A atmosfera de Vênus é tão misteriosa quanto densa e abrasadora. Por gerações, os cientistas procuraram estudá-lo usando telescópios terrestres, missões orbitais e ocasionalmente sonda atmosférica. E em 2006, os ESA's Venus Express A missão se tornou a primeira sonda a realizar observações de longo prazo da atmosfera do planeta, que revelaram muito sobre sua dinâmica.
Usando esses dados, uma equipe de cientistas internacionais - liderada por pesquisadores da Agência Aeroespacial e de Exploração do Japão (JAXA) - recentemente conduziu um estudo que caracterizou os padrões de vento e nuvens superiores no lado noturno de Vênus. Além de ser o primeiro de seu tipo, este estudo também revelou que a atmosfera se comporta de maneira diferente no lado noturno, o que era inesperado.
O estudo, intitulado "Ondas estacionárias e características em movimento lento nas nuvens superiores noturnas de Vênus", apareceu recentemente na revista científica Astronomia da natureza. Liderada por Javier Peralta, o Melhor Companheiro Internacional da JAXA, a equipe consultou os dados obtidos por Venus Express ' conjunto de instrumentos científicos para estudar os tipos, morfologias e dinâmicas de nuvens nunca vistas do planeta.
Embora muitos estudos tenham sido realizados sobre a atmosfera de Vênus a partir do solo, essa foi a primeira vez que um estudo não estava focado na margem do dia do planeta. Como o Dr. Peralta explicou em um comunicado de imprensa da ESA:
“Esta é a primeira vez que conseguimos caracterizar como a atmosfera circula no lado noturno de Vênus em escala global. Embora a circulação atmosférica na margem do dia do planeta tenha sido amplamente explorada, ainda havia muito a descobrir sobre o lado noturno. Descobrimos que os padrões de nuvens são diferentes dos padrões do dia e influenciados pela topografia de Vênus.“
Desde os anos 1960, os astrônomos sabem que a atmosfera de Vênus se comporta de maneira muito diferente da de outros planetas terrestres. Enquanto a Terra e Marte têm atmosferas que co-giram aproximadamente na mesma velocidade que o planeta, a atmosfera de Vênus pode atingir velocidades superiores a 360 km / h (224 mph). Assim, enquanto o planeta leva 243 dias para girar uma vez em seu eixo, a atmosfera leva apenas 4 dias.
Esse fenômeno, conhecido como "super-rotação", significa essencialmente que a atmosfera se move 60 vezes mais rápido que o próprio planeta. Além disso, as medições no passado mostraram que as nuvens mais rápidas estão localizadas no nível superior, 65 a 72 km (40 a 45 milhas) acima da superfície. Apesar de décadas de estudo, os modelos atmosféricos foram incapazes de reproduzir a super rotação, o que indicava que alguns dos mecanismos eram desconhecidos.
Como tal, Peralta e sua equipe internacional - que incluíram pesquisadores da Universidade do País Vasco na Espanha, da Universidade de Tóquio, da Universidade de Kyoto Sangyo, do Centro de Astronomia e Astrofísica (ZAA) da Universidade Técnica de Berlim e do Instituto de Astrofísica e Space Planetology in Rome - optaram por olhar para o lado inexplorado para ver o que podiam encontrar. Como ele descreveu:
“Focamos no lado noturno porque havia sido pouco explorado; podemos ver as nuvens superiores no lado noturno do planeta por meio de sua emissão térmica, mas tem sido difícil observá-las adequadamente porque o contraste em nossas imagens infravermelhas era muito baixo para captar detalhes suficientes ".
Isso consistia em observar as nuvens noturnas de Vênus com o espectrômetro de imagem térmica visível e infravermelho da sonda (VIRTIS). O instrumento reuniu centenas de imagens simultaneamente e diferentes comprimentos de onda, que a equipe combinou para melhorar a visibilidade das nuvens. Isso permitiu que a equipe os visse corretamente pela primeira vez e também revelou algumas coisas inesperadas sobre a atmosfera noturna de Vênus.
O que eles viram foi que a rotação atmosférica parecia ser mais caótica no lado noturno do que o que foi observado no passado durante o dia. As nuvens superiores também formaram formas e morfologias diferentes - ou seja, padrões grandes, ondulados, irregulares, irregulares e semelhantes a filamentos - e foram dominadas por ondas estacionárias, onde duas ondas que se movem em direções opostas se cancelam e criam um padrão estático de clima.
As propriedades 3D dessas ondas estacionárias também foram obtidas através da combinação de dados VIRTIS com dados de ciências radiológicas do experimento Venus Radio Science (VeRa). Naturalmente, a equipe ficou surpresa ao encontrar esses tipos de comportamentos atmosféricos, uma vez que eram inconsistentes com o que tem sido rotineiramente observado durante o dia. Além disso, eles contradizem os melhores modelos para explicar a dinâmica da atmosfera de Vênus.
Conhecidos como Modelos de Circulação Global (GCMs), esses modelos prevêem que em Vênus, a super-rotação ocorreria da mesma maneira tanto no lado do dia quanto no lado noturno. Além disso, eles notaram que as ondas estacionárias no lado noturno pareciam coincidir com os recursos de alta altitude. Como explicou Agustin Sánchez-Lavega, pesquisador da Universidade do País Vasco e coautor do artigo:
“Ondas estacionárias são provavelmente o que chamamos de ondas gravitacionais - em outras palavras, ondas crescentes geradas mais baixas na atmosfera de Vênus que parecem não se mover com a rotação do planeta. Essas ondas estão concentradas em áreas montanhosas íngremes de Vênus; isso sugere que a topografia do planeta está afetando o que acontece bem acima das nuvens.“
Esta não é a primeira vez que os cientistas descobrem um possível vínculo entre a topografia de Vênus e seu movimento atmosférico. No ano passado, uma equipe de astrônomos europeus produziu um estudo que mostrou como os padrões climáticos e as ondas em ascensão na beira do dia pareciam estar diretamente conectados às características topográficas. Essas descobertas foram baseadas em imagens UV tiradas pela Venus Monitoring Camera (VMC) a bordo do Venus Express.
Encontrar algo semelhante acontecendo no lado noturno foi uma surpresa, até que eles perceberam que não eram os únicos a identificá-los. Como Peralta indicou:
“Foi um momento emocionante quando percebemos que alguns dos recursos da nuvem nas imagens VIRTIS não se moviam junto com a atmosfera. Tivemos um longo debate sobre se os resultados eram reais - até percebermos que outra equipe, liderada pelo coautor Dr. Kouyama, também havia descoberto nuvens estacionárias no lado noturno usando o Infravermelho Telescópio da NASA (IRTF) da NASA no Havaí! Nossas descobertas foram confirmadas quando a sonda Akatsuki da JAXA foi inserida em órbita ao redor de Vênus e imediatamente avistou a maior onda estacionária já observada no Sistema Solar no dia de Vênus.“
Essas descobertas também desafiam os modelos existentes de ondas estacionárias, que devem se formar a partir da interação do vento superficial e das características da superfície de alta elevação. No entanto, medições anteriores realizadas pela era soviética Venera os pousadores indicaram que os ventos da superfície podem ser fracos demais para que isso aconteça em Vênus. Além disso, o hemisfério sul, que a equipe observou em seu estudo, é bastante baixo em altitude.
E, como indicado por Ricardo Hueso, da Universidade do País Basco (e co-autor do artigo), eles não detectaram ondas estacionárias correspondentes nos níveis mais baixos de nuvens. "Esperávamos encontrar essas ondas nos níveis mais baixos porque as vemos nos níveis superiores, e pensamos que elas se elevavam através da nuvem a partir da superfície", disse ele. "É um resultado inesperado, com certeza, e todos precisaremos revisitar nossos modelos de Vênus para explorar seu significado".
A partir dessas informações, parece que a topografia e a elevação estão ligadas quando se trata do comportamento atmosférico de Vênus, mas não de forma consistente. Portanto, as ondas estacionárias observadas no lado noturno de Vênus podem ser o resultado de algum outro mecanismo não detectado em ação. Infelizmente, parece que a atmosfera de Vênus - em particular, o aspecto principal da super rotação - ainda tem alguns mistérios para nós.
O estudo também demonstrou a eficácia da combinação de dados de várias fontes para obter uma imagem mais detalhada da dinâmica de um planeta. Com mais melhorias na instrumentação e no compartilhamento de dados (e talvez outra missão ou duas à superfície), podemos esperar uma imagem mais clara do que está alimentando a dinâmica atmosférica de Vênus em breve.
Com um pouco de sorte, ainda pode chegar um dia em que podemos modelar a atmosfera de Vênus e prever seus padrões climáticos com a mesma precisão que fazemos com os da Terra.
