Las nubes de Venus Los científicos del rompecabezas

La nave espacial Akatsuki de Japón ha revelado algunas dinámicas previamente desconocidas en la atmósfera venusiana, pero su origen está lejos de ser claro.

Una imagen en falso color muestra cómo se ve Venus en las longitudes de onda infrarroja y ultravioleta. (El azul muestra observaciones a 283 nanómetros, el verde representa 365 nm y el rojo representa 0.9 micras rojo.
Equipo del proyecto PLANET-C

Una atmósfera hostil rodea a nuestro planeta hermano Venus. El aire es espeso, hecho principalmente de dióxido de carbono, con un toque de nitrógeno y ácido sulfúrico, y gira alrededor del planeta a velocidades vertiginosas. Si bien Venus no brinda una buena oportunidad para la vida, su atmósfera presenta muchos misterios para los científicos interesados ​​en el clima extrasolar y la dinámica atmosférica.

Impresión artística de la misión Akatsuki.
ISAS / JAXA

En parte, Venus sigue siendo un misterio porque muy pocas naves espaciales lo han visitado. Japón ha proporcionado la excepción, después de haber puesto en órbita la nave espacial Akatsuki en 2015, luego de un desvío de cinco años forzado por una falla principal del propulsor.

Akatsuki lleva cinco cámaras, cada una orientada hacia un rango de longitud de onda diferente, lo que le permite observar la atmósfera del planeta a diferentes profundidades. Los investigadores han utilizado estos instrumentos para revelar características inesperadas, como una ola atmosférica gigante, informada en 2017, que abarca ambos hemisferios.

Ahora, dos investigadores han anunciado más estudios sobre las nubes y el aire de nuestro planeta hermano, informando en la reunión conjunta del Congreso Europeo de Ciencia Planetaria y la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana en Ginebra, Suiza.

Ambos investigadores dijeron que sus observaciones están relacionadas con, e incluso podrían ayudar a explicar, la súper rotación de la atmósfera superior de Venus, que se mueve más rápido de lo que gira la superficie. Venus tarda 243 días terrestres para completar una sola rotación, mientras que su atmósfera gira alrededor del planeta en solo cuatro días terrestres, pero no está claro por qué esto es así.

Hermana Vientos

Un grupo de investigadores dirigido por Takeshi Horinouchi (Universidad de Hokkaido, Japón) y Yeon Joo Lee (JAXA / ISAS y TU Berlín, Alemania) han informado que la velocidad de súper rotación en las nubes cambia durante el año de Venus.

Curiosamente, también encontraron que los vientos son más rápidos en el hemisferio norte que en el hemisferio sur. Los investigadores piensan que esta diferencia de velocidad podría estar relacionada con la distribución de una sustancia no identificada que absorbe la radiación ultravioleta. Los niveles variables de este "absorbedor desconocido" afectan la cantidad de calor que absorbe la atmósfera, lo que afecta la velocidad del viento.

En las nubes

Otro equipo, dirigido por Kiichi Fukuya y Takeshi Imamura (ambos en la Universidad de Tokio) utilizó la cámara infrarroja de onda larga de Akatsuki para observar la temperatura de las nubes de Venus tanto en el lado del día como en la noche del planeta. Estas observaciones revelaron manchas y rayas en la capa de nubes, características que cambiaron con el tiempo.

Sobre la base de estas mediciones, los investigadores determinaron cómo viajan los vientos en dirección norte-sur: si bien los estudios anteriores habían encontrado que las nubes tienden a desplazarse hacia los polos durante el día, las nuevas observaciones revelan que esta tendencia ocasionalmente se invierte en la noche, cuando el las nubes a veces se mueven hacia el ecuador.

Anteriormente, los investigadores habían descubierto que durante el día, las nubes tienden a moverse hacia los polos del planeta.
Universidad de tokio

Ahora, nuevas observaciones muestran que durante la noche, las nubes tienden a moverse hacia el ecuador.
Universidad de tokio

Los investigadores todavía están trabajando para desenredar las direcciones y velocidades predominantes de estos movimientos nocturnos mientras intentan encontrar una explicación plausible de su origen.

"El movimiento nocturno era totalmente desconocido", dice Fukuya. "[No] fue previsto por muchos investigadores y puede conducir a una nueva visión de la dinámica atmosférica de Venus".

Según Imamura, los movimientos de las nubes en contraste podrían estar asociados con las llamadas mareas térmicas, ondas atmosféricas a escala planetaria generadas cuando el Sol calienta la capa de nubes. A medida que el gas se calienta, escapa, ya sea moviéndose hacia altitudes más altas o hacia el lado nocturno más fresco.

Las mareas térmicas a su vez podrían ser clave para explicar la súper rotación. Las ondas atmosféricas se propagan desde las cimas de las nubes ecuatoriales a otras regiones de la atmósfera, acelerando las cimas de las nubes ecuatoriales a expensas de desacelerar otras altitudes o latitudes más altas, explica Fukuya.

Venus 2020

Durante un breve período el próximo año, Akatsuki no estará solo en Venus. El 15 de octubre de 2020, la nave espacial BepiColombo, una operación conjunta entre JAXA y la Agencia Espacial Europea (ESA), se acercará a Venus en el primero de los dos sobrevuelos del planeta durante el largo viaje de la sonda a Mercurio.

Aprovechando esta oportunidad, ambas agencias espaciales están organizando una campaña de observación coordinada que también contará con varios observatorios en tierra, como el Telescopio Canadá Francia Hawaii y la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA, ambos en Maunakea, Hawai'i.

Lanzada el 20 de octubre de 2018, la misión BepiColombo lleva dos orbitadores, el Mercury Planetary Orbiter (MPO) de la ESA y el Mercury Magnetosphere Orbiter de JAXA (más tarde renombrado Mio). Los orbitadores deben llegar a Mercurio en diciembre de 2025.

Durante el primer acercamiento, BepiColombo volará más allá de Venus a una altitud de 10, 681 kilómetros, mientras que Akatsuki estará en el punto más alejado de su órbita, unas 30 veces más lejos. Al menos ocho de los 11 instrumentos de MPO y tres de los cinco Mio a bordo estarán operativos en Venus.

Gráfico que destaca algunos de los temas científicos que pueden estudiarse durante los dos próximos sobrevuelos de Venus de BepiColombo. (Haga clic en la imagen para la versión de mayor resolución).
ESA

Las dos sondas verán diferentes lados del planeta durante la ventana 2020, proporcionando una oportunidad única para observar todo el planeta a la vez, dice Yeon Joo Lee (Universidad Técnica de Berlín). Durante el segundo sobrevuelo, en agosto de 2021, BepiColombo se acercará aún más de cerca, pasando a una altitud de 1, 000 kilómetros.

Valeria Mangano (Instituto Nacional de Astrofísica, Italia), representante de la misión BepiColompo, destacó las posibles contribuciones de dos de los instrumentos a bordo de MPO, PHEBUS y MERTIS, que estudiarán el planeta en ultravioleta e infrarrojo, respectivamente. Los datos que proporcionan proporcionarán a los investigadores una visión de la atmósfera media y alta del planeta. Se espera que otros instrumentos observen la interacción entre el Sol y la atmósfera superior de Venus.