Atmosfera Venere je tajanstvena koliko i gusta i sparna. Generacije su ga znanstvenici pokušavali proučavati pomoću zemaljskih teleskopa, orbitalnih misija i povremene atmosferske sonde. A 2006. godine, ESA Venus Express misija je postala prva sonda koja je provodila dugotrajna promatranja atmosfere planeta, što je otkrilo mnogo o njegovoj dinamici.
Koristeći ove podatke, tim međunarodnih znanstvenika - predvođen istraživačima Japanske agencije za zrakoplovstvo i istraživanje (JAXA) - nedavno je proveo istraživanje koje je karakteriziralo uzorke vjetra i gornjih oblaka na noćnoj strani Venere. Osim što je prva takve vrste, ova je studija otkrila i da se atmosfera ponaša drugačije na noćnoj strani, što je bilo neočekivano.
Studija pod nazivom "Nepomični valovi i sporo pokretna obilježja u noćnim gornjim oblacima Venere" nedavno se pojavila u znanstvenom časopisu Priroda Astronomija, Vodio Javier Peralta, međunarodni najbolji mladi suradnik JAXA-e, tim je savjetovao podatke dobivene od Venus Express ' paket znanstvenih instrumenata kako bi se proučile ranije nevidljive vrste oblaka, morfologije i dinamike na planeti.
Dok je provedeno dosta studija atmosfere Venere iz soce, ovo je bio prvi put da studija nije bila usredotočena na dan planete. Kao što je dr. Peralta objasnio u izjavi za ESA-u:
“Ovo je prvi put da smo mogli okarakterizirati kako atmosfera cirkulira na noćnoj strani Venere na globalnoj razini. Iako je cirkulacija atmosfere na dnevnom dijelu planete intenzivno istražena, ostalo je još mnogo toga što bi se moglo otkriti o noćnoj strani. Otkrili smo da se obrasci oblaka razlikuju od onih na dnevnoj strani, a pod utjecajem Venerove topografije.“
Od šezdesetih godina prošlog stoljeća astronomi su svjesni da se atmosfera Venere ponaša znatno drugačije od atmosfere drugih zemaljskih planeta. Dok Zemlja i Mars imaju atmosferu koja se kotaju približno istom brzinom kao i planet, atmosfera Venere može dostići brzinu veću od 360 km / h (224 mph). Dakle, dok se planetu treba 243 dana jednom zakretati na svojoj osi, atmosferi je potrebno samo 4 dana.
Ovaj fenomen, poznat kao "super-rotacija", u biti znači da se atmosfera kreće 60 puta brže od same planete. Osim toga, mjerenja u prošlosti pokazala su da se najbrži oblaci nalaze na gornjoj razini oblaka, 65 do 72 km (40 do 45 milja) iznad površine. Unatoč desetljećima proučavanja, atmosferski modeli nisu mogli reproducirati super rotaciju, što je ukazivalo da su neki mehaničari nepoznati.
Kao takav, Peralta i njegov međunarodni tim - koji je uključivao istraživače sa Universidad del País Vasco u Španjolskoj, Sveučilišta u Tokiju, Sveučilišta Kyoto Sangyo, Centra za astronomiju i astrofiziku (ZAA) na Berlinskom tehničkom sveučilištu i Instituta za astrofiziku i svemirske planetologije u Rimu - odlučili su pogledati neistraženu stranu kako bi vidjeli što bi mogli pronaći. Kako je to opisao:
„Usredotočili smo se na noćnu stranu jer je bila slabo istražena; možemo vidjeti gornje oblake na noćnoj strani planeta pomoću njihove toplinske emisije, ali bilo ih je teško pravilno promatrati jer je kontrast na našim infracrvenim slikama bio prenizak da bi se dobio dovoljno detalja. "
To se sastojalo od promatranja noćnih oblaka Venere s vidljivim i infracrvenim spektrometrom toplinske slike (VIRTIS). Instrument je istovremeno okupio stotine slika i različitih valnih duljina koje je tim potom kombinirao kako bi poboljšao vidljivost oblaka. To je omogućilo timu da ih prvi put pravilno vide, a otkrilo je i neke neočekivane stvari u atmosferi noćne atmosfere Venere.
Ono što su vidjeli bilo je da se atmosferska rotacija na noćnoj strani čini kaotičnijom od one koja je u prošlosti primijećena na dnevnoj strani. Gornji oblaci također su tvorili različite oblike i morfologije - tj. Velike, valovite, zakrpljene, nepravilne i nalik na vlaknaste uzorke - i dominirali su stacionarni valovi, pri čemu se dva vala koji se kreću u suprotnim smjerovima međusobno otpuštaju i stvaraju statički vremenski obrazac.
3D svojstva ovih stacionarnih valova dobivena su i kombiniranjem VIRTIS podataka s radioznanstvenim podacima iz eksperimenta Venus Radio Science (VeRa). Naravno, ekipa je bila iznenađena kad je otkrila takve atmosferske ponašanja, jer nisu bila u skladu s onim što se svakodnevno opažalo na otvorenom. Štoviše, oni su u suprotnosti s najboljim modelima za objašnjenje dinamike Venerove atmosfere.
Poznati i kao globalni modeli cirkulacije (GCM), ovi modeli predviđaju da će se na Veneri super-rotacija dogoditi na gotovo isti način i na dnevnoj i na noćnoj strani. Štoviše, primijetili su da se nepomični valovi na noćnoj strani poklapaju s osobinama visoke visine. Kao što je Agustin Sánchez-Lavega, istraživač sa Sveučilišta del País Vasco i koautor ovog članka, objasnio:
“Nepomični valovi su vjerojatno ono što nazivamo gravitacijskim valovima - drugim riječima, valovi u porastu generirani niže u atmosferi Venere, a koji izgleda da se ne kreću rotacijom planeta. Ti su valovi koncentrirani nad strmim, planinskim predjelima Venere; ovo sugerira da topografija planeta utječe na ono što se događa gore u oblacima.“
Ovo nije prvi put da su znanstvenici uočili moguću vezu između topografije Venere i njenog atmosferskog kretanja. Prošle godine, tim europskih astronoma napravio je studiju koja je pokazala kako su vremenski uzorci i valovi na dnevnom boku izravno povezani s topografskim značajkama. Ovi nalazi temelje se na UV slikama koje je snimila Venus Monitoring Camera (VMC) na brodu Venus Express.
Otkrivanje nečeg sličnog kako se događa na noćnoj strani bilo je iznenađenje, sve dok nisu shvatili da nisu jedini koji ih primjećuju. Kao što je Peralta naznačio:
“Bio je uzbudljiv trenutak kad smo shvatili da se neke značajke oblaka na VIRTIS slikama ne kreću zajedno s atmosferom. Dugo smo raspravljali o tome jesu li rezultati stvarni - sve dok nismo shvatili da je drugi tim, na čelu sa koautoricom dr. Kouyama, također noćno otkrio stacionarne oblake pomoću NASA-inog infracrvenog teleskopskog objekta (IRTF) na Havajima! Naši nalazi su potvrđeni kada je JAXA-in svemirski brod Akatsuki ubačen u orbitu oko Venere i odmah uočio najveći stacionarni val ikad primijećen u Sunčevom sustavu na dan Venere.“
Ovi nalazi također izazivaju postojeće modele stacionarnih valova, za koje se očekuje da će nastati iz interakcije površinskog vjetra i značajki površine na visokoj visini. Međutim, prethodna mjerenja provedena u sovjetsko doba Venera zemljoposjednici su naveli da bi površinski vjetrovi mogli biti previše slabi da bi se to dogodilo na Veneri. Uz to, južna hemisfera, koju je tim primijetio za svoje proučavanje, poprilično je niska.
I kako je Ricardo Hueso sa Sveučilišta u Baskiji (i koautor na papiru) rekao, oni nisu otkrili odgovarajuće stacionarne valove u nižim razinama oblaka. "Očekivali smo da ćemo pronaći ove valove u donjim razinama, jer ih vidimo u gornjim razinama, a mislili smo da se s oblaka uzdižu s površine", rekao je. "To je sigurno neočekivan rezultat, a svi ćemo trebati ponovno pregledati naše modele Venere kako bismo istražili njeno značenje."
Iz ovih se informacija čini da su topografija i nadmorska visina povezane kada je u pitanju atmosfersko ponašanje Venere, ali ne dosljedno. Dakle, stojeći valovi promatrani na noćnoj strani Venere mogu biti rezultat nekog drugog neotkrivenog mehanizma na djelu. Jao, čini se da atmosfera Venere - posebno ključni aspekt super rotacije - za nas još uvijek ima neke misterije.
Studija je također pokazala učinkovitost kombiniranja podataka iz više izvora kako bi se dobila detaljnija slika dinamike planeta. Daljnjim poboljšanjima instrumentacije i razmjene podataka (i možda još jedna misija ili dvije na površinu) možemo očekivati da dobijemo jasniju sliku o tome što će utjecati na atmosfersku dinamiku Venere prije dugo vremena.
Uz malo sreće, možda će doći dan kada možemo modelirati atmosferu Venere i predvidjeti njezine vremenske obrasce jednako točno kao što to činimo sa Zemljom.
