V polárních oblastech atmosféry Venuše je nečekaně chladno

15. červen 2016

Na povrchu Venuše panují extrémní podmínky způsobené silným skleníkovým efektem|foto: NASA

Venuše je obecně velmi žhavou planetou, teploty na jejím povrchu se pohybují kolem 460 stupňů Celsia. Relativně nedávný průnik evropské sondy Venus Express do svrchních a řídkých vrstev její atmosféry zde však odhalil místa s nečekaně nízkou teplotou.

Sonda Venus Express se vydala na cestu k Venuši v listopadu roku 2005. V dubnu 2006 byla navedena na vyšší polární oběžnou dráhu kolem Venuše, kde setrvala do léta roku 2014. Tehdy sondě došlo palivo, nutné ke korekcím dráhy.

Vědci ji pak navedli níže do svrchních vrstev atmosféry Venuše, jmenovitě do tzv. termosféry planety, aby její přístroje mohly zblízka studovat toto prostředí. S tímto krokem vědci původně nepočítali, avšak myšlenka na tento experiment se objevila několik měsíců po startu sondy.

Sonda Venus Express sestoupila do výšky mezi 130-140 kilometry nad povrchem Venuše a její akcelerometry měřily zpomalení sondy při tření o atmosféru. Tím také vědci nepřímo zjistili hustotu a teplotu atmosféry, zejména v polárních oblastech.

Díky tomuto experimentu se vědci dozvěděli, že v polárních oblastech panuje v těchto výškách průměrná teplota -157 stupňů Celsia. Dřívější modely, založené na teplotách změřených blíže rovníkové oblasti však naznačovaly, že teplota v polárních oblastech v těchto výškách měla být o 70 stupňů vyšší. Atmosféra měla být zároveň o 20-40% hustší, než skutečné, tj. přímo naměřené hodnoty.

Brzdící síla tření, působící na svrchní polární atmosférou prolétávající sondu, tedy byla citelně menší než se čekalo. Výsledky a analýza přímých měření sondy prolétávající atmosférou Venuše byly 11. dubna 2016 zveřejněny v časopise Nature Physics.

Sonda Venus Express během brzdění třením o atmosféru Venuše|foto: ESA – C. Carreau

Evropská kosmická agentura chce v budoucnosti podobný postup znovu použít u sondy ExoMars Trace Gas Orbiter, která nyní letí k Marsu a v prosinci 2016, až se stane družicí Marsu, bude využívat brzdícího efektu atmosféry Marsu k postupnému snížování výšky své oběžné dráhy.

Podle vědců je nečekaně nízká teplota v polárních oblastech atmosféry Venuše důsledkem působení tzv. polárních vírů, což jsou obrovské bouře, nacházející se v polárních oblastech ve výšce zhruba 90 kilometrů nad povrchem.

Tým vědců však díky sondě Venus Express nalezl v polárních oblastech atmosféry Venuše navíc důkaz silných tzv. atmosférických hustotních vln, dokonce dvou typů.

Prvním typem jsou tzv. atmosférické gravitační vlny, které souvisejí s tím, jak větry nad povrchem planety narážejí do překážek a obtékají je. Následkem toho se směrem nahoru šíří specifické výkyvy hustoty atmosféry, které se někdy projevují jako turbulence. Podobné vlnové jevy často vidíme i v kapalinách, zejména u jejich povrchu.

Druhým typem jsou tzv. planetární vlny, které jsou vyvolány rotací planety kolem vlastní osy. V atmosféře Venuše byl zaznamenán asi pětidenní časový vzorec změn hustoty, spojený s horizontálně se šířícími planetárními vlnami.