Ученые из России и Италии установили влияние рельефа Венеры на ее атмосферу

МОСКВА, 3 апр — РИА Новости. Российским и итальянским ученым впервые удалось установить с помощью станции "Венера-Экспресс" влияние рельефа на динамические процессы Венеры на высотах 90-110 километров, статья с результатами работы опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

"Стало известно, что практически вся газовая оболочка планеты, от поверхности до 85–90 километров, стремительно вращается вдоль параллелей с востока на запад. На верхней границе облаков воздушные потоки движутся со скоростью около 100 м/с (360 км/ч) и более чем в 50 раз обгоняют вращение твердого тела планеты. Это так называемый режим суперротации, который захватывает облачные слои в нижней тропосфере и следующей за ней мезосфере", — отмечают исследователи.

Начиная с высоты примерно 110 км (мезопауза) атмосферные потоки начинают двигаться иначе: от подсолнечной точки на освещённой стороне к антисолнечной на ночной стороне. Между ними, на высотах 90–110 км, располагается переходный слой, динамике которого, как предполагается, присущи черты обоих режимов.

Специфическое свечение

Чтобы узнать, что происходит в этой области, исследователи — сотрудники Института космических исследований (ИКИ РАН) Дмитрий Горинов, Игорь Хатунцев, Людмила Засова, Александр Тюрин и их коллега Джузеппе Пиччони (Giuseppe Piccioni) из Национального института астрофизики Италии — обратили внимание на специфическое свечение на длине волны 1,27 микрона в инфракрасном диапазоне, которое испускает атомарный кислород на ночной стороне планеты.

Как удалось выяснить, его появление связано именно с атмосферными течениями. На дневной стороне Венеры под действием солнечного излучения появляются атомы кислорода, которые на большой высоте "дрейфуют" на ночную сторону. Там, в нисходящем атмосферном потоке, они опускаются ниже и соединяются в молекулы кислорода (рекомбинируют), этот процесс сопровождается излучением в инфракрасном диапазоне.

Это свечение наблюдал картирующий спектрометр VIRTIS-М на борту космического аппарата "Венера-Экспресс" (Европейское космическое агентство), вышедшего на орбиту планеты в 2006 году. Среднюю высоту, на которой рождалось излучение, оценили примерно в 97 километров над поверхностью. Кроме этого, уже тогда заметили, что свечение распределяется по ночной стороне Венеры неравномерно, а значит, интересно изучить закономерности этого распределения, скорости перемещения отдельных деталей "узора".

Скорость и направление ветра

Это и было сделано в новой работе. Дмитрий Горинов и его коллеги проследили за движением отдельных ярких деталей на изображениях венерианского диска и таким образом получили представление о направлении и скорости ветра на высотах примерно 97 километров. Использовались данные наблюдений с июля 2006 по сентябрь 2008 года. Из-за особенностей орбиты "Венеры-Экспресс" особенно детально было изучено южное полушарие и экваториальная часть северного приблизительно до 20 параллели.

Картина, которая открылась на полученных картах, оказалась весьма сложной и несимметричной относительно полуночи. Это означает, что циркуляция со стороны утреннего терминатора (линии, отделяющей светлую часть космического тела от неосвещенной) отличается от вечернего. По данным VIRTIS-М, на "утренней" стороне атмосферные массы на этой высоте движутся преимущественно по направлению к полюсу и к полуночной точке (на восток). На "вечерней" стороне — также к полуночной точке (на запад), но к экватору. Эти потоки встречаются, но не у линии полуночи, а немного ранее, приблизительно на линии 22 часов, где и расходятся к полюсу и к экватору.

Рельеф влияет на атмосферу

Но ещё более интересный и важный результат работы — обнаружены свидетельства того, что на циркуляцию атмосферы на такой высоте (почти 100 км) влияет рельеф подстилающей поверхности. На отдельных изображениях видно, что потоки как бы "обтекают" невидимые препятствия, которые располагаются над топографическими возвышенностями поверхности планеты.

И хотя данных "Венеры-Экспресс" недостаточно, чтобы уверенно говорить о связи между рельефом и атмосферными течениями на высоте около 100 км, исследователи попытались детально изучить движения некоторых ярких областей, предположив, что они связаны с высокогорьями, в частности, с областью Фебы (Phoebe Regio). Если это предположение верно, то можно говорить, что яркие области служат своего рода "указателем" возвышенностей, с учётом возможных смещений.

Автоматическая межпланетная станция "Венера-Экспресс" (Европейское космическое агентство) была запущена 9 ноября 2005 года с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя "Союз" с разгонным блоком "Фрегат". Аппарат вышел на первую вытянутую орбиту вокруг Венеры 11 апреля 2006 г. В феврале 2015 года аппарат вошёл в атмосферу Венеры, но обработка его данных продолжается.

Специалисты ИКИ РАН принимали участие в разработке, изготовлении и испытаниях двух научных приборов орбитального аппарата: универсального спектрометра и спектрометра высокого спектрального разрешения SPICAV/SOIR и планетного Фурье-спектрометра PFS (изготовлен в Италии с участием России).