Atmosféra Venuše je stejně tajemná jako hustá a spalující. Po generace se vědci pokoušejí studovat pomocí pozemních dalekohledů, orbitálních misí a příležitostné atmosférické sondy. A v roce 2006, ESA Venus Express mise se stala první sondou, která prováděla dlouhodobá pozorování atmosféry planety, která odhalila hodně o její dynamice.
Na základě těchto údajů tým mezinárodních vědců - vedený vědci Japonské agentury pro letecký a kosmický průzkum (JAXA) - nedávno provedl studii, která charakterizovala vzory větru a horního mraku na noční straně Venuše. Kromě toho, že byla první svého druhu, tato studie také odhalila, že se atmosféra na noční straně chová jinak, což bylo neočekávané.
Studie s názvem „Stacionární vlny a pomalu se pohybující prvky v nočních horních oblacích Venuše“ se nedávno objevila ve vědeckém časopise Astronomie přírody. Tým vedl Javier Peralta, mezinárodní top mladý člen JAXA, a konzultoval data získaná Venus Express sada vědeckých nástrojů pro studium dříve neviditelných typů, morfologií a dynamiky planety.
Zatímco bylo provedeno mnoho studií atmosféry Venuše ze soace, bylo to poprvé, kdy se studie nezaměřila na noční stranu planety. Jak vysvětlil Dr. Peralta v tiskovém prohlášení ESA:
“Je to poprvé, co jsme dokázali charakterizovat, jak atmosféra cirkuluje na noční straně Venuše v globálním měřítku. Přestože byl atmosférický oběh ve dne na planetě značně prozkoumán, na noční straně bylo stále co objevit. Zjistili jsme, že vzorce mraku se liší od těch, které se vyskytují ve dne, a jsou ovlivněny topografií Venuše.“
Od šedesátých let si astronomové uvědomovali, že atmosféra Venuše se chová mnohem jinak, než atmosféra jiných pozemských planet. Zatímco Země a Mars mají atmosféru, která se otáčí přibližně stejnou rychlostí jako planeta, atmosféra Venuše může dosáhnout rychlosti vyšší než 360 km / h (224 mph). Takže zatímco planeta trvá 243 dní, než se jednou otočí na své ose, atmosféra trvá pouze 4 dny.
Tento jev, známý jako „super rotace“, v podstatě znamená, že atmosféra se pohybuje více než 60krát rychleji než planeta sama o sobě. Kromě toho měření v minulosti ukázala, že nejrychlejší mraky jsou umístěny na horní úrovni oblačnosti, 65 až 72 km (40 až 45 mil) nad povrchem. Přes desetiletí studia, atmosférické modely nebyly schopné reprodukovat super-rotace, který ukázal, že některé mechaniky byly neznámé.
Jako takový, Peralta a jeho mezinárodní tým - mezi které patřili vědci z Universidad del País Vasco ve Španělsku, Tokijské univerzity, Kjótské univerzity v Kjóto, Centra pro astronomii a astrofyziku (ZAA) na Technické univerzitě v Berlíně a Astrofyzikální ústav a Space Planetology v Římě - rozhodli se podívat na neprozkoumanou stranu a zjistit, co mohou najít. Jak to popsal:
"Zaměřili jsme se na noční stranu, protože to bylo špatně prozkoumáno; můžeme vidět horní mraky na noční straně planety prostřednictvím jejich tepelné emise, ale bylo obtížné je správně pozorovat, protože kontrast v našich infračervených snímcích byl příliš nízký, aby zachytil dostatek detailů. “
To spočívalo v pozorování nočních mraků Venuše pomocí viditelného a infračerveného termovizního spektrometru sondy (VIRTIS). Přístroj shromáždil stovky obrázků současně a různé vlnové délky, které tým poté spojil, aby zlepšil viditelnost mraků. To týmu umožnilo poprvé je správně vidět, a také odhalil některé neočekávané věci o noční atmosféře Venuše.
Viděli, že atmosférická rotace se zdá být na noční straně chaotičtější než to, co bylo pozorováno v minulosti na noční straně. Horní mraky také vytvořily různé tvary a morfologie - tj. Velké, zvlněné, skvrnité, nepravidelné a vláknité vzory - a byly ovládány stacionárními vlnami, kde se dvě vlny pohybující se v opačných směrech navzájem ruší a vytvářejí statický vzorec počasí.
3D vlastnosti těchto stacionárních vln byly také získány kombinací dat VIRTIS s radio-vědeckými daty z experimentu Venus Radio Science (VeRa). Tým byl samozřejmě překvapen, když zjistil, že tyto druhy atmosférického chování jsou v rozporu s tím, co bylo běžně pozorováno na dnů. Navíc jsou v rozporu s nejlepšími modely pro vysvětlení dynamiky atmosféry Venuše.
Tyto modely, známé jako globální cirkulační modely (GCM), předpovídají, že na Venuši by k super rotaci došlo stejně jako na noční i noční straně. A co víc, všimli si, že stacionární vlny na noční straně se zdají shodovat s výškovými prvky. Jak Agustin Sánchez-Lavega, vědec z University del País Vasco a spoluautor na příspěvku, vysvětlil:
“Stacionární vlny jsou pravděpodobně tím, čemu říkáme gravitační vlny - jinými slovy, stoupající vlny vytvářely nižší atmosféru Venuše, která se zdá, že se nepohybují s rotací planety. Tyto vlny jsou soustředěny nad strmými horskými oblastmi Venuše; to naznačuje, že topografie planety ovlivňuje to, co se v oblacích děje výše.“
Není to poprvé, kdy vědci spatřili možné spojení mezi topografií Venuše a jejím atmosférickým pohybem. V loňském roce tým evropských astronomů vypracoval studii, která ukázala, jak se zdálo, že povětrnostní vzorce a stoupající vlny na dně přímo souvisejí s topografickými rysy. Tato zjištění byla založena na UV snímcích pořízených monitorovací kamerou Venuše na palubě Venus Express.
Nalezení něčeho podobného, co se děje na noční straně, bylo něčím překvapením, dokud si neuvědomili, že na to nebudou jediní. Jak Peralta naznačil:
“Byl to vzrušující okamžik, když jsme si uvědomili, že některé prvky cloudu v obrazech VIRTIS se nepohybovaly spolu s atmosférou. Měli jsme dlouhou debatu o tom, zda jsou výsledky skutečné - dokud jsme si neuvědomili, že další tým vedený spoluautorem Dr. Kouyama také nezávisle objevil stacionární mraky na noční straně pomocí infračerveného dalekohledu NASA (IRTF) na Havaji! Naše zjištění byla potvrzena, když byla kosmická loď Akatsuki společnosti JAXA vložena na oběžnou dráhu kolem Venuše a okamžitě spatřila největší stacionární vlnu pozorovanou ve Sluneční soustavě během Venuše.“
Tato zjištění také zpochybňují stávající modely stacionárních vln, u nichž se očekává, že se budou tvořit interakcí povrchových větru a výškových povrchových prvků. Nicméně předchozí měření prováděná sovětskou érou Venera landers naznačil, že povrchové větry mohou být příliš slabé, aby se to stalo na Venuši. Kromě toho je jižní polokoule, kterou tým pozoroval pro svou studii, poměrně nízká.
A jak Ricardo Hueso z univerzity v Baskicku (a spoluautor na papíře) uvedli, nezjistili odpovídající stacionární vlny v nižších úrovních oblačnosti. "Očekávali jsme, že tyto vlny najdeme v nižších úrovních, protože je vidíme v horních úrovních, a my jsme si mysleli, že stoupají mrakem z povrchu," řekl. "Je to jistě neočekávaný výsledek a my všichni musíme revidovat naše modely Venuše, abychom prozkoumali její význam."
Z těchto informací se zdá, že topografie a výška jsou spojeny, pokud jde o atmosférické chování Venuše, ale ne důsledně. Stojící vlny pozorované na noční straně Venuše tedy mohou být výsledkem jiného nezjištěného mechanismu při práci. Bohužel, zdá se, že atmosféra Venuše - zejména klíčový aspekt super rotace - pro nás stále má určitá tajemství.
Studie také prokázala účinnost kombinování dat z více zdrojů, aby se získal podrobnější obrázek o dynamice planety. S dalším vylepšením přístrojového vybavení a sdílení dat (a možná i další mise nebo dvou na povrch) můžeme očekávat, že brzy získáme jasnější představu o tom, co pohání atmosférickou dynamiku Venuše.
S trochou štěstí může přijít den, kdy budeme moci modelovat atmosféru Venuše a předpovídat její vzorce počasí přesně tak, jako to děláme na Zemi.
