Neue Beobachtungen der Venus-Atmosphäre durch den japanischen Orbiter Akatsuki - kombiniert mit Supercomputersimulationen - haben riesige symmetrische Streifen ergeben, die noch nie zuvor gesehen wurden.
Untere Venuswolken mit den mit der Akatsuki-IR2-Kamera beobachteten Streifen (links) und der mit AFES-Venus-Simulationen rekonstruierten Streifenstruktur im Planetenmaßstab (rechts). Bild über Naturkommunikationspapier.
Die Venus ist eine mysteriöse Welt, deren Oberfläche ständig von einer dicken Wolkenschicht verdeckt wird. Während Sonden auf der Oberfläche gelandet sind und lange genug in der feindlichen Umgebung überleben, um Fotos und andere Daten zu speichern, gibt es noch viel über die Venus und ihren wolkigen Schleier zu lernen. Bisher waren faszinierende windgetriebene Muster in den Wolken zu sehen, jetzt hat ein japanisches Forscherteam ein anderes ungewöhnliches gefunden - fast symmetrische Riesenstreifen - im planetarischen Maßstab - sowohl in der nördlichen als auch in der südlichen Hemisphäre. Die Ergebnisse wurden in einem neuen Peer-Review-Artikel in veröffentlicht Naturkommunikation am 9. Januar 2019.
Die Entdeckung stammt aus Daten des Raumfahrzeugs Akatsuki (Venus Climate Orbiter), das im Dezember 2015 begann, die Venus zu umkreisen. Die Streifen tauchten in Bildern auf, die mit der Infrarotkamera „IR2“ aufgenommen wurden und Wellenlängen von 2 um (0,002 mm) messen. . Diese Kamera kann die oberen Wolkenschichten durchdringen, um die detaillierte Morphologie der unteren Wolkenebenen in etwa 50 km Entfernung von der Oberfläche zu sehen. Das Forschungsteam wurde von Projektassistent Professor Hiroki Kashimura an der Kobe University, Graduate School of Science, geleitet.
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Diagramm zur Darstellung der Entstehungsmechanismen der Streifen. Bild über Naturkommunikationspapier.
Die Infrarotdaten von Akatsuki wurden mit einem neuen Supercomputerprogramm namens AFES-Venus kombiniert, das zur Berechnung von Simulationen der Venusatmosphäre auf der Grundlage der für die Erde verwendeten Version - Atmosphärisches allgemeines Zirkulationsmodell für den Erdsimulator (AFES) verwendet wurde. Der Prozess ähnelt der Erforschung und Vorhersage von atmosphärischen Phänomenen auf der Erde, obwohl die beständige Wolkendecke es für die Venus schwieriger macht.
Die Infrarotbilder von Akatsukis IR2-Kamera wurden mit den hochauflösenden Simulationen aus dem AFES-Venus-Programm verglichen. Als dies geschah, wurden die Streifen zum ersten Mal sichtbar. Jeder Streifen ist immens - Hunderte von Kilometern breit und erstreckt sich in jeder Hemisphäre über fast 10.000 Kilometer in diagonaler Richtung.
Es ist wahrscheinlich, dass dies ein für die Venus einzigartiges atmosphärisches Phänomen ist, da es auf der Erde noch nie beobachtet wurde.
Venus im ultravioletten Licht des Akatsuki-Orbiters, der die komplexen Wettermuster in der Atmosphäre zeigt. Bild über JAXA / ISIS / DARTS / Damia Bouic.
Was verursacht diese riesigen Streifen? Die Antwort liegt wiederum in einem ähnlichen atmosphärischen Phänomen auf der Erde - polaren Jetstreams, kombiniert mit atmosphärischen Wellen und barokliner Instabilität (großräumige dynamische Winde). Dies ist ähnlich wie auf der Erde, wo großräumige dynamische Winde extratropische Zyklone, wandernde Hochdrucksysteme und polare Strahlströme bilden. Auf der Venus erzeugen die atmosphärischen Wellen, die durch großräumige atmosphärische Strömungen und den Planetenrotationseffekt (Rossby-Welle) verursacht werden, große Wirbel über den Äquator bis zu Breitengraden von 60 Grad in beide Richtungen. Jet-Streams bewirken dann, dass sich diese Wirbel massiv dehnen und kippen und die Streifen bilden.
Diese neuen Studien zeigen auch, wie die Atmosphäre und das Klima der Venus nun mehr als eine tatsächliche dreidimensionale Struktur als nur in zwei Dimensionen „von Ost nach West“ wie zuvor untersucht werden können.
Bei normalem sichtbarem Licht erscheinen die Wolken der Venus viel milder, wie auf diesem Bild von Mariner 10 aus dem Jahr 1974 zu sehen ist. Bild über Mattias Malmer / NASA.
Während diese atmosphärischen Prozesse denen auf der Erde ähnlich sind, ist die Venus in anderer Hinsicht immer noch eine ganz andere Welt. Obwohl es fast die gleiche Größe hat, ähnelt der Oberflächendruck dem Zerkleinerungsdruck tief in den Ozeanen der Erde und die Temperaturen sind hoch genug, um Blei zu schmelzen - bis zu 460 Grad Celsius. Die dicken Wolken bestehen größtenteils aus Schwefelsäure. Nicht gerade eine lebensfreundliche Umgebung, obwohl die Bedingungen in der oberen Atmosphäre mit erdähnlichen Temperaturen und Drücken wesentlich angenehmer sind. Es gab sogar einige Studien, die zeigten, dass Mikroben dort leicht existieren könnten und könnten Erklären Sie sogar ungewöhnliche dunkle Flecken in der oberen Atmosphäre, die sich mit der Zeit ändern, obwohl noch viel mehr Untersuchungen erforderlich sind, um festzustellen, ob dies der Fall ist oder nicht.
Fazit: Neue Beobachtungen von Akatsuki in Kombination mit fortgeschrittenen Supercomputersimulationen zeigen, wie ähnlich und unterschiedlich die atmosphärischen Prozesse auf der Venus von denen auf der Erde sind. Die riesigen Streifen scheinen einzigartig für die Venus zu sein, obwohl ihre Entstehung durch atmosphärische Bedingungen verursacht wird, die denen auf der Erde ähneln.
Quelle: Streifenstruktur im Planetenmaßstab, die in hochauflösenden Simulationen der Venusatmosphäre mit einer Schicht geringer Stabilität reproduziert wurde
Über JAXA