Bilder från rymdfarkosten Akatsuki avslöjar vad som gör att Venus atmosfär roterar mycket snabbare än planeten själv.

Ett internationellt forskarlag under ledning av Takeshi Horinouchi från Hokkaido University har avslöjat att denna "superrotation" upprätthålls nära ekvatorn av atmosfäriska flodvågor som bildas av solvärme på planetens dagsida och kylning på dess nattsida. Närmare polerna, dock, Atmosfärisk turbulens och andra typer av vågor har en mer uttalad effekt. Studien publicerades online i Vetenskap den 23 april.

Venus roterar mycket långsamt, det tar 243 jorddagar att rotera en gång runt sin axel. Trots denna mycket långsamma rotation, Venus atmosfär roterar västerut 60 gånger snabbare än dess planetrotation. Denna superrotation ökar med höjden, det tar bara fyra jorddagar att cirkulera runt hela planeten mot toppen av molntäcket. Den snabbrörliga atmosfären transporterar värme från planetens dagsida till nattsida, minska temperaturskillnaderna mellan de två hemisfärerna. "Sedan superrotationen upptäcktes på 1960-talet, dock, mekanismen bakom dess formning och underhåll har varit ett långvarigt mysterium, säger Horinouchi.

Horinouchi och hans kollegor från Institute of Space and Astronautical Science (ISAS, JAXA) och andra institut utvecklade en ny, mycket exakt metod för att spåra moln och härleda vindhastigheter från bilder från ultravioletta och infraröda kameror på rymdfarkosten Akatsuki, som började sin bana om Venus i december 2015. Detta gjorde det möjligt för dem att uppskatta bidragen från atmosfäriska vågor och turbulens till superrotationen.

Gruppen märkte först att atmosfäriska temperaturskillnader mellan låga och höga breddgrader är så små att de inte kan förklaras utan en cirkulation över breddgraderna. "Eftersom sådan cirkulation borde förändra vindfördelningen och försvaga superrotationstoppen, det innebär också att det finns en annan mekanism som förstärker och upprätthåller den observerade vindfördelningen, " förklarade Horinouchi. Ytterligare analyser avslöjade att underhållet upprätthålls av det termiska tidvattnet - en atmosfärisk våg som exciteras av solvärmekontrasten mellan dagsidan och nattsidan - som ger accelerationen på låga breddgrader. Tidigare studier föreslog att atmosfärisk turbulens och vågorna annat än det termiska tidvattnet kan ge accelerationen. den aktuella studien visade att de fungerar motsatt för att svagt bromsa superrotationen på låg latitud, även om de spelar en viktig roll på medel- till höga breddgrader.

Deras resultat avslöjade faktorerna som upprätthåller superrotationen samtidigt som de föreslår ett dubbelt cirkulationssystem som effektivt transporterar värme över hela världen:meridionalcirkulationen som långsamt transporterar värme mot polerna och superrotationen som snabbt transporterar värme mot planetens nattsida.

"Vår studie kan hjälpa till att bättre förstå atmosfäriska system på tidvattenlåsta exoplaneter vars ena sida alltid är vänd mot de centrala stjärnorna, som liknar Venus som har en mycket lång soldag, " tillade Horinouchi.