Los científicos han utilizado el Venus Express de la ESA para caracterizar los patrones de viento y nubes superiores en el lado nocturno de Venus por primera vez, con resultados sorprendentes.

El estudio muestra que la atmósfera en el lado nocturno de Venus se comporta de manera muy diferente a la del lado del planeta que mira hacia el Sol (el 'lado diurno'), exhibiendo tipos de nubes inesperados y nunca antes vistos, morfologías, y dinámica, algunas de las cuales parecen estar conectadas a características de la superficie del planeta.

"Esta es la primera vez que hemos podido caracterizar cómo circula la atmósfera en el lado nocturno de Venus a escala global, "dice Javier Peralta de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), Japón, y autor principal del nuevo estudio publicado en la revista Astronomía de la naturaleza . "Si bien la circulación atmosférica en el lado diurno del planeta se ha explorado ampliamente, aún quedaba mucho por descubrir sobre el lado nocturno. Descubrimos que los patrones de nubes son diferentes a los del lado diurno, e influenciado por la topografía de Venus ".

La atmósfera de Venus está dominada por fuertes vientos que giran alrededor del planeta mucho más rápido de lo que gira Venus. Este fenómeno, conocido como 'superrotación', ve los vientos de Venus girando hasta 60 veces más rápido que el planeta de abajo, empujando y arrastrando las nubes dentro de la atmósfera a medida que avanzan. Estas nubes viajan más rápido en el nivel superior de la nube, unos 65 a 72 km sobre la superficie.

"Hemos pasado décadas estudiando estos vientos súper rotativos al rastrear cómo se mueven las nubes superiores en el lado diurno de Venus; estos son claramente visibles en imágenes adquiridas con luz ultravioleta, "explica Peralta." Sin embargo, nuestros modelos de Venus siguen siendo incapaces de reproducir esta superrotación, lo que indica claramente que es posible que nos falten algunas piezas de este rompecabezas.

"Nos enfocamos en el lado nocturno porque había sido escasamente explorado; podemos ver las nubes superiores en el lado nocturno del planeta a través de su emisión térmica, pero ha sido difícil observarlos correctamente porque el contraste en nuestras imágenes infrarrojas era demasiado bajo para captar suficientes detalles ".

El equipo utilizó el espectrómetro de imágenes térmicas infrarrojas y visibles (VIRTIS) en la nave espacial Venus Express de la ESA para observar las nubes en el infrarrojo. "VIRTIS nos permitió ver estas nubes correctamente por primera vez, permitiéndonos explorar lo que los equipos anteriores no pudieron, y descubrimos resultados inesperados y sorprendentes, ", agrega Peralta.

En lugar de capturar imágenes individuales, VIRTIS reunió un 'cubo' de cientos de imágenes de Venus adquiridas simultáneamente en diferentes longitudes de onda. Esto permitió al equipo combinar numerosas imágenes para mejorar la visibilidad de las nubes, y verlos con una calidad sin precedentes. Las imágenes de VIRTIS revelan así fenómenos en el lado nocturno de Venus que nunca antes se habían visto en el lado diurno.

Los mejores modelos de cómo se comporta y circula la atmósfera de Venus, conocidos como modelos de circulación global (GCM), predicen que la superrotación ocurrirá de la misma manera en el lado nocturno de Venus que en el lado diurno. Sin embargo, esta investigación de Peralta y sus colegas contradice estos modelos.

En lugar de, la superrotación parece ser más irregular y caótica en el lado nocturno.

Las nubes superiores del lado nocturno tienen formas y morfologías diferentes a las que se encuentran en otros lugares:grandes, ondulado, irregular de, irregular, y patrones similares a filamentos, muchos de los cuales no se ven en las imágenes del lado del día y están dominados por fenómenos inmóviles conocidos como ondas estacionarias.

Las propiedades tridimensionales de estas ondas estacionarias también se obtuvieron combinando datos de VIRTIS con datos de radiociencia del experimento Venus Radio Science. o VeRa, también en Venus Express.

Un vínculo entre el movimiento atmosférico y la topografía se ha espiado en Venus antes, aunque en el lado del día; en un estudio del año pasado, Los investigadores encontraron que los patrones climáticos y las olas crecientes en el lado diurno de Venus están directamente conectados con las características topográficas de la superficie.

"Fue un momento emocionante cuando nos dimos cuenta de que algunas de las características de las nubes en las imágenes de VIRTIS no se movían junto con la atmósfera, ", dice Peralta." Tuvimos un largo debate sobre si los resultados eran reales, hasta que nos dimos cuenta de que otro equipo, dirigido por el coautor Dr. Kouyama, ¡También había descubierto de forma independiente nubes estacionarias en el lado nocturno utilizando la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA (IRTF) en Hawai! Nuestros hallazgos se confirmaron cuando la nave espacial Akatsuki de JAXA se insertó en órbita alrededor de Venus e inmediatamente detectó la onda estacionaria más grande jamás observada en el Sistema Solar en el lado diurno de Venus ".

Este hallazgo plantea desafíos para los modelos existentes de ondas estacionarias. Se esperaba que tales ondas se formaran por vientos de superficie que interactuaban con obstáculos como elevaciones de la superficie:una montaña, por ejemplo. Sin embargo, Misiones rusas anteriores con módulos de aterrizaje han medido vientos superficiales en Venus que pueden ser demasiado débiles para que esto sea cierto.

Adicionalmente, El hemisferio sur del planeta (donde se observó VIRTIS) tiene generalmente una elevación bastante baja, y, más misteriosamente, las ondas estacionarias parecen faltar en los niveles de nubes intermedios y más bajos de Venus (hasta aproximadamente 50 km sobre la superficie).

"Esperábamos encontrar estas ondas en los niveles inferiores porque las vemos en los niveles superiores, y pensamos que se elevaron a través de la nube desde la superficie, "dice el coautor Ricardo Hueso de la Universidad del País Vasco en Bilbao, España. "Es un resultado inesperado seguro, y todos necesitaremos volver a visitar nuestros modelos de Venus para explorar su significado ".

El efecto de la topografía sobre la circulación atmosférica sigue sin estar claro entre los modeladores climáticos; muchos modelos muestran que la inclusión u omisión de la topografía de la superficie hace una diferencia en el comportamiento resultante visto en la atmósfera de Venus, pero no muestran patrones meteorológicos persistentes vinculados a la topografía.

"Este estudio desafía nuestra comprensión actual del modelado climático y, específicamente, la superrotación, que es un fenómeno clave visto en Venus, "dice Håkan Svedhem, Científico del proyecto de la ESA para Venus Express. "Adicionalmente, Demuestra el poder de combinar datos de múltiples fuentes diferentes; en este caso, datos de teledetección y radiociencia de VIRTIS y VeRa de Venus Express, complementado con observaciones terrestres de SpeX de IRTF. Este es un resultado significativo para VIRTIS y Venus Express, y es muy importante para nuestro conocimiento de Venus en su conjunto ".