نیمه ی مرموز و تاریک زهره نمایان شد!

دانشمندان برای اولین بار با استفاده از فضاپیمای ونوس اکسپرس ESA الگوی ابرهای فوقانی و وزش باد در سمت شب سیاره ی زهره (ناهید) را مشخص کردند و به نتایج شگفت انگیزی دست یافتند.

این مطالعات نشان می دهد که اتمسفر، در قسمت پشت به خورشید در این سیاره رفتار کاملا متفاوتی را نسبت به سمت روشن آن از خود نشان می دهد. مورفولوژی، الگوها و رفتارهای غیرمنتظره و غیرقابل پیش بینی ای مشاهده شد که گمان می رود تحت تأثیر ویژگی های سطح این سیاره باشد.

خاویر پرالتا از آژانس اکتشافی هوافضای ژاپن (JAXA) و نویسنده ی ارشد این مطالعه ی جدید در مجله ی نیچر نجوم می گوید: "این اولین بار است که ما توانستیم این امر را مشخص کنیم که در مقیاس جهانی چگونه جو سیاره ی زهره در قسمت پشت خورشید آن  رفتار می کند. با اینکه حرکت اتمسفر در قسمت روز این سیاره به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته بود، اما هنوز مطالب زیادی در مورد بخش تاریک آن وجود داشت که باید کشف و بررسی می شد. ما متوجه شدیم که الگوی ابرها در دو سمت این سیاره با هم متفاوت هستند و تحت تأثیر توپوگرافی زهره قرار دارند."

جو زهره تحت تأثیر بادهای شدید است که در اطراف این سیاره با سرعتی بیش تر از سرعت چرخش خود سیاره می وزند. این پدیده که با نام چرخش فوق العاده شناخته می شود نشان می دهد که بادهای زهره حدود 60 بار سریع تر از خود سیاره می چرخند و در امتداد ابرها در فضای اطراف حرکت می کنند. سریع ترین این ابرها در بالاترین سطح ابرها هستند و بعضی از حدود 65 تا 72 کیلومتر بالاتر از سطح سیاره می گردند.

پرالتا توضیح می دهد: "ما چندین دهه، با ردیابی چگونگی حرکت ابرهای بالایی در بخش روشن زهره به مطالعه ی این بادهای فوق العاده پرداختیم. این به وضوح در عکس های فرابنفش قابل مشاهده است، با این حال مدل های ما از زهره هنوز در شبیه سازی این بادها ناتوان هستند که این نشان دهنده ی این امر است که احتمالا هنوز برخی قطعات این پازل را در دست نداریم."

"ما بر روی قسمت تاریک تمرکز کردیم، زیرا به خوبی مورد کاوش قرار نگرفته بود. ما می توانیم ابرهای بالایی را در قسمت تاریک این سیاره با استفاده از الگوهای حرارتی آنها مشاهده کنیم. اما مشاهده ی دقیق آنها دشوار است، زیرا کنتراست در عکس های فروسرخ ما به آن اندازه ای نیست که بتوان اطلاعات دقیق تری مشاهده کرد."


رشته های فوق العاده ای که در ابرهای شبانه ی زهره با استفاده از
 
ابزارVIRTIS  مشاهده می شوند.

این تیم از تصویربرداری های حرارتی مرئی و مادون قرمز طیف سنجی  VIRTIS در فضاپیمای ونوس اکسپرس استفاده می کند. پرالتا توضیح داد: "این فناوری به ما اجازه داد که برای اولین بار این ابرها را درست ببینیم و به بررسی مواردی بپردازیم که تیم های قبلی قادر نبودند و در نهایت منجر به کشف نتایج غیر منتظره ای شد."

به جای ثبت یک عکس، این فناوری مجموعه ای از صدها عکس را ثبت کرد، مجموعه ای که به طور همزمان در طول موج های مختلفی قرار می گیرند. این امر به تیم اجازه داد تا برای بهبود مشاهدات، تصاویر را با هم ترکیب کند و به تصویرهایی با کیفیت بی سابقه دست یابد. تصاویر  VIRTIS به این ترتیب پدیده هایی را نشان می دهد که هرگز در سمت روشن آن قابل مشاهده نبود.

بهترین مدل برای مشاهده ی چگونگی گردش ها و دگرگونی های سطح زهره مدل گردش جهانی نام دارد که تغییرات جوی زهره را در سمت تاریک آن بسیار شبیه به سمت روشن آن نشان می دهد که در حال حاضر مشاهدات پرالتا و همکارانش این مدل را زیر سوال می برد.

برعکس این مدل، چرخش های فوق العاده در سطح زهره در ناحیه ی تاریک آن بی نظم است. ابرهای قسمت بالایی آن شکل ها و مورفو لوژی های متعددی از جمله موج دار، تکه ای، کوچک و بزرگ و رشته مانند از خود نشان می دهند که در تصاویر بخش روشن دیده نمی شوند و ما آنها را تحت عنوان پدیده های ایستا می شناسیم.

آگوستین سانچز لواگا از دانشگاه دلپای واسکو اسپانیا می گوید: "امواج ایستا احتمالا همان چیزی است که ما از آن به عنوان امواج گرانشی یاد می کنیم، به عبارت دیگر امواجی صعودی که در جو پایینی زهره تشکیل می شوند و ظاهرا با گردش سیاره حرکت نمی کنند. این امواج بر مناطق شیب دار و کوهستانی این سیاره متمرکز هستند. این گویای این امر است که ساختار و توپوگرافی سیاره بر آنچه که بر فراز آن اتفاق می افتد تأثیر می گذارد.

خواص سه بعدی این امواج ایستا با استفاده از تکنولوژی هایی همچون VIRTIS و داده های رادیویی از آزمایش علمی رادیویی ونوس یا همان VeRa  بدست آمده است.

ارتباط بین حرکت های جوی و توپوگرافی سطح این سیاره از قبل نیزدر مورد بخش روشن آن بررسی شده بود. در یک مطالعه از سال پیش محققان پی بردند که الگوهای آب و هوا و امواج صعودی در سمت روشن این سیاره به طور مستقیم با ویژگی های ساختاری آن ارتباط دارد.

پرالتا گفت: "این اتفاق خیلی هیجان انگیزی بود وقتی که فهمیدیم بعضی از ساختارهای ابری شکل در امتداد اتمسفر سیاره حرکت نمی کنند. ما درباره ی صحت این موضوع مدت ها بحث کردیم تا اینکه متوجه شدیم به طور همزمان تیمی به رهبری دکتر کویاما با استفاده از تلسکوپ مادون قرمزIRTF  ناسا در هاوایی به این موضوع پی برده و امواج ایستا را کشف کرده است.

یافته های ما زمانی تأیید شد که فضاپیمای  Akatsuki به مدار اطراف این سیاره وارد شد و به سرعت، بزرگ ترین موج ایستایی که تا کنون در منظومه ی شمسی وجود داشته را در سمت روشن ونوس مشاهده کرد."

این یافته ها مدل هایی که از پیش برای امواج ایستا ساخته شده بودند را به چالش کشید. ما انتظار داشتیم  که چنین امواجی در اثربرخورد بادهای سطحی با موانعی چون کوه ها بوجود آمده باشند. با این حال مأموریت های پیشین روسیه که شامل فرود بر سطح این سیاره بوده، با اندازه گیری بادهای سطحی نشان داد که قدرت این بادها ضعیف تر از آن است که موجب چنین فرآیندی شود.

به علاوه نیمکره ی جنوی این سیاره (جایی که VIRTIS  کاوش کرده است) در ارتفاع پایین تری قرار دارد که به مراتب مرموزتر است و به نظر می رسد که امواج ایستا در قسمت های متوسط و پایین زهره ناپدید می شوند (تا حدود 50 کیلومتری سطح سیاره).

ریکاردو هاوس از دانشگاه باسک اسپانیا می گوید: "از آنجایی که ما این امواج را در سطوح بالاتر دیده بودیم و فکر می کردیم که از ابرهای پایینی به سمت بالا آمده اند، انتظار داشتیم که آنها را در سطوح پایین تر نیز ببینیم. قطعا این موضوع کاملا دور از انتظار بود و باید تمام مدل های پیشین از این سیاره را باز بینی کنیم تا نتیجه های بهتری بگیریم."

اثر توپوگرافی سطح سیاره بر حرکات اتمسفر، هنوز در مدل های هواشناسی مشخص نیست. بسیاری از مدل ها نشان می دهد که حذف یا تغییر توپوگرافی سیاره، باعث تغییر در رفتار حرکات جوی می شود. اما الگوهای آب و هوایی مرتبط با توپوگرافی این امر را نشان نمی دهد.

هکن سودهم دانشمند پروژه ی ESA  می گوید: "این مطالعه درک ما را از مدل سازی آب و هوایی و به طور خاص سوپر چرخش ها که یک موضوع کلیدی در مطالعه ی زهره است به چالش می کشد. علاوه بر این اهمیت قدرت ترکیب اطلاعات از منابع مختلف را به ما نشان می دهد. منابعی چون اطلاعات رادیویی VeRa و فناوری VIRTIS . نتایج دریافتی از Venus Express  برای دانش ما درباره ی این سیاره بسیار مهم و حیاتی است."