Nonostante sia vicino alla Terra e abbia quasi le stesse dimensioni, Venere è un mondo molto diverso. Sotto il suo spesso mantello di nubi di acido solforico, la superficie raggiunge temperature medie di circa 460 gradi Celsius. Questo calore è mantenuto dall'effetto serra potentissimo creato dall'atmosfera, composta prevalentemente di anidride carbonica. Settanta chilometri più in alto, sferza una tempesta di vento perenne, dovuta alla cosiddetta super rotazione.
Ora, un nuovo studio, pubblicato su Atmosphere e guidato da Pedro Machado dell'IAstro e della Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), presenta la più dettagliata e completa serie di misurazioni mai effettuata della componente verticale dei venti.
Nuovi tasselli si aggiungono al puzzle
Il team ha studiato il lato notturno del pianeta da un polo all'altro con le immagini catturate con il Telescopio Nazionale Galileo (TNG), a La Palma, Isole Canarie, tra l'11 e il 13 luglio 2012. Negli stessi giorni, la sonda dell'ESA Venus Express, allora ancora in orbita attorno al pianeta, ha osservato in luce visibile sulla sommità dei banchi nuvolosi, circa 20 chilometri più in alto, a 70 chilometri di altitudine. Poi, dato che studi precedenti e simulazioni al computer indicano che la velocità del vento in fondo alle nuvole è pressoché costante, senza differenze significative tra il giorno e la notte. il team ha ipotizzato che la velocità del vento registrata di notte fosse la stessa negli strati più bassi dell'atmosfera anche sul lato diurno.
I ricercatori hanno così ricostruito, per la prima volta, i valori di velocità del vento tra due quote da osservazioni simultanee, concludendo che, sul lato diurno e in soli 20 chilometri, il vento parallelo all'equatore (vento zonale) subisce un aumento di velocità di circa 150 chilometri orari. Queste velocità cicloniche potrebbero essere sostenute dal calore in superficie e dal calore degli strati inferiori che trasferire energia alla circolazione atmosferic, secondo gli autori.
"I venti accelerano mentre ci spostiamo verso l'alto ad altitudini crescenti ma non sappiamo ancora perché", ha affermato Pedro Machado. "Questo studio getta nuova luce su questi meccanismi, perché siamo riusciti a studiare per la prima volta la componente verticale del vento, cioè come l'energia dagli strati più bassi e più caldi viene trasportata fino alla sommità delle nuvole, dove guida all'accelerazione dei venti".
La temperatura al livello del suolo raggiunge i 460 gradi Celsius e produce radiazione infrarossa (chiamata emissione termica), che riscalda l'aria e la fa salire. Questa radiazione passa attraverso le regioni più trasparenti sul fondo delle nuvole, a circa 48 chilometri sopra la superficie. Osservando Venere nell'infrarosso, vediamo questa luce irradiarsi dal calore della superficie e le sagome delle nuvole, opache e scure, diventano visibili. Quindi, osservando e seguendo le nuvole a intervalli di un'ora e utilizzando una tecnica di tracciamento migliorata da Javier Peralta, dell'Università di Siviglia e coautore di questo studio, i ricercatori hanno calcolato indirettamente la velocità del vento che spinge la nuvole tracciate. Questa velocità è di circa 216 chilometri orari nella parte inferiore del ponte di nubi e alle medie latitudini, e diminuisce della metà più vicino ai poli.
Sistema di georeferenziazione utilizzato nelle osservazioni di Venere da terra, lo stesso sistema utilizzato dalle sonde spaziali in orbita attorno a Venere. A destra, questo sistema è applicato ad un'osservazione del lato notturno del pianeta (il lato diurno a sinistra è mascherato di nero). Questo sistema permette di assegnare a ogni pixel dell'immagine una latitudine e una longitudine con elevata precisione.
Crediti: Pedro Machado, et al. 2022
Quasi come essre lì
La precisione dei dati raccolti con i telescopi sulla Terra è paragonabile alle telecamere a infrarossi delle sonde spaziali.
"Abbiamo utilizzato lo stesso metodo di riferimento geografico delle immagini ottenute con le sonde spaziali, che è stato sviluppato dalla NASA e integrato dall'Agenzia Spaziale Europea", spiega Machado. "È come se il telescopio qui a terra fosse un'astronave" .
Con il successo di questo approccio, il team amplierà ora le proprie ricerche sulla componente verticale dei venti con nuove osservazioni da terra coordinate con la sonda della sonda giapponese Akatsuki, l'unica attualmente in orbita attorno al pianeta.
Questo studio dimostra l'importanza dell'osservazioni terrestri. Nonostante la minore risoluzione spaziale, a causa della distanza del nostro pianeta da Venere, in generale è possibile avere una visione globale del disco planetario, che le sonde spaziali, a causa delle loro orbite, non sempre sono in grado di ottenere.
Nel prossimo futuro sono tre le missioni pianificate su Venere che potreanno fornire nuovi preziosi dettagli: DAVINCI+ e VERITAS della NASA e EnVision dell'ESA, potranno fornire nuovi preziosi dettagli. Il Portogallo sarà coivolto in quest'ultima missione e Machado sarà responsabile di uno degli spettrometri a infrarossi: "Questo lavoro mostra il tipo di scienza che sarà possibile con gli strumenti EnVision. Stiamo già dimostrando la grande rilevanza della scienza che sarà possibile con questa futura missione".
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