Гігантські поляризовані кільця в атмосфері Венери: виявлення 2010 року, яке може розгадати таємницю суперобертання

У статті, опублікованій у The Planetary Science Journal, міжнародна команда на чолі з Гуравом Махапатрою з Делфтського технологічного університету повідомляє про відкриття тьмяних, планетарного масштабу концентричних кілець у поляризованому потоці сонячного світла, відбитого Венерою . Дані було отримано під час випадкового 36-хвилинного сеансу спостережень у 2010 році за допомогою екстремального поляриметра (ExPo) на телескопі Вільяма Гершеля на Канарських островах .

Кільця мають контрастність близько однієї частини на мільйон (10⁻⁶) і абсолютно невидимі на звичайних знімках загальної яскравості — вони з'являються лише тоді, коли виділяють поляризоване світло . Дослідники, які виявили сигнал більш ніж через десятиліття, витратили роки, намагаючись виключити інструментальний артефакт, перш ніж дійти висновку, що структура є реальною .

Що створило кільця?

Чисельне моделювання перенесення випромінювання, проведене командою, показує, що варіації густини газу на 5–10% у тонкому шарі над верхньою межею хмар Венери можуть створювати спостережувану картину поляризації . Найбільш імовірним фізичним поясненням є те, що кільця — це атмосферні гравітаційні хвилі — хвилі густини, що поширюються у верхніх шарах атмосфери, подібно до кіл на воді .

Кільця виявляються злегка зміщеними за вітром від підсонячної точки, помітні в різних фільтрах видимого спектру та не очевидні на одночасних спостереженнях загальної яскравості .

Чому це кандидат, а не підтверджене відкриття?

Знайдений об'єкт описується як "кандидат", а не підтверджене відкриття, з важливої причини: ExPo був демонтований до того, як кільця були виявлені в архівних даних . Цей єдиний 36-хвилинний набір даних — єдине спостереження, яке існує. Немає можливості повторити вимірювання тим самим інструментом, і сигнал не був незалежно підтверджений жодним іншим приладом чи космічним апаратом .

Автори обережні у своїх висновках і не стверджують про остаточне виявлення, представляючи кільця як фізично правдоподібного кандидата, який заслуговує на цілеспрямовані подальші спостереження .

Зв'язок із суперобертанням

Верхня атмосфера Венери обертається набагато швидше, ніж сама планета — це явище називають суперобертанням, і воно залишається однією з найбільших нерозв'язаних загадок планетології . Гравітаційні хвилі переносять імпульс у напрямку, протилежному суперобертанню, і коли вони розсіюються на великих висотах, вони сповільнюють середній потік .

Підтвердження того, що ці планетарні кільця є гравітаційними хвилями, надало б прямі докази існування великомасштабної хвильової активності у верхній атмосфері, яка давно теоретично розглядалася як критичний механізм формування та регуляції суперобертання Венери . Виявлення та характеристика таких хвиль можуть значно покращити моделі атмосферної динаміки та енергетичного балансу Венери.

Що далі?

Випадкове відкриття підкреслює цінність архівних даних спеціалізованих інструментів. Зараз дослідники закликають до цілеспрямованих поляриметричних спостережень Венери за допомогою наявних або майбутніх приладів, щоб підтвердити явище кілець . Підтвердження не тільки розв'яже давню загадку атмосфери Венери, але й продемонструє метод, який можна застосувати для вивчення атмосфер екзопланет, де пряме зображення таких хвиль неможливе .