Venerino ozračje je prav tako skrivnostno, pa tudi gosto in pekoče. Že več generacij so ga znanstveniki želeli preučevati s pomočjo zemeljskih teleskopov, orbitalnih misij in občasne atmosferske sonde. In v letu 2006, ESA Venus Express misija je postala prva sonda za dolgotrajno opazovanje atmosfere planeta, ki je veliko razkrila njegovo dinamiko.
Z uporabo teh podatkov je ekipa mednarodnih znanstvenikov - pod vodstvom raziskovalcev Japonske agencije za vesoljsko in raziskovanje (JAXA) - nedavno izvedla študijo, ki je označila vzorce vetra in zgornjih oblakov na nočni strani Venere. Poleg tega, da je bila prva tovrstne študije, je razkrila tudi, da se ozračje ob nočni strani obnaša drugače, kar je bilo nepričakovano.
Študija z naslovom »Stacionarni valovi in počasi premikajoče se lastnosti v nočnih zgornjih oblakih Venere« se je nedavno pojavila v znanstveni reviji Naravna astronomija. Pod vodstvom Javierja Peralta, mednarodnega najboljšega mladega kolega JAXA, se je ekipa posvetovala s podatki, ki jih je pridobila Venus Express nabor znanstvenih instrumentov za preučevanje prej nevidnih tipov oblakov, morfologij in dinamike na planetu.
Medtem ko je bilo izvedenih veliko raziskav o atmosferi Venere iz soacea, je bila to prvič, da študija ni bila osredotočena na dno planeta. Kot je v novinarski izjavi ESA pojasnil dr. Peralta:
“Prvič smo lahko opredelili, kako ozračje kroži na nočni strani Venere v svetovnem merilu. Medtem ko je bilo obkroženje ozračja na dnu planeta obsežno raziskano, je bilo treba še veliko odkriti o nočni strani. Ugotovili smo, da so vzorci oblakov drugačni od tistih na dnevni strani, nanje pa je vplivala Venerova topografija.“
Že od šestdesetih let prejšnjega stoletja se astronomi zavedajo, da se atmosfera Venere obnaša precej drugače kot atmosfera drugih zemeljskih planetov. Medtem ko imata Zemlja in Mars atmosfero, ki se vrtita s približno enako hitrostjo kot planet, lahko atmosfera Venera doseže hitrost več kot 360 km / h (224 mph). Medtem ko je planetu potrebnih 243 dni, da se enkrat vrti na svoji osi, ozračje traja le 4 dni.
Ta pojav, znan kot "super-vrtenje", v bistvu pomeni, da se atmosfera giblje več kot 60-krat hitreje kot sam planet. Poleg tega so meritve v preteklosti pokazale, da se najhitrejši oblaki nahajajo na zgornjem nivoju oblakov, 65 do 72 km (40 do 45 milj) nad površjem. Kljub desetletjem preučevanja atmosferski modeli niso mogli ponoviti super vrtenja, kar je kazalo na to, da nekateri mehaniki niso znani.
Kot takšen sta Peralta in njegova mednarodna ekipa - ki je vključevala raziskovalce z univerze Universidad del País Vasco v Španiji, tokijske univerze, univerze Kyoto Sangyo, centra za astronomijo in astrofiziko (ZAA) na berlinski tehniški univerzi in inštituta za astrofiziko in vesoljska planetologija v Rimu - izbrali so se za neraziskane strani in videli, kaj bi lahko našli. Kot je opisal:
„Osredotočili smo se na nočno stran, ker je bila slabo raziskana; Zgornji oblaki na nočni strani planeta lahko vidimo preko njihove toplotne emisije, vendar jih je bilo težko pravilno opazovati, ker je bil kontrast v naših infrardečih slikah prenizek, da bi lahko nabrali dovolj podrobnosti. "
To je bilo sestavljeno iz opazovanja nočnih stranskih oblakov Venere z vidnim in infrardečim termičnim spektrometrom (VIRTIS). Instrument je hkrati zbiral na stotine slik in različnih valovnih dolžin, ki jih je ekipa nato kombinirala za izboljšanje vidljivosti oblakov. To je ekipi omogočilo, da jih je prvič videla pravilno, in tudi razkrilo nekaj nepričakovanih stvari o nočnem vzdušju Venere.
Videli so, da je bilo videti, da je atmosfersko vrtenje na nočni strani bolj kaotično od tistega, kar smo v preteklosti opazovali ob dnevu. Zgornji oblaki so tvorili tudi različne oblike in morfologije - tj. Velike, valovite, zakrpane, nepravilne in z nitjo podobne vzorce -, prevladovali pa so v nepremičnih valovih, kjer se dva vala, ki se gibljeta v nasprotni smeri, drug drugemu odpovetata in ustvarjata statični vremenski vzorec.
3D lastnosti teh stacionarnih valov smo dobili tudi s kombiniranjem podatkov VIRTIS z radioznanstvenimi podatki iz eksperimenta Venus Radio Science (VeRa). Seveda je bila ekipa presenečena, ko je ugotovila takšno vedenje v ozračju, saj ni bilo v skladu s tistim, kar se ob dnevu rutinsko opazi. Še več, nasprotujejo najboljšim modelom za razlago dinamike Venerove atmosfere.
Ti modeli, znani kot globalni modeli kroženja (GCM), predvidevajo, da bi se na Veneri super-vrtenje zgodilo na podoben način tako na dnevni kot na nočni strani. Še več, opazili so, da se zdi, da stacionarni valovi na nočni strani sovpadajo z značilnostmi višine. Kot je pojasnil Agustin Sánchez-Lavega, raziskovalec z Univerze del País Vasco in soavtor prispevka:
“Stacionarni valovi so verjetno tisto, čemur rečemo gravitacijski valovi - z drugimi besedami, naraščajoči valovi, ustvarjeni nižje v atmosferi Venere, ki se zdi, da se ne premikajo z vrtenjem planeta. Ti valovi so zgoščeni nad strmimi, gorskimi območji Venere; to kaže, da topografija planeta vpliva na dogajanje zgoraj v oblakih.“
To ni prvič, da so znanstveniki opazili možno povezavo med Venerovo topografijo in njenim atmosferskim gibanjem. Lani je skupina evropskih astronomov pripravila študijo, ki je pokazala, kako se zdi, da so vremenski vzorci in naraščajoči valovi na dnevni strani neposredno povezani s topografskimi značilnostmi. Te ugotovitve so temeljile na UV-posnetkih, ki jih je posnela kamera za spremljanje Venere (VMC) na krovu Venus Express.
Najti kaj podobnega, ki se dogaja na nočni strani, je bilo nekaj presenečenja, dokler niso ugotovili, da niso edini, ki bi jih opazili. Kot je Peralta navedla:
“Bil je vznemirljiv trenutek, ko smo ugotovili, da se nekatere funkcije oblaka na slikah VIRTIS ne premikajo skupaj z atmosfero. Dolgo smo se pogovarjali o tem, ali so rezultati resnični - dokler nismo ugotovili, da je druga ekipa, ki jo je vodil soavtor dr. Kouyama, prav tako neodvisno odkrila nepremične oblake na nočni strani z uporabo Nasinega infrardečega teleskopskega objekta (IRTF) na Havajih! Naše ugotovitve so bile potrjene, ko je bilo JAXA vesoljsko plovilo Akatsuki vstavljeno v orbito okoli Venere in je takoj na Veneri opazilo največji nepremični val, ki je bil kdajkoli opažen v Osončju.“
Te ugotovitve izzivajo tudi obstoječe modele stacionarnih valov, ki naj bi nastali med interakcijo površinskega vetra in značilnosti površin z visoko višino. Vendar so bile prejšnje meritve, ki jih je izvajala sovjetska doba Venera landers so navedli, da so lahko površinski vetrovi prešibki, da bi se to zgodilo na Veneri. Poleg tega je južna polobla, ki jo je ekipa opazovala pri njihovem študiju, precej nizka.
In kot je povedal Ricardo Hueso z univerze Baskije (in soavtorja na papirju), v nižjih nivojih oblaka niso zaznali ustreznih stacionarnih valov. "Pričakovali smo, da bomo te valove našli v spodnjih nivojih, ker jih vidimo v zgornjih nivojih in smo mislili, da se skozi oblak dvignejo s površine," je dejal. "To je zagotovo nepričakovan rezultat in vsi bomo morali ponovno pregledati svoje modele Venere, da bomo raziskali njen pomen."
Iz teh informacij se zdi, da sta topografija in nadmorska višina povezana, ko gre za venerino atmosfersko vedenje, vendar ne dosledno. Torej stoječi valovi, opaženi na noči Venere, so lahko posledica nekega drugega neodkritega mehanizma pri delu. Žal se zdi, da ima atmosfera Venera - predvsem ključni vidik super-vrtenja - za nas še vedno nekaj skrivnosti.
Študija je pokazala tudi učinkovitost kombiniranja podatkov iz več virov, da bi dobili bolj podrobno sliko dinamike planeta. Z nadaljnjimi izboljšavami instrumentacije in izmenjave podatkov (in morda še eno ali dve misiji na površje) lahko pričakujemo, da bomo dobili jasnejšo sliko o tem, kaj že pred kratkim napaja Venerovo atmosfersko dinamiko.
Z malo sreče bo morda še prišel dan, ko bomo lahko oblikovali atmosfero Venere in napovedali njene vremenske vzorce enako natančno kot mi na Zemlji.
