Venera je jedinstvena - gotovo - u našem Sunčevom sustavu jer je ono što je poznato kao 'super-rotator'. To znači da se Venerina atmosfera rotira brže od samog planeta. Samo Saturnov mjesec Titan ima istu karakteristiku.
Znanstvenici su pokušavali shvatiti što uzrokuje ovu super-rotaciju, a sada bi to mogao shvatiti međunarodni tim istraživača.
Na Veneri se vjetrovi mogu kretati i do 60 puta brže od samog planeta, a iako je planetu potrebno 243 dana da se okrene, atmosferi je potrebno samo četiri dana da kruži oko planeta. Za usporedbu, Zemljina atmosfera kreće se između 10% i 20% brzine planeta. Znanstvenici su od 1960-ih znali da je Venera super-rotator, ali nisu uspjeli shvatiti zašto.
Atmosferska superrotacija u gornjim oblacima Venere. Dok je superrotacija prisutna i na dnevnoj i na noćnoj strani Venere, danju se čini ujednačenijom (slika AKATSUKI-UVI na 360 nm, desna strana), dok se noću čini da postaje nepravilnije i nepredvidljivije (kompozitni Venus Express/VIRTIS slika ar 3,8 µm, lijevo). ZAsluge: JAXA, ESA, J. Peralta i R. Hueso.
Godine 2016. otkrili su istraživači velika stacionarna gravitacijski valna struktura u Venerinoj atmosferi. Struktura u obliku luka protezala se 10.000 km (6200 milja) preko vrhova oblaka Venere. Ostala je nepomična u odnosu na površinu planeta, dok je atmosfera zadržala svoju super-rotaciju.
Znanstvenici su 2018. objavili a papir pokazujući kakvu je ulogu masivni val igrao u super-rotaciji planeta. Gravitacijski val na Veneri je tako ogroman jer se atmosfera kreće samo u jednom smjeru, dok na Zemlji, na primjer, promjenjivi vjetrovi ne stvaraju tako masivne valne strukture. Rad iz 2018. pokazao je da je ogroman val povukao planet, mijenjajući njegovu brzinu rotacije, ali nije objasnio Venerinu superrotaciju.
Japanski orbiter Akatsuki snimio je ovu sliku gravitacijskog vala u gornjem sloju oblaka Venere. Kredit za sliku: JAXA
“Otkad je super-rotacija otkrivena 1960-ih, međutim, mehanizam koji stoji iza njezina formiranja i održavanja bio je dugogodišnji misterij”, kaže Takeshi Horinouchi, glavni autor nove studije.
Ova nova studija kaže da se u Venerinoj atmosferi događa više, te da je super-rotacija povezana ne samo s atmosferskim plimnim valovima, već i s drugim značajkama.
Nova studija nosi naziv “ Kako valovi i turbulencija održavaju super-rotaciju Venerine atmosfere .” Glavni autor je Takeshi Horinouchi sa Sveučilišta Hokkaido u Japanu. Studija je objavljena u časopisu Znanost .
U širem smislu, studija pokazuje dva čimbenika koji doprinose Venerinoj superrotaciji.
Na ekvatoru, solarno grijanje stvara atmosferske plimne valove na dnevnoj strani. Na noćnoj strani, hlađenje stvara iste valove. Ali na polovima se događa nešto drugo. A priopćenje za javnost kaže: 'Međutim, bliže polovima, atmosferska turbulencija i druge vrste valova imaju izraženiji učinak.'
Nova studija temelji se na podacima iz Japana Akatsuk ja svemirska letjelica. Letjelica je u velikoj eliptičnoj orbiti oko Venere. Akatsuki nadopunjuje ESA-in Venus Express orbiter, koji je bio u polarnoj orbiti od 2006. do 2014. Zajedno, par letjelica dao je golem doprinos našem razumijevanju Venere.
Svemirska letjelica Akatsuki nosi pet kamera za snimanje: tri infracrvene, jednu ultraljubičastu i jednu kameru vidljivog svjetla. Horinouchi i njegovi kolege koristili su ultraljubičaste i infracrvene slike iz svemirske letjelice kako bi razvili preciznu metodu praćenja oblaka. Praćenje oblaka dovelo je do točnog mjerenja brzina vjetra. Odatle je tim procijenio koliki su doprinos atmosferskih valova i turbulencije dali Venerinoj superrotaciji.
Prvo što su primijetili bile su temperaturne varijacije. Postojale su varijacije atmosferske temperature između nadmorskih visina koje se nisu mogle objasniti, osim ako nije postojala cirkulacija atmosfere u različitim geografskim širinama.
Umjetnički dojam Venus Climate Orbiter (aka. 'Akatsuki') Akihira Ikeshite. Zasluge za sliku: JAXA
U priopćenje za javnost , Horinouchi je rekao: 'Budući da bi takva cirkulacija trebala promijeniti distribuciju vjetra i oslabiti vrhunac superrotacije, to također implicira da postoji još jedan mehanizam koji pojačava i održava promatranu distribuciju vjetra.'
Koji je bio drugi mehanizam?
Nakon više analize podataka i više modeliranja, tim je došao do nečeg drugog: toplinske plime. The Američko meteorološko društvo opisuje toplinsku plimu ss 'Varijacija atmosferskog tlaka zbog dnevnog diferencijalnog zagrijavanja atmosfere od sunca.' Horinouchi i njegovi kolege kažu da je toplinska plima odgovorna za vjetar na niskim geografskim širinama.
To je u suprotnosti s ranijim studijama, koje su pokazale da toplinske plime nisu igrale nikakvu ulogu. Ova studija je pokazala da toplinske plime igraju ulogu u ubrzanju na srednjim i visokim geografskim širinama, dok imaju mali učinak usporavanja na niskim geografskim širinama.
Predloženi sustav koji održava super-rotaciju (žutu) Venerine atmosfere. Toplinska plima (crvena) prema ekvatorijalnom vrhu potiče superrotaciju prema zapadu. Atmosferom upravlja dvostruki cirkulacijski sustav: meridionalna (vertikalna) cirkulacija (bijela) koja polako prenosi toplinu prema polovima i super-rotacija koja brzo prenosi toplinu prema noćnoj strani planeta. Zasluge: projektni tim Planet-C
Dakle, tim je otkrio neke važne dokaze koji pomažu objasniti neobičnu atmosferu Venere. Ne samo da njihov rad pokazuje kako se super-rotacija održava, već pokazuje i kako se toplina prenosi oko planeta. Cirkulacija duž meridijana polako pomiče toplinu prema Venerinim polovima, dok super-rotacija premješta toplinu s dnevne na noćnu stranu.
Kao i većina planetarne znanosti, ne samo da objašnjava stvarni planet koji se proučava, već bi mogao pomoći znanstvenicima razumjeti sve veći broj otkrivenih egzoplaneta.
“Naša studija mogla bi pomoći u boljem razumijevanju atmosferskih sustava na egzoplanetima zatvorenim plimom i oseke čija je jedna strana uvijek okrenuta prema središnjim zvijezdama, što je slično kao da Venera ima vrlo dug solarni dan”, dodao je Horinouchi.
Više:
- Priopćenje za javnost: Atmosferski plimni valovi održavaju Venerinu superrotaciju
- Znanstveni rad: Kako valovi i turbulencija održavaju super-rotaciju Venerine atmosfere
- Svemir danas: Divovska prugasta struktura pronađena u Venerinim oblacima
