Τετάρτη, 8 Μαΐου 2019

Αστρονόμοι έριξαν μια βαθύτερη ματιά στα μεσαία σύννεφα της Αφροδίτης. New research takes deeper look at Venus's clouds

Venus is known for its clouds of sulfuric acid covering the entire planet and its super-fast winds moving at hundreds of kilometers per hour, but our neighboring planet's thick clouds make it difficult for scientists to peer deep inside its atmosphere. Now, researchers have used infrared images to spy into the middle layer of Venus's clouds and they have found some unexpected surprises. Photographed in ultraviolet light and rendered in false color, this view reveals the complexities of the clouds that coat Venus. The ocher hues correspond to sulfur dioxide. Credits: JAXA/ISIS/DARTS/Damia Bouic

Η Αφροδίτη είναι γνωστή για τα πυκνά και τοξικά νέφη της από θειικό οξύ που καλύπτουν όλο τον πλανήτη, καθώς και για τους δυνατούς ανέμους που φυσούν με ταχύτητα εκατοντάδων χιλιομέτρων την ώρα.

Οι αστρονόμοι δυσκολεύονται να διαπεράσουν αυτή την ατμόσφαιρα, αλλά τώρα χρησιμοποίησαν υπέρυθρες εικόνες για να «κατασκοπεύσουν» το μεσαίο στρώμα των νεφών, που βρίσκεται σε ύψος 50 έως 55 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη.

Η μελέτη της δυναμικής και της μορφολογίας των μέσων νεφών της Αφροδίτης έγινε με συνεργασία επαγγελματιών και ερασιτεχνών αστρονόμων. Για πρώτη φορά χρησιμοποιήθηκαν και επίγειες παρατηρήσεις από δύο ερασιτέχνες, ένας από τους οποίους ήταν ο Έλληνας ερασιτέχνης αστρονόμος Μάνος Καρδάσης, ο οποίος παρατηρεί εδώ και χρόνια την Αφροδίτη.

The strong variability of the middle clouds of Venus as shown in 900-nm mages acquired by the camera IR1 onboard JAXA’s orbiter Akatsuki during the year 2016. Clear hemispherical asymmetries, zonally-oriented stripes and sharp discontinuities are visible on the middle clouds’ albedo. Image dates (from left to right): 2, 3 and 17 of May, 23 of June and 1 of July. Credits: JAXA

Η έρευνα αποκαλύπτει ότι τα μεσαία νέφη έχουν μια απρόσμενα μεγάλη ποικιλία σχημάτων που αλλάζουν διαχρονικά και είναι πολύ διαφορετικά από τα σύννεφα στο ανώτερο στρώμα (σε ύψος περίπου 70 χιλιομέτρων), τα οποία συνήθως μελετώνται με φωτογραφίες από το υπεριώδες μέρος του φάσματος.

Animation of the middle clouds of Venus as observed with the 900-nm images from Akatsuki/IR1. Credit: Javier Peralta

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Geophysical Research Letters της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης, βρήκε επίσης μεταβολές στην ανακλαστικότητα των μεσαίων νεφών (κατά 3% έως 21%), δηλαδή στο πόσο ηλιακό φως ανακλάται πίσω στο διάστημα. Από αυτό θα μπορούσαν να εξαχθούν συμπεράσματα για την παρουσία νερού, μεθανίου ή άλλων ουσιών που απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία.

The middle clouds of Venus as observed on the evening side at 900-nm by the camera IR1 onboard JAXA’s orbiter Akatsuki. This image was acquired the 1 of July of 2016, and it exhibits an example of the hemispherical asymmetry and sharp contrasts apparent on the albedo. Credits: JAXA

Οι κινήσεις των μεσαίων νεφών, σε συνδυασμό με προηγούμενες παρατηρήσεις από τις αποστολές Venus Express της ESA και Messenger της NASA, επέτρεψαν στους ερευνητές να ανακατασκευάσουν μια εικόνα των ανέμων της Αφροδίτης κατά την τελευταία δεκαετία, δείχνοντας ότι οι άνεμοι στο μεσαίο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι ταχύτεροι στον ισημερινό του «καυτού» πλανήτη και, όπως στα ανώτερα νέφη, αλλάζουν ταχύτητα έως κατά 50 χλμ/ώρα στη διάρκεια μερικών μηνών. Αυτά τα ευρήματα θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την Αφροδίτη και να ρίξουν φως σε άλλους πλανήτες και εξωπλανήτες με παρόμοια χαρακτηριστικά.

The middle clouds of Venus as observed on the morning side at 900-nm by the camera IR1 onboard JAXA’s orbiter Akatsuki. This image was acquired the 17 of May of 2016, and it exhibits an example of the hemispherical asymmetry on the albedo which re-appeared every 4-5 days during this stage of the mission. Credits: JAXA

«Παρατηρήσαμε τελείως αναπάντεχα συμβάντα. Ανακαλύψαμε ότι τα μεσαία νέφη δεν είναι τόσο ήσυχα ή τόσο βαρετά, όσο φαίνονταν στην διάρκεια προηγούμενων αποστολών», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Χαβιέ Περάλτα της ιαπωνικής διαστημικής υπηρεσίας (JAXA).

Η νέα μελέτη βασίστηκε σε εικόνες που τράβηξε η ιαπωνική διαστημοσυσκευή Akatsuki που έφθασε στην Αφροδίτη το Δεκέμβριο του 2015, με κύριο στόχο να ρίξει φως στο ασυνήθιστο φαινόμενο η ατμόσφαιρα να κινείται πέριξ του πλανήτη πολύ πιο γρήγορα από ό,τι περιστρέφεται ο ίδιος ο πλανήτης, κάτι που συμβαίνει επίσης στο δορυφόρο Τιτάνα του Κρόνου και σε πολλούς εξωπλανήτες.

Η Αφροδίτη χρειάζεται 243 γήινες μέρες για μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον άξονα της (η διάρκεια της μέρας της), όμως η ατμόσφαιρα της κάνει μόνο τέσσερις γήινες μέρες για να «κυκλώσει» τον πλανήτη, κινούμενη περίπου 60 φορές πιο γρήγορα από αυτόν.

Οι επιστήμονες υποπτεύονται ότι οι μεταβολές στα νέφη και στην ανακλαστικότητα μπορεί να συνδέονται με την μεγάλη επιτάχυνση στην περιστροφή της ατμόσφαιρας.

Οι ερευνητές ανέλυσαν σχεδόν 1.000 υπέρυθρες εικόνες των νεφών της Αφροδίτης (σε μήκη κύματος των 850-1.000 nm), τις οποίες τράβηξε μια από τις κάμερες του Akatsuki στη διάρκεια ενός έτους.

Οι εικόνες δείχνουν νέες μορφολογίες νεφών, όπως ημισφαιρικές ασυμμετρίες, έντονες ασυνέχειες ή επιμήκεις «αγκιστροειδείς» λωρίδες, που υπόκεινται σε γρήγορες μεταβολές από μέρα σε μέρα.

Οι εικόνες αποκαλύπτουν επίσης μια σκοτεινότερη ζώνη νεφών, στην οποία «εισβάλλουν» φωτεινά νέφη με στροβιλιζόμενα ή ποικιλόχρωμα σχήματα, κάτι που παραπέμπει στο φαινόμενο της κάθετης κίνησης θερμότητας και υγρασίας στην ατμόσφαιρα (στη Γη αυτό προκαλεί καταιγίδες).

Σε άλλες περιπτώσεις, οι εικόνες δείχνουν νέφη λιγότερο ταραγμένα, που φαίνονται φωτεινά ή με πολλαπλές λωρίδες.

Ακόμη οι εικόνες αποκάλυψαν ότι μεταξύ Απριλίου και Μαΐου 2016 το βόρειο ημισφαίριο της Αφροδίτης σκοτείνιαζε περιοδικά κάθε τέσσερις έως πέντε μέρες για άγνωστο μέχρι στιγμής λόγο.

Πηγές: J. Peralta et al. Morphology and Dynamics of Venus's Middle Clouds With Akatsuki/IR1, Geophysical Research Letters (2019). DOI: 10.1029/2018GL081670 - https://phys.org/news/2019-04-deeper-venus-clouds.html - http://www.kathimerini.gr/1022723/article/epikairothta/episthmh/astronomoi-eri3an-mia-va8yterh-matia-sta-mesaia-synnefa-ths-afrodiths