El misterioso lado nocturno de venus revelado.

La súper rotación atmosférica en las nubes superiores de Venus.
Este mosaico ilustra la súper rotación atmosférica en las nubes superiores de Venus. Mientras que la súper rotación está presente tanto en el lado diurno como nocturno de Venus, parece más uniforme en el día (imagen AKATSUKI-UVI a 360 nm, lado derecho), mientras que en la noche parece ser más irregular e impredecible (compuesto de imágenes de Venus Express / VIRTIS a 3.8 μm, izquierda). Copyright: ESA, JAXA, J. Peralta y R. Hueso.

• 14 de septiembre del 2.017.

Los científicos han utilizado el Venus Express de ESA para caracterizar el viento y los patrones de 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 al Sol (el "lado diurno"), exhibiendo tipos de nubes, morfologías y dinámicas inesperadas y nunca vistas, algunas de las cuales aparecen para estar conectado a las características en la superficie del planeta.

"Esta es la primera vez que hemos sido capaces de 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 de la nueva estudio publicado en la revista Nature Astronomy. "Si bien la circulación atmosférica en el lado diurno del planeta ha sido ampliamente explorada, aún había mucho por descubrir sobre el lado nocturno. Descubrimos que los patrones de nubes allí son diferentes a los del lado diurno e influidos por la topografía de Venus".

La atmósfera de Venus está dominada por fuertes vientos que giran alrededor del planeta mucho más rápido que el propio Venus. Este fenómeno, conocido como "súper-rotación", ve los vientos de Venus girando hasta 60 veces más rápido que el planeta de abajo, empujando y arrastrando a lo largo de las nubes dentro de la atmósfera. Estas nubes viajan más rápido en el nivel superior de la nube, entre 65 y 72 km por encima de la superficie.

"Llevamos décadas estudiando estos vientos súper rotativos al rastrear cómo las nubes superiores se mueven en el lado diurno de Venus, que 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 podríamos estar perdiendo algunas piezas de este rompecabezas.

Satélite Venus Express en órbita alrededor de Venus.
Crédito: ESA.



"Nos enfocamos en el lado nocturno porque había sido poco explorado, podemos ver las nubes superiores en el lado nocturno del planeta a través de su emisión térmica, pero ha sido difícil observarlas adecuadamente porque el contraste en nuestras imágenes infrarrojas era demasiado bajo para elegir suficiente detalle ".

El equipo utilizó el Espectrómetro de Imágenes Térmicas Visibles e Infrarrojas (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, lo que nos permitió 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 verlas con una calidad sin precedentes. Las imágenes de VIRTIS revelan fenómenos en el lado nocturno de Venus que nunca antes se habían visto en el lado diurno.

Misteriosos filamentos rápidos vistos en las nubes superiores
de la noche de Venus, observados con el instrumento
VIRTIS en Venus Express.
Copyright: ESA, S. Naito, R. Hueso y J. Peralta


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 su lado diurno. Sin embargo, esta investigación de Peralta y sus colegas contradice estos modelos.

En cambio, la súper rotación parece ser más irregular y caótica en el lado nocturno.

Las nubes superiores del lado nocturno forman diferentes formas y morfologías que las que se encuentran en otros lugares: grandes, onduladas, irregulares y similares a filamentos, muchas de las cuales no se ven en las imágenes diurnas, y están dominadas por fenómenos inmóviles conocidos como ondas estacionarias.

"Las ondas estacionarias son probablemente lo que llamaríamos ondas de gravedad, en otras palabras, ondas ascendentes generadas en la atmósfera de Venus que parecen no moverse con la rotación del planeta", dice el coautor Agustín Sánchez-Lavega de la Universidad del País Vasco en Bilbao, España. "Estas ondas se concentran en las zonas empinadas y montañosas de Venus, lo que sugiere que la topografía del planeta está afectando lo que sucede muy arriba en las nubes".

Las propiedades 3D de estas ondas estacionarias también se obtuvieron combinando los datos de VIRTIS con los datos de radiociencia del experimento Venus Radio Science, o VeRa, también en Venus Express.

Recientemente, se ha observado un vínculo entre el movimiento atmosférico y la topografía en Venus, aunque en el lado diurno; en un estudio del año pasado, los investigadores descubrieron que los patrones climáticos y el aumento de las olas en el lado este de Venus están directamente relacionados con las características topográficas de la superficie.

Ondas estacionarias en nubes en venus.
Copyright: ESA / VIRTIS / J. Peralta y 
R. Hueso 

"Fue un momento emocionante cuando nos dimos cuenta de que algunas de las características de la nube 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, liderado por el coautor Dr. Kouyama, también había descubierto independientemente nubes estacionarias en el lado nocturno utilizando Infrared Telescope Facility (IRTF) de la NASA en Hawai. Nuestros hallazgos fueron confirmados cuando la nave espacial Akatsuki de JAXA se insertó en órbita alrededor de Venus y de inmediato 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 olas estuvieran formadas por vientos de superficie que interactuaban con obstáculos tales como las elevaciones de la superficie, una montaña, por ejemplo. Sin embargo, las misiones rusas previas con aterrizadores han medido vientos superficiales en Venus que pueden ser demasiado débiles para que esto sea cierto.

Además, el hemisferio sur del planeta (donde VIRTIS observó) es generalmente bastante bajo en elevación, y -más misteriosamente- las ondas estacionarias parecen estar ausentes en los niveles de nubes intermedios e inferiores de Venus (hasta aproximadamente 50 km sobre la superficie).

Ondas estacionarias en nubes en Venus.
 Copyright: ESA / VIRTIS / J. Peralta y R. Hueso.


"Esperábamos encontrar estas ondas en los niveles más bajos porque los vemos en los niveles superiores, y pensamos que se elevaban 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 tendremos que volver a visitar nuestros modelos de Venus para explorar su significado".

El efecto de la topografía en la circulación atmosférica sigue sin estar claro entre los modeladores del clima; 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 muestra patrones climáticos persistentes vinculados a la topografía.

"Este estudio desafía nuestra comprensión actual del modelado del clima y, específicamente, la superrotación, que es un fenómeno clave visto en Venus", dice Håkan Svedhem, Científico del Proyecto ESA de Venus Express. "Además, demuestra el poder de combinar datos de múltiples fuentes diferentes, en este caso, datos de radiocomunicación y detección remota de VIRTIS y VeRa de Venus Express, complementados por observaciones en tierra del SpeX de IRTF. Este es un resultado significativo para VIRTIS y para Venus Express, y es muy importante para nuestro conocimiento de Venus como un todo ".

NOTAS PARA EDITORES.
Esta investigación se reporta en 'Ondas estacionarias y características de movimiento lento en las nubes superiores de la noche de Venus', por J. Peralta et al., Publicado el 24 de julio de 2017 en Nature Astronomy. doi: 10.1038 / s41550-017-0187.

El descubrimiento de Akatsuki de una gran onda estacionaria en el lado diurno de Venus se describe en un artículo ('Gran onda estacionaria de gravedad en la atmósfera de Venus') por T. Fukuhara et al., Publicado en la revista Nature Geoscience en enero de 2017. doi: 10.1038 / ngeo2873.

Nuevos tipos de morfología en las nubes de Venus.
Copyright: ESA, NASA, J. Peralta y R. Hueso


El coautor T. Kouyama del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada en Tokio, Japón, observó independientemente las ondas estacionarias descritas en este trabajo en observaciones del Infrared Telescope Facility (IRTF) de la NASA en Hawai, EE. UU.

Las mediciones fueron realizadas por el espectrómetro-mapeador de imágenes térmicas visibles e infrarrojas Venus Express (VIRTIS) y el experimento Venus Express Venus Radio Science (VeRa), por el cual Giuseppe Piccioni (INAF-IAPS, Roma, Italia) y Martin Pätzold (Universidad de Colonia, Colonia, Alemania) son los IP respectivos. Se realizaron observaciones adicionales mediante el espectrógrafo y generador de imágenes de 0,8-5,5 micrones de resolución media en el Infrared Telescope Facility (IRTF) de la NASA.

Venus Express de la ESA se lanzó en 2005 y entró en órbita alrededor de Venus en 2006; la misión finalizó en diciembre de 2014. Durante sus años de operación, la nave espacial y su carga útil recopilaron una gran cantidad de información sobre nuestro planeta hermano. Más información sobre la misión está disponible aquí.

Para más información póngase en contacto:
Javier Peralta
ISAS / JAXA
Sagamihara, Japón
Correo electrónico: javier.peralta@ac.jaxa.jp
Tel: +81 50 3362 4802

Agustin Sánchez-Lavega
Grupo de Ciencias Planetarias, Universidad del País Vasco, UPV.
Bilbao, España
Correo electrónico: agustin.sanchez@ehu.es

Ricardo Hueso
Universidad del País Vasco, UPV.
Bilbao, España
Correo electrónico: ricardo.hueso@ehu.es

Håkan Svedhem
Científico del Proyecto ESA para Venus Express
Correo electrónico: h.svedhem@esa.int
Tel. +31 (0) 71 565 3370

• Última actualización aquí, 15 de septiembre del 2.017