الغلاف الجوي لكوكب الزهرة غامض بقدر ما هو كثيف وحارق. لأجيال ، سعى العلماء لدراستها باستخدام التلسكوبات الأرضية والمهام المدارية والمسبار الجوي العرضي. وفي عام 2006 ، وكالة الفضاء الأوروبية فينوس اكسبرس أصبحت المهمة أول مسبار يقوم بعمليات رصد طويلة المدى لجو الكوكب ، والتي كشفت الكثير عن ديناميكياته.
باستخدام هذه البيانات ، أجرى فريق من العلماء الدوليين - بقيادة باحثين من الوكالة اليابانية للفضاء والاستكشاف (JAXA) - دراسة حديثة ميزت أنماط الرياح والغيوم العلوية على الجانب الليلي من كوكب الزهرة. بالإضافة إلى كونها الأولى من نوعها ، كشفت هذه الدراسة أيضًا أن الجو يتصرف بشكل مختلف على الجانب الليلي ، وهو أمر غير متوقع.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "الموجات الثابتة والميزات التي تتحرك ببطء في الليل الغيوم العلوية لكوكب الزهرة" في المجلة العلمية. علم الفلك الطبيعي. استشار الفريق البيانات التي حصلت عليها بقيادة خافيير بيرالتا ، أكبر زميل شاب دولي في وكالة JAXA Venus Express " مجموعة من الأدوات العلمية من أجل دراسة أنواع الغيوم والتشكيلات والديناميكيات والديناميكيات التي لم تكن مرئية من قبل
في حين تم إجراء الكثير من الدراسات حول الغلاف الجوي لكوكب الزهرة من التربة ، كانت هذه هي المرة الأولى التي لا تركز فيها الدراسة على جانب اليوم من الكوكب. كما أوضح الدكتور بيرالتا في بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية:
“هذه هي المرة الأولى التي تمكنا فيها من وصف كيفية دوران الغلاف الجوي على الجانب الليلي من كوكب الزهرة على نطاق عالمي. بينما تم استكشاف الدوران الجوي على جانب النهار على كوكب الأرض على نطاق واسع ، لا يزال هناك الكثير لاكتشافه حول الجانب الليلي. وجدنا أن أنماط السحاب هناك تختلف عن تلك الموجودة على جانب اليوم ، وتتأثر بطوبوغرافيا فينوس.“
منذ ستينيات القرن الماضي ، كان الفلكيون يدركون أن جو كوكب الزهرة يتصرف بشكل مختلف تمامًا عن الكواكب الأرضية الأخرى. في حين أن الأرض والمريخ لهما أجواء تدور معًا بنفس سرعة دوران الكوكب تقريبًا ، فإن الغلاف الجوي لكوكب الزهرة يمكن أن يصل إلى سرعات تزيد عن 360 كم / ساعة (224 ميل في الساعة). في حين يستغرق الكوكب 243 يومًا لتدور مرة واحدة على محوره ، فإن الغلاف الجوي يستغرق 4 أيام فقط.
هذه الظاهرة ، المعروفة باسم "الدوران الفائق" ، تعني بشكل أساسي أن الغلاف الجوي يتحرك أسرع 60 مرة من الكوكب نفسه. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت القياسات في الماضي أن أسرع السحب تقع في مستوى السحب الأعلى ، على ارتفاع 65 إلى 72 كم (40 إلى 45 ميل) فوق السطح. على الرغم من عقود من الدراسة ، لم تتمكن نماذج الغلاف الجوي من إنتاج دوران فائق ، مما يشير إلى أن بعض الميكانيكا كانت غير معروفة.
على هذا النحو ، بيرالتا وفريقه الدولي - الذي ضم باحثين من جامعة ديل بايس فاسكو في إسبانيا ، وجامعة طوكيو ، وجامعة كيوتو سانغيو ، ومركز الفلك والفيزياء الفلكية (ZAA) في جامعة برلين التقنية ، ومعهد الفيزياء الفلكية و Space Planetology في روما - اختاروا النظر إلى الجانب غير المكتشف ليروا ما يمكنهم العثور عليه. كما وصفها:
"لقد ركزنا على الجانب الليلي لأنه لم يتم استكشافه بشكل جيد ؛ يمكننا رؤية الغيوم العلوية على الجانب الليلي للكوكب من خلال انبعاثها الحراري ، ولكن كان من الصعب مراقبتها بشكل صحيح لأن التباين في صور الأشعة تحت الحمراء لدينا كان منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن التقاط تفاصيل كافية ".
يتألف هذا من مراقبة غيوم فينوس الجانبية مع مطياف التصوير الحراري المرئي والأشعة تحت الحمراء (VIRTIS). جمعت الآلة مئات الصور في وقت واحد وأطوال موجية مختلفة ، والتي جمعها الفريق بعد ذلك لتحسين رؤية الغيوم. سمح هذا للفريق برؤيتهم بشكل صحيح للمرة الأولى ، وكشف أيضًا عن بعض الأشياء غير المتوقعة حول الأجواء الليلية لفينوس.
ما رأوه هو أن الدوران الجوي يبدو أكثر فوضى على الجانب الليلي مما لوحظ في الماضي على جانب النهار. كما شكلت الغيوم العلوية أيضًا أشكالًا ومورفولوجيات مختلفة - أي أنماط كبيرة ومموجة ومرقعة وغير منتظمة وشبيهة بالخيوط - وكانت تهيمن عليها موجات ثابتة ، حيث تلغي موجتان تتحركان في اتجاهين متعاكسين وتخلق نمطًا ثابتًا للطقس.
تم الحصول على الخصائص ثلاثية الأبعاد لهذه الموجات الثابتة من خلال الجمع بين بيانات VIRTIS وبيانات العلوم الراديوية من تجربة Venus Radio Science (VeRa). بطبيعة الحال ، فوجئ الفريق للعثور على هذه الأنواع من السلوكيات الجوية لأنها كانت غير متسقة مع ما تم ملاحظته بشكل روتيني على جانب النهار. علاوة على ذلك ، يناقضون أفضل النماذج لشرح ديناميات جو فينوس.
تتنبأ هذه النماذج المعروفة باسم نماذج التداول العالمية (GCMs) أنه في كوكب الزهرة ، سيحدث الدوران الفائق بنفس الطريقة تقريبًا على جانبي النهار والليل. علاوة على ذلك ، لاحظوا أن الموجات الثابتة في الجانب الليلي تتوافق مع ميزات الارتفاعات العالية. كما أوضح Agustin Sánchez-Lavega ، باحث من جامعة del País Vasco ومؤلف مشارك في الورقة:
“الموجات الثابتة هي على الأرجح ما نسميه موجات الجاذبية - بعبارة أخرى ، الموجات الصاعدة المتولدة أقل في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة والتي يبدو أنها لا تتحرك مع دوران الكوكب. تتركز هذه الموجات فوق مناطق جبلية شديدة الانحدار من الزهرة. هذا يشير إلى أن تضاريس الكوكب تؤثر على ما يحدث في الأعلى في السحاب.“
ليست هذه هي المرة الأولى التي يرصد فيها العلماء صلة محتملة بين تضاريس فينوس وحركتها الجوية. في العام الماضي ، أصدر فريق من علماء الفلك الأوروبيين دراسة أظهرت كيف تبدو أنماط الطقس وارتفاع الموجات على جانب اليوم مرتبطة بشكل مباشر بالسمات الطوبوغرافية. واستندت هذه النتائج على صور للأشعة فوق البنفسجية التي التقطتها كاميرا مراقبة فينوس (VMC) على متن فينوس اكسبرس.
كان العثور على شيء مماثل يحدث على الجانب الليلي مفاجأة ، حتى أدركوا أنهم ليسوا الوحيدين الذين اكتشفوه. كما أشار بيرالتا:
“لقد كانت لحظة مثيرة عندما أدركنا أن بعض ميزات السحابة في صور VIRTIS لم تتحرك جنبًا إلى جنب مع الغلاف الجوي. كان لدينا نقاش طويل حول ما إذا كانت النتائج حقيقية - حتى أدركنا أن فريقًا آخر ، بقيادة المؤلف المشارك الدكتور كوياما ، اكتشف أيضًا بشكل مستقل غيومًا ثابتة على الجانب الليلي باستخدام مرفق تلسكوب الأشعة تحت الحمراء (IRTF) التابع لناسا في هاواي! تم تأكيد النتائج التي توصلنا إليها عندما تم إدخال المركبة الفضائية Akatsuki التابعة لوكالة JAXA في المدار حول كوكب الزهرة وتمكنت فورًا من اكتشاف أكبر موجة ثابتة لوحظت على الإطلاق في المجموعة الشمسية على جانب الزهرة.“
تتحدى هذه النتائج أيضًا النماذج الحالية للموجات الثابتة ، والتي من المتوقع أن تتشكل من تفاعل الرياح السطحية وميزات السطح عالية الارتفاع. ومع ذلك ، فإن القياسات السابقة التي أجراها الحقبة السوفيتية فينيرا أشار الهبوط إلى أن الرياح السطحية قد تكون أضعف من أن تحدث على كوكب الزهرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن نصف الكرة الجنوبي ، الذي لاحظه الفريق لدراسته ، منخفض جدًا في الارتفاع.
وكما أشار ريكاردو هيوزو من جامعة بلاد الباسك (ومؤلف مشارك على الورقة) ، لم يكتشفوا الموجات الثابتة المقابلة في مستويات السحب المنخفضة. وقال: "توقعنا أن نجد هذه الموجات في المستويات الدنيا لأننا نراها في المستويات العليا ، واعتقدنا أنها ارتفعت من خلال السحابة من السطح". "إنها نتيجة غير متوقعة بالتأكيد ، وسنحتاج جميعًا إلى إعادة النظر في نماذجنا من الزهرة لاستكشاف معناها".
من هذه المعلومات ، يبدو أن التضاريس والارتفاع مرتبطان عندما يتعلق الأمر بسلوك الزهرة الجوي ، ولكن ليس بشكل ثابت. لذا فإن الموجات الواقفة التي لوحظت على الجانب الليلي من الزهرة قد تكون نتيجة لآلية أخرى غير مكتشفة في العمل. للأسف ، يبدو أن جو فينوس - على وجه الخصوص ، الجانب الرئيسي للدوران الفائق - لا يزال لديه بعض الألغاز بالنسبة لنا.
أظهرت الدراسة أيضًا فعالية الجمع بين البيانات من مصادر متعددة للحصول على صورة أكثر تفصيلاً لديناميكيات الكوكب. مع المزيد من التحسينات في الأجهزة وتبادل البيانات (وربما مهمة أخرى أو اثنتين على السطح) ، يمكننا أن نتوقع الحصول على صورة أوضح لما يغذي ديناميكيات الغلاف الجوي لكوكب الزهرة قبل فترة طويلة.
مع قليل من الحظ ، قد يأتي يوم يمكننا فيه نمذجة الغلاف الجوي لكوكب الزهرة والتنبؤ بأنماط الطقس بدقة مثلما نفعل مع أنماط الأرض.
