Le onde di marea atmosferiche mantengono la super-rotazione di Venere


Venere – Vista globale simulata al computer centrata a 90 gradi di longitudine est.

Le immagini della navicella spaziale Akatsuki svelano ciò che fa ruotare l’atmosfera di Venere molto più velocemente del pianeta stesso.


Un team di ricerca internazionale guidato da Takeshi Horinouchi dell’Università di Hokkaido ha rivelato che questa “super-rotazione” è mantenuta vicino all’equatore dalle onde di marea atmosferiche formate dal riscaldamento solare diurno del pianeta e dal raffreddamento notturno. Più vicino ai poli, tuttavia, le turbolenze atmosferiche e altri tipi di onde hanno un effetto più pronunciato. Lo studio è stato pubblicato online su Science.

Venere ruota molto lentamente, impiegando 243 giorni terrestri per ruotare una volta attorno al suo asse. Nonostante questa rotazione molto lenta, l’atmosfera di Venere ruota verso ovest 60 volte più velocemente della sua rotazione planetaria. Questa super-rotazione aumenta con l’altitudine, impiegando solo quattro giorni terrestri per circolare intorno all’intero pianeta verso la cima della copertura nuvolosa. L’atmosfera in rapido movimento trasporta il calore dal giorno alla notte del pianeta, riducendo le differenze di temperatura tra i due emisferi. “Da quando la super-rotazione è stata scoperta negli anni ’60, tuttavia, il meccanismo dietro la sua formazione e la sua manutenzione è stato un mistero per molto tempo”, dice Horinouchi.

Horinouchi e i suoi colleghi dell’Istituto di Scienze Spaziali e Astronautiche (ISAS, JAXA) e di altri istituti hanno sviluppato un nuovo metodo altamente preciso per tracciare le nuvole e ricavare le velocità del vento dalle immagini fornite dalle telecamere a raggi ultravioletti e infrarossi della navicella spaziale Akatsuki, che ha iniziato la sua orbita di Venere nel dicembre 2015. Ciò ha permesso loro di stimare il contributo delle onde atmosferiche e delle turbolenze alla super-rotazione.

Il sistema proposto che mantiene la super-rotazione (gialla) dell’atmosfera di Venere. La marea termica (rossa) verso la sommità equatoriale impone la super-rotazione verso ovest. L’atmosfera è controllata da un sistema a doppia circolazione: la circolazione meridionale (verticale) (bianca) che trasporta lentamente il calore verso i poli e la super-rotazione che trasporta rapidamente il calore verso la parte notturna del pianeta.

Il gruppo ha notato per la prima volta che le differenze di temperatura atmosferica tra le basse e le alte latitudini sono così piccole che non possono essere spiegate senza una circolazione tra le latitudini.

“Poiché tale circolazione dovrebbe alterare la distribuzione del vento e indebolire il picco di super-rotazione, implica anche che esiste un altro meccanismo che rafforza e mantiene la distribuzione del vento osservata”, ha spiegato Horinouchi. Ulteriori analisi hanno rivelato che il mantenimento è sostenuto dalla marea termica – un’onda atmosferica eccitata dal contrasto del riscaldamento solare tra il giorno e la notte – che fornisce l’accelerazione alle basse latitudini. Studi precedenti hanno proposto che la turbolenza atmosferica e le onde diverse dalla marea termica possano fornire l’accelerazione. Tuttavia, lo studio attuale ha dimostrato che funzionano in modo opposto per rallentare debolmente la super-rotazione a basse latitudini, anche se svolgono un ruolo importante a medie e alte latitudini.

I loro risultati hanno scoperto i fattori che mantengono la super-rotazione, suggerendo al contempo un sistema a doppia circolazione che trasporta efficacemente il calore in tutto il globo: la circolazione meridionale che trasporta lentamente il calore verso i poli e la super-rotazione che trasporta rapidamente il calore verso la notte del pianeta.

“Il nostro studio potrebbe aiutare a comprendere meglio i sistemi atmosferici sugli esopianeti bloccati, in cui un lato è sempre rivolto verso la loro stella, il che è molto simile a Venere che ha una lunghissima giornata solare”, ha aggiunto Horinouchi.

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