Venus is een raadsel. Het is de planeet hiernaast en toch onthult hij weinig over zichzelf. Een ondoorzichtige deken van wolken verstikt een ruig landschap dat wordt bekogeld door zure regen en gebakken bij temperaturen die lood vloeibaar kunnen maken.

Nutsvoorzieningen, nieuwe waarnemingen vanuit de veiligheid van de aarde lichten de sluier op over enkele van de meest elementaire eigenschappen van Venus. Door de radar de afgelopen 15 jaar herhaaldelijk van het aardoppervlak te laten stuiteren, een door de UCLA geleid team heeft de precieze lengte van een dag op Venus vastgesteld, de helling van zijn as en de grootte van zijn kern. De bevindingen worden vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie .

"Venus is onze zusterplaneet, en toch zijn deze fundamentele eigenschappen onbekend gebleven, " zei Jean-Luc Margot, een UCLA-professor van de aarde, planetaire en ruimtewetenschappen die het onderzoek leidden.

Aarde en Venus hebben veel gemeen:beide rotsplaneten hebben bijna dezelfde grootte, massa en dichtheid. En toch evolueerden ze langs totaal verschillende paden. Fundamentals zoals het aantal uren in een Venusiaanse dag leveren cruciale gegevens voor het begrijpen van de uiteenlopende geschiedenissen van deze naburige werelden.

Veranderingen in de rotatie en oriëntatie van Venus laten zien hoe massa binnenin wordt verspreid. Kennis van de interne structuur, beurtelings, geeft inzicht in de vorming van de planeet, zijn vulkanische geschiedenis en hoe de tijd het oppervlak heeft veranderd. Plus, zonder precieze gegevens over hoe de planeet beweegt, eventuele toekomstige landingspogingen kunnen wel 30 kilometer afwijken.

"Zonder deze metingen, " zei Margot, "we vliegen in wezen blind."

De nieuwe radarmetingen laten zien dat een gemiddelde dag op Venus 243.0226 aardse dagen duurt, ongeveer tweederde van een aards jaar. Bovendien, de rotatiesnelheid van Venus verandert altijd:een gemeten waarde zal een beetje groter of kleiner zijn dan een vorige waarde. Het team schatte de lengte van een dag uit elk van de individuele metingen, en ze observeerden verschillen van minstens 20 minuten.

"Dat verklaart waarschijnlijk waarom eerdere schattingen niet met elkaar overeenkwamen, ' zei Margot.

De zware atmosfeer van Venus is waarschijnlijk de oorzaak van de variatie. Terwijl het over de planeet klotst, het wisselt veel momentum uit met de vaste grond, de rotatie ervan versnellen en vertragen. Dit gebeurt ook op aarde, maar de uitwisseling voegt slechts één milliseconde van elke dag toe of af. Het effect is veel dramatischer op Venus omdat de atmosfeer ongeveer 93 keer zo massief is als die van de aarde, en dus heeft het veel meer momentum om te handelen.

Het door de UCLA geleide team meldt ook dat Venus precies 2,6392 graden naar één kant kantelt (de aarde is ongeveer 23 graden gekanteld), een verbetering van de nauwkeurigheid van eerdere schattingen met een factor 10. De herhaalde radarmetingen onthulden verder de glaciale snelheid waarmee de oriëntatie van de spin-as van Venus verandert, net als een tol van een draaiend kind. Op aarde, deze "precessie" duurt ongeveer 26, 000 jaar om één keer rond te fietsen. Venus heeft iets langer nodig:ongeveer 29, 000 jaar.

Met deze nauwkeurige metingen van hoe Venus draait, het team berekende dat de kern van de planeet ongeveer 3 is, 500 kilometer in doorsnee - vrij gelijkaardig aan de aarde - hoewel ze nog niet kunnen afleiden of het vloeibaar of vast is.

Venus als een gigantische discobal

Bij 21 verschillende gelegenheden van 2006 tot 2020, Margot en zijn collega's richtten radiogolven op Venus vanaf de 70 meter brede Goldstone-antenne in de Mojave-woestijn in Californië. Enkele minuten later, die radiogolven kaatsten terug van Venus en kwamen terug naar de aarde. De radio-echo werd opgevangen bij Goldstone en bij het Green Bank Observatory in West Virginia.

"We gebruiken Venus als een gigantische discobal, " zei Margot, met de radioschotel als een zaklamp en het landschap van de planeet als miljoenen kleine reflectoren. "We verlichten het met een extreem krachtige zaklamp - ongeveer 100, 000 keer helderder dan uw typische zaklamp. En als we de reflecties van de discobal volgen, we kunnen eigenschappen over de spin [state] afleiden."

De complexe reflecties verhelderen en dimmen onregelmatig het retoursignaal, die over de aarde raast. De Goldstone-antenne ziet de echo als eerste, dan ziet Green Bank het ongeveer 20 seconden later. De exacte vertraging tussen ontvangst bij de twee faciliteiten geeft een momentopname van hoe snel Venus draait, terwijl het specifieke tijdvenster waarin de echo's het meest op elkaar lijken, de helling van de planeet onthult.

De waarnemingen vereisten een uitstekende timing om ervoor te zorgen dat Venus en de aarde goed gepositioneerd waren. En beide observatoria moesten perfect werken, wat niet altijd het geval was. "We ontdekten dat het eigenlijk een uitdaging is om alles binnen 30 seconden precies goed te laten werken, "Zei Margot. "Meestal, we krijgen wat gegevens. Maar het is ongebruikelijk dat we alle gegevens krijgen die we hopen te krijgen."

Ondanks de uitdagingen, het team vordert en heeft zijn zinnen gezet op de manen Europa en Ganymedes van Jupiter. Veel onderzoekers vermoeden sterk dat Europa, vooral, verbergt een oceaan van vloeibaar water onder een dikke schil van ijs. Op de grond gebaseerde radarmetingen zouden het argument voor een oceaan kunnen versterken en de dikte van de ijsschelp kunnen onthullen.

En het team zal de radar blijven weerkaatsen van Venus. Bij elke radio-echo, de sluier over Venus gaat een beetje meer omhoog, waardoor onze zusterplaneet steeds scherper in beeld komt.