Astronomer ser mærkelige, bue-lignende struktur i Venus-atmosfæren

Venus er kendt både som "kærlighedens planet" og Jordens "onde tvilling". Og selvom forskning tyder på, at dets miljø er mere helvedes end romantisk, der er faktisk meget, vi ikke ved om vores himmelske nabo. Nu har japanske videnskabsmænd gjort en overraskende opdagelse:en enorm, bueformet træk i planetens skyområde, som virker fastgjort til den langsomt roterende planet. Skyer omkring det, på den anden side, suser forbi med omkring 100 meter i sekundet. Så hvad er det?

Venus er næsten lige så stor som Jorden, men kredser tættere på solen. Et rumfartøj, der nærmer sig planeten, ville se chevronformede strukturer i skyerne, på grund af den hurtige "superrotation" af dens tykke atmosfære et godt stykke over overfladen.

Før rumalderen, man troede, at Venus ville ligne Jorden noget. Ja, forventningen i science fiction var, at planeten kunne understøtte liv, med tyk vegetation under vandrige skyer. Men rumfartøjer har vist os, at Venus er livløs og meget anderledes end vores egen planet - og skyerne er svovlsyre. Det har den varmeste planetoverflade i solsystemet (720 Kelvin eller 447 °C – varmt nok til at smelte bly), en tyk atmosfære (92 gange Jordens atmosfæriske tryk) og intet beskyttende magnetfelt. Dens rotation er langsom - og den forkerte vej rundt (243 jorddage) - og den har orkanstyrkevinde og mærkelige hvirvler nær polerne.

Selvom tidlig Venus kan have haft noget overfladevand, dette fordampede gradvist ind i atmosfæren på grund af den tætte afstand til solen. Dette førte til en drivhuseffekt, hvor atmosfæren blev tykkere, overfladen blev varmere, mere vand fordampede til atmosfæren og så videre. Vandet brød op i den høje atmosfære i stedet for at kondensere på den varme overflade som oceaner. I modsætning til Jorden, kuldioxid i atmosfæren kunne ikke opløses i havene, sætter sig på havbunden som karbonater og cirkulerer som kuldioxidgas ved vulkanisme. I stedet, vulkanismen fortsatte med at pumpe gasser ud i atmosfæren, opbygning af det atmosfæriske tryk. Atmosfæren på Venus er nu primært kuldioxid, hvilket er grunden til, at overfladen er ekstremt varm.

De tidlige missioner, inklusive Mariner, Venera og Pioneer Venus bestemte sammensætningen af ​​skyerne og målte den atmosfæriske struktur. De russiske Venera-landere, det eneste fartøj hidtil, der er landet i det barske Venus-miljø, viste billeder af lavasletter og vulkansk terræn. Senere Magellan-missionen, som brugte radar til at kigge under skyerne, tilladt kortlægning af vulkanerne og lavakanalerne i detaljer - hvilket afslører en ung overflade med relativt få kratere. Dette viser, at planeten blev genoplivet af vulkansk aktivitet for omkring 500 m år siden. For nylig, Venus Express har vist mulige tegn på en vis vulkanisme inden for de sidste 100 til 10, 000 år.

Super-rotationen af ​​Venus' atmosfære gør den meget anderledes end Jorden. På skyniveauet på 50-65 km, hvor det atmosfæriske tryk varierer mellem Jordens overfladetryk til 10 % af det, rotationshastigheden er op til 100m/s – omkring 60 gange hastigheden af ​​planetens rotation. Dette er højere end en orkanstyrke på Jorden. Derimod Jordens hurtigste vind er kun omkring 10-20% af planetens rotationshastighed. Selvom super-rotationen ikke er fuldt ud forstået, Pioneer Venus viste, at den høje hastighed reduceres gennem den lavere atmosfære, til sidst roterer med planeten ved overfladen.

Forvirrende planet

Gå ind i det japanske rumfartøj Akatsuki, som blev lanceret den 20. maj, 2010. Rumfartøjet er designet til at studere strukturen og aktiviteten af ​​Venus-atmosfæren. Efter en svær rejse, det blev med succes sat ind i kredsløb ved det andet forsøg i 2015. Dette, sammen med de første par resultater, var en kæmpe præstation.

Den nye undersøgelse, der rapporterer opdagelsen af ​​den bueformede struktur, netop offentliggjort i Nature Geoscience, er det seneste resultat af missionen. Bølgen blev fanget af Akatsukis billedinstrumenter – der kiggede i de infrarøde og ultraviolette dele af det elektromagnetiske spektrum. Astronomerne, der analyserede dataene, bemærkede, at strukturen forlængede 10, 000 km gennem Venus skytoppene og varede i et par dage, så pludselig forsvandt.

Bemærkelsesværdigt, formen synes bundet til det langsomt roterende terræn nedenfor, især en høj region kaldet Aphrodite Terra, som er op til 5 km høj og på størrelse med Afrika nær ækvator. Strukturen fortsætter i den hurtigt bevægende, superroterende vind på skyniveau. Dette er lidt ligesom vandstrømmen omkring en nedsænket sten i et vandløb.

Forskerne foreslår, at en stationær "tyngdekraftsbølge" (som er forskellig fra en gravitationsbølge) i atmosfæren kan forårsage effekten. Tyngdekraftsbølger genereres ved grænsen mellem atmosfæren og en overflade, eller mellem vandrette lag i atmosfæren, når tyngdekraften modarbejder opdrift (evne til at flyde). Et eksempel på Jorden er vindbølgerne på havet - lige mellem atmosfæren og havet. Der er også tyngdekraftsbølger over bjergrigt terræn, som dannes, når luftbølger bevæger sig over en ujævn overflade. Tyngdekraftsbølger i større skala kan også ses i den øvre atmosfære mellem forskellige lag.

Selvom tyngdekraftsbølger i mindre skala er blevet set tæt på jordniveau på Venus før, omfanget af denne nye funktion ser ud til at være ekstremt stort, sandsynligvis den største i solsystemet. Faktisk er det uklart, om det overhovedet er muligt for tyngdekraftsbølger at forårsage så stor en effekt.

Opdagelsen illustrerer, at selvom vi kan forklare nogle af funktionerne ved den tykke, hurtig Venus atmosfære, det ser ud til, at den atmosfæriske dynamik i lav højde ikke er fuldt ud forstået endnu. Men vi afslører langsomt planetens hemmeligheder, og den seneste undersøgelse skaber helt sikkert bølger.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.