Горы Венеры производят волны
Исследовательская группа под руководством Арианны Пиччилли из Лаборатории атмосферы, Милье, Пространственных наблюдений (LATMOS) в Гуянкуре, Франция, обнаружила атмосферные ряби, порожденные топографией твердой поверхности Венеры, на изображениях, сделанных европейским космическим кораблем Venus Express.. Они выглядят как волны длиной в несколько сотен километров, при этом отдельные гребни волн разделены расстоянием от 3 до 21 километра. Эти волновые серии возникают преимущественно в высоких северных широтах над плато Иштар Терра и прилегающим горным хребтом Максвелл Монтес. Иштар Терра размером с Австралию, а горы Максвелла - самые высокие пики на нашей соседней планете высотой до одиннадцати километров.
Венера окружена очень плотной атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа. Он содержит постоянный облачный покров, состоящий из мелких капель серной кислоты, который непроницаем для видимого света и никогда не разрывается. Его верхний предел находится в среднем между 62 и 70 километрами над твердой поверхностью. Поэтому очень удивительно, что топографические структуры влияют на поведение потока в атмосфере на таких больших высотах. Исследователи, работающие с Piccialli, сравнивают плотную атмосферу Венеры с океаном горячего газа, поверхность которого образована постоянным облачным покровом. На Земле тоже поднятия на морском дне, залитые водой, генерируют волны на поверхности, которые можно обнаружить, например, с помощью спутников-радаров. В видимом свете облачный покров Венеры кажется практически безликим, но в ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах можно увидеть конкретные облачные образования, которые предоставляют информацию о текущем поведении и ветровых системах в атмосфере Венеры. Записи были сделаны с помощью камеры наблюдения за Венерой (VMC).
Исследователи, работающие с Piccialli, предполагают, что наблюдаемые ими структуры являются так называемыми гравитационными волнами. Они возникают как волновые возмущения в устойчиво стратифицированной атмосфере, когда, например, горизонтальный слой газа плавно захлестывает топографическое препятствие. Они проявляются в виде регулярных облачных структур или квазипериодических возмущений в профиле температуры атмосферы. Два классических примера - это подветренные облака с подветренной стороны гор, которые часто видны в высоких горах, и стоячие волны воды в реке за валуном в русле реки. Между прочим, эти гравитационные волны, вызванные течениями, не имеют ничего общего с гравитационными волнами, которые иногда также называют.
Планетарные исследователи столкнулись с четырьмя классами гравитационных волн, которые они классифицировали в соответствии с формой и размером: • Длинные волны выглядят как узкие прямые структуры шириной в несколько сотен километров. Их гребни находятся на расстоянии от 7 до 17 километров друг от друга. • Средние волны характеризуются нерегулярными волновыми фронтами, которые распространяются более чем на 100 километров. Они имеют длину волны от 8 до 21 километра. • Короткие волны, с другой стороны, распространяются лишь на несколько десятков километров, в то время как их волновые цуги имеют длину в несколько сотен километров. Длина волны составляет от 3 до 16 километров. • Последняя категория - это нерегулярные волновые поля, которые основаны на взаимодействии трех ранее упомянутых классов волн друг с другом. Высота волны или амплитуда всех этих гравитационных волн удивительно мала, от 3 до 70 метров, и наиболее заметна при плоском солнечном освещении.
Во время систематического поиска гравитационных волн на изображениях VMC исследователи, работающие с Piccialli, заметили, что они чаще возникают в северном полушарии в районе Иштар Терры и гор Максвелла, в то время как в остальном они скорее редкий. Гравитационные волны в основном встречаются между 60-80 градусами северной широты и 250-330 градусами восточной долготы. Из-за высокой эллиптической орбиты Venus Express южное полушарие нельзя исследовать с разрешением, необходимым для поиска гравитационных волн. Однако здесь нет топографических препятствий, сравнимых с препятствиями на Иштар Терра. Piccialli и ее соавторы подчеркивают, что исследования все еще находятся в зачаточном состоянии и что необходима дальнейшая работа с использованием других источников данных. Помимо прочего, они хотят подробно выяснить, как возникают гравитационные волны над высокогорными районами.