science >> Wetenschap >  >> Astronomie

In de ruimte gebaseerde infraroodbeeldvorming onthult het nachtelijke weer op Venus

De drie belangrijkste weerpatronen op Venus. Onderzoekers denken dat de poolwaartse circulatie aan de dagzijde en de nieuw ontdekte nachtelijke equatoriale circulatie de planeetbrede superrotatie kunnen voeden die het oppervlak van Venus domineert. Krediet:© 2021 JAXA/Imamura et al.

Er is weinig bekend over het weer op Venus 's nachts, omdat de afwezigheid van zonlicht beeldvorming bemoeilijkt. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben een manier bedacht om infraroodsensoren aan boord van de Venus-orbiter Akatsuki te gebruiken om de eerste details van het nachtelijke weer van onze naaste buur te onthullen. Hun analytische methoden kunnen worden gebruikt om ook andere planeten te bestuderen, waaronder Mars en gasreuzen. Verder, de door hun methoden verleende studie van het weer op Venus zou onderzoekers in staat kunnen stellen meer te weten te komen over de mechanismen die ten grondslag liggen aan de weersystemen van de aarde.

Aarde en Venus hebben veel gemeen. Ze zijn vergelijkbaar in grootte en massa, ze bevinden zich beide in hetzelfde orbitale gebied dat bekend staat als de bewoonbare zone (waarvan wordt gedacht dat ze vloeibaar water ondersteunen, en mogelijk het leven), ze hebben allebei een stevig oppervlak, en beide hebben een smalle atmosfeer die het weer ervaart. Daarom, de studie van het weer op Venus kan onderzoekers zelfs helpen bij hun zoektocht om ook het weer op aarde beter te begrijpen. Om dit te doen, onderzoekers moeten de beweging van wolken op Venus dag en nacht observeren bij bepaalde golflengten van infrarood licht. Echter, tot nu toe was alleen het weer aan de daglichtzijde goed bereikbaar. Voorheen waren enkele beperkte infraroodwaarnemingen mogelijk van het nachtelijke weer, maar deze waren te beperkt om een ​​duidelijk beeld te schetsen van het algemene weer op Venus.

Betreed de Venus Climate Orbiter Akatsuki. Gelanceerd in 2010, het is de eerste Japanse sonde die in een baan om een ​​andere planeet draait. Zijn missie is om Venus en zijn weersysteem te observeren met behulp van een verscheidenheid aan instrumenten aan boord. Akatsuki droeg een infraroodcamera die niet afhankelijk is van de verlichting van de zon om te kunnen zien. Echter, zelfs dit kan de details aan de nachtzijde van Venus niet direct oplossen, maar het gaf onderzoekers wel de gegevens die ze nodig hadden om dingen indirect te zien.

Gegevens van de Venus-orbiter Akatsuki die voor het eerst de thermische handtekeningen van wolken aan de nachtzijde van de planeet tonen. Krediet:© 2021 Imamura et al.

"Kleinschalige wolkenpatronen in de directe beelden zijn vaag en vaak niet te onderscheiden van achtergrondruis, " zei professor Takeshi Imamura van de Graduate School of Frontier Sciences aan de Universiteit van Tokyo. "Voor details, we moesten het geluid onderdrukken. In de astronomie en planetaire wetenschap, het is gebruikelijk om hiervoor afbeeldingen te combineren, omdat echte kenmerken in een stapel vergelijkbare afbeeldingen de ruis snel verbergen. Echter, Venus is een speciaal geval omdat het hele weersysteem zeer snel draait, dus we moesten deze beweging compenseren, bekend als superrotatie, om interessante formaties voor studie te markeren. Afgestudeerde student Kiichi Fukuya ontwikkelde een techniek om deze moeilijkheid te overwinnen."

Superrotatie is een belangrijk meteorologisch verschijnsel dat, dankbaar, we komen hier niet op aarde. Het is de woeste oost-west circulatie van het hele weersysteem rond de evenaar van de planeet, en het verkleint alle extreme winden die we thuis zouden kunnen ervaren. Imamura en zijn team onderzoeken mechanismen die deze superrotatie ondersteunen en geloven dat kenmerken van het Venusiaanse weer 's nachts dit kunnen helpen verklaren.

"We zijn eindelijk in staat om de noord-zuid wind te observeren, bekend als meridionale circulatie, 's nachts. Wat verrassend is, is dat deze in de tegenovergestelde richting lopen van hun tegenhangers overdag, "zei Imamura. "Zo'n dramatische verandering kan niet plaatsvinden zonder significante gevolgen. Deze observatie zou ons kunnen helpen om nauwkeurigere modellen van het Venusiaanse weersysteem te bouwen die hopelijk een aantal langdurige, onbeantwoorde vragen over het weer op Venus en waarschijnlijk het weer op aarde, te."

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft onlangs twee nieuwe missies aangekondigd om Venus te verkennen met sondes genaamd DaVinci+ en Veritas, en de European Space Agency kondigde ook een nieuwe Venus-missie aan met de naam EnVision. Gecombineerd met het observatievermogen van Akatsuki, Imamura en zijn team hopen dat ze binnenkort het klimaat van Venus kunnen verkennen, niet alleen in zijn huidige vorm, maar ook in zijn geologische geschiedenis.

De studie is gepubliceerd in Natuur .