Venus krijgt de laatste tijd veel aandacht, hoewel voornamelijk in de wetenschappelijke gemeenschap, aangezien de laatste Hollywood-film over de planeet in de jaren zestig werd uitgebracht. Dit is gedeeltelijk te wijten aan het dramatische verschil met de aarde, en wat dat verschil zou kunnen betekenen voor de studie van exoplaneten. Als we beter kunnen begrijpen wat er gebeurde tijdens de formatie van Venus om het tot het hellandschap te maken dat het nu is, we zouden misschien beter kunnen begrijpen wat de bewoonbare zone rond andere sterren werkelijk is.

Talloze planetaire wetenschappers hebben zich in het recente verleden gericht op de vorming van Venus en de ontwikkeling van de atmosfeer. Nutsvoorzieningen, een nieuw artikel stelt dat Venus mogelijk nog maar 1 miljard jaar geleden vloeibaar water op het oppervlak had. En een bijdrage aan de verdwijning van dat water zou een onwaarschijnlijke boosdoener kunnen zijn:Jupiter.

Er zijn aanwijzingen dat Jupiter daadwerkelijk vanuit het binnenste zonnestelsel naar zijn huidige baan is gemigreerd. Theorieën zoals de Grand Tack-theorie of het Nice-model tonen mogelijke paden voor deze migratie. Wat Dr. Stephen Kane, een planetaire wetenschapper aan UC Riverside, en zijn co-auteurs waren geïnteresseerd in welk effect die migratie op Venus zou kunnen hebben gehad.

Daarom, ze simuleerden honderdduizenden migratiepaden van Jupiter tijdens de vorming van het vroege zonnestelsel. Er waren tal van simulatiescenario's waarin Venus of een van de andere terrestrische planeten uit het zonnestelsel werden geslingerd, en die runs werden weggegooid. Echter, er waren ook tal van scenario's waarin de baan van Venus ernstig werd aangetast. Een maat van een baan wordt excentriciteit genoemd, dat is in wezen hoe elliptisch een baan is. Sommige van de Jupiter-migratiemodellen zorgden ervoor dat Venus een excentriciteit had die 44 keer groter was dan zijn werkelijke baan.

Dat is belangrijk omdat Venus momenteel een extreem cirkelvormige baan heeft met een lage excentriciteit. Als de modellen van de migratie van Jupiter door het vroege zonnestelsel ervoor zorgden dat Venus een hoge excentriciteit had, waar is die excentriciteit gebleven?

Het meest intrigerende antwoord op die vraag is dat het werd bevochtigd door vloeibaar water. Vloeibaar water kan orbitale excentriciteiten gedurende lange perioden dempen, terwijl zijn beweging rond het oppervlak van de planeet het in een meer regelmatig patroon duwt door een proces dat getijdendissipatie wordt genoemd.

Een interessant gevolg van getijdendissipatie is dat het mogelijk een op hol geslagen kas op een planeet kan veroorzaken, echter, de auteurs berekenden dat dit hoogstwaarschijnlijk niet het geval was op een jonge Venus. Ze sloten ook een andere mogelijke bron van een op hol geslagen broeikaseffect uit:het invallende zonlicht op een planeet. Maar de modellen toonden aan dat, hoewel het maximale invallende zonlicht aanzienlijk zou toenemen in het geval van een zeer elliptische baan voor Venus, het was waarschijnlijk niet genoeg om op zichzelf een broeikaswereld te veroorzaken.

Echter, sterk orbitale excentriciteiten hebben een ander effect op vloeibaar water. Ze zorgen ervoor dat het verdwijnt. Dit is een proces in twee stappen. Eerst, zeer excentrische banen veroorzaken significante seizoensveranderingen, en kan water bevriezen tot sneeuw- of ijsformaties wanneer de planeet verder van de ster verwijderd is, of het verdampen tot wolken wanneer de planeet dichter bij de ster komt. Terwijl de planeet dicht bij de ster staat, het wordt ook blootgesteld aan aanzienlijk grotere hoeveelheden ultraviolet licht. Dit UV-licht heeft als bijkomend effect dat het watermoleculen splitst, waardoor alleen elementaire waterstof en zuurstof overblijven. De lichtere waterstof kan dan gemakkelijk door de zonnewind uit de atmosfeer van de planeet worden gestript, nooit in water worden gerecombineerd.

Waterdamp die in de atmosfeer is verdampt, is in feite een effectiever broeikasgas dan de koolstofdioxide die nu in de atmosfeer van Venus aanwezig is. Voordat het werd ontdaan van de combinatie van UV-licht en zonnewind, het zou mogelijk een periode hebben veroorzaakt die bekend staat als een "vochtige kas" op de planeet. Het kan ook hebben bijgedragen aan de opkomst van CO ₂ in de atmosfeer van Venus, aangezien precipitatie een belangrijk onderdeel is van de carbonaat-silicaatcyclus, die koolstofdioxide gevangen houdt in de tektonische platen van de aarde.

Er zijn enkele aanvullende vragen die naar voren komen met deze voorgestelde theorieën over de evolutie van Venus. Bijvoorbeeld, als er zoveel water op Venus was, waar ging alle zuurstof heen toen het van de watermoleculen werd ontdaan? Dr. Kane zit ook in een wetenschappelijk team dat hoopt die vraag te beantwoorden door in de nabije toekomst een lander naar Venus te sturen om te testen of er oxiden op het oppervlak aanwezig zijn waaraan de vrije radicalen zuurstof gebonden zou kunnen zijn.

Er zijn ook andere mogelijke redenen voor de demping van de orbitale excentriciteiten van Venus, behalve water. Een mogelijke invloed is de aarde zelf. Om te testen of dit het geval is, onderzoekers hopen meer te begrijpen over wat bekend staat als Milankovitch-cycli, die een model zijn van de periodieke veranderingen van de baanparameters van de aarde. Als de aarde een dempend effect had op Venus, de kinetische energie die uit het baanpatroon van Venus zou zijn verwijderd, zou door de aarde zijn geabsorbeerd. Deze dramatische verandering in de energie van de baan van de aarde zou zich hebben getoond in volledig scheve Milankovitch-cycli rond het tijdperk waarin deze overdracht van momentum plaatsvond. Hoewel er tot nu toe geen gegevens zijn om deze theorie te ondersteunen, toekomstige paleoklimaatstudies zouden licht kunnen werpen op de vraag of de aarde zelf een deel van de excentriciteit van zijn naaste buur heeft weggenomen.

Maar de beste schatting voor de oorspronkelijke oorzaak van die excentriciteit is nog steeds de migratie van Jupiter. En als de migratie van de gasreus Venus in de op hol geslagen broeikastoestand duwde waar het last van had, dat heeft belangrijke implicaties voor alle Venus-analogen die we zouden kunnen vinden in een baan om andere sterren. Nu onze instrumenten voor het detecteren van die exoplaneten nog nauwkeuriger worden, we zullen waarschijnlijk nog veel meer planeten zoals Venus vinden. Begrijpen wat, precies, gebeurde met het enige model voor dat type planeet in ons zonnestelsel, wordt veel belangrijker voor het begrijpen van de bewoonbare zones van sterren. Met alle hernieuwde belangstelling, Venus zou in de niet al te verre toekomst zelfs de aandacht van Hollywood kunnen trekken.