Η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης είναι τόσο μυστηριώδης όσο και πυκνή. Για γενιές, οι επιστήμονες επιδίωξαν να το μελετήσουν χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια, τροχιακές αποστολές και τον περιστασιακό ατμοσφαιρικό ανιχνευτή. Και το 2006, το ESA's Venus Express Η αποστολή έγινε ο πρώτος ανιχνευτής που πραγματοποίησε μακροχρόνιες παρατηρήσεις της ατμόσφαιρας του πλανήτη, η οποία αποκάλυψε πολλά για τη δυναμική του.
Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα, μια ομάδα διεθνών επιστημόνων - με επικεφαλής ερευνητές από την Ιαπωνική Υπηρεσία Αεροδιαστημικής και Εξερεύνησης (JAXA) - πρόσφατα διεξήγαγε μια μελέτη που χαρακτήρισε τα μοτίβα του ανέμου και του ανώτερου νέφους στη νυχτερινή πλευρά της Αφροδίτης. Εκτός από το ότι είναι η πρώτη του είδους της, αυτή η μελέτη αποκάλυψε επίσης ότι η ατμόσφαιρα συμπεριφέρεται διαφορετικά στη νυχτερινή πλευρά, κάτι που ήταν απροσδόκητο.
Η μελέτη, με τίτλο «Στατικά κύματα και χαρακτηριστικά αργής κίνησης στα νυχτερινά ανώτερα σύννεφα της Αφροδίτης», εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Φύση Αστρονομία. Με επικεφαλής τον Javier Peralta, τον διεθνή κορυφαίο νεαρό συνεργάτη της JAXA, η ομάδα συμβουλεύτηκε τα δεδομένα που έλαβε η Venus Express » μια σειρά επιστημονικών οργάνων για να μελετήσει τους προηγουμένως αόρατους τύπους σύννεφων του πλανήτη, μορφολογίες και δυναμική.
Ενώ έχουν διεξαχθεί πολλές μελέτες σχετικά με την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης από το soa, αυτή ήταν η πρώτη φορά που μια μελέτη δεν επικεντρώθηκε στην ημέρα του πλανήτη. Όπως εξήγησε ο Δρ Peralta σε δήλωση τύπου του ESA
“Αυτή είναι η πρώτη φορά που καταφέραμε να χαρακτηρίσουμε πώς κυκλοφορεί η ατμόσφαιρα στη νυχτερινή πλευρά της Αφροδίτης σε παγκόσμια κλίμακα. Ενώ η ατμοσφαιρική κυκλοφορία στο πλάι του πλανήτη έχει διερευνηθεί εκτενώς, υπήρχαν ακόμη πολλά να ανακαλυφθούν για τη νύχτα. Διαπιστώσαμε ότι τα μοτίβα σύννεφων υπάρχουν διαφορετικά από αυτά της ημέρας και επηρεάζονται από την τοπογραφία της Αφροδίτης.“
Από τη δεκαετία του 1960, οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά από εκείνη των άλλων χερσαίων πλανητών. Ενώ η Γη και ο Άρης έχουν ατμόσφαιρες που περιστρέφονται περίπου στην ίδια ταχύτητα με τον πλανήτη, η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης μπορεί να φτάσει σε ταχύτητες άνω των 360 km / h (224 mph). Έτσι, ενώ ο πλανήτης χρειάζεται 243 ημέρες για να περιστραφεί μία φορά στον άξονά του, η ατμόσφαιρα διαρκεί μόνο 4 ημέρες.
Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως «υπερ-περιστροφή», ουσιαστικά σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα κινείται πάνω από 60 φορές πιο γρήγορα από τον ίδιο τον πλανήτη. Επιπλέον, οι μετρήσεις στο παρελθόν έχουν δείξει ότι τα ταχύτερα σύννεφα βρίσκονται στο ανώτερο επίπεδο νέφους, 65 έως 72 χλμ. (40 έως 45 μίλια) πάνω από την επιφάνεια. Παρά τις δεκαετίες μελέτης, τα ατμοσφαιρικά μοντέλα δεν μπόρεσαν να αναπαραγάγουν την υπερ-περιστροφή, γεγονός που έδειξε ότι ορισμένοι από τους μηχανικούς ήταν άγνωστοι.
Ως εκ τούτου, η Peralta και η διεθνής του ομάδα - η οποία περιελάμβανε ερευνητές από το Universidad del País Vasco στην Ισπανία, το Πανεπιστήμιο του Τόκιο, το Πανεπιστήμιο του Κιότο Sangyo, το Κέντρο Αστρονομίας και Αστροφυσικής (ZAA) στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου και το Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Space Planetology στη Ρώμη - επέλεξε να κοιτάξει την ανεξερεύνητη πλευρά για να δει τι θα μπορούσαν να βρουν. Όπως το περιέγραψε:
«Επικεντρωθήκαμε στη νυχτερινή πλευρά επειδή δεν είχε διερευνηθεί ελάχιστα. μπορούμε να δούμε τα ανώτερα σύννεφα στην πλευρά της νύχτας του πλανήτη μέσω της θερμικής εκπομπής τους, αλλά ήταν δύσκολο να τα παρατηρήσουμε σωστά, επειδή η αντίθεση στις υπέρυθρες εικόνες μας ήταν πολύ χαμηλή για να πάρει αρκετές λεπτομέρειες. "
Αυτό συνίστατο στην παρατήρηση των νυχτερινών νεφών της Αφροδίτης με το φασματόμετρο Ορατό και Υπέρυθρης Θερμικής Απεικόνισης (VIRTIS). Το όργανο συγκέντρωσε εκατοντάδες εικόνες ταυτόχρονα και διαφορετικά μήκη κύματος, τα οποία στη συνέχεια η ομάδα συνδυάστηκε για να βελτιώσει την ορατότητα των νεφών. Αυτό επέτρεψε στην ομάδα να τους δει σωστά για πρώτη φορά και αποκάλυψε επίσης μερικά απροσδόκητα πράγματα σχετικά με τη νυχτερινή ατμόσφαιρα της Αφροδίτης.
Αυτό που είδαν ήταν ότι η ατμοσφαιρική περιστροφή φαινόταν να είναι πιο χαοτική από τη νύχτα από ό, τι έχει παρατηρηθεί στο παρελθόν κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τα ανώτερα σύννεφα σχημάτισαν επίσης διαφορετικά σχήματα και μορφολογίες - δηλαδή μεγάλα, κυματιστά, ακανόνιστα, ακανόνιστα και μοτίβα που μοιάζουν με νήματα - και κυριαρχούσαν από στατικά κύματα, όπου δύο κύματα που κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις ακυρώνουν το ένα το άλλο και δημιουργούν ένα στατικό μοτίβο καιρού.
Οι τρισδιάστατες ιδιότητες αυτών των στατικών κυμάτων αποκτήθηκαν επίσης συνδυάζοντας δεδομένα VIRTIS με δεδομένα ραδιο-επιστήμης από το πείραμα Venus Radio Science (VeRa). Φυσικά, η ομάδα εξεπλάγη όταν βρήκε τέτοιου είδους ατμοσφαιρικές συμπεριφορές, δεδομένου ότι ήταν ασυμβίβαστες με αυτό που παρατηρήθηκε ρουτίνα κατά τη διάρκεια της ημέρας. Επιπλέον, έρχονται σε αντίθεση με τα καλύτερα μοντέλα για την εξήγηση της δυναμικής της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης.
Γνωστά ως Παγκόσμια Μοντέλα Κυκλοφορίας (GCMs), αυτά τα μοντέλα προβλέπουν ότι στην Αφροδίτη, η υπερ-περιστροφή θα συνέβαινε με τον ίδιο τρόπο τόσο κατά τη διάρκεια της ημέρας όσο και κατά τη νύχτα. Επιπλέον, παρατήρησαν ότι τα στάσιμα κύματα στην πλευρά της νύχτας φαινόταν να συμπίπτουν με χαρακτηριστικά υψηλού υψομέτρου. Όπως εξήγησε ο Agustin Sánchez-Lavega, ερευνητής από το Πανεπιστήμιο del País Vasco και συν-συγγραφέας στο έγγραφο:
“Τα στάσιμα κύματα είναι πιθανώς αυτό που θα λέγαμε κύματα βαρύτητας - με άλλα λόγια, τα αυξανόμενα κύματα δημιουργούνται χαμηλότερα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης που φαίνεται να μην κινούνται με την περιστροφή του πλανήτη. Αυτά τα κύματα συγκεντρώνονται σε απότομες, ορεινές περιοχές της Αφροδίτης. Αυτό υποδηλώνει ότι η τοπογραφία του πλανήτη επηρεάζει αυτό που συμβαίνει πολύ πάνω στα σύννεφα.“
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια πιθανή σχέση μεταξύ της τοπογραφίας της Αφροδίτης και της ατμοσφαιρικής κίνησής της. Πέρυσι, μια ομάδα Ευρωπαίων αστρονόμων εκπόνησε μια μελέτη που έδειξε πώς τα καιρικά φαινόμενα και τα αυξανόμενα κύματα κατά τη διάρκεια της ημέρας φάνηκαν να συνδέονται άμεσα με τοπογραφικά χαρακτηριστικά. Αυτά τα ευρήματα βασίστηκαν σε εικόνες UV που τραβήχτηκαν από την Κάμερα παρακολούθησης της Αφροδίτης (VMC) στην πλατφόρμα Venus Express.
Η εύρεση κάτι παρόμοιο που συνέβαινε στη νύχτα ήταν κάτι έκπληξη, έως ότου συνειδητοποίησαν ότι δεν ήταν οι μόνοι που τους εντοπίστηκαν. Όπως ανέφερε η Peralta:
“Ήταν μια συναρπαστική στιγμή που συνειδητοποιήσαμε ότι ορισμένα από τα χαρακτηριστικά του cloud στις εικόνες VIRTIS δεν κινούνταν μαζί με την ατμόσφαιρα. Είχαμε μια μακρά συζήτηση σχετικά με το αν τα αποτελέσματα ήταν πραγματικά - μέχρι να συνειδητοποιήσουμε ότι μια άλλη ομάδα, με επικεφαλής τον συν-συγγραφέα Δρ. Κουγιάμα, είχε επίσης ανακαλύψει ανεξάρτητα σταθερά σύννεφα στη νύχτα χρησιμοποιώντας το Υπέρυθρο Τηλεσκόπιο της NASA (IRTF) στη Χαβάη! Τα ευρήματά μας επιβεβαιώθηκαν όταν το διαστημικό σκάφος Akatsuki της JAXA εισήχθη σε τροχιά γύρω από την Αφροδίτη και αμέσως εντόπισε το μεγαλύτερο στατικό κύμα που παρατηρήθηκε ποτέ στο Ηλιακό Σύστημα στην παραλία της Αφροδίτης.“
Αυτά τα ευρήματα αμφισβητούν επίσης τα υπάρχοντα μοντέλα στατικών κυμάτων, τα οποία αναμένεται να σχηματιστούν από την αλληλεπίδραση των επιφανειακών ανέμων και των επιφανειακών χαρακτηριστικών υψηλής υψομέτρου. Ωστόσο, οι προηγούμενες μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν από τη σοβιετική εποχή Βένερα Οι εκφορτωτές έχουν δείξει ότι οι επιφανειακοί άνεμοι ενδέχεται να είναι πολύ αδύναμοι για να συμβεί αυτό στην Αφροδίτη. Επιπλέον, το νότιο ημισφαίριο, το οποίο η ομάδα παρατήρησε για τη μελέτη τους, έχει αρκετά χαμηλό υψόμετρο.
Και όπως έδειξε ο Ricardo Hueso του Πανεπιστημίου της Χώρας των Βάσκων (και ένας συν-συγγραφέας στο χαρτί), δεν ανίχνευσαν αντίστοιχα στάσιμα κύματα στα χαμηλότερα επίπεδα σύννεφων. «Περιμέναμε να βρούμε αυτά τα κύματα στα χαμηλότερα επίπεδα γιατί τα βλέπουμε στα ανώτερα επίπεδα και πιστεύαμε ότι ανέβηκαν μέσω του σύννεφου από την επιφάνεια», είπε. "Είναι σίγουρα ένα απροσδόκητο αποτέλεσμα και όλοι θα πρέπει να ξαναεπισκεφτούμε τα μοντέλα της Αφροδίτης για να εξερευνήσουμε τη σημασία του."
Από αυτές τις πληροφορίες, φαίνεται ότι η τοπογραφία και η ανύψωση συνδέονται όταν πρόκειται για την ατμοσφαιρική συμπεριφορά της Αφροδίτης, αλλά όχι με συνέπεια. Έτσι, τα όρθια κύματα που παρατηρούνται στη νυχτερινή πλευρά της Αφροδίτης μπορεί να είναι το αποτέλεσμα κάποιου άλλου μη εντοπισμένου μηχανισμού στην εργασία. Δυστυχώς, φαίνεται ότι η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης - ιδίως η βασική πτυχή της υπερ-περιστροφής - εξακολουθεί να έχει κάποια μυστήρια για εμάς.
Η μελέτη έδειξε επίσης την αποτελεσματικότητα του συνδυασμού δεδομένων από πολλές πηγές για να πάρει μια πιο λεπτομερή εικόνα της δυναμικής ενός πλανήτη. Με περαιτέρω βελτιώσεις στην οργάνωση και την κοινή χρήση δεδομένων (και ίσως μια άλλη αποστολή ή δύο στην επιφάνεια) μπορούμε να περιμένουμε να έχουμε μια σαφέστερη εικόνα για το τι ενισχύει την ατμοσφαιρική δυναμική της Αφροδίτης πριν από πολύ καιρό.
Με λίγη τύχη, μπορεί να έρθει ακόμη μια μέρα που μπορούμε να διαμορφώσουμε την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης και να προβλέψουμε τις καιρικές συνθήκες της με ακρίβεια όπως και αυτές της Γης.
