บรรยากาศของดาวศุกร์นั้นลึกลับราวกับมันหนาแน่นและเปรี้ยง นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินภารกิจการโคจรและการสำรวจบรรยากาศเป็นครั้งคราว และในปี 2549 ESA ของ วีนัสเอ็กซ์เพรส ภารกิจกลายเป็นเครื่องมือแรกในการสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ในระยะยาวซึ่งเผยให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของมัน
จากการใช้ข้อมูลนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติซึ่งนำโดยนักวิจัยจากสำนักงานการสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) ได้ทำการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่ามีลักษณะของลมและเมฆบนตอนกลางคืนของดาวศุกร์ นอกเหนือจากการเป็นคนแรกแล้วการศึกษานี้ยังเผยให้เห็นว่าบรรยากาศมีพฤติกรรมแตกต่างกันไปในด้านกลางคืนซึ่งไม่คาดคิด
การศึกษาเรื่อง“ คลื่นนิ่งและลักษณะการเคลื่อนที่ช้าๆในเมฆบนกลางคืนของวีนัส” เพิ่งปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์ธรรมชาติ. นำโดย Javier Peralta เพื่อนยอดนิยมระดับนานาชาติของ JAXA ทีมงานได้ศึกษาข้อมูลที่ได้รับจาก วีนัสเอ็กซ์เพรส ชุดเครื่องมือวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษาประเภทเมฆที่มองไม่เห็นรูปร่างและการเปลี่ยนแปลงของโลก
ในขณะที่การศึกษาจำนวนมากได้ดำเนินการในบรรยากาศของดาวศุกร์จาก soace นี่เป็นครั้งแรกที่การศึกษาไม่ได้มุ่งเน้นไปที่วันข้างของดาวเคราะห์ ดังที่ดร. Peralta อธิบายไว้ในแถลงการณ์ของ ESA:
“นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถจำแนกลักษณะของบรรยากาศที่ไหลเวียนในด้านกลางคืนของดาวศุกร์ในระดับโลก ในขณะที่การไหลเวียนของบรรยากาศในวันข้างของดาวเคราะห์ได้รับการสำรวจอย่างกว้างขวาง แต่ก็ยังมีอีกมากที่จะค้นพบเกี่ยวกับด้านกลางคืน เราพบว่ารูปแบบคลาวด์มีความแตกต่างจากในตอนกลางวันและได้รับอิทธิพลจากภูมิประเทศของดาวศุกร์“
ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 นักดาราศาสตร์ได้ทราบว่าชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มีพฤติกรรมแตกต่างจากดาวเคราะห์ดาวเคราะห์อื่น ๆ มาก ในขณะที่โลกและดาวอังคารมีบรรยากาศที่หมุนรอบตัวด้วยความเร็วประมาณเดียวกับดาวเคราะห์บรรยากาศของดาวศุกร์สามารถเข้าถึงความเร็วได้มากกว่า 360 กม. / ชม. (224 ไมล์ต่อชั่วโมง) ดังนั้นในขณะที่โลกใช้เวลา 243 วันในการหมุนหนึ่งครั้งบนแกนของมันบรรยากาศใช้เวลาเพียง 4 วัน
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "การหมุนรอบตัวเร็ว" หมายถึงชั้นบรรยากาศเคลื่อนตัวเร็วกว่าดาวเคราะห์ 60 เท่า นอกจากนี้การวัดในอดีตแสดงให้เห็นว่าเมฆที่เร็วที่สุดตั้งอยู่ที่ระดับเมฆบน 65 ถึง 72 กม. (40 ถึง 45 ไมล์) เหนือพื้นผิว แม้จะมีการศึกษามานานหลายทศวรรษ แต่แบบจำลองบรรยากาศก็ไม่สามารถสร้างการหมุนรอบตัวเองขึ้นสูงซึ่งบ่งชี้ว่ากลไกบางอย่างไม่เป็นที่รู้จัก
เช่นนี้ Peralta และทีมงานต่างประเทศของเขาซึ่งรวมถึงนักวิจัยจาก Universidad del País Vasco ในสเปน, มหาวิทยาลัยโตเกียว, มหาวิทยาลัยเกียวโต Sangyo, ศูนย์ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (ZAA) ที่มหาวิทยาลัยเทคนิคเบอร์ลินและสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์ และ Space Planetology ในกรุงโรม - เลือกที่จะดูด้านที่ไม่ได้สำรวจเพื่อดูสิ่งที่พวกเขาสามารถหาได้ ตามที่เขาอธิบายไว้:
“ เรามุ่งเน้นไปที่ด้านกลางคืนเพราะมีการสำรวจต่ำ เราสามารถเห็นเมฆด้านบนในด้านกลางคืนของดาวเคราะห์ผ่านการแผ่รังสีความร้อนของพวกมัน แต่มันยากที่จะสังเกตพวกมันอย่างถูกต้องเพราะความคมชัดในภาพอินฟราเรดของเรานั้นต่ำเกินไปที่จะรับรายละเอียดที่เพียงพอ”
สิ่งนี้ประกอบไปด้วยการสังเกตเมฆด้านกลางคืนของดาวศุกร์ด้วยสเปคโตรมิเตอร์ถ่ายภาพความร้อนที่มองเห็นได้และอินฟราเรด (VIRTIS) เครื่องมือรวบรวมภาพหลายร้อยภาพพร้อมกันและความยาวคลื่นที่แตกต่างกันซึ่งทีมงานได้รวมเข้าด้วยกันเพื่อปรับปรุงการมองเห็นของเมฆ สิ่งนี้ทำให้ทีมได้เห็นพวกเขาอย่างถูกต้องเป็นครั้งแรกและยังเผยสิ่งที่ไม่คาดคิดเกี่ยวกับบรรยากาศด้านกลางคืนของดาวศุกร์
สิ่งที่พวกเขาเห็นคือการหมุนของบรรยากาศดูเหมือนจะวุ่นวายมากขึ้นในตอนกลางคืนมากกว่าที่เคยสังเกตในอดีตในช่วงกลางวัน เมฆบนยังก่อรูปทรงและสัณฐานที่แตกต่างกันออกไป - นั่นคือรูปแบบขนาดใหญ่, หยัก, เป็นหย่อม, ผิดปกติและเหมือนเส้นใย - และถูกครอบงำด้วยคลื่นนิ่งที่ซึ่งคลื่นสองลูกที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามทำให้เกิดสภาพอากาศที่นิ่ง
คุณสมบัติของคลื่นวิทยุนิ่งเหล่านี้ยังได้รับจากการรวมข้อมูล VIRTIS เข้ากับข้อมูลวิทยาศาสตร์ - วิทยุจากการทดลองวิทยาศาสตร์วีนัสเรดิโอ (VeRa) โดยธรรมชาติแล้วทีมรู้สึกประหลาดใจที่พบว่าพฤติกรรมในชั้นบรรยากาศเหล่านี้เนื่องจากพวกเขาไม่สอดคล้องกับสิ่งที่สังเกตเห็นเป็นประจำในช่วงกลางวัน ยิ่งกว่านั้นพวกเขายังขัดแย้งกับนางแบบที่ดีที่สุดสำหรับการอธิบายพลวัตของชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์
เป็นที่รู้จักกันในนาม Global Circulation Models (GCMs) โมเดลเหล่านี้ทำนายว่าใน Venus การหมุนรอบตัวสูงจะเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันกับทั้งกลางวันและกลางคืน ยิ่งไปกว่านั้นพวกเขาสังเกตเห็นว่าคลื่นนิ่งที่ด้านกลางคืนดูเหมือนจะสอดคล้องกับคุณลักษณะระดับสูง ในฐานะที่เป็น Agustin Sánchez-Lavega นักวิจัยจาก University del País Vasco และผู้ร่วมเขียนบนกระดาษอธิบาย:
“คลื่นนิ่งอาจเป็นสิ่งที่เราเรียกว่าคลื่นแรงโน้มถ่วง - กล่าวอีกนัยหนึ่งคลื่นที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดชั้นบรรยากาศต่ำกว่าในดาวศุกร์ซึ่งดูเหมือนว่าจะไม่เคลื่อนไหวตามการหมุนของดาวเคราะห์ คลื่นเหล่านี้กระจุกตัวอยู่เหนือพื้นที่สูงชันของดาวศุกร์ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าสภาพภูมิประเทศของดาวเคราะห์กำลังส่งผลกระทบต่อสิ่งที่เกิดขึ้นบนก้อนเมฆ“
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นการเชื่อมโยงที่เป็นไปได้ระหว่างภูมิประเทศของดาวศุกร์กับการเคลื่อนที่ของบรรยากาศ เมื่อปีที่แล้วทีมนักดาราศาสตร์ยุโรปได้ทำการศึกษาซึ่งแสดงให้เห็นว่ารูปแบบสภาพอากาศและคลื่นที่เพิ่มขึ้นในช่วงกลางวันดูเหมือนจะเชื่อมโยงโดยตรงกับลักษณะภูมิประเทศ การค้นพบนี้ขึ้นอยู่กับภาพ UV ที่ถ่ายโดยกล้องตรวจสอบวีนัส (VMC) วีนัสเอ็กซ์เพรส.
การค้นหาสิ่งที่คล้ายกันที่เกิดขึ้นในคืนนี้เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจจนกระทั่งพวกเขารู้ว่าพวกเขาไม่ได้เป็นคนเดียวที่พบ ตามที่ระบุไว้ Peralta:
“มันเป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นเมื่อเราตระหนักว่าคุณลักษณะบางอย่างของเมฆในภาพ VIRTIS ไม่ได้เคลื่อนไหวไปพร้อมกับบรรยากาศ เรามีการถกเถียงกันมานานเกี่ยวกับว่าผลลัพธ์นั้นเป็นจริงหรือไม่จนกระทั่งเราตระหนักว่ามีทีมอื่นที่นำโดยดร. โคยะมะผู้ร่วมเขียนได้ค้นพบกลุ่มเมฆนิ่งในตอนกลางคืนด้วยตนเองโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด (IRTF) ของ NASA ในฮาวาย! การค้นพบของเราได้รับการยืนยันเมื่อยานอวกาศ Akatsuki ของ JAXA ถูกแทรกเข้าสู่วงโคจรรอบดาวศุกร์และพบคลื่นนิ่งที่ใหญ่ที่สุดที่เคยพบในระบบสุริยะในช่วงเวลาของวีนัส“
การค้นพบนี้ยังท้าทายรูปแบบของคลื่นนิ่งที่มีอยู่ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของลมบนพื้นผิวและลักษณะพื้นผิวที่ยกระดับสูง อย่างไรก็ตามการวัดก่อนหน้านี้ดำเนินการโดยยุคโซเวียต Venera แลนเดอร์สระบุว่าลมบนพื้นผิวอาจอ่อนเกินกว่าที่จะเกิดขึ้นบนดาวศุกร์ นอกจากนี้ซีกโลกใต้ซึ่งทีมสำรวจเพื่อการศึกษาของพวกเขาค่อนข้างสูง
และตามที่ Ricardo Hueso แห่งมหาวิทยาลัย Basque Country (และผู้เขียนร่วมบนกระดาษ) ระบุไว้พวกเขาไม่ได้ตรวจจับคลื่นนิ่งที่สอดคล้องกันในระดับเมฆล่าง “ เราคาดว่าจะพบคลื่นเหล่านี้ในระดับที่ต่ำกว่าเพราะเราเห็นพวกมันในระดับบนและเราคิดว่าพวกเขาลุกขึ้นจากเมฆจากพื้นผิว” เขากล่าว “ มันเป็นผลลัพธ์ที่คาดไม่ถึงแน่นอนและเราทุกคนจะต้องกลับไปที่แบบจำลองของวีนัสเพื่อสำรวจความหมายของมัน”
จากข้อมูลนี้ดูเหมือนว่าภูมิประเทศและระดับความสูงมีการเชื่อมโยงเมื่อมาถึงพฤติกรรมในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ แต่ไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นคลื่นนิ่งที่ตรวจพบทางด้านกลางคืนของดาวศุกร์อาจเป็นผลมาจากกลไกที่ตรวจไม่พบอื่น ๆ ในที่ทำงาน อนิจจาดูเหมือนว่าบรรยากาศของดาวศุกร์ - โดยเฉพาะในแง่มุมที่สำคัญของการหมุนรอบตัว - ยังคงมีความลึกลับบางอย่างสำหรับเรา
การศึกษายังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการรวมข้อมูลจากหลาย ๆ แหล่งเพื่อให้ได้ภาพที่ละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของดาวเคราะห์ ด้วยการปรับปรุงเพิ่มเติมในการใช้เครื่องมือและการแบ่งปันข้อมูล (และอาจเป็นอีกภารกิจหนึ่งหรือสองภารกิจสู่พื้นผิว) เราคาดว่าจะเห็นภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นว่าอะไรคือพลังขับเคลื่อนของบรรยากาศของดาวศุกร์ในไม่ช้า
ด้วยโชคเล็ก ๆ น้อย ๆ อาจมีวันหนึ่งที่เราสามารถจำลองบรรยากาศของดาวศุกร์และทำนายรูปแบบสภาพอากาศได้อย่างแม่นยำเช่นเดียวกับที่เราทำ
