Forskere, der bruger Venus Express-rumfartøjsdata, rapporterer "stationære bølger" og langsomt bevægende funktioner i planetens øverste skyer i løbet af Venus 'lange og mystiske nat.
Planeten Venus gennem et jordisk teleskop, der viser os både dets dag- og nattesider, via Damian Peach's View of the Solar System.
Planeten Venus har den langsomste rotation af enhver større planet i vores solsystem. Det roterer kun en gang hver 243 jorddag. Så "nat" eller "dag" på planeten varer meget lang tid, og som du måske forestiller dig, gennemgår karakteristikkerne af Venus 'nat og dag side forskelle, som et resultat. Det europæiske rumfartsagentur (ESA) sagde sent i sidste uge (14. september 2017), at forskere har brugt data fra Venus Express-rumfartøjet - der ankom Venus i april 2006 og kredsede om planeten indtil sidst i 2014 - for at karakterisere vinden og den øverste sky mønstre på nattsiden af Venus for første gang. De sagde, at resultaterne var "overraskende."
Undersøgelsen viste, at atmosfæren på Venus 'natside udviser uventede og tidligere usete skytyper, morfologier (strukturer) og dynamik - hvoraf nogle ser ud til at være forbundet med funktioner på planetens overflade. Javier Peralta fra Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Japan, er hovedforfatter af den nye undersøgelse, der er offentliggjort i det peer-reviewede tidsskrift Naturastronomi, sagde i en erklæring:
Dette er første gang, vi har været i stand til at karakterisere, hvordan atmosfæren cirkulerer på nattsiden af Venus på verdensplan. Mens den atmosfæriske cirkulation på klodens dagside er blevet udforsket i vid udstrækning, var der stadig meget at opdage om nattsiden. Vi fandt, at skymønstrene der er forskellige fra dem på dagen og påvirket af Venus 'topografi.
Siden 1960'erne har det været kendt, at vindene på Venus blæser hurtigere, end planeten roterer. Forskere kalder denne super-rotation. Denne mosaik illustrerer den atmosfæriske superrotation ved de øverste skyer af Venus. Mens superrotationen er til stede i både dags- og nattsider af Venus, ser det ud til at være mere ensartet om dagen, mens det om natten ser ud til at blive mere uregelmæssigt og uforudsigeligt. Billede via ESA / S. Naito / R. Hueso og J. Peralta.
Venus 'atmosfære domineres af stærke vinde, der hvirver rundt om planeten langt hurtigere end Venus selv roterer. Dette fænomen, kendt som super-rotation, ser venusiske vinde rotere op til 60 gange hurtigere end planeten nedenfor, skubbe og trække langs skyer i atmosfæren, mens de går. Disse skyer bevæger sig hurtigst på det øverste skyeniveau, cirka 65 mil (65 km) over overfladen. Peralta forklarede:
Vi har brugt årtier på at studere disse superroterende vinde ved at spore, hvordan de øverste skyer bevæger sig på Venus 'dagsside - disse er tydeligt synlige på billeder, der er erhvervet i ultraviolet lys. Vores modeller af Venus er dog stadig ude af stand til at gengive denne superrotation, hvilket tydeligt indikerer, at vi muligvis mangler nogle stykker af dette puslespil.
Vi fokuserede på nattesiden, fordi det var blevet udforsket dårligt; vi kan se de øverste skyer på klodens nattside via deres termiske emission, men det har været svært at observere dem ordentligt, fordi kontrasten i vores infrarøde billeder var for lav til at samle nok detaljer.
Holdet brugte det synlige og infrarøde termiske billedspektrometer (VIRTIS) på ESAs Venus Express-rumfartøj til at observere skyerne i det infrarøde. Den samlede en 'terning' af hundreder af billeder af Venus erhvervet samtidigt på forskellige bølgelængder. Dette gjorde det muligt for teamet at kombinere adskillige billeder for at forbedre synligheden af skyerne og se dem i en hidtil uset kvalitet.
VIRTIS-billederne afslører således fænomener på Venus 'natside, der aldrig før er blevet set på dagen.
Mystiske hurtige filamenter set på nattsiden øverste skyer af Venus. Billede via ESA Venus Express / S. Naito / R. Hueso og J. Peralta.
Populære modeller for, hvordan atmosfærer af planeter - som Venus eller Jorden - opfører sig og cirkulerer, er de globale cirkulationsmodeller (GCM'er). De forudsiger, at superrotation forekommer på omtrent samme måde på Venus 'natside som på dens dagside. Imidlertid er den nye forskning fra Peralta og hans kolleger i modstrid med disse modeller.
I stedet for synes super-rotationen at være mere uregelmæssig og kaotisk på nattesiden ifølge disse forskere. De siger, at øverste skyer på nattsiden danner forskellige former og morfologier end dem, der findes andre steder på Venus. De fandt store, bølgete, ujævn, uregelmæssige og filamentlignende mønstre, hvoraf mange er uset i dage ved billeder.
Desuden domineres nattsidens skyer af ustabile fænomener kendt som stående bølger eller stationære bølger. Medforfatter Agustin Sánchez-Lavega fra University del País Vasco i Bilbao, Spanien, forklarede:
Stationære bølger er sandsynligvis det, vi kalder tyngdekraftsbølger. Med andre ord er de stigende bølger, der genereres lavere i Venus 'atmosfære, som ser ud til ikke at bevæge sig med planetens rotation. Disse bølger er koncentreret over stejle, bjergrige områder af Venus; dette antyder, at planetens topografi påvirker, hvad der sker langt op i skyerne.
Stationære bølger i skyer på Venus. Billede via ESA / VIRTIS / J. Peralta og R. Hueso.
Stationære bølger i skyer på Venus. Billede via ESA / VIRTIS / J. Peralta og R. Hueso.
Peralta sagde:
Det var et spændende øjeblik, hvor vi indså, at nogle af skyfunktionerne i VIRTIS-billederne ikke bevægede sig sammen med atmosfæren. Vi havde en lang debat om, hvorvidt resultaterne var virkelige - indtil vi indså, at et andet hold, ledet af medforfatter Dr. Kouyama, også uafhængigt havde opdaget stationære skyer på nattsiden ved hjælp af NASAs Infrarøde teleskopfacilitet (IRTF) på Hawaii! Vores fund blev bekræftet, da JAXAs Akatsuki-rumfartøj blev indsat i kredsløb omkring Venus og straks fik øje på den største stationære bølge, der nogensinde er observeret i solsystemet på Venus 'dagsside.
Disse forskere sagde, at virkningen af en planetens overfladefunktioner på dens atmosfæriske cirkulation stadig er uklar blandt klimamodeller. Håkan Svedhem, ESA-projektforsker for Venus Express, kommenterede:
Denne undersøgelse udfordrer vores nuværende forståelse af klimamodellering og specifikt superrotationen, som er et vigtigt fænomen, der ses på Venus.
Læs mere om denne undersøgelse fra ESA
Disse paneler viser eksempler på nye typer skymorfologi opdaget på nattsiden af Venus takket være ESAs Venus Express og NASAs infrarøde teleskop IRTF. Øverste række fra venstre mod højre: stationære bølger observeret af Venus Express, "net" -mønstre observeret med IRTF. Nederste række: mystiske filamenter (venstre) og dynamiske ustabiliteter (til højre) observeret af Venus Express. Billede via ESA / VIRTIS / J. Peralta og R. Hueso.
Nederste linje: Forskere, der bruger Venus Express-rumfartøjsdata, rapporterer "stationære bølger" og langsomt bevægende funktioner i planetens øverste skyer i løbet af Venus 'lange og mystiske nat.