Animazione delle nubi centrali di Venere osservate con le immagini a 900 nm di Akatsuki/IR1. Credito:Javier Peralta
Venere è nota per le sue nuvole di acido solforico che ricoprono l'intero pianeta e i suoi venti super veloci che si muovono a centinaia di chilometri all'ora, ma le spesse nubi del nostro pianeta vicino rendono difficile per gli scienziati scrutare in profondità all'interno della sua atmosfera.
Ora, i ricercatori hanno utilizzato immagini a infrarossi per spiare lo strato intermedio delle nuvole di Venere e hanno trovato alcune sorprese inaspettate.
La nuova ricerca, pubblicato sulla rivista AGU Lettere di ricerca geofisica , trova che questo strato intermedio di nuvole mostra un'ampia varietà di modelli di nuvole che cambiano nel tempo e sono molto diversi dallo strato superiore delle nuvole di Venere, che di solito sono studiati con immagini ultraviolette. Lo studio ha anche riscontrato cambiamenti nell'albedo delle nuvole di mezzo, o quanta luce solare stanno riflettendo nello spazio, che potrebbe indicare la presenza di acqua, metano o altri composti che assorbono la radiazione solare.
I moti delle nuvole di mezzo, combinato con le osservazioni precedenti, ha permesso ai ricercatori di ricostruire un'immagine dei venti su Venere in 10 anni, mostra che i venti superveloci nelle nuvole centrali del pianeta sono i più veloci all'equatore e, come le nuvole superiori, cambiare velocità nel tempo.
Queste nuove osservazioni potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio il nostro pianeta vicino e far luce su altri pianeti ed esopianeti con caratteristiche simili, secondo gli autori dello studio.
Le nubi centrali di Venere osservate sul lato serale a 900 nm dalla telecamera IR1 a bordo dell'orbita Akatsuki di JAXA. Questa immagine è stata acquisita il 1 luglio del 2016, e mostra un esempio dell'asimmetria emisferica e dei forti contrasti evidenti sull'albedo. Crediti:JAXA
"Abbiamo osservato eventi del tutto inaspettati, " disse Javier Peralta, Ricercatore ITYF presso la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) e autore principale del nuovo studio. "Abbiamo scoperto che le nuvole di mezzo non sono così silenziose o noiose come sembravano durante le missioni precedenti".
Osservando le nuvole di Venere
Il nuovo studio ha utilizzato immagini scattate dalla navicella spaziale Akatsuki di JAXA, che è arrivato su Venere nel dicembre 2015 e il cui obiettivo principale è capire la super rotazione di Venere. La super rotazione è un fenomeno sconcertante visto anche su Titano e molti esopianeti che fa muovere l'atmosfera molto più velocemente del pianeta solido. Venere impiega 243 giorni terrestri per completare una rotazione. Però, ci vogliono solo quattro giorni terrestri perché l'atmosfera del pianeta giri intorno a Venere, circa 60 volte più veloce della rotazione del pianeta.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno analizzato quasi 1, 000 immagini a infrarossi di nubi venusiane catturate da una delle telecamere dell'Organizzazione Alba nel corso di un anno. La fotocamera è stata progettata per osservare lo strato intermedio della nuvola, che si trova da 50 a 55 chilometri sopra la superficie del pianeta. I fotoni a lunghezze d'onda infrarosse possono penetrare più in profondità nelle nuvole prima di essere riflessi, permettendo agli scienziati di scrutare più in profondità in questo strato di nuvole.
Le precedenti missioni che studiano le nuvole più alte di Venere hanno visto scorci dello strato di nubi centrale ma non erano state in grado di ottenere una buona, guardalo a lungo con le immagini a infrarossi. Per vedere come si evolvono le nuvole di mezzo, gli strumenti devono guardarli più a lungo di quanto non fosse fatto durante le missioni precedenti, secondo Peralta.
Le nubi centrali di Venere osservate sul lato mattutino a 900 nm dalla telecamera IR1 a bordo dell'orbita Akatsuki di JAXA. Questa immagine è stata acquisita il 17 maggio 2016 e mostra un esempio dell'asimmetria emisferica sull'albedo che ricompariva ogni 4-5 giorni durante questa fase della missione. Crediti:JAXA
Le nuove immagini scattate da Akatsuki mostrano che lo strato intermedio di nuvole cambia nel tempo e sono anche molto differenti dallo strato di nuvole superiore di Venere, che siedono ad un'altezza di circa 70 chilometri. Qualche volta, le immagini mostrano una fascia di nuvole leggermente più scura invasa da nuvole luminose che a volte mostrano forme vorticose o sembrano screziate. Queste osservazioni sono indicative di convezione, il movimento verticale di calore e umidità nell'atmosfera. Sulla terra, la convezione può causare temporali. In altri tempi, le immagini mostravano nuvole meno turbolente e apparivano omogeneamente luminose o prive di caratteristiche, con più strisce.
Da aprile a maggio 2016 L'emisfero settentrionale di Venere si oscurava periodicamente ogni quattro o cinque giorni. Gli scienziati non avevano precedentemente osservato questa differenza tra gli emisferi e la causa è ancora da determinare, secondo il nuovo studio. Le immagini mostravano anche altre rare funzionalità del cloud, including a hook-like dark filament extending more than 7, 300 kilometers in the northern hemisphere in May and October of 2016.
Akatsuki also saw unexpected high contrasts in the cloud albedo. The new study suggests there could be compounds in the cloud layer able to absorb at the infrared wavelength or, alternatively, there could changes in the thickness of the clouds.
The scientists have also reconstructed Venus's winds over 10 years by combining the Akatsuki images with observations by amateur observers and past missions like ESA's Venus Express and NASA's MESSENGER mission. They found the super-rotating winds in Venus's middle clouds are sometimes fastest at the equator and their speed could change by up to 50 kilometers per hour over several months.
The strong variability of the middle clouds of Venus as shown in 900-nm mages acquired by the camera IR1 onboard JAXA’s orbiter Akatsuki during the year 2016. Clear hemispherical asymmetries, zonally-oriented stripes and sharp discontinuities are visible on the middle clouds’ albedo. Image dates (from left to right):2, 3 and 17 of May, 23 of June and 1 of July. Credits:JAXA
Understanding Venus's super-rotation
The findings could help scientists better understand Venus's super-rotation. The frictional drag and mountain waves caused by Venus's surface or the periodic heating from the Sun are factors that could be playing a key role in the maintenance of the super-rotation by slowing down or accelerating the winds and defining its long-term evolution, according to Peralta.
Since most of the solar energy is absorbed in the cloud layers and the fastest super-rotating winds also occur there, studying several layers of the clouds is critical to understanding the winds, according to Peralta. Scientists suspect changes in Venus's clouds and their albedo could be linked to the planet's super-rotation, and how the wind's momentum and energy is transported.
Uncovering the cause of the super-rotation on Venus and its potential connection to the planet's runaway greenhouse effect might help scientists understand changes on Earth related to climate change, Peralta said. It could also shed light on the atmospheric super-rotation of other bodies in our solar system like Saturn's moon Titan, and exoplanets orbiting very close to their stars, Egli ha detto.
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
