Более детальное исследование облаков Венеры

Знаменитые серные облака и сверхскоростные ветры Венеры не позволяют заглянуть глубоко в атмосферу планеты. Благодаря новым изображениям в инфракрасном диапазоне учёные обнаружили неожиданные сюрпризы.

Новое исследование опубликовано в журнале Американского геофизического союза AGU Geophysical Research Letters. Оно показывает большое разнообразие облачных структур в средних слоях атмосферы, их изменения с течением времени и отличие от верхнего слоя облаков, который обычно изучается в ультрафиолетовом диапазоне. Исследование также обнаружило изменения альбедо* среднего слоя облаков. Это может указывать на присутствие воды, метана или других соединений, поглощающих солнечное излучение.

Исследование проводилось на основе снимков, сделанных японским космическим аппаратом Akatsuki, который прибыл к Венере в декабре 2015 года с целью исследования ее суперротации. Это явление, которое наблюдается на Титане и многих экзопланетах, при нём атмосфера движется намного быстрее, чем само тело. Венера совершает один оборот вокруг своей оси за 243 земных дня. При этом атмосфера облетает всю планету всего за четыре земных дня, то есть, примерно в 60 раз быстрее, чем скорость вращения планеты.

Учёные проанализировали около 1000 изображений облаков Венеры в инфракрасном диапазоне, сделанных одной из камер Akatsuki в течение одного года. Камера была разработана для наблюдения за облаками в средних слоях, которые находятся на высоте 50–55 км от поверхности планеты.

Новые снимки, сделанные Akatsuki, показывают, что средний слой изменяется со временем, а также сильно отличается от верхнего, который находится на высоте около 70 км. Иногда на изображениях среди ярких облаков видны тёмные полосы. Такие облака часто имеют форму вихря и выглядят пятнистыми. Вероятно, это конвекция – вертикальное движение тепла и влаги в атмосфере. На Земле конвекция может вызвать грозы. На других изображениях облака обладают однородной яркостью и лишены характерных черт.

С апреля по май 2016 года северное полушарие Венеры периодически затемнялось каждые четыре-пять дней. Учёные ранее не наблюдали разницу между полушариями, её причину еще предстоит определить. Изображения также показали другие редкие особенности облаков, включая затемнение в форме крючка, простирающееся более чем на 7300 км в северном полушарии в мае и октябре 2016 года.

Akatsuki также обнаружил большие различия в альбедо облаков. Учёные предполагают, что в облаках могут содержаться соединения, способные поглощать свет даже на инфракрасной длине волны. Другой причиной различий в альбедо могут быть изменения в толщине облаков.

Учёные воссоздали картину венерианских ветров за последние 10 лет, объединив изображения Akatsuki с наблюдениями любителей, а также с результатами прошлых миссий, таких как Venus Express и MESSENGER. Они обнаружили, что суперротационные ветры в средних слоях облаков Венеры чаще приобретают самую большую скорость на экваторе, при этом она может изменяться на 50 км/час в течение нескольких месяцев.

Сопротивление трения** и подветренные волны***, возникшие на поверхности Венеры или вызванные периодическим нагревом от Солнца, могут играть ключевую роль в поддержании суперротации, замедляя или ускоряя ветры и определяя их долгосрочное поведение.

Выявление причины суперротации на Венере и её потенциальной связи с парниковым эффектом планеты может помочь учёным выявить изменения на Земле, связанные с изменением климата. Это также может пролить свет на атмосферную суперротацию других тел Солнечной системы, например, спутника Сатурна Титана и экзопланет, расположенных очень близко к своим звёздам.

Анимация среднего слоя облаков Венеры получена с помощью изображений камеры IR1 аппарата Akatsuki, сделанных на длине волны 900 нм.

* Альбедо – отражательная способность.

** Сопротивление трения – сила, возникающая в пограничном слое, где происходит изменение скоростей движения частиц.

*** Подветренные волны – волновые движения воздуха, возникающие на подветренной стороне горного хребта любой высоты при скорости ветра, направленной к горам, больше 12—15 м/с.

Источник: blogs.agu.org