science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Equatoriale jet in de atmosfeer van Venus ontdekt door klimaatorbiter Akatsuki

Een illustratie van Akatsuki die 's nachts met succes wolken op lagere hoogte volgt met zijn nabij-infraroodcamera IR2. Krediet:PLANET-C-projectteam

Waarnemingen door Akatsuki, de Japanse Venus-klimaatorbiter Akatsuki, hebben een equatoriale straal onthuld in de onderste tot middelste wolkenlaag van de atmosfeer van de planeet, een bevinding die cruciaal zou kunnen zijn voor het ontrafelen van een fenomeen dat superrotatie wordt genoemd.

Venus draait naar het westen met een zeer lage hoeksnelheid; het duurt 243 aardse dagen om één keer te roteren. De atmosfeer van de planeet draait in dezelfde richting, maar met veel hogere hoeksnelheden, wat 'superrotatie' wordt genoemd. De planeet is bedekt met dikke wolken die zich uitstrekken van een hoogte van ongeveer 45 kilometer tot 70 kilometer. De superrotatie bereikt zijn maximum nabij de top van deze wolk, waar de rotatiesnelheid ongeveer 60 keer die van de planeet zelf is. De oorzaak van dit fenomeen, echter, is gehuld iVen mysterie.

Akatsuki werd in 2010 gelanceerd door het Japan Aerospace Exploration Agency om de atmosferische mysteries van Venus te ontrafelen. Hoewel wolken op lagere hoogte niet kunnen worden gezien met zichtbaar licht, Akatsuki's nabij-infraroodcamera IR2 volgde met succes de wolken - in het bijzonder, dikkere wolken tussen 45 kilometer en 60 kilometer hoogte. Dit werd mogelijk gemaakt door de silhouetten van wolken te observeren die verschijnen wanneer infrarood licht van thermische straling afkomstig uit de lagere atmosfeer door wolken filtert.

Dia's met een uitstraling van 2,26 m per uur verkregen door de IR2-camera aan boord van Akatsuki op 11-12 juli, 2016. De helderheid wordt omgekeerd weergegeven (zie de kleurenbalk onderaan weergegeven in de eenheden van W m-2 sr-1 μm-1), dus de helderdere gebieden vertegenwoordigen minder uitstraling, wijzend op dikkere wolken. Opmerking:De originele beelden tussen 18 en 22 uur bevatten de dagzijde van Venus in het waarnemingsveld, dus de stralingsverandering nabij de dag-nachtgrens in het midden van de afbeeldingen is onecht vanwege de helderheid aan de dagzijde. Krediet:PLANET-C-projectteam

Soortgelijke waarnemingen werden eerder gedaan door de Venus Express-orbiter van de European Space Agency en het Galileo-ruimtevaartuig van de Amerikaanse National Aeronautics and Space Administration, maar ze leverden slechts beperkte gegevens over de lage breedtegraden van de planeet. Uit deze waarnemingen wetenschappers speculeerden dat windsnelheden op lagere tot middelhoge wolkenhoogten horizontaal uniform zijn en weinig temporele variaties hebben.

In de studie gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , het team van onderzoekers, waaronder Hokkaido University Associate Professor Takeshi Horinouchi, analyseerde de gegevens die Akatsuki tussen maart en augustus 2016 verzamelde. Het team gebruikte een cloud-tracking-methode die ze onlangs ontwikkelden om horizontale verdelingen van winden af ​​te leiden op basis van gegevens van Akatsuki.

Ze ontdekten een equatoriale jet in de windsnelheden op basis van beeldgegevens van juli 2016 en dat de jet minstens twee maanden daarna bestond. In maart van dat jaar de windsnelheden in dezelfde breedtegraadzones waren nogal traag - er was dus geen jet.

Westwaartse windsnelheid verkregen uit de IR2-waarnemingen op 11-12 juli, 2016; longitudinaal gemiddelde winden worden getoond met betrekking tot de breedtegraad. De windsnelheid piekt op lage breedte, wat de jet aangeeft. Krediet:PLANET-C-projectteam

De bevindingen toonden voor het eerst aan dat windsnelheden opmerkelijk hoog kunnen zijn en een straal vormen nabij de evenaar, die nooit zijn gevonden, niet alleen in de schaars waargenomen lagere tot middelste wolkenlagen, maar ook in de meer uitgebreid bestudeerde hoge lagen.

"Onze studie onthulde dat windsnelheden in de onderste tot middelste wolkenlaag temporele en ruimtelijke variabiliteiten hebben die veel groter zijn dan eerder werd gedacht, " zegt Takeshi Horinouchi. "Hoewel het onduidelijk blijft waarom zo'n equatoriale jet verschijnt, de mechanismen die het kunnen veroorzaken zijn beperkt en gerelateerd aan verschillende theorieën over superrotatie. Dus, verdere studie van de Akatsuki-gegevens zou moeten helpen om nuttige kennis op te doen, niet alleen over lokale jets, maar zou ook helpen om superrotatietheorieën aan te pakken."