dat dezelfde gegevens op aarde verzamelt, zou honderden hebben gezien, zei hij. Maar bij Venus, zilch. Niet een. (Het onderzoek wordt beschreven in een paper dat op 3 juli is gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters.)
In plaats van een oplossing kregen wetenschappers een ingewikkelder puzzel.
"Als je helemaal geen flitsen ziet, betekent dat niet dat er geen flitsen zijn; het kan betekenen dat er wel een paar zijn en je hebt ze gemist", Karen Aplin, een natuurkundige aan de Bristol University in Engeland die planetair studeert bliksem, maar was niet betrokken bij het nieuwe onderzoek, vertelde Space.com. 'Ze zeggen dat er misschien geen bliksem is, of misschien is de bliksem ergens echt geclusterd, of het is heel zeldzaam en het gebeurt in bursts en ze hebben het toevallig nog niet gezien. En ze suggereren dat deze radiodetecties zouden kunnen zijn veroorzaakt door iets anders dan bliksem - dus ze zien eruit als bliksem, maar dat is het misschien niet. "
Venus is niet de enige plek waar bliksem een ongrijpbaar doelwit is geweest. Aplin zei dat wetenschappers meer planeten in ons zonnestelsel geloven dan deze elektrische verblindende sport niet. De aarde is natuurlijk het gemakkelijkst te bestuderen. Maar missies zoals de Voyager-sondes en Galileo zag bliksem in Jupiter en Saturnus. Op beide gasreuzen bevatten de atmosferen voldoende waterdamp om zich te hechten min of meer aardse bliksem.
Uranus en Neptunus lijken ook te schitteren, hoewel wetenschappers gegevens hebben van slechts één ruimtevaartuig naar deze locaties, de Voyager 2-sonde. Deze afgelegen ijsreuzen zijn te slecht begrepen voor wetenschappers om precies te raden hoe dergelijke flitsen kunnen voorkomen.
Ook van Mars wordt vermoed dat het bliksem inslaat, hoewel het net zo ongrijpbaar is als zijn Venus-tegenhanger. Wetenschappers geloven Red Planet bliksem - als het bestaat - zou worden aangedreven door stofdeeltjes die tegen elkaar wrijven in de wind, een buitenaardse nabootsing van de vulkanische bliksem die zich vormt in wolken van rotsdeeltjes die worden uitgestoten door een uitbarsting hier op aarde.
Wetenschappers zijn zelfs eerder op deze vreemde weg met ontbrekende bliksem geweest, bij de grootste maan van Saturnus, Titan. Toen de European Space Agency haar bouwde Titan sonde, ze waren bang dat het door bliksemschichten zou moeten navigeren, maar de jacht op een dergelijk fenomeen kwam leeg. "Titan is een van deze plaatsen waar we, na lang en uitgebreid onderzoek, nu vrij strikte bovengrenzen hebben aan de hoeveelheid bliksemactiviteit", zei Lorenz. 'We kunnen niet zeggen dat het niet gebeurt, maar we hebben het niet zien gebeuren.'
Maar terwijl Venus de aarde op veel griezelige manieren weerspiegelt, is de bliksem moeilijker uit te leggen, omdat de atmosfeer compleet anders is, voornamelijk gemaakt van zwavelzuur, dat geen elektrische lading kan bevatten, zei Aplin. 'Een van de dingen van Venus-bliksem is dat we niet begrijpen hoe het zou worden gegenereerd.'
Niet weten hoe het zich zou vormen, maakt het ook moeilijker om te voorspellen waar te kijken. En bliksem is niet per se gelijkmatig verdeeld over tijd en ruimte. Op aarde komt bliksem bijvoorbeeld het meest voor in de middag en over land. Wetenschappers hebben geen gelijkwaardige verbinding op Venus tot stand gebracht, maar Lorenz zei dat een hypothese is dat bliksem het meest voorkomt in de schemering, omdat bewolkte toppen afkoelen, en over een bergketen, waarvan Akatsuki-gegevens al hebben bewezen dat het een ander atmosferisch fenomeen kan veroorzaken, een zogenaamde Booggolf. Het resultaat zou flitsen zijn die zeer geconcentreerd zijn in tijd en ruimte - en dat betekent moeilijk te herkennen.
Wetenschappers proberen bliksem niet op te sporen om te bepalen welke bestemming van het zonnestelsel het meest flitsend is: bliksem is gekoppeld aan een groot aantal atmosferische kenmerken die wetenschappers beter willen begrijpen over de werelden om ons heen. 'Als je bliksem detecteert, kun je die gebruiken om andere eigenschappen van de planeet en haar atmosfeer af te leiden,' zei Aplin. 'Het is best handig om te meten, omdat het je meerdere dingen tegelijk vertelt.'
Een van die dingen is hoe veilig de wereld is om te verkennen. 'Het is een gevaar, dus je wilt weten of er ergens bliksem is, omdat het je ruimtevaartuig zou kunnen doen zinken of het zou je astronauten kunnen zappen en het kan dingen doen zoals het uitzetten van voedingssystemen,' zei Aplin.
En bruikbaarheid is niet de enige motivatie: wetenschappers die proberen te begrijpen hoe en hoe vaak het leven is ontstaan, vermoeden dat de energie en chemie van bliksem een rol kunnen spelen vitale rol in het oproepen van leven uit de geologie. 'Bliksem kan verband houden met de oorsprong van het leven', zei Aplin. "Bliksem brengt energie naar een systeem dat mogelijk betrokken kan zijn bij het uiteindelijke leven."
Alleen bij Venus bevat alleen de tijd de aanwijzingen die wetenschappers nodig hebben om het raadsel op te lossen. Akatsuki blijft in zijn langer dan gehoopte baan, bliksemcamera in de aanslag. Misschien volgt binnenkort nog een ander ruimtevaartuig. Lorenz suggereerde dat een toekomstige missie een drietal op radio gebaseerde bliksemdetectoren zou kunnen vervoeren, waarmee wetenschappers alle gemeten flitsen zouden kunnen lokaliseren, evenals instrumenten die waren afgestemd op het elektromagnetische veld van de planeet.
Meer praktisch gezien is een aantal van de indirecte aanwijzingen voor blikseminslag Venus komt voort uit waarnemingen die zijn gedaan door telescopen die hier op aarde zijn gebaseerd, en dergelijk werk zou het mysterie kunnen oplossen. Maar het kan ook een wilde gansjacht zijn die eindigt zonder dat er iets voor te zien is.
Die gansjacht is misschien al uitgevouwen, misschien zelfs meerdere keren, zonder dat wetenschappers op de hoogte waren van de ijdele speurtochten van hun collega's. 'Je begrijpt dat mensen niet al te graag' mislukte 'experimenten publiceren,' zei Aplin. 'Het kan dus zijn dat mensen hebben gekeken en niets gezien en het niet hebben gepubliceerd.'
Misschien zijn Lorenz en zijn co-auteurs daar echt op vooruitgegaan: door hun te publiceren bliksemverhaal, ondanks het feit dat het eindigt in een voortdurende puzzel, zonder dat de losse eindjes die mysterieromans zo diep bevredigen, worden afgebonden.
En tenslotte is er altijd een kans dat de allesomvattende scène van de detective die de ontbrekende aanwijzingen uiteenzet die het allemaal weggaven, op een dag nog steeds kan aankomen.
"Dit is in veel opzichten een niet-opwindend resultaat, dat we geen optische flitsen hebben gedetecteerd", zei Lorenz. "Het is mogelijk dat Akatsuki gewoon pech heeft gehad en de volgende keer dat we waarnemen, zullen we honderden flitsen detecteren, en dat zou heel spannend zijn."
- 'Volcano of Water' verandert in een bliksemafleider in dit opwindende beeld
- Bliksem slaat Russische raket in tijdens satellietlancering (maar alles is in orde)
- Foto's: bliksem van de aarde gezien vanuit de ruimte
Opmerking van de uitgever: Dit artikel is bijgewerkt met een link naar het onderzoekspapier. E-mail Meghan Bartels via [email protected] of volg haar @meghanbartels. Volg ons op Twitter @Spacedotcom en verder Facebook.
