Японската автоматична междупланетна станция „Акатсуки“ засне тази снимка на Венера в инфрачервения диапазон на електромагнитния спектър. Photo credit : JAXA/Planet-C Team
24 януари 2019 г. 19:40 ч.
Светослав Александров. В края на 2015 г. японската автоматична междупланетна станция „Акатсуки“ влезе благополучно в орбита около Венера и до ден днешен продължава да работи там. Днес, три години по-късно, учените от проекта вероятно успяха да разгадаят една от най-трудните загадки на венерианската атмосфера. Откритията са забележителни и дори имат значение за по-нататъшното търсене на живот около други звезди.
Венера е изключително странна планета. Тя прави едно пълно завъртане около оста си за 243 земни дни. Имайки предвид, че отнема 225 земни дни на планетата да обиколи Слънцето, това означава, че един венериански ден е по-дълъг от една венерианска година!
Още по-странно обаче е поведението на атмосферата. Ветровете духат със скорост, достигаща до 360 км/ч, и благодарение на тях самата атмосфера прави едно завъртане около планетата шестдесет пъти по-бързо от околоосното въртене на Венера – това е феномен, който в науката се нарича „атмосферна суперротация“.
Бавното околоосно въртене вероятно характеризира множество извънслънчеви екзопланети с размера на Земята – като например планетите от системата TRAPPIST-1 и Проксима Кентавър Б, чиито близки орбити до техните звезди вероятно са довели до синхронно въртене. Терминът „синхронно въртене“ описва тяло, намиращо се в орбита около друго тяло, с орбитален период равен на периода на въртене – което ще рече, че първото тяло е винаги обърнато с едната си страна към другото. По подобен начин, по който Луната винаги е обърната с едната си страна към Земята, така и тези извънслънчеви планети винаги са обърнати само с едната си страна към звездата – на тази страна има вечен ден, а на другата – вечна нощ. Ако тези планети нямат механизъм за пренос на топлина, винаги ще има риск атмосферата да се разпадне, понеже ще замръзне откъм вечнозатъмнената страна. Но в случай че планетата има силно духащи ветрове, водещи до атмосферна суперротация, тази опасност би била избегната.
Но какво може да е довело до суперротацията на венерианската атмосфера?
Учените работят по два вероятностни модела. Съгласно първия триенето на атмосферата с планетарната повърхност е довело до забавянето на околоосното въртене за сметка на скоростта на ветровете (т.нар. механизъм на Джирас-Росоу-Уилиамс). Според втория модел ветровете се задвижват поради нагряването на Слънцето. Първият модел е крайно чувствителен към началните условия на планетата – леки колебания в температурното разпределение може да доведе до предотвратяването, или обратно, до възникването на суперротация. Ако това е правилният модел, вероятно във Вселената ще има съвсем малко планети със суперротация – просто условията на тях трябва да са перфектни.
В случая с Венера, суперротация на атмосферата е наблюдавана както във връхните й области, така и в дълбочина до десетки километри. Възможно ли е Слънцето да е причина за явлението?
През декември 2018 г. научен колектив с водещ автор Хавиер Пералта публикува статия в престижното научно списание The Astrophysical Journal. Статията разкрива последните открития от „Акатсуки“.
В своите проучвания екипът на Пералта е използвал 466 снимки, заснети от камерата IR2 на „Акатсуки“ в инфрачервената област при дължина на вълната от 2.26 микрона в периода между март и ноември 2016 година. Сравнявайки изображенията, заснети през различен интервал от време, Пералта е успял да проследи облаците, докато те са се придвижвали около Венера и така е измерил скоростта на ветровете.
Откъм дневната страна на Венера, атмосферата е под влиянието на директно прииждащите от Слънцето лъчения. През нощта атмосферата се подгрява от инфрачервеното лъчение, което идва от горещата повърхност на планетата. Това лъчение частично се блокира от облаци, намиращи се на височина 48-60 километра. Облаците имат различна пропускливост към инфрачервеното лъчение, а формата им се вижда ясно при заснемане с камерата IR2. Именно тези облаци са били от интерес за Пералта.
Резултатът е следният: на базата на общо 2 947 измервания на скоростта на ветровете, учените заключават, че има ускорения, които възникват при определено местоположение на Слънцето на небосклона. Освен това Слънцето оказва влияние не само върху облаците от горните части на атмосферата, но и върху тези от по-ниските й слоеве.
При ниски ширини ускорението е най-вече в зонално направление (в западна посока около планетата). Меридионално (северно-южно) ускорение не е констатирано. Това също се явява в подкрепа на модела, който използва Слънчевия механизъм. Ако правилен бе първият модел (на Джирас-Росоу-Уилиамс), щеше да има ветрове и в двете направления.
Въпреки това Пералта се въздържа от категорично заключение. Той смята, че случаят все още не е окончателно решен. Изследователят се надява да комбинира резултати от „Акатсуки“ с данни от европейската космическа мисия „Винъс Експрес“, която работеше в орбита около Венера между 2005 и 2015 година. Пералта се е обърнал и към данни от по-стари мисии, чак датиращи до далечната 1978 година. Въпреки че е изключително предизвикателство да се сравняват измервания от различни космически кораби и наземни телескопи, които са имали съвършено различни прибори, все пак изглежда, че скоростите на ветровете на Венера са се променили през последните 30 години. Това откритие не просто подкрепя теорията за Слънчевото влияние, но може да се окаже първото доказателство за наблюдавани климатични промени на друга планета, освен Земята.
Тези резултати са оптимистични за световете със синхронно въртене. Напълно е възможно във Вселената да съществуват планети, на които едната страна е вечно обърната към Слънцето, на другата има вечна нощ, но въпреки това на повърхностите им да има условия за живот.
Благодарение на изучаването на Венера и сравняването на условията й със земните, ние научаваме много повече относно това какво означава една планета да е подходяща за живот.
За повече информация: Японската космическа агенция
http://www.space-bg.org/
http://www.cosmos.1.bg/
