(Javier Peralta/JAXA-Planet C-Team) Tief in den dicken, giftigen Wolken, die umhüllt sind Venus , die Atmosphäre verhält sich sehr seltsam. Alle 4,9 Tage wandert eine riesige, bisher unbekannte Wolkenwand von Planetengröße westwärts um den Planeten – und das offenbar schon seit mindestens 1983.
Es kann bis zu 7.500 Kilometer (4.660 Meilen) lang sein und sich über den Äquator bis in die nördlichen und südlichen mittleren Breiten erstrecken, in relativ geringen Höhen zwischen 47,5 und 56,5 Kilometern. Es ist ein Phänomen, das nirgendwo sonst im Sonnensystem beobachtet wurde.
„Wenn dies auf der Erde passieren würde, wäre dies eine Frontalfläche im Ausmaß des Planeten.“ sagte der Astrophysiker Pedro Machado des Instituts für Astrophysik und Weltraumwissenschaften in Portugal.
'Das ist unglaublich.'
Die Wellenfunktion im Planetenmaßstab. (Javier Peralta/JAXA-Planet C-Team)
Venus ist ein extremer Ort für einen felsigen Planeten in der bewohnbaren Zone. Er ist vollständig von einer dichten Atmosphäre umgeben, die fast ausschließlich aus Kohlendioxid besteht und sich 60-mal schneller dreht als der Planet selbst und dabei wahnsinnige Winde erzeugt.
Die Atmosphäre regnet Schwefelsäure und ihr atmosphärischer Druck in der Höhe 0 ist fast 100-mal höher als der der Erde. Wenn das nicht schon schlimm genug wäre, dann ist es so Lander-schmelzend heiß, mit einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur von 471 Grad Celsius (880 Grad Fahrenheit).
Diese wolkige Atmosphäre ist ein faszinierender Ort und anfällig für große Wellen. A 10.000 Kilometer langes bogenförmiges Gebilde Was in der oberen Atmosphäre kommt und geht, ist eine stationäre Gravitationswelle, die vermutlich durch die rotierende Atmosphäre erzeugt wird, die gegen einen Berg an der Oberfläche bläst. Ein anderer Y-förmige Welle, die den Planeten umkreist In den Wolkendecken befindet sich eine Welle, die durch die starken Winde der Venus verzerrt wird.
Aber es gibt noch mehr. Bei der Untersuchung von Infrarotbildern, die zwischen 2016 und 2018 vom japanischen Venusorbiter Akatsuki aufgenommen wurden, entdeckte ein Forscherteam unter der Leitung des Physikers Javier Peralta von der japanischen Raumfahrtbehörde (JAXA) ein Merkmal, das einer atmosphärischen Welle sehr ähnelte, sich jedoch in einer beispiellosen Höhe befand.
Die neue Funktion ist anders. Sie ist viel tiefer als jede atmosphärische Welle, die jemals zuvor auf der Venus gesehen wurde, und tritt in der Wolkenschicht auf, die für den Treibhauseffekt verantwortlich ist, der die Oberfläche so sengend heiß macht.
Eine sorgfältige Analyse sowie eine Untersuchung früherer Beobachtungen zeigten, dass das Merkmal seit mindestens 1983 immer wieder auftrat, bisher jedoch unbemerkt blieb, da es nur durch eine Sammlung von Beobachtungen mit einer großen Anzahl von Instrumenten über einen bestimmten Zeitraum hinweg zum Vorschein kam .
Die Wellenfunktion im Planetenmaßstab. (Javier Peralta/JAXA)
Die Forscher fanden heraus, dass das neu identifizierte Merkmal bis zu 7.500 Kilometer umfassen kann und den Planeten einmal alle 4,9 Tage mit einer Geschwindigkeit von etwa 328 Kilometern pro Stunde (204 Meilen pro Stunde) umkreist. Das ist etwas schneller als die Wolken auf dieser Höhe, die eine Rotationsperiode von etwa 5,7 Tagen haben.
Aber es ist immer noch unbekannt, was es verursacht.
„Diese atmosphärische Störung ist ein neues meteorologisches Phänomen, das auf anderen Planeten nicht beobachtet wurde.“ „Aus diesem Grund ist es noch schwierig, eine sichere physikalische Interpretation zu liefern“, Sagte Peralta .
Numerische Simulationen zeigen jedoch, dass viele der Eigenschaften der Störung in einer nichtlinearen atmosphärischen Kelvinwelle sichtbar sind. Hier auf der Erde handelt es sich um große Gravitationswellen (nicht zu verwechseln mit Gravitationswellen ), die manchmal am Äquator „gefangen“ sind und von der Rotation des Planeten beeinflusst werden.
Wie die Kelvinwellen der Erde breitet sich das venusische Merkmal in der gleichen Richtung aus wie die Winde, die den Planeten umkreisen – und hat keinen Einfluss darauf Meridionalwinde dieser Schlag zwischen Nord und Süd.
Das Feature im August 2016 (unten links) und seine Entwicklung von 2016 bis 2018 (Einschub). (Planet-C-Projektteam, NASA, IRTF)
Wenn es sich bei dem Merkmal um eine Kelvinwelle handelt, könnte das interessante Auswirkungen haben. Wir verstehen zum Beispiel nicht, warum die Atmosphäre der Venus so schnell rotiert. Kelvinwellen können mit anderen Arten atmosphärischer Wellen interagieren, z Rossby winkt .
Dies könnte Auswirkungen auf die haben atmosphärische Superrotation . Und eine Kelvinwelle könnte uns auch helfen, den Zusammenhang zwischen der Oberflächentopographie der Venus und der Dynamik ihrer Atmosphäre zu verstehen.
„Da die Störung in den Ultraviolettbildern der Wolkendecke in etwa 70 Kilometern Höhe nicht beobachtet werden kann, ist die Bestätigung ihrer Wellennatur von entscheidender Bedeutung.“ Sagte Peralta .
„Wir hätten schließlich eine Welle gefunden, die Impuls und Energie aus der tiefen Atmosphäre transportiert und sich auflöst, bevor sie die Spitze der Wolken erreicht.“ Es würde also Impulse genau auf der Ebene abgeben, auf der wir die schnellsten Winde der sogenannten atmosphärischen Superrotation der Venus beobachten, deren Mechanismen lange Zeit ein Rätsel waren.
Derzeit laufen weitere Beobachtungen, um zu sehen, ob mehr Licht auf diese mysteriöse Wand gebracht werden kann.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Geophysikalische Forschungsbriefe .