破曉號發現金星大氣上的巨大條紋


長久以來,金星一直被濃厚的大氣層所覆蓋。雖然金星大氣環境一直是科學家探測金星地質的阻礙,但金星大氣至今仍有許多未解之謎。日本神戶大學樫村博基教授所帶領的團隊透過破曉號(あかつき)的數據,發現金星大氣雲層存在著南北對稱的巨大條紋結構,北半球從西北向東南延伸,南半球從西南向東北延伸,寬度有幾百公里寬,長度將近一萬公里。

從2015年觀測金星大氣至今的破曉號上頭搭載了可觀測波長2微米紅外線的IR2紅外線相機,可以直接觀測到距地面五十公里高度的低層雲厚度與細部結構。同時團隊利用名為「地球模擬器」的超級電腦,使用AFES-Venus大氣環流模型模擬了金星的大氣運動。在比較了電腦模型與IR2的觀測結果,兩者一致指出在距金星地面五十公里高度的大氣層中存在著由薄雲構成的條紋狀結構。

至於這些條紋是如何產生的?從電腦模型的運算結果來看,其形成機制與地球大氣相當類似。行星自轉帶動下大氣產生旋渦,而在科氏力作用下金星北(南)半球順(逆)時針旋轉的旋渦會形成下沉氣流,造成該處雲層變薄;而中高緯度的極鋒噴流進一步將這些旋渦拉伸,因此形成了斜向延伸的條紋狀雲帶。

雖然神秘雲帶的形成機制可能和地球相當類似,但這卻是金星獨有的大氣現象,顯示金星還有許多和地球不同之處。在破曉號與AFES-Venus的高解析度資料與運算下,成功提供了一種解釋金星大氣動力的方式。未來科學家期待繼續透過結合實際觀測數據與電腦模式的模擬,提升對於金星大氣運動的了解。

【圖:日本宇宙航空研究開發機構;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】

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