Супервращение атмосферы на Венере объяснили термическими приливами

Венера — планета неторопливая, и на полный оборот вокруг своей оси ей требуется около 243 земных суток. Но вот ее атмосфера — полная противоположность: необычайно плотная и горячая, наполненная ядовитыми сернистыми газами, она находится в постоянном и бурном движении и вращается над планетой в 60 раз быстрее нее самой, на скорости более 350 км/ч. Это супервращение должно было бы быстро затормозиться, рассеяв энергию, однако проходящие в атмосфере процессы постоянно подпитывают его. Сила ветров в атмосфере Венеры так велика, что они даже чуть «подталкивают» вращение планеты.

«С момента открытия супервращения в 1960-х механизмы, которые его создают и поддерживают, остаются загадкой», — говорит Такеси Хоринути (Takeshi Horinouchi) из Университета Хоккайдо. В новой статье, опубликованной в журнале Science, Хоринути и его соавторы представили свое объяснение супервращению (суперротации) венерианской атмосферы, связав его с термическими приливами — градиентом давления, который возникает из-за неравномерного нагревания ее Солнцем.

Авторы использовали данные японского космического зонда Akatsuki (Planet-C), который был запущен еще 10 лет назад и работает на орбите соседней планеты с конца 2015 года. Аппарат провел наблюдения за атмосферой Венеры в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, позволив ученым точно выяснить скорости ветров в разных слоях атмосферы и на разных широтах, а затем — составить полную картину ветров, поддерживающих супервращение.

Супервращение венерианской атмосферы (желтая стрелка) поддерживается термическими приливами в верхних слоях от полюсов к экватору (красные стрелки) / ©Planet-C Team

На дневной, поливаемой близким Солнцем стороне атмосфера Венеры нагревается и устремляется на ночную сторону мощным и постоянным потоком ветра, направленным вдоль экватора. На Земле стабилизации такого потока препятствуют континенты и океаны, «разбивающие» его течение. На Венере океанов нет (хотя и были), а дополнительное усиление скоростным ветрам придают воздушные течения термических приливов.

Нагретый воздух в районе экваторов поднимается на высоту и устремляется в противоположных направлениях, к северному и южному полюсам. Соответственно, холодный воздух из приполярных и умеренных широт движется в нижних слоях в сторону экватора, образуя циркуляционную ячейку Хэдли. Такие ячейки поддерживают сверхскоростные высотные ветры у экватора, стабилизируя и ускоряя их течение.