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I misteriosi strati caldi dell'atmosfera di Venere

Mappa delle temperature sul lato notturno di Venere ad altitudini di 90 e 100 km
Mappa delle temperature sul lato notturno di Venere ad altitudini di 90 e 100 km Crediti: Piccialli at al./ Planetary and Space Science

Una mappa termica dell'atmosfera superiore di Venere, del lato notturno del pianeta, ha messo in evidenza la presenza di uno strato caldo la cui natura è ancora sconosciuta.

La scoperta, ad opera di un gruppo di scienziati europei, russi ed americani, è avvenuta grazie ai dati raccolti dalla sonda dell'ESA Venus Express, che ha terminato la sua gloriosa missione a fine dello scorso anno.

"Abbiamo misurato le temperature ad altitudini comprese tra i 90 e i 140 km", ha spiegato l'autore dello studio Denis Belyaevof, dell’Istituto di ricerche spaziali dell’Accademia russa delle Scienze. "Sul lato notturno del pianeta, normalmente le temperature scendono con l'altitudine ma abbiamo notato un picco nel grafico in un range tra i 90 ed i 100 km. Qui l'atmosfera era 20-40 gradi [Kelvin] più calda di quanto ci aspettassimo. Non sappiamo ancora cosa provochi il riscaldamento ma lo strato di ozono dell'atmosfera di Venere si trova più o meno a questa quota e quindi potrebbe esserci un collegamento".

Il team ha analizzato i dati raccolti dal doppio spettrometro SPICAV (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Venus), a bordo della sonda Venus Express, tra giugno 2006 e febbraio 2013.
Lo strumento è composto da uno spettrometro in infrarosso e uno in ultravioletto: le temperature atmosferiche sono state registrate nel canale UV con il metodo dell'occultazione, ossia catturando la luce di una stella che passa dietro al pianeta.
Per far ciò, gli scienziati hanno selezionato le stelle più brillanti nelle lunghezze d’onda dell’ultravioletto, tra i 118 ed i 320 nanometri (in questo caso ne hanno individuate 50); quando è iniziata l'occultazione, SPICAV ha catturato uno spettro ogni secondo; successivamente, confrontando la rilevazione ottenuta con lo spettro "pulito" della stella, è stato possibile determinare la densità, la temperatura e la composizione atmosferica a diverse quote.

Da giugno 2006 a febbraio 2013 sono state ottenuti ben 587 ritratti dell'atmosfera del pianeta, in grado di fornire una copertura completa dell'emisfero non illuminato.

"In quasi tutte le sessioni di questi sette anni, abbiamo rilevato uno strato a 90-100 km di altezza che è di ben 20-40 Kelvin più caldo di quello che dovrebbe essere", ha detto Belyaev. "Le temperature dell'aria a queste quote sono di 220-240 Kelvin [circa -53 / -33 gradi Celsius N.d.R.], mentre dovrebbero essere sotto i 200".

Secondo Belyaev, potrebbe esserci una relazione con lo strato di ozono che si trova a quelle altitudini:
"stiamo portando avanti un'analisi di correlazione per stabilire se c'è un legame. Non possiamo escludere che questo fenomeno possa essere spiegato con reazioni chimiche, tipo una decomposizione dell'ozono quando viene in contatto con sostanze a base di cloro, reazioni che possono rilasciare calore".

Ma Venere è un pianeta davvero particolare, tanto che i ricercatori hanno trovato anche un'altra peculiarità nella sua atmosfera: al mattino è più calda che la sera, mentre dovrebbe essere il contrario.

Venere è un pianeta unico, che non ruota nella direzione del suo movimento lungo l’orbita circumsolare ma nella direzione opposta, perché il suo asse di rotazione è inclinato di 177 gradi. In più, ruota molto lentamente, impiegando 243 giorni terrestri per una rotazione completa. A causa del moto retrogrado insieme con lo spostamento sull'orbita, un giorno solare sul pianeta dura 116 giorni terrestri.

"Abbiamo scoperto che la temperatura atmosferica è 20 gradi più calda al mattino che alla sera", dice Belyaev. "Questo è probabilmente dovuto alla circolazione atmosferica globale. Il passaggio del punto sub-solare al punto di anti-solare avviene ad altitudini di circa 100 chilometri. In questa zona sul lato notturno, la massa d'aria scende fino a 70 km, il che può causare un riscaldamento adiabatico dell’atmosfera".

Thermal structure of Venus nightside upper atmosphere measured by stellar occultations with SPICAV/Venus Express [abstract]

The thermal structure of Venus upper atmosphere (90–140 km) was investigated using stellar occultation measurements acquired by the SPICAV experiment on board Venus Express. The SPICAV ultraviolet channel provides CO2 local density and temperature vertical profiles with a vertical resolution of <7km of both the southern and the northern hemispheres on the nightside (18:00–06:00 h local time). A permanent layer of warm air is observed at the mesopause in the altitude range 90–100 km. Temperature then decreases with increasing altitude reaching a minimum value around 125 km. Spatial and temporal changes in the thermal structure have been analyzed. Local time variations dominate the structure of Venus atmosphere at these altitudes: temperatures show an increase of ~20K on the morning side compared to the evening side. The homopause altitude was also determined; it varies between 119 and 138 km of altitude, increasing from the evening side to the morning side. SPICAV temperature profiles were compared to several literature results from ground-based observations, previous spacecraft missions and the Venus Express mission.

Riferimenti:
- http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150325131714.htm

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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