สุดยอดการหมุนของชั้นบรรยากาศบนดาวศุกร์ที่อธิบายโดยกระแสน้ำความร้อน

สุดยอดการหมุนของชั้นบรรยากาศบนดาวศุกร์ที่อธิบายโดยกระแสน้ำความร้อน
สุดยอดการหมุนของชั้นบรรยากาศบนดาวศุกร์ที่อธิบายโดยกระแสน้ำความร้อน
Anonim

ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่สบายๆ และใช้เวลาประมาณ 243 วันโลกในการปฏิวัติรอบแกนของมันให้เสร็จสมบูรณ์ แต่บรรยากาศของมันกลับตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิง: หนาแน่นและร้อนผิดปกติซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซกำมะถันที่เป็นพิษ มันมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องและรวดเร็วและหมุนรอบโลกเร็วกว่าตัวเอง 60 เท่าด้วยความเร็วมากกว่า 350 กม. / ชม. การหมุนรอบพิเศษนี้น่าจะช้าลงอย่างรวดเร็ว และทำให้พลังงานกระจายไป แต่กระบวนการที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศจะป้อนพลังงานให้กับมันอย่างต่อเนื่อง แรงลมในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นยิ่งใหญ่มากจนพวกมัน "ผลัก" การหมุนของดาวเคราะห์เล็กน้อย

"ตั้งแต่การค้นพบการหมุนรอบพิเศษในทศวรรษที่ 1960 กลไกที่สร้างและรักษาไว้ยังคงเป็นปริศนา" ทาเคชิ โฮริโนะอุจิจากมหาวิทยาลัยฮอกไกโดกล่าว ในบทความใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science Horinuchi และผู้เขียนร่วมของเขาได้นำเสนอคำอธิบายเกี่ยวกับการหมุนรอบพิเศษ (super-rotation) ของบรรยากาศดาวศุกร์ โดยเชื่อมโยงกับกระแสน้ำจากความร้อน ซึ่งเป็นการไล่ระดับความดันที่เกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอโดย ดวงอาทิตย์.

ผู้เขียนใช้ข้อมูลจากยานอวกาศญี่ปุ่น Akatsuki (Planet-C) ซึ่งเปิดตัวเมื่อ 10 ปีที่แล้วและได้ปฏิบัติการในวงโคจรของดาวเคราะห์ใกล้เคียงตั้งแต่ปลายปี 2015 อุปกรณ์ดังกล่าวได้ทำการสำรวจบรรยากาศของดาวศุกร์ในช่วงอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลต ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณความเร็วของลมในชั้นบรรยากาศต่างๆ และละติจูดที่ต่างกันได้อย่างแม่นยำ จากนั้นจึงจัดองค์ประกอบภาพทั้งหมดของลมที่ รองรับการหมุนซุปเปอร์

Image
Image

การหมุนของชั้นบรรยากาศแบบดาวศุกร์ (ลูกศรสีเหลือง) ได้รับการสนับสนุนโดยกระแสน้ำความร้อนในชั้นบนจากเสาถึงเส้นศูนย์สูตร (ลูกศรสีแดง) / © Planet-C Team

ในเวลากลางวันซึ่งถูกรดน้ำโดยดวงอาทิตย์ใกล้ ๆ บรรยากาศของดาวศุกร์จะร้อนขึ้นและพุ่งไปทางด้านกลางคืนด้วยกระแสลมที่แรงและสม่ำเสมอที่ไหลไปตามเส้นศูนย์สูตร บนโลก การรักษาเสถียรภาพของกระแสน้ำดังกล่าวถูกขัดขวางโดยทวีปและมหาสมุทร "ทำลาย" การไหลของกระแสน้ำ ไม่มีมหาสมุทรบนดาวศุกร์ (แม้ว่าจะมี) และกระแสลมของกระแสน้ำจากความร้อนช่วยเสริมแรงเพิ่มเติมให้กับลมความเร็วสูง

อากาศร้อนในบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะสูงขึ้นและพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับขั้วเหนือและใต้ ดังนั้น อากาศเย็นจากละติจูดรอบโลกและละติจูดพอสมควรจะเคลื่อนตัวในชั้นล่างไปยังเส้นศูนย์สูตร ก่อตัวเป็นเซลล์หมุนเวียนของแฮดลีย์ เซลล์ดังกล่าวรองรับลมที่ระดับความสูงสูงมากที่เส้นศูนย์สูตร รักษาเสถียรภาพและเร่งการไหลของลม