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天空中的海嘯:揭開金星上大氣層加速的神秘面紗

天空中的海嘯:揭開金星上大氣層加速的神秘面紗

2023-04-03 Comments 0 Comment

來自塞維利亞大學和巴斯克地區大學的專家認為,不連續性可能在這個星球的大氣層加速過程中起著非常重要的作用。來自塞維利亞大學的一組科學家與巴斯克地區大學的專家合作,領導了對金星雲層不連續性演變的首次詳細研究,這種巨大的大氣波具有”海嘯”的外觀,在該星球最深的雲層中傳播,

硫磺-金星-Cloud-Cover.webp

利用日本PLANET-C的Akatsuki和金星氣候軌道器的兩個紫外線通道,製作了金星雲層硫磺的假彩色圖像,突出了這個星球熱帶地區的對流湍流,與清晰、平滑的極地地區形成了鮮明的對比。資料來源:Daimia Bouic/JAXA/ISAS/DARTS

據認為,它可能在金星快速移動的大氣層的加速中發揮了非常重要的作用。觀測工作不間斷地進行了100多天。”這一觀測壯舉之所以能夠實現,要感謝來自不同國家的業餘天文學家的合作,他們在2022年與日本Akatsuki任務協調的世界性觀測活動中一直處於領先地位,”塞維利亞大學的研究員和這一任務的成員Javier Peralta解釋說。

3月28日發表在《天文學與天體物理學》雜誌上的這篇論文還揭示了一個真正意想不到的事件,因為Akatsuki任務上的UVI相機在6月拍攝的紫外線圖像(它使我們能夠看到金星上最高的雲層)似乎反映了這樣一個事實:不連續現象能夠傳播幾個小時到金星表面以上約70公里。”這令人驚訝,因為直到現在,不連續現像似乎’被困’在最深的雲層中,我們從未在如此高的高度觀察到它,”佩拉爾塔解釋說。

Venus-Discontinuity-Events.webp

2022年期間不連續事件的例子。通過IRTF/SpeX在2月4日拍攝的2.26μm的圖像,不連續現像在夜邊的低層雲層上很明顯,而在2022年5月至7月期間,業餘觀察者用涵蓋700-900nm波長的濾鏡拍攝的圖像中,也觀察到了日邊的中層雲層。在6月14日期間,Akatsuki/UVI在365納米的圖像表明,不連續現像是在上層和中層雲層同時傳播的(上排最後一張圖像)。所有的圖像都經過高通濾波以增強雲層的細節。資料來源:《天文學與天體物理學》,DOI: 10.1051/0004-6361/202244822

天體物理學家Javier Peralta在2022年負責設計WISPR在帕克飛越期間航天器接近/離開時的金星觀測策略。他還對觀測的物理解釋做出了貢獻,比較了由WISPR(NASA-帕克)和IR1相機(JAXA-Akatsuki)拍攝的金星表面的熱發射圖像。

在這種情況下,Akatsuki的圖像不僅指出了不連續性可能已經傳播到金星的上部雲層,而且還幫助我們了解這種位移的原因。一般來說,風的速度與波的速度相同的區域會成為該波傳播的物理”障礙”。由於風在金星上隨著高度的增加而逐漸增大,並且其速度高於雲層頂端的不連續體,不連續體試圖從雲層深處向上傳播,但在途中遇到這一障礙並最終消散。因此,當專家們用Akatsuki測量高雲層中的風時,他們感到非常驚訝:他們發現在2022年上半年風速異常緩慢,比不連續體本身慢了好幾倍。而如果風隨著高度的增加而增長得更慢,那麼不連續體就需要更長的時間來尋找與自己一樣快的大氣區域,使它能夠傳播到更高的高度。

“測量金星上的風對於試圖解釋為什麼金星大氣層的旋轉速度比表面快60倍至關重要。這種大氣現像被稱為超級旋轉。它也發生在土星的衛星土衛六和許多系外行星上,但經過半個多世紀的研究,我們仍然不能令人滿意地解釋它。”這位研究人員解釋說。

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