Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu tàu vũ trụ Venus Express báo cáo sóng cố định và các tính năng di chuyển chậm trong hành tinh trên mây, trong đêm dài và bí ẩn của Venus.
Hành tinh sao Kim thông qua một kính viễn vọng trần gian, cho chúng ta thấy cả hai mặt ngày và đêm của nó, thông qua Quan điểm của hệ mặt trời Damian Peach.
Hành tinh Venus có vòng quay chậm nhất trong số các hành tinh lớn trong hệ mặt trời của chúng ta. Nó chỉ quay một lần trong mỗi 243 ngày Trái đất. Vì vậy, đêm ăn đêm hay ngày mai trên hành tinh kéo dài rất lâu, và, như bạn có thể tưởng tượng, các đặc tính của đêm Venus và ngày bên phải trải qua sự khác biệt. Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) cho biết vào cuối tuần trước (14 tháng 9 năm 2017) rằng các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu từ tàu vũ trụ Venus Express - đến Sao Kim vào tháng 4 năm 2006 và quay quanh hành tinh cho đến cuối năm 2014 - để mô tả gió và mây trên cao hoa văn trên mặt đêm của sao Kim lần đầu tiên. Họ nói rằng kết quả thật đáng ngạc nhiên.
Nghiên cứu cho thấy bầu không khí ở phía đêm Sao Kim thể hiện các loại đám mây, hình thái (cấu trúc) và động lực học bất ngờ và trước đây chưa từng thấy - một số trong đó dường như được kết nối với các tính năng trên bề mặt hành tinh. Javier Peralta thuộc Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA), Nhật Bản, là tác giả chính của nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí đánh giá ngang hàng Thiên văn học thiên nhiên, nói trong một tuyên bố:
Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể mô tả cách thức bầu khí quyển ở phía đêm của sao Kim trên phạm vi toàn cầu. Trong khi sự lưu thông khí quyển trên hành tinh Ngày ngày đã được khám phá rộng rãi, vẫn còn nhiều điều để khám phá về phía đêm. Chúng tôi thấy rằng các mô hình đám mây ở đó khác với các mô hình vào ban ngày và bị ảnh hưởng bởi địa hình Venus.
Từ những năm 1960, người ta đã biết rằng gió trên sao Kim thổi nhanh hơn hành tinh quay. Các nhà khoa học gọi đây là siêu quay. Bức tranh khảm này minh họa siêu vòng quay khí quyển ở các đám mây trên của Sao Kim. Mặc dù siêu vòng quay có mặt ở cả hai ngày và đêm của Sao Kim, nhưng dường như đồng đều hơn vào ban ngày, trong khi vào ban đêm, điều này dường như trở nên bất thường và khó lường hơn. Hình ảnh qua ESA / S. Naito / R. Hueso và J. Peralta.
Bầu khí quyển Sao Kim bị chi phối bởi những cơn gió mạnh xoáy quanh hành tinh nhanh hơn nhiều so với sao Kim tự quay. Hiện tượng này, được gọi là siêu xoay, nhìn thấy những cơn gió sao Kim quay nhanh hơn tới 60 lần so với hành tinh bên dưới, đẩy và kéo theo những đám mây trong bầu khí quyển khi chúng đi. Những đám mây di chuyển nhanh nhất ở cấp điện toán đám mây phía trên, khoảng 40 dặm (65 km) trên bề mặt. Peralta giải thích:
Chúng tôi đã dành hàng thập kỷ để nghiên cứu những cơn gió siêu quay này bằng cách theo dõi cách các đám mây phía trên di chuyển trên Sao Kim trong những ngày này, những thứ này có thể nhìn thấy rõ trong các hình ảnh thu được dưới ánh sáng cực tím. Tuy nhiên, các mô hình Sao Kim của chúng ta vẫn không thể tái tạo siêu vòng quay này, điều này cho thấy rõ rằng chúng ta có thể đang thiếu một số mảnh ghép của câu đố này.
Chúng tôi tập trung vào phía ban đêm vì nó đã được khám phá kém; chúng ta có thể nhìn thấy những đám mây phía trên hành tinh Đêm đêm qua sự phát xạ nhiệt của chúng, nhưng thật khó để quan sát chúng đúng cách vì độ tương phản trong hình ảnh hồng ngoại của chúng ta quá thấp để thu thập đủ chi tiết.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Máy quang phổ ảnh hồng ngoại có thể nhìn thấy và hồng ngoại (VIRTIS) trên tàu vũ trụ ESA Ngược Venus Express để quan sát các đám mây trong vùng hồng ngoại. Nó tập hợp một ’khối vuông gồm hàng trăm hình ảnh của Sao Kim thu được đồng thời ở các bước sóng khác nhau. Điều này cho phép nhóm nghiên cứu kết hợp nhiều hình ảnh để cải thiện khả năng hiển thị của các đám mây và xem chúng với chất lượng chưa từng có.
Do đó, các hình ảnh VIRTIS cho thấy các hiện tượng ở phía đêm Sao Kim chưa từng thấy trước đây vào ban ngày.
Những sợi tơ nhanh bí ẩn được nhìn thấy ở phía trên những đám mây phía trên của sao Kim. Hình ảnh qua ESA Venus Express / S. Naito / R. Hueso và J. Peralta.
Các mô hình phổ biến về cách khí quyển của các hành tinh - như Sao Kim hoặc Trái đất - hành xử và lưu thông là Mô hình Lưu thông Toàn cầu (GCMs). Họ dự đoán siêu vòng quay sẽ xảy ra theo cách tương tự ở phía đêm Venus Venus như vào ban ngày. Tuy nhiên, nghiên cứu mới của Peralta và các đồng nghiệp của ông mâu thuẫn với những mô hình này.
Thay vào đó, siêu xoay dường như là bất thường và hỗn loạn hơn về phía đêm, theo các nhà khoa học. Họ nói rằng những đám mây phía trên đêm tạo thành những hình dạng và hình thái khác nhau so với những đám mây được tìm thấy ở nơi khác trên Sao Kim. Họ đã tìm thấy các mô hình lớn, lượn sóng, loang lổ, không đều và giống như dây tóc, nhiều trong số đó không được nhìn thấy trong các hình ảnh ban ngày.
Hơn nữa, những đám mây phía đêm bị chi phối bởi những hiện tượng không thể di chuyển được gọi là sóng đứng hoặc sóng đứng yên. Đồng tác giả Agustin Sánchez-Lavega của Đại học del País Vasco ở Bilbao, Tây Ban Nha, giải thích:
Sóng cố định có lẽ là thứ mà chúng ta gọi là sóng trọng lực. Nói cách khác, chúng là những đợt sóng tăng tạo ra thấp hơn trong bầu khí quyển Venus, dường như không di chuyển với vòng quay hành tinh. Những sóng này tập trung trên các khu vực dốc, núi của Sao Kim; điều này cho thấy rằng địa hình trên hành tinh đang ảnh hưởng đến những gì xảy ra ở trên mây.
Sóng cố định trong các đám mây trên sao Kim. Hình ảnh qua ESA / VIRTIS / J. Peralta và R. Hueso.
Sóng cố định trong các đám mây trên sao Kim. Hình ảnh qua ESA / VIRTIS / J. Peralta và R. Hueso.
Peralta nói:
Đó là một khoảnh khắc thú vị khi chúng tôi nhận ra rằng một số tính năng của đám mây trong các hình ảnh VIRTIS đã không di chuyển cùng với bầu khí quyển. Chúng tôi đã có một cuộc tranh luận dài về việc liệu kết quả có thật hay không cho đến khi chúng tôi nhận ra rằng một nhóm khác, do đồng tác giả Tiến sĩ Kouyama, cũng đã phát hiện ra các đám mây đứng yên ở phía đêm bằng cách sử dụng Cơ sở Kính viễn vọng Hồng ngoại của NASA (IRTF) ở Hawaii! Phát hiện của chúng tôi đã được xác nhận khi tàu vũ trụ JAXA [Akatsuki được đưa vào quỹ đạo quanh Sao Kim và ngay lập tức phát hiện ra sóng đứng yên lớn nhất từng được quan sát thấy trong hệ mặt trời vào ngày Venus Venus.
Các nhà nghiên cứu cho biết, ảnh hưởng của các đặc điểm bề mặt hành tinh trên hành tinh khí quyển của nó vẫn chưa rõ ràng giữa các nhà mô hình khí hậu. Håkan Svedhem, Nhà khoa học Dự án ESA cho Venus Express, nhận xét:
Nghiên cứu này thách thức sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về mô hình khí hậu và đặc biệt là siêu vòng quay, một hiện tượng quan trọng được nhìn thấy tại Sao Kim.
Tìm hiểu thêm về nghiên cứu này từ ESA
Các bảng này cho thấy các ví dụ về các loại hình thái đám mây mới được phát hiện ở phía đêm của Sao Kim nhờ kính viễn vọng hồng ngoại ESA và Venus Kính viễn vọng hồng ngoại của NASA. Hàng trên cùng, từ trái sang phải: các sóng cố định được quan sát bởi Venus Express, các mô hình mạng lưới tinh thần quan sát với IRTF. Hàng dưới cùng: các sợi bí ẩn (trái) và sự mất ổn định động (phải) được quan sát bởi Venus Express. Hình ảnh qua ESA / VIRTIS / J. Peralta và R. Hueso.
Điểm mấu chốt: Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu tàu vũ trụ Venus Express báo cáo sóng cố định và các tính năng di chuyển chậm trong các hành tinh trên mây của hành tinh, trong đêm Venus và đêm bí ẩn.