科學家首觀察金星夜晚,出現全新樣貌的雲

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 18 日 15:04 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

金星的大氣環流過去已被廣泛探索過,但最近,一個天文團隊首次描繪出金星風和上方雲層在夜晚的型態,並得到令人驚訝的結果──夜晚的雲可能受到金星地形的影響,而出現意想不到的形態,比如片狀、絲狀、更細長的雲彩等,甚至有些圖樣在白天並觀察不到。



根據過去科學家對維納斯金星的觀察,其大氣層表現受到超高速大氣環流和超慢速自轉影響,在低於緯度 50° 的金星雲層頂端(距離地表 65~72 公里),其風速可高達每秒 85~100 公尺(每小時 300~360 公里),是金星本身自轉速度的 60 倍,加上風的吹拂方向和金星自轉方向相反,因此這股強烈風造就了金星大氣層特殊的「超級旋轉」現象:大氣環流只需要 4 個地球日就可以環繞金星一周,但金星的恆星日卻有 243 日(1 恆星日= 23 小時 56 分 4.0916 秒)。相比之下,地球上最高風速只有地球自轉速度的 10%~20%。

▲ 金星上層大氣的超級旋轉。(Source:歐洲太空總署

一份關於金星大氣的最新研究發布在《自然天文學》期刊。日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)研究人員 Javier Peralta 表示,「我們已花了數十年時間研究超級旋風,將心力放在較少人探索的夜晚上層雲層,只是,團隊的金星模型一直無法重現這種超級旋轉。」

這一次,團隊使用歐洲太空總署環金星橢圓形軌道的「金星快車」(Venus Express)可見光和紅外熱成像光譜儀(VIRTIS)數據,分析金星夜晚的紅外線波長光,終於看到這些被強風催趕的雲,從而發現意想不到的驚人結果,超級旋轉在夜間似乎變得更加不規則和混亂,並且發現全新結構的雲!

歐洲太空總署指出,夜晚的雲出現不同形狀與形態,它們更大、呈現波浪狀、片狀、絲狀圖案等,許多特徵在白天圖像中並找不到,且雲被靜止波控制著,呈現敵不動我不動的情況。巴斯克地區大學知名天體物理學家 Agustín Sánchez Lavega 說,這些固定靜止的波是重力波,而研究結果看起來,上升的波讓雲不會隨著金星旋轉而發生變化,這些波集中在金星的陡峭山區,表明金星上的地形正在影響雲層。

但這一發現將為金星夜晚的大氣循環模式提供另一種模型設計。令人困惑的是,金星的中下雲層並不存在重力波,它們直到距離表面大約 50 公里處才出現。科學家不是第一次在金星上觀測到重力波了,這些重力波原本預期是地表風和障礙物(比如山)交互作用形成,但新數據表明,這種現象並不僅限於金星的高原地區而已。

研究中,金星南半球地區海拔普遍較低,但重力波仍影響著大氣層的運動,巴斯克地區大學物理講師里卡多·胡索(Ricardo Hueso)說,「這是一個意想不到的結果,我們都需要重新考察現有的金星模型。」

(首圖來源:歐洲太空總署)

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