Veenuse atmosfäär on sama salapärane, kui see on tihe ja kõrvetav. Põlvkondade vältel on teadlased püüdnud seda uurida maapealsete teleskoopide, orbitaalmissioonide ja aeg-ajalt atmosfäärsondi abil. Ja 2006. aastal ESA-d Venus Express missioonist sai esimene sond, mis viis läbi planeedi atmosfääri pikaajalisi vaatlusi, mis paljastas palju selle dünaamikast.
Neid andmeid kasutades viis rahvusvaheline teadlaste meeskond - Jaapani kosmose- ja avastusagentuuri (JAXA) teadlaste juhtimisel - hiljuti läbi uuringu, mis iseloomustas tuule ja ülemise pilve mustreid Veenuse ööküljel. Lisaks sellele, et see uuring oli esimene omataoline, selgus ka, et õhkkond käitub ööküljel teisiti, mis oli ootamatu.
Hiljuti ilmus teadusajakirjas uurimus pealkirjaga “Statsionaarsed lained ja aeglaselt liikuvad omadused Veenuse öistes ülemistes pilvedes” Looduse astronoomia. JAXA rahvusvahelise noore noore noorema kursusekaaslase Javier Peralta juhtimisel tutvus töörühm saadud andmetega Venus Express ” teaduslike instrumentide komplekt, et uurida planeedi varem nägemata pilvitüüpe, morfoloogiaid ja dünaamikat.
Kui Veenuse atmosfääri raputamise kohta on läbi viidud palju uuringuid, ei olnud see esimene kord, kui uuring keskendus planeedi päevaküljele. Nagu dr Peralta selgitas ESA pressiteates:
“See on esimene kord, kui oleme suutnud iseloomustada, kuidas atmosfäär tsirkuleerib Veenuse ööküljel ülemaailmselt. Kuigi atmosfääri ringlust planeedi päevapiirkonnas on põhjalikult uuritud, oli öise külje kohta veel palju avastada. Leidsime, et sealsed pilvemustrid erinevad päevaäärsetest pilvemustritest ja neid mõjutab Veenuse topograafia.“
Alates 1960. aastatest on astronoomid teadnud, et Veenuse atmosfäär käitub palju erinevalt teiste maapealsete planeetide omast. Kui Maal ja Marsil on atmosfäär, mis pöörleb umbes samal kiirusel kui planeet, siis Veenuse atmosfäär võib saavutada kiiruse üle 360 km / h (224 mph). Ehkki planeedil kulub ühe telje pöörlemiseks 243 päeva, võtab atmosfäär vaid 4 päeva.
Need nähtused, mida nimetatakse ülipööramiseks, tähendavad sisuliselt seda, et atmosfäär liigub üle 60 korra kiiremini kui planeet ise. Lisaks on varasemad mõõtmised näidanud, et kiireimad pilved asuvad ülemisel pilvitasemel, 65–72 km (40–45 miili) kõrgusel pinnast. Vaatamata aastakümnete pikkustele uuringutele pole atmosfäärimudelid suutnud ülipööramist reprodutseerida, mis näitas, et osa mehaanikast oli tundmatu.
Sellisena olid Peralta ja tema rahvusvaheline meeskond - kuhu kuulusid teadlased Hispaania ülikoolist Universidad del País Vasco, Tokyo ülikoolist, Kyoto Sangyo ülikoolist, Berliini Tehnikaülikooli astronoomia- ja astrofüüsikakeskusest (ZAA) ning astrofüüsika instituudist. ja kosmoseplaneetoloogia Roomas - otsustasid uurida uurimata poolt, et näha, mida nad võiksid leida. Nagu ta seda kirjeldas:
„Keskendusime ööküljele, kuna seda oli vähe uuritud; näeme planeedi öökülje ülemisi pilvi nende soojusemissiooni kaudu, kuid neid on olnud keeruline õigesti jälgida, kuna meie infrapunapiltide kontrastsus oli liiga madal, et piisavalt detaili üles korjata. ”
See koosnes Veenuse öiste külgpilvede jälgimisest sondi nähtava ja infrapuna termilise kujutise spektromeetri (VIRTIS) abil. Instrument kogus sadu pilte üheaegselt ja erineva lainepikkusega, mille meeskond seejärel pilvede nähtavuse parandamiseks ühendas. See võimaldas meeskonnal neid esimest korda korralikult näha ja paljastas ka Veenuse öise külje atmosfääri kohta ootamatuid asju.
Nad nägid, et atmosfääri pöörlemine näis olevat öisel küljel kaootilisem kui see, mida on varem nähtud päevade ääres. Ülemised pilved moodustasid ka erinevad kujud ja morfoloogiad - s.o suured, lainelised, laigulised, ebakorrapärased ja hõõgniiditaolised mustrid - ning domineerisid statsionaarsed lained, kus kaks vastassuunas liikuvat lainet tühistavad teineteise ja loovad staatilise ilmamustri.
Nende statsionaarsete lainete 3D-omadused saadi ka VIRTISe andmete ühendamisel raadio-teaduse andmetega Veenuse raadioteaduse eksperimendist (VeRa). Loomulikult oli meeskond üllatunud, et leidis sellist atmosfäärikäitumist, kuna see oli vastuolus päevaga tavapäraselt jälgitava käitumisega. Pealegi on need vastuolus parimate mudelitega Veenuse atmosfääri dünaamika selgitamiseks.
Globaalsete tsirkulatsioonimudelitena (GCM) tuntud need mudelid ennustavad, et Veenuse korral toimub superatuuri pöörlemine samamoodi nii päeval kui ka öösel. Veelgi enam, nad märkasid, et liikumatud lained ööküljel näisid langevat suure kõrgusega omadusi. Nagu selgitas Paust Vasco ülikooli teadur ja kaasautor Agustin Sánchez-Lavega:
“Statsionaarseid laineid nimetatakse tõenäoliselt gravitatsioonilaineteks - teisisõnu, Veenuse atmosfääris madalamale tõusvad lained, mis ei näi liikuvat planeedi pöörlemisel. Need lained on koondunud Veenuse järskudele mägistele aladele; see viitab sellele, et planeedi topograafia mõjutab seda, mis juhtub pilvedes ülespoole.“
See pole esimene kord, kui teadlased on märganud võimalikku seost Veenuse topograafia ja selle atmosfääri liikumise vahel. Eelmisel aastal koostas Euroopa astronoomide meeskond uuringu, mis näitas, kuidas ilmastikuolud ja päevalaevade tõusulained näisid olevat otseselt seotud topograafiliste tunnustega. Need leiud põhinesid UV-piltidel, mille oli teinud Venus Monitoring Camera (VMC) pardal Venus Express.
Öösel küljest midagi sarnase leidmine oli üllatus, kuni nad mõistsid, et nemad pole ainsad, kes neid märkas. Nagu Peralta märkis:
“See oli põnev hetk, kui saime aru, et mõned pilvefunktsioonid VIRTISe piltidel ei liikunud atmosfääriga koos. Meil oli pikk arutelu selle üle, kas tulemused olid tõesed - kuni mõistsime, et teine meeskond kaasautori dr Kouyama juhtimisel oli ka NASA Hawaiil asuva infrapunateleskoobi (IRTF) abil iseseisvalt öösel statsionaarsed pilved avastanud! Meie avastused kinnitati, kui JAXA Akatsuki kosmoseaparaat viidi Venuse ümber orbiidile ja märkas kohe Veenuse päevapaigas kõige suuremat liikumatut lainet, mida Päikesesüsteemis eales nähtud.“
Need leiud seavad kahtluse alla ka statsionaarsete lainete olemasolevad mudelid, mis eeldatavasti moodustuvad pinnatuule ja kõrge kõrgusega pinnaomaduste vastastikmõjust. Varasemad mõõtmised aga nõukogude ajal Venera maandurid on teatanud, et pinnatuul võib Veenusel toimumiseks olla liiga nõrk. Lisaks on lõunapoolkeral, mida meeskond vaatles oma uuringu jaoks, kõrgus üsna madal.
Ja nagu Ricardo Hueso Baskimaa ülikoolist (ja kaasautor paberil) märkis, ei tuvastanud nad madalamaid pilvitasemeid vastavaid paikseid laineid. "Me eeldasime, et leiame need lained madalamal tasemel, kuna näeme neid kõrgemal tasemel, ja arvasime, et need tõusid läbi pilve maapinnast üles," rääkis ta. "See on kindel ootamatu tulemus ja me kõik peame oma Veenuse mudelid uuesti läbi vaatama, et selle tähendust uurida."
Selle teabe põhjal näib, et Veenuse atmosfääri käitumise osas on topograafia ja kõrgus omavahel seotud, kuid mitte järjepidevalt. Nii võivad Veenuse öösel täheldatud seisvad lained olla mõne muu töös tuvastamata mehhanismi tagajärg. Paraku tundub, et Veenuse atmosfääril - eriti ülipööramise põhiaspektil - on meie jaoks ikka veel mõnda saladust.
Uuring näitas ka mitmest allikast pärit andmete kombineerimise tõhusust, et saada täpsemat pilti planeedi dünaamikast. Mõõteriistade ja andmete ühiskasutuse edasiste parandustega (ja võib-olla veel ühe või kahe maapealse missiooniga) võime oodata, et saame juba ammu selgema pildi sellest, mis Veenuse atmosfääri dünaamikat võimendab.
Väikese õnne korral võib siiski kätte tulla päev, mil saame Veenuse atmosfääri modelleerida ja ennustada selle ilmastikuolusid täpselt nii nagu Maa peal.
