Новое исследование вглядывается в облака Венеры

Исследователи использовали инфракрасные изображения, чтобы рассмотреть средний слой облаков Венеры, и обнаружили неожиданные сюрпризы.

Новое исследование обнаружило, что средний слой облаков показывает широкий спектр облачных структур, которые меняются со временем и сильно отличаются от верхнего слоя облаков Венеры, которые обычно изучаются с помощью ультрафиолетовых изображений. Исследование также обнаружило изменения в альбедо средних облаков, или сколько солнечного света они отражают обратно в космос, что может указывать на присутствие воды, метана или других соединений, поглощающих солнечный свет.

Движения средних облаков в сочетании с предыдущими наблюдениями позволили исследователям воссоздать картину ветров на Венере за 10 лет, показав, что сверхбыстрые ветра в средних облаках планеты - это самые быстрые ветра на экваторе и, как и верхние облака, меняют скорость с течением времени.

Эти новые наблюдения могут помочь ученым лучше понять нашу соседку и пролить свет на другие планеты и экзопланеты с аналогичными характеристиками, считают авторы исследования.

«Мы наблюдали совершенно неожиданные события», - сказал Хавьер Перальта, исследователь ITYF Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) и ведущий автор нового исследования. «Мы обнаружили, что средние облака не такие тихие и скучные, какими они казались во время предыдущих миссий».

В новом исследовании использовались снимки, сделанные космическим аппаратом JAXA Akatsuki, прибывшим на Венеру в декабре 2015 года, основная цель которого - понять супервращение Венеры. Супервращение - это удивительное явление, также наблюдаемое на Титане и других экзопланетах, которое заставляет атмосферу двигаться намного быстрее, чем сама планета. Венере необходимо 243 земных дня на одно вращение. А атмосфере планеты, чтобы облететь всю Венеру, требуется всего 4 земных дня - примерно в 60 раз быстрее.

В новом исследовании исследователи проанализировали около 1000 инфракрасных изображений облаков Венеры, снятых одной из камер Akatsuki за 1 год. Камера была разработана для наблюдения за средним слоем облаков, который находится на высоте 50–55 километров над поверхностью планеты.

Предыдущие миссии по изучению самых верхних облаков Венеры видели проблески среднего слоя, но не смогли хорошо и долго смотреть на него с помощью инфракрасных изображений. По словам Перальты, чтобы увидеть, как развиваются средние облака, инструменты должны смотреть на них дольше, чем во время предыдущих миссий.

Новые снимки, сделанные Akatsuki, показывают, что средний слой облаков меняется со временем и также сильно отличается от верхнего слоя облаков Венеры, который находится на высоте около 70 километров. Иногда изображения показывают немного более темную полосу облаков, захваченную яркими облаками, иногда вихревых форм или пятнистые. Эти наблюдения наводят на мысль о конвекции, вертикальном движении тепла и влаги в атмосфере. На Земле конвекция может вызвать грозы. В других случаях на изображениях были видны облака, которые менее турбулентны и выглядят однородно яркими или безликими, с несколькими полосами.

С апреля по май 2016 года северное полушарие Венеры периодически темнело каждые четыре-пять дней. Ученые ранее не наблюдали эту разницу между полушариями и причину еще предстоит определить. Изображения также показали другие редкие облачные особенности, включая темную нить в форме крючка, простирающуюся более чем на 7300 километров в северном полушарии в мае и октябре 2016 года.

Ученые также реконструировали ветры Венеры за 10 лет, объединив изображения Akatsuki с данными наблюдателей-любителей и прошлыми миссиями, такими как Venus Express ЕКА и миссия НАСА MESSENGER. Они обнаружили, что супервращающиеся ветры в средних облаках Венеры иногда ускоряются на экваторе, и их скорость может меняться до 50 километров в час в течение нескольких месяцев.

Результаты могут помочь ученым лучше понять супервращение Венеры. Фрикционное сопротивление и горные волны, возникающие из-за поверхности Венеры или периодического нагрева Солнцем, являются факторами, которые могут играть ключевую роль в поддержании супервращения, замедляя или ускоряя ветры и определяя их долгосрочную эволюцию, уверен Перальте.

По словам Перальты, поскольку большая часть солнечной энергии поглощается облачными слоями, и там также есть быстрые супервращающиеся ветры, изучение нескольких слоев облаков имеет решающее значение для понимания ветров. Ученые предполагают, что изменения в облаках Венеры и их альбедо могут быть связаны с супервращением планеты, а также с тем, как передается импульс и энергия ветра.

По словам Перальты, выявление причины сверхвращения на Венере и ее потенциальной связи с безудержным парниковым эффектом планеты может помочь ученым понять изменения на Земле, связанные с изменением климата. Она также может пролить свет на атмосферное сверхвращение луны Сатурна Титана и экзопланет, вращающихся очень близко к своим звездам.

Исследование опубликовано в журнале AGU Geophysical Research Letters.