space

Ученые разгадывают секреты 30 летнего облака Венеры

На Венере происходит много странных вещей. Среди них — узнаваемая погодная картина, которая, как теперь понимают ученые, сохраняется в атмосфере планеты не менее 30 лет. Ученые, получившие прозвище «Гигантское темное облако», впервые заметили эту особенность в данных, собранных инфракрасной камерой на борту японского космического корабля Акацуки, который вращается вокруг Венеры с 2015 года.

Облако огромно, охватывая треть широты планеты вокруг экватора. Определив эту особенность, ученые отправились искать ее в архивах аналогичных инфракрасных наблюдений за планетой и нашли ее подпись в соответствующих данных за полные три десятилетия.

«Физика облаков обычно работает в очень короткие сроки», — сказал Кевин МакГулдрик, ученый-планетолог из Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере и ведущий автор нового исследования этого явления.

«Странно наблюдать за особенностью, которая сохраняется десятилетиями или столетиями», — сказал он. «При планетарной атмосфере изменения — это естественная среда. Если что-то сохраняется, это привлекает внимание». Считайте его взгляд пойманным.

МакГулдрик отметил, что функция Giant Dark Cloud имеет два аспекта. «Изначально это называлось« срыв ». Это было признано как резкий переход от светлого к темному, который можно было повторить », — сказал он. Этот переход разворачивался всего на пару градусов долготы, хотя он простирается от экватора примерно на 30 градусов северной и южной широты.

«Но за этим стояла массивная структура, размером почти в полушарие» — отсюда и название. Похоже, что все это вращалось по орбите иначе, чем в остальную погоду Венеры, отсекая планету раз в пять дней, на несколько дней быстрее, чем то, что Макгулдрик назвал «фоновыми облаками».

Но хотя Гигантское Темное Облако было впервые обнаружено в данных, собранных орбитальным аппаратом Акацуки, этот космический корабль не был в состоянии раскрыть секреты этой функции. Зонд проводит большую часть времени довольно далеко от планеты, чтобы увидеть изображение всего полушария с центром на экваторе.

У Акацуки нет важного устройства, называемого спектрометром, которое позволяет ученым анализировать отпечатки пальцев света и определять, из каких ингредиентов состоит такой объект, как странное облако. «Пытаться понять, что это было, было непросто, используя только данные Акацуки», — сказал МакГоулдрик.

Этот объект «постоянно появлялся, имел довольно похожую морфологию, и мы могли отслеживать, как он перемещался по планете», — сказал он. «Но что именно менялось за этой границей, было действительно трудно определить».

И хотя астрономы заметили Гигантское Темное Облако в разрозненных наблюдениях с Земли, начиная с 1986 года, эти наблюдения не были достаточно последовательными, чтобы позволить ученым составить воедино историю облака, сказал Макгулдрик. «Они видели это иногда, они не видели это в другой раз, и не было никакой реальной рифмы или причины, потому что наблюдения были очень спорадическими».

Проконсультируйтесь с другим космическим кораблем

Поэтому МакГоулдрик и его коллеги решили поискать возможные наблюдения странной особенности в данных, собранных миссией Venus Express, которая исследовала планету для Европейского космического агентства (ESA) в период с 2006 по 2014 год. На этом космическом корабле был прибор, называемый видимым и инфракрасным тепловизионным спектрометром (VIRTIS).

Этот инструмент, как и устройство Акацуки, которое помогло ученым обнаружить Гигантское Темное Облако, мог видеть инфракрасный свет, но он также может выполнять химический анализ, отсутствующий в данных Акацуки. В новой статье, основанной на этой работе, МакГоулдрик и его коллеги используют данные Venus Express, чтобы попытаться понять, что происходит по обе стороны от резкого перехода.

Пока что ученые проанализировали только несколько фрагментов этих данных, но МакГулдрик сказал, что они начинают собирать воедино картину того, что меняется, поскольку сначала проходит фронт, а затем облако позади него.

Например, эта функция, по-видимому, влияет на пропорции серной кислоты и водяного пара в облаках, а также на то, насколько низко достигают облака и насколько велики частицы в облаках, сказал он. Помимо анализа дополнительных данных VIRTIS, МакГулдрик сказал, что он и его коллеги надеются, что в ближайшем будущем станет возможен другой тип измерения, который ученые используют для понимания размера частиц в определенном столбце атмосферы.

Этот тип измерения основан на работе, которую ученые проводят, чтобы устранить продолжающийся сбой прибора на Акацуки, последний этап которого был опубликован после того, как исследования МакГоулдрика были в стадии реализации.

На Венере и на Земле

Хотя Гигантское Темное Облако бросается в глаза в инфракрасных наблюдениях, собранных на расстоянии от Венеры, человек, каким-то образом способный противостоять суровым условиям на поверхности планеты, вероятно, не заметит разницы, когда облако пролетит над головой, сказал Макгулдрик, сравнивая, как Венера ‘ Поверхность будет казаться человеческому глазу в дымчатых сценах, которые лесные пожары становятся обычным явлением.

«Это очень ограниченный ландшафт, это очень равномерная яркость, и это потому, что у вас есть этот равномерный рассеянный свет во всех направлениях», — сказал он. «В итоге вы получите этот бледный, похожий цвет во всех направлениях, и, вероятно, именно так он выглядел бы большую часть времени, если бы вы стояли на поверхности Венеры с видимыми световыми рецепторами в ваших глазах».

Сцена может быть более интересной с инфракрасным зрением. В этом сценарии вид с поверхности Венеры в ночное время на планете может напоминать дискотечный зал с глубоким темным ночным небом и сверхъяркой землей, возможно, с облаками — гигантскими и темными или какими-либо другими — отражающими часть этого инфракрасного излучения. — свет вернулся сверху, — сказал МакГулдрик.

Как бы ни выглядело Гигантское Темное Облако, изучение его на расстоянии может помочь ученым лучше понять явления в атмосфере Земли, сказал МакГулдрик.

Венера действительно во многих отношениях самая похожая на Землю планета, из всех известных нам, кроме Земли», — сказал он. «В то же время, она во многих отношениях разительно отличается от Земли».

Атмосфера — это лишь одна область, в которой бросаются в глаза схожие, но разные характеристики. Например, МакГулдрик сказал, что, хотя он и его коллеги еще не уверены, какое явление вызывает Гигантское Темное Облако, их текущая догадка заключается в том, что это связано с крупномасштабной атмосферной особенностью, называемой волной Кельвина.

По его словам, ученым уже известно о такой волне, действующей на большей высоте в атмосфере Венеры. И волны Кельвина также возникают в атмосфере Земли — такая структура, например, участвует в сложной динамике погодных явлений Эль-Ниньо и Ла-Нинья, — но на Земле местная погода настолько динамична, что более крупные явления трудно обнаружить.

«Они действительно происходят на Земле; их немного труднее распознать», — сказал МакГулдрик. «На Венере они намного более очевидны». Общность может означать, что изучение атмосферы Венеры поможет ученым лучше понять и Землю.

А для такой малоизученной планеты, как Венера, даже возможность распознать стабильную атмосферную составляющую — это шаг вперед. «Просто способность распознавать эти повторяющиеся шаблоны — самая большая часть этого», — сказал МакГулдрик.

«Не осознавая этого, мы не можем по-настоящему понять, что происходит на этой планете. Теперь, когда мы видим это, нам есть что изучать, нам есть что анализировать».

Поделиться с друзьями: