Атмосфера Венеры значительно ускорилась всего за шесть лет
|
Зонд «Венера-Экспресс» подкинул астрономам новых загадок. Почему атмосфера Венеры не просто вращается с бешеной скоростью, но и ускоряется буквально на глазах ученых, автор нового открытия рассказал «Газете.Ru». |
Многолетнее наблюдение за Венерой, ведущееся с борта космического аппарата, вместо того чтобы приоткрыть тайны раскаленной соседки Земли, еще добавило планетологам головной боли. |
Одной из главных загадок Венеры со времен полетов к ней советских и американских исследовательских зондов (а первый аппарат к ней был отправлен еще до полета Гагарина) остается динамика ее плотной атмосферы, а конкретно – так называемый феномен суперротации. |
Благодаря нескольким удачным космическим миссиям астрономам было давно известно, что атмосфера планеты, состоящая в основном из углекислого газа, вращается с бешеной скоростью, совершая полный оборот вокруг нее в 50 раз быстрее самой Венеры. |
Любители разглядели на Марсе советский зонд |
Кроме того, Венера вместе со своей атмосферой отличается так называемым ретроградным движением — вращением вокруг своей оси в сторону, противоположную направлению вращения других планет. |
Пролить свет на причину этих и ряда других особенностей Венеры ученые надеялись, отправив к ней аппарат «Венера-Экспресс», который с 2006 года вращается вокруг планеты по вытянутой полярной орбите. Чтобы понять причины столь быстрых ветров и выявить зависимость скорости этих ветров от высоты и широты, космический зонд делает непрерывные снимки атмосферы в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне. |
В ходе движения по орбите аппарат снижается до высоты примерно 250 километров над северным полюсом и удаляется на 66 тыс. километров над южным. Такая высокоэллиптичная орбита позволяет получать общую картину атмосферы в южном и следить за перемещениями отдельных облаков в северном полушарии. Поскольку снимки многоканальной фотокамеры Venus Monitoring Camera (VMC) имеют большое разрешение и на них видны структуры облачного покрова, ученые решили следить за движениями отдельных облаков, чтобы оценить скорости ветров на разных широтах. |
Для этого необходимо лишь сравнивать положения отдельных особенностей облачного покрова на соседних снимках. |
Верхний слой атмосферы Венеры образует хвост, как у кометы, в период «затишья» солнечного ветра |
Исследовать огромный объем данных за 2006–2012 годы (10 венерианских лет) смогла команда ученых под руководством старшего научного сотрудника Института космических исследований РАН Игоря Хатунцева. В течение нескольких лет ученым пришлось обработать 45 тыс. снимков вручную, еще более 350 тыс. фотографий подвергли компьютерной обработке. По словам ученых, ручной метод очень трудоемкий, хотя он и позволяет оценивать скорость облаков на средних и высоких широтах, где контрастность облаков низкая. Аппаратный же метод позволяет автоматизировать процесс и в 10 раз ускорить определение векторов ветров в разных точках планеты. |
«Мы использовали оба подхода. Автоматизацией процесса пришлось заняться, когда стало ясно, что вручную такой огромный массив данных не обработать. Визуальные оценки скорости являются первичными в случае с Венерой из-за сложной морфологии облачного покрова. Из-за проблем, связанных со старением приемника излучения и возрастания уровня шумов, мы вынуждены периодически повторять калибровку, рассказал «Газете.Ru» Игорь Хатунцев. — Визуальный метод хорош своей простотой и эффективностью в части распознавания деталей облачного покрова. Однако этот метод является достаточно трудоемким и не лишен субъективности. Этих недостатков лишен автоматизированный процесс, но нужно учитывать проблемы, о которых говорилось ранее. Кроме того, на широтах выше 35 градусов из-за сложной морфологии облачности автоматический метод позволяет получить только грубые оценки скорости». |
Самым неожиданным открытием стало то, что с момента начала наблюдений скорость вращения облаков заметно увеличилась. |
Если в 2006 году скорость зональных ветров (дующих с востока на запад) на низких широтах составляла 85 м/с, то спустя шесть лет она увеличилась почти на треть – до 119 м/с. |
«Пока недостаточно информации о состоянии атмосферы на дневной стороне Венеры, чтобы сделать однозначный вывод о природе долговременного тренда. Он может быть обусловлен как проявлением солнечной активности, так и внутренними процессами на поверхности и в атмосфере Венеры (вулканизм, волновые процессы в атмосфере). Это огромное увеличение скорости на фоне и так бешено вращающейся атмосферы. Такие заметные изменения никогда ранее не наблюдались на Венере, и мы до сих пор не понимаем, почему так происходит», — рассказал автор открытия, опубликованного в журнале Icarus.. |
К таким же результатам пришла группа японских ученых, которая в анализах снимков полагалась только на компьютерную обработку. «Наш анализ движения облаков на низких широтах южного полушария показал, что скорость ветров увеличилась на 70 км/ч за 255 дней, — чуть дольше, чем венерианский год», — пояснил японский исследователь Тору Коуяма из Исследовательского института информационных технологий в Ибираки. |
Ученые выяснили, что скорость зональных ветров растет с повышением широты и достигает максимума в 102 м/с (367 км/ч) на 40—50-й параллелях, а с дальнейшим ростом широты падает. |
Это свидетельствует о том, что в экваториальных широтах атмосфера делает полный оборот вокруг планеты за пять дней, а в средних широтах всего за трое суток! |
Далекие кометы оказались не виноваты в обводнении Земли |
Российские и японские ученые, которые вели параллельную обработку, заметили и другие интересные особенности. Оказалось, что скорости ветров имеют регулярные колебания, связанные с определенными часами венерианских суток и высотой солнца над горизонтом. А между экватором и 35-й параллелью в скорости зональных ветров был выделен временной период 4,8 суток, примерно равный периоду суперротации атмосферы над экватором. По словам ученых, эта периодичность может быть связана с существованием особых волн в верхних слоях атмосферы. |
«Эти работы только прибавили вопросов, ответы на которые предстоит найти, касательно суперротации атмосферы Венеры – одной из самых странных загадок Солнечной системы», — считает Хокан Сведхем, участник проекта «Венера-Экспресс» от Европейского космического агентства. |
|
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|