2018.06.27.

Orografikus légköri hullám befolyásolja a Vénusz tengelyforgását

A japán Akacuki (Hajnal) nevű űrszondát 2010-ben indították a Vénusz időjárásának tanulmányozása céljából, de hajtóműhiba miatt csak 2015-ben tudta megkezdeni érdemi munkáját. Azonban így is igen izgalmas felfedezéshez vezettek már a mérései!

Az űrszonda egy kb. 10.000 km hosszan, észak-dél irányban elnyúló hullámot fedezett fel a Vénusz felhőzetének felső rétegében, s úgy észlelte, hogy a ívelt alakú hullám a Vénusz felszínéhez képest egy helyben áll, így nehézségi hullámként lehet értelmezni. A Vénusz tengelyforgása 243 földi napot vesz igénybe, mindeközben a bolygó légkörének csupán 4 földi napra van szüksége ugyanehhez. Hasonló hullámok minden vénuszi nap délutánján megjelentek még, a bolygó egyenlítői vidékének magasabb fekvésű területei felett. Nehézségi hullámok azok a légköri hullámok, amelyek a felszín felől indulva a légkör magasabb rétegeibe terjednek át, létrejöttük a felszínen (hegységen) vagy annak közelében lévő akadályon (pl. viharrendszeren) átbukó légáramlatnak köszönhető. (E hullámok Földünk légkörében is jelen vannak, s vizsgálatukból már sok érdekes következtetést levontak akár a felszín, akár maga a légkör viselkedését illetően.)
A vénuszi légkörről azonban úgy tudjuk, hogy a legalsó rétege stabil és elvileg nem szabadna lehetővé tennie a nehézségi hullámok függőleges terjedését, első ránézésre a felhőhullám ellentmondani látszik a légkör felépítéséről szerzett ismereteinknek. Francia és amerikai kutatók a Vénusz légkörének numerikus modellje alapján próbálták szimulálni a folyamatot, minden olyan adatot beszámítva, amely fizikailag befolyásolhatja a légkör viselkedését. Érdekes módon, a hullám felfedezését megelőzően semmilyen kifinomult légköri szimulációban nem jött létre hasonló képződmény, ezt csak úgy tudták létrehozni, ha 10 km magasságban önkényesen (ismert fizikai okok nélkül) beállítottak a légkörbe egy zavart. Azonban ebből arra következtettek, hogy lehet valamilyen ismeretlen folyamat a háttérben, amelyet pont a légköri hullám segítségével tárhatnak fel. A modell felbontása 200 ill. 400 km-es felszíni alakzatokat vesz figyelembe, azonban a Vénusz felszínén ennél kisebb területek vannak, amelyek magassági változásai miatt a légkörbe közvetített hullámokat a szimulációk a kis felbontás miatt egyszerűen képtelenek voltak beleszámítani. Emiatt a modellt kissé kikalapálták, s feljavították a felbontást, az így már beszámított topográfiai eltérések hatására szépen ki is alakultak a szimulációban azok a légköri hullámok, amelyeket az űrszonda is érzékelt. Az új modell alapján kapott hullámok megegyeztek azzal, amiket az Akacuki 2015-17 közt, 4 vénuszi nap során észlelt!
A hullámok a vénuszi nap déli időszakában jelennek meg, egész délután láthatóak, majd alkonyatkor feloszlanak A vénuszi délelőtt során elkezd emelkedni a hőmérséklet (mindössze 2K fokkal), ám ez is elegendő ahhoz, hogy a legalsó, stabil légköri réteg stabilitása meggyengüljön. A légáramlatok elkezdenek átbukni a hegyeken, s a meggyengült stabilitás miatt az így kialakuló felszínközeli hullám tovább tud terjedni a magasabb légköri rétegekbe is. A délután előre haladtával aztán ismét stabilizálódni kezd az alsó légréteg s alkonyatra megszűnik a kialakult nehézségi hullám.
Az is kiderült a számításokból, hogy a kialakuló nehézségi hullám forgatónyomatéka visszahat a bolygó tengelyforgásának sebességére is – ilyen hatást eddig egyetlen vénuszi légköri modellben sem számoltak. A hegyek keltette nehézségi hullám vénuszi naponként 2 (földi) percnyi fluktuációt okoz a bolygó tengelyforgásában, ez a modellfutásban kapott eltérés részben megmagyarázhatja a Vénusz tengelyforgási idejében az elmúlt 40 év űrszondái által mért 7 percnyi eltérést is.
A Vénusz tengelyforgásának pontosabb méréseivel és a légkör – felszín rendszer napon belül ható változásainak további vizsgálatával talán a hiányzó 5 percre is találnak majd magyarázatot a későbbiek során. A pontosabb mérések és az összefüggések feltárása után majd arra is lehetőség nyílik, hogy a Vénusz belső szerkezetét jobban megértsük, s arra is rájöjjünk, hogy minek köszönhető pontosan a bolygó és a légköre forgása közti óriási eltérés.

A kutatási eredményt a Nature Geoscience tette közzé június 18-án, a teljes cikk elérhető az alábbi (kissé hosszú) linken.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: