Kæmpe striber opdaget i Venus 'atmosfære

Nedre skyer af Venus med striber observeret med Akatsuki IR2-kameraet (til venstre) og den planetariske stregstruktur, der er rekonstrueret af AFES-Venus-simuleringer (til højre). Billede via Nature Communications-papir.

Venus er en mystisk verden med sin overflade, der altid er skjult for synet af et tykt lag af skyer. Mens sonder er landet på overfladen - overlevende længe nok i det fjendtlige miljø til at sende fotos og andre data tilbage - er der stadig meget at lære om Venus og dets overskyede slør. Spændende vindstyrede mønstre i skyerne er blevet set før, men nu har et japansk forskerteam fundet et andet usædvanligt - næsten symmetriske kæmpestræk på planetarisk plan - i både den nordlige og den sydlige halvkugle. Resultaterne blev offentliggjort i et nyt fagfællebedømt papir i Nature Communications den 9. januar 2019.

Opdagelsen stammer fra data indhentet af rumfartøjet Akatsuki (Venus Climate Orbiter), som begyndte at kredsa rundt om Venus i december 2015. Striberne dukkede op i billeder taget af det infrarøde kamera kaldet IR2 der måler bølgelængder på 0, 002 mm. Dette kamera kan trænge ind i de øvre skylag for at se den detaljerede morfologi af de nederste skyniveauer, cirka 50 km (50 km) fra overfladen. Forskningsteamet blev ledet af Projektassistent Hiroki Kashimura ved Kobe University, Graduate School of Science.

EarthSky månekalendere er seje! De laver gode gaver. Bestil nu. Går hurtigt!

Diagram, der viser dannelsesmekanismerne for striberne. Billede via Nature Communications-papir.

De infrarøde data fra Akatsuki blev kombineret med et nyt supercomputer-program kaldet AFES-Venus, brugt til beregning af simuleringer af Venus 'atmosfære, baseret på den version, der blev brugt til Jorden - atmosfærisk generel cirkulationsmodel For Earth Simulator (AFES). Processen ligner, hvordan atmosfæriske fænomener på Jorden undersøges og forudsiges, skønt den evige skydække for Venus gør det vanskeligere.

De infrarøde billeder fra Akatsukis IR2-kamera blev sammenlignet med simuleringer i høj opløsning fra AFES-Venus-programmet. Da dette blev gjort, blev stregerne tydelige for første gang nogensinde. Hver stribe er enorm - hundreder af kilometer bred og strækker sig diagonalt i næsten 10.000 kilometer (6.200 miles) på hver halvkugle.

Det er sandsynligt, at dette er et atmosfærisk fænomen unikt for Venus, da det aldrig er blevet observeret på Jorden.

Venus som set i ultraviolet lys af Akatsuki orbiter, der viser de komplekse vejrmønstre i atmosfæren. Billede via JAXA / ISIS / DARTS / Damia Bouic.

Så hvad forårsager disse gigantiske striber? Igen ligger svaret i et lignende atmosfærisk fænomen på Jorden - polære jetstrømme kombineret med atmosfæriske bølger og baroklinisk ustabilitet (dynamisk vind i stor skala). Dette svarer til Jorden, hvor dynamiske vinde i stor skala danner ekstratropiske cykloner, vandrende højtrykssystemer og polære jetstrømme. På Venus skaber de atmosfæriske bølger, forårsaget af storstilet atmosfæriske strømme og planetens rotationseffekt (Rossby-bølge) store hvirvler over ækvator til breddegrader på 60 grader i begge retninger. Jetstrømme får derefter disse hvirvler til at strække og vippe massivt og danne striberne.

Disse nye undersøgelser viser også, hvordan Venus 'atmosfære og klima nu kan studeres mere som en faktisk tredimensionel struktur snarere end bare i to dimensioner, "fra øst til vest" som før.

I regelmæssigt synligt lys er Venus 'skyer meget intetsigende, som det ses på dette billede fra Mariner 10 i 1974. Billedet via Mattias Malmer / NASA.

Mens disse atmosfæriske processer ligner dem på Jorden, er Venus stadig en meget anden verden på andre måder. Selvom det er næsten samme størrelse, svarer overfladetrykket til knusetrykket dybt i Jordens oceaner, og temperaturerne er varme nok til at smelte bly - op til 860 grader Fahrenheit (460 grader Celsius). De tykke skyer består hovedsageligt af svovlsyre. Ikke ligefrem et livsvenligt miljø, selvom forholdene i den øvre atmosfære faktisk er meget mere behagelige med temperaturer og tryk svarende til Jorden. Der har endda været nogle undersøgelser, der viser, at mikrober let kunne eksistere der og endda kunne forklare usædvanlige mørke pletter i den øvre atmosfære, der ændrer sig over tid, selvom meget mere undersøgelse skal gøres for at afgøre, om det er tilfældet - eller ikke.

Nederste linje: Nye observationer fra Akatsuki kombineret med avancerede supercomputer-simuleringer viser, hvordan atmosfæriske processer på Venus både ligner og adskiller sig fra dem på Jorden. De gigantiske striber synes at være unikke for Venus, skønt deres dannelse er forårsaget af atmosfæriske forhold, der ligner dem, der ses på Jorden.

Kilde: Stregstruktur i planetarisk skala gengivet i simuleringer i høj opløsning af Venus-atmosfæren med et lag med lav stabilitet

Via JAXA