Os cientistas usaram o Venus Express da ESA para caracterizar os padrões de vento e nuvens superiores no lado noturno de Vênus pela primeira vez - com resultados surpreendentes.

O estudo mostra que a atmosfera no lado noturno de Vênus se comporta de maneira muito diferente daquela do lado do planeta voltado para o Sol (o 'lado diurno'), exibindo tipos de nuvem inesperados e nunca antes vistos, morfologias, e dinâmica - algumas das quais parecem estar conectadas a recursos na superfície do planeta.

"Esta é a primeira vez que conseguimos caracterizar como a atmosfera circula no lado noturno de Vênus em uma escala global, "diz Javier Peralta da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA), Japão, e autor principal do novo estudo publicado na revista Astronomia da Natureza . "Embora a circulação atmosférica no lado diurno do planeta tenha sido amplamente explorada, ainda havia muito a descobrir sobre o lado noturno. Descobrimos que os padrões de nuvem são diferentes daqueles do lado diurno, e influenciado pela topografia de Vênus. "

A atmosfera de Vênus é dominada por fortes ventos que giram em torno do planeta muito mais rápido do que a própria Vênus gira. Este fenômeno, conhecido como 'super-rotação', vê os ventos venusianos girando até 60 vezes mais rápido do que o planeta abaixo, empurrando e arrastando nuvens dentro da atmosfera à medida que avançam. Essas nuvens viajam mais rápido no nível de nuvem superior, cerca de 65 a 72 km acima da superfície.

"Passamos décadas estudando esses ventos super-rotativos rastreando como as nuvens superiores se movem no lado diurno de Vênus - eles são claramente visíveis em imagens adquiridas em luz ultravioleta, "explica Peralta." No entanto, nossos modelos de Vênus permanecem incapazes de reproduzir esta super-rotação, o que indica claramente que podemos estar faltando algumas peças desse quebra-cabeça.

“Focamos o lado noturno porque ele tinha sido pouco explorado; podemos ver as nuvens superiores do lado noturno do planeta por meio de sua emissão térmica, mas tem sido difícil observá-los adequadamente porque o contraste em nossas imagens infravermelhas era muito baixo para captar detalhes suficientes. "

A equipa utilizou o Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) na nave Venus Express da ESA para observar as nuvens no infravermelho. "O VIRTIS nos permitiu ver essas nuvens corretamente pela primeira vez, permitindo-nos explorar o que as equipes anteriores não podiam - e descobrimos resultados inesperados e surpreendentes, "acrescenta Peralta.

Em vez de capturar imagens únicas, A VIRTIS reuniu um 'cubo' de centenas de imagens de Vênus adquiridas simultaneamente em diferentes comprimentos de onda. Isso permitiu que a equipe combinasse várias imagens para melhorar a visibilidade das nuvens, e veja-os com uma qualidade sem precedentes. As imagens de VIRTIS revelam fenômenos no lado noturno de Vênus que nunca antes foram vistos durante o dia.

Os melhores modelos de como a atmosfera de Vênus se comporta e circula, conhecidos como Modelos de Circulação Global (GCMs), prevejam que a super-rotação ocorra da mesma maneira no lado noturno de Vênus e no lado diurno. Contudo, esta pesquisa de Peralta e seus colegas contradiz esses modelos.

Em vez de, a super-rotação parece ser mais irregular e caótica do lado noturno.

As nuvens superiores do lado noturno têm formas e morfologias diferentes das encontradas em outros lugares - grandes, ondulado, desigual, irregular, e padrões semelhantes a filamentos, muitos dos quais não são vistos nas imagens do lado diurno - e são dominados por fenômenos imóveis conhecidos como ondas estacionárias.

As propriedades 3-D dessas ondas estacionárias também foram obtidas combinando dados VIRTIS com dados de rádio-ciência do experimento Venus Radio Science, ou VeRa, também no Venus Express.

Uma ligação entre o movimento atmosférico e a topografia já foi observada em Vênus antes, embora no lado diurno; em um estudo do ano passado, pesquisadores descobriram que os padrões climáticos e as ondas crescentes no lado diurno de Vênus estão diretamente conectados a características topográficas na superfície.

"Foi um momento emocionante quando percebemos que alguns dos recursos da nuvem nas imagens VIRTIS não se moviam junto com a atmosfera, "diz Peralta." Tivemos um longo debate sobre se os resultados eram reais - até que percebemos que outra equipe, liderado pelo co-autor Dr. Kouyama, também havia descoberto de forma independente nuvens estacionárias no lado noturno usando o Infrared Telescope Facility (IRTF) da NASA no Havaí! Nossas descobertas foram confirmadas quando a nave espacial Akatsuki da JAXA foi inserida em órbita ao redor de Vênus e imediatamente localizou a maior onda estacionária já observada no Sistema Solar no lado diurno de Vênus. "

Essa descoberta levanta desafios para os modelos existentes de ondas estacionárias. Esperava-se que tais ondas fossem formadas por ventos de superfície interagindo com obstáculos, como elevações de superfície - uma montanha, por exemplo. Contudo, missões russas anteriores envolvendo sondas mediram ventos de superfície em Vênus que podem ser muito fracos para que isso seja verdade.

Adicionalmente, o hemisfério sul do planeta (onde VIRTIS observado) é geralmente bastante baixo em elevação, e - mais misteriosamente - as ondas estacionárias parecem estar ausentes nos níveis de nuvem intermediários e inferiores de Vênus (até cerca de 50 km acima da superfície).

"Esperávamos encontrar essas ondas nos níveis inferiores porque as vemos nos níveis superiores, e pensamos que eles subiram através da nuvem da superfície, "diz o co-autor Ricardo Hueso, da Universidade do País Basco em Bilbao, Espanha. "É um resultado inesperado, com certeza, e todos nós precisaremos revisitar nossos modelos de Vênus para explorar seu significado. "

O efeito da topografia na circulação atmosférica permanece obscuro entre os modeladores do clima; muitos modelos mostram que a inclusão ou omissão da topografia da superfície faz uma diferença no comportamento resultante visto na atmosfera de Vênus, mas não mostram padrões climáticos persistentes ligados à topografia.

"Este estudo desafia nossa compreensão atual da modelagem climática e, especificamente, a super-rotação, que é um fenômeno chave visto em Vênus, "diz Håkan Svedhem, Cientista do Projeto ESA para Venus Express. "Além disso, demonstra o poder de combinar dados de várias fontes diferentes - neste caso, dados de sensoriamento remoto e rádio-ciência da Venus Express 'VIRTIS e VeRa, complementado por observações terrestres do SpeX da IRTF. Este é um resultado significativo para VIRTIS e para Venus Express, e é muito importante para o nosso conhecimento de Vênus como um todo. "