Nieuwe theorie verklaart superrotatie op Venus

Akatsuki, de eerste buitenaardse weersatelliet, begon vanochtend aan zijn reis naar Venus na een succesvolle lancering vanuit het Tanegashima Space Center in Japan.

Het ruimtevaartuig moet helpen bij het beantwoorden van een van de grote mysteries van het zonnestelsel: waarom de wind op Venus sneller waait dan de planeet zelf draait.

Venus draait eens in de 243 dagen, maar het duurt slechts 4 dagen voordat wolken in de atmosfeer van Venus helemaal rond de planeet gaan met maar liefst 200 meter per seconde. Dit fenomeen staat bekend als superrotatie.

Astrofysici hebben lang gespeculeerd dat het verschil in temperatuur tussen de dag- en de nachtzijde van Venus op respectievelijk 300K en 100K de oorzaak is van deze winden. Maar er is een probleem met deze berekening

De puzzel is dat de atmosfeer van Venus een bepaalde viscositeit heeft en dus op zichzelf energie zou moeten dissiperen met een snelheid van 10^9 W en vertragen. Iets anders moet in dit tempo energie in het systeem injecteren. Hoe gebeurde dit?

Vandaag zeggen Héctor Javier Durand-Manterola en vrienden van de Universidad Nacional Autónoma de México dat ze de puzzel hebben opgelost. Ze wijzen erop dat er naast de gewone atmosferische winden nog een veel snellere stroming hoger boven de planeet is. Dit zijn ionische winden in de ionosfeer tussen 150 en 800 km boven het oppervlak en werden begin jaren 80 ontdekt door de Pioneer Venus Orbiter.

Deze winden, bekend als de transterminatorstroom, reizen met supersonische snelheden van enkele kilometers per seconde, waarschijnlijk aangedreven door de interactie van de planeet met de zonnewind.

De vraag die Durand-Manterola en co stellen, is wat er gebeurt als de supersonische winden in de ionosfeer interageren met de langzamere winden in de atmosfeer. Hun antwoord is dat de interactie turbulentie in de atmosfeer genereert en dat dissipatie van deze turbulentie geluidsgolven creëert die een aanzienlijke hoeveelheid energie in de atmosfeer injecteren.

Hoeveel? Durand-Manterola en vrienden berekenen dat het proces energie injecteert met een snelheid van 10^10 W, meer dan genoeg om de hoeveelheid verloren als gevolg van viscositeit te verklaren. In feite is een voorspelling die ze doen dat de geluidsgolven die door het energie-injectieproces worden gecreëerd, een intensiteit hebben van 84 dB. Dat is een aanzienlijk gebrul dat in de toekomst meetbaar zou moeten zijn.

Om het idee te staven, heeft het team een ​​eenvoudig experiment met water uitgevoerd om te laten zien hoe de energieoverdracht plaatsvindt, zij het in nogal verschillende omstandigheden.

Dat is een interessant idee, maar er zullen meer observaties van Venus zelf nodig zijn voordat het als een homerun kan worden geclaimd. Het feit dat dit proces de gedissipeerde energie zou kunnen vervangen, betekent niet dat dit ook zo is.

Toevallig kan Akatsuki misschien helpen. Het zal in december bij Venus aankomen en zal spoedig daarna beginnen met het terugsturen van gegevens. Durand-Manterola en anderen zullen toekijken.

Referentie: arxiv.org/abs/1005.3488 : Superrotatie op Venus: aangedreven door golven gegenereerd door dissipatie van de transterminatorstroom

zich verstoppen