Mystiske skyabsorbere, der ses at drive venusisk albedo, klima

Mens planeterne i vores solsystem går, Venus er en for lærebøgerne.

Selvom omtrent samme størrelse som Jorden, Venus er en jordisk planet med en lignende sammensætning som vores planet, og har omtrent samme nærhed til solen. Men parallellerne slutter stort set der. Venus er meget varmere - i nærheden af ​​860 grader Fahrenheit (460 grader Celsius) ved overfladen - på grund af en løbsk drivhuseffekt forårsaget af en tyk, kuldioxid rig atmosfære og et tæppe af skyer, der for det meste består af dråber svovlsyre. Planeten roterer i den modsatte retning af Jorden (solen står op i vest), og dens overflade er aldrig blevet set af det menneskelige øje, da den er fuldstændig skjult af dens bredder af uigennemsigtige, stærkt reflekterende skyer.

Men ligesom Jorden, det venusiske vejr er drevet af solstråling og er dybt påvirket af ændringer i de reflekterende egenskaber eller albedo af skyerne, der omslutter planeten. Og nu er der opstået et bedre billede af det vejr, og hvordan det påvirkes af ændringer i skyernes reflektionsevne, takket være et internationalt team af forskere, der bruger en række satellitter til i ultraviolet lys at vurdere de langsigtede variationer i Venus' albedo. Den nye undersøgelse offentliggøres i dag (26. august, 2019) i Astronomisk Tidsskrift .

"Forskellen mellem Jorden og Venus er, at på Jorden absorberes det meste af energien fra solen ved jordoverfladen, mens det meste af varmen på Venus er aflejret i skyerne, " forklarer Sanjay Limaye, en planetforsker fra University of Wisconsin-Madison og medforfatter til det nye studie.

Hvad der er mærkeligt ved Venus' skyer – bortset fra at de er ulig noget på Jorden – er, at der i disse skyer er mystiske mørke pletter, kaldet "ukendte absorbere" af videnskabsmænd, da de bittesmå partikler, der udgør pletterne, opsuger det meste af det ultraviolette lys og noget af det synlige lys fra solen og dermed påvirker planetens albedo- og energibudget.

Pletterne blev først observeret af jordbaserede teleskoper for mere end et århundrede siden. De ebber og flyder over tid, ændre deres fordelinger og kontraster.

"Partiklerne, der udgør de mørke pletter, er blevet foreslået at være ferrichlorid, allotroper af svovl, disulfurdioxid og så videre, men ingen af ​​disse, indtil nu, er i stand til på tilfredsstillende vis at forklare deres dannelses- og absorptionsegenskaber, " forklarer Yeon Joo Lee, seniorforfatteren til den nye rapport.

På den anden side, Limaye bemærker observationer om, at partiklerne har omtrent samme størrelse og har de samme lysabsorberende egenskaber som mikroorganismer, der findes i Jordens atmosfære, og videnskabsmænd, begyndende med den kendte biofysiker Harold Morowitz og astronomen Carl Sagan, har længe spekuleret om muligheden for, at de skyggefulde pletter i Venus skyer er, faktisk, mikroskopisk liv.

Uanset deres sammensætning, Venus' "ukendte absorbere, "ifølge de nye målinger af planetens albedo, en bedrift ledet af Lee fra det tekniske universitet i Berlin, har en effekt på planetens vejr. Lee og hendes kolleger, herunder Limaye, undersøgte ændringer i Venus' albedo ved hjælp af mere end et årti af ultraviolette observationer af planeten fra instrumenter ombord på planetsonderne Venus Express, Akatsuki og Messenger samt Hubble-rumteleskopet.

Mellem 2006 og 2017 Venus' albedo, målet for ultraviolet lys reflekteret tilbage til rummet, halveret, før de begyndte at vende tilbage. Disse ændringer i planetens albedo udløste store variationer i mængden af ​​solenergi absorberet af skyerne og, følgelig, cirkulationen af ​​Venus' atmosfære. I særdeleshed, albedoændringerne hjælper med at forklare variationer i den kraftige aktivitet af planetens øvre atmosfære, som udstiller, hvad forskerne kalder "super-rotation, "et fænomen drevet af vinde over 200 miles i timen.

Takeshi Horinouchi fra Japans Hokkaido Universitet, også en medforfatter af den nye Astronomical Journal-rapport og en ekspert i venusisk vejr, siger, at de nye resultater af ændringerne i planetens albedo giver en forbindelse mellem solopvarmning og de kraftige vindstød, der understøtter dynamikken i planetens øvre atmosfære.

"Det, der virkelig slog mig ved dette papir, er, at det viser, at Venus' klima har årtier lange klimavariationer, ligesom Jorden, " siger Venus-ekspert Mark Bullock fra Southwest Research Institute, og som ikke var involveret i den nye undersøgelse. "Endnu mere fantastisk, styrken af ​​klimaoscillationen på Venus er meget større end Jordens langsigtede variationer."

"Det er et slående resultat, Limaye tilføjer. "Det tyder på, at noget er ved at ændre sig. Vi kan se ændringen i lysstyrken. Hvis albedoen ændrer sig, noget driver disse ændringer. Spørgsmålet er, hvad er årsagen?"

Ebbe og flod af de mystiske mørke pletter på toppen af ​​Venus' skyer, de "ukendte absorbere, "er nær toppen af ​​listen over mistænkte og kunne, faktisk, spille en stor rolle i disse ændringer, siger Lee og Limaye. Dis over skyerne og sammensat af mindre partikler, tilføjer de, kan få Venus til at fremstå endnu lysere.

Vejr og klima, det være sig på Jorden eller på Venus, drives af solstråling, inklusive den ultraviolette stråling, som vi ikke kan se. Og skyer og deres skiftende evne til at reflektere lys har en enorm indflydelse.

"Påvirker ultraviolet lys fra solen Venus' skydække? Påvirker kosmiske stråler - subatomære partikler fra rummet, der kontinuerligt regner ned på alle planeterne - skydække ved at udløse skykernedannelse? Ville den planetariske svovldioxid påvirke dannelsen af ​​svovlsyreskyer?, " spørger Lee.

Den nye undersøgelse hjælper med at uddybe dynamikken i Venus' albedo og de potentielle virkninger af de gådefulde mørke pletter, der vandrer på toppen af ​​planetens skybanker, hvis ikke deres sammensætning. Men resultaterne vil sandsynligvis kun vække interesserne hos de videnskabsmænd, der studerer planeten og dens vejr, som kan give nye erfaringer om Jorden og dens klima og vejr.