為什麼金星大氣旋轉得比行星自身還快?雙循環系統促成超旋轉

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 27 日 18:30 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


金星自轉非常緩慢,243 個地球日才繞自轉軸旋轉一圈,然而金星的大氣完全相反,其向西旋轉的速度比金星自轉速度快上 60 倍。這個謎團已存在許久,最近科學家可能找到了原因,在於大氣波與子午環流的加持。

1960 年代左右,科學家首度發現金星大氣層的超旋轉現象:當金星每 243 個地球日才完成自轉一周時,金星的大氣層以每秒 200 公尺的速度向西奔馳,僅需 4 天就完成一趟全球旅行,這種奇怪現象如何形成與維持已困擾了科學家 60 年,目前科學家只在土星最大的衛星——同樣奇異的泰坦(Titan)星球上才觀察到。

現在,由日本北海道大學天文學家 Takeshi Horinouchi 領導的國際團隊終於破解謎團。

研究人員分析了「破曉號(Akatsuki)」金星探測器上的紫外線攝影機(UVI)、長波紅外攝像機(LIR)圖像,從中注意到一個熱力潮(thermal tide),或者說是由白天與黑夜的溫差所觸發之大氣波、加快了低空大氣自轉速度;而金星上的子午環流(南北方向的空氣流動)也有相同的加熱和冷卻循環,空氣沿相反方向流向兩極高緯地區,將低緯度空氣一起向上推從而增強了氣流,最終使金星高層大氣旋轉速度比行星本身快得多。

這種雙循環機制,將能幫助科學家更了解那些經歷潮汐鎖定的系外行星之大氣系統。新論文發表在《科學》(Science)期刊。

▲ 維持金星大氣超速旋轉的雙循環系統。(Source:北海道大學

(首圖來源:NASA