Астрономы нашли загадочную спираль в атмосфере Венеры

Спиралеобразная структура в атмосфере Венеры, открытая зондом «Акацуки»
© Kashimura et al. / Nature Communications 2019

Атмосфера Венеры интересует ученых уже почти 60 лет, с момента начала ее серьезного изучения советскими зондами из серии «Венера» и американскими аппаратами «Маринер». Достаточно быстро ученые выяснили, что воздушная оболочка «сестры» Земли абсолютно не похожа на ее аналог у нашей планеты.

Так, она оказалась чрезвычайно плотной и давление у ее поверхности почти в сто раз выше, чем на Земле. Высокая плотность заставляет углекислоту, на чью долю приходится около 95% массы воздуха Венеры, вести себя как экзотическая жидкость, а также порождает ряд других необычных эффектов.

В частности, атмосфера «утренней звезды» вращается в 60 раз быстрее, чем сама планета, что порождает сверхмощные ветра, движущиеся со скоростью в 500 километров в час. Вдобавок, день на ней длится дольше, чем год – 240 и 224 земных суток.

Необычные свойства воздушной прослойки Венеры порождают в ней загадочные гигантские структуры, существование которых ученые пока не могут до конца объяснить. Первая из них, гигантская буква Y, была открыта еще в 1960 годах. Вторая – причудливая стоячая волна длиной в 10 тысяч километров — была найдена совсем недавно, после того, японский зонд «Акацуки», специально созданный для изучения атмосферы Венеры, успешно вышел на ее орбиту.

Хироки Касимура (Hiroki Kashimura) из университета Кобе (Япония) и другие члены научной команды «Акацуки» открыли еще одну крайне необычную структуру, изучая снимки нижних слоев облаков «утренней звезды», полученные зондом относительно недавно при помощи инфракрасных камер.

Ученых, как отмечает Касимура, интересовали не столько сами сернокислотные облака, как то, как их расположение, плотность и другие свойства отражали то, в какую сторону и с какой скоростью движутся ветра и более крупные потоки воздуха в атмосфере Венеры.

Подобные наблюдения, как надеялись ученые, должны были помочь им «заглянуть» за толстый слой облаков и понять, какие климатические процессы дирижируют круговоротом воздушных масс в необычной атмосфере второй планеты Солнечной системы.

Вместо этого они натолкнулись на еще одну загадку. Объединив снимки за последние три года, японские планетологи обнаружили, что приполярные и умеренные области атмосферы Венеры опоясывают гигантские спирали из особенно быстрых потоков воздуха. Длина каждого «хвоста» спирали составляла около десяти тысяч километров, а ширина – несколько сотен тысяч метров.

Для раскрытия ее природы Касимура и его коллеги обратились за помощью к коллегам-теоретикам, создававшим модели климата Венеры на базе данных с «Акацуки» и других зондов. Оказалось, что их расчеты уже указывали на то, что подобные структуры должны были существовать в атмосфере «утренней звезды», однако до полета зонда у них не было возможности проверить эти выкладки.

Используя их расчеты, планетологи смогли понять, как возникают эти загадочные спирали. Оказалось, что их порождают два феномена, хорошо знакомых всем жителям Земли – полярные высотные ветра, «дирижирующие» климатом нашей планеты, и сила Кориолиса, порожденная вращением Земли и закручивающая вихри направо в северном полушарии и налево – в южном.

Что интересно, расчеты теоретиков показывают, что подобные спирали должны существовать в атмосфере Венеры постоянно, однако в реальности это не так. Как показывают наблюдения Акацуки, эти вихри периодически появлялись и исчезали, причину чего еще предстоит выяснить.