Южные полюса планет и их спутников. (Начало).

(http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&keyword=...)

    Venus Express подтвердил наличие двойного вихря на южном полюсе Венеры.

    Источник: http://www.esa.int/esaCP/SEMYGQEFWOE_index_1.html#...

    В апреле этого года европейский зонд «Venus Express» сразу после выхода на орбиту Венеры сделал первые снимки южного полюса этой планеты. На свой первый виток вокруг Венеры по сильно вытянутой эллиптической орбите «Venus Express» потратил 9 дней, с 11 до 19 апреля. На этой орбите зонд приближался к поверхности Венеры на расстояние 400 км и удалялся от нее на 350 тыс. км. Такая орбита позволила провести первые наблюдения динамики атмосферы Венеры в глобальных масштабах и с разных расстояний.

    На первых фотографиях, сделанных в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазоне длин волн, ученые увидели довольно неожиданные детали, в частности "черную воронку" над южным полюсом. Над северным полюсом Венеры ничего подобного замечено не было. Дальнейший анализ полученных данных подтвердил наличие над южным полюсом Венеры двойного атмосферного вихря.

    В принципе "штормовой" характер атмосферы над южным полюсом Венеры был замечен и на более ранних снимках, сделанных много лет назад зондами «Pioneer Venus» и «Mariner 10», но такого двойного вихря на них не было.

    Эти два изображения Южного полюса Венеры были получены «Mariner 10» НАСА (в течение его пролета мимо Венеры - на пути к Меркурию) и во время миссии  «Pioneer Venus» в течение начала 1970-ых и 1980-ых, соответственно. Изображения обеспечили первые представления о бурном поведении атмосферы на Южном полюсе планеты. (http://esamultimedia.esa.int/images/venusexpress/P...)

    Известно, что в атмосфере Венеры дуют сильные западные ветры. Полный виток вокруг Венеры такой ветер делает всего за 4 дня. Теоретически такое глобальное вращение атмосферы в сочетании с естественным круговоротом горячих атмосферных газов могут приводить к образованию вихревых структур над обоими полюсами планеты. Но удивительно то, что, во-первых, вихрь двойной и, во-вторых, он есть только над южным полюсом. Пока у ученых нет никаких гипотез на этот счет. Атмосферные вихри - это очень сложные структуры и их очень сложно моделировать (даже земные вихри). Правда, миссия зонда Venus Express только началась и есть надежда, что его работа позволит разгадать эту и другие загадки Венеры.

    Анализ композитных снимков зонда «Venus Express».

    Первые композитные снимки планеты Венера, переданные зондом «Venus Express», были сделаны с расстояния 206452 км прибором VIRTIS. Они сразу потрясли ученых.

    Обнаружилось, что облачный покров содержит четко очерченные образования с очень хорошо различимой структурой. При первых наблюдениях использовались приборы VMC (Venus Monitoring Camera) VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer).

Самой удивительной загадкой для ученых стала гигантская черная воронка из облаков на месте Южного полюса планеты. Существование подобной динамики облачного покрова, аналогичной уже наблюдавшейся на Северном полюсе планеты, ранее предполагалось, однако доказательств ее существования до этого времени не имелось.

«Всего сутки спустя после прибытия мы уже смогли ощутить горячую и динамичную обстановку на Венере, - отметил д-р Хакан Сведхем (Hakan Svedhem), ведущий научный специалист проекта. - Нам предстоит увидеть намного больше деталей с беспрецедентным качеством на снимках с разрешением на два порядка лучшим, чем сейчас, когда аппарат приблизится к Венере. Мы ожидаем увидеть чрезвычайно быструю эволюцию спиральных образований».

    На первых снимках Венеры, сделанных камерой VIRTIS, видна область Южного полюса планеты, разделенная на освещенную Солнцем (дневную) и ночную стороны. Пространственное разрешение снимка составляет около 50 км/пиксель. На дневной стороне камера зарегистрировала излучение, отраженное верхними слоями облаков на высоте около 65 км над поверхностью планеты. Прослеживается спиральная динамика облачного покрова.

    На снимках ночной стороны, полученных в инфракрасном диапазоне 1,7 мкм, исключительно четко прослеживается динамика спиральных облачных структур более низкого региона, расположенного на высоте около 55 км над поверхностью. Более темные области представляют собой более плотные облака, в то время как яркие (красноватые) области - это районы с менее плотной облачностью, пропускающие тепловое излучение планеты.

    Аналогичные снимки южной области планеты были получены также камерой VMC в ультрафиолетовом диапазоне. Их разрешение составляет около 150 км/пиксель.

(http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&keyword=...).

     Исследование приполярных областей планет уже не первый раз приносит интересные открытия. Так, вблизи Южного полюса спутника Сатурна Энцелада были обнаружены очаги термальной активности и водяные гейзеры, бьющие в космическое пространство. В полярных областях Сатурна были обнаружены сияния, аналогичные полярным сияниям на Земле, на Титане вблизи полюса удалось зарегистрировать странные облака. Исследования облачного покрова вблизи полюсов Венеры особенно интересуют ученых - имеются признаки наличия в атмосфере планеты живых организмов.

    Венера является близнецом Земли с точки зрения размера и массы, однако их развитие пошло разными путями. К примеру, атмосфера Венеры состоит из ядовитых газов, а температура на ее поверхности настолько высока, что там расплавился бы свинец. Однако американские ученые из Техасского университета утверждают, что жизнь может существовать даже в кислотных облаках Венеры. Более того, такая гипотеза, по их словам, могла бы объяснить ряд необычных явлений, наблюдаемых в атмосфере планеты.

    Снимки Венеры напомнили о пророчествах Меркатора.

    Впервые переданные аппаратом Venus Express снимки Южного полюса планеты, на котором изображена гигантская воронка из исключительно хорошо различимых черных облаков с центром как раз на полюсе, уже вызвала интерес у ученых. Многие вспомнают при этом о средневековых теориях, использованных и упомянутых Эдгаром По в рассказе "http://lib.rin.ru/doc/i/54937p1.html" target="_blank">Рукопись, найденная в бутылке".

    В рассказе упоминается о том, что в финале путешествия на Южный полюс корабль путешественников попадает в гигантскую воронку и "низвергается в бездну". В примечании к рассказу Эдгар Аллан По указывает, что уже после публикации рассказа в 1831 году он познакомился с картами Мерактора, "на которых океан представлен в виде четырех потоков, устремляющихся в (северный) Полярный залив, где его должны поглотить недра земли, тогда как самый полюс представлен в виде черной скалы, вздымающейся на огромную высоту".

    Правда, в данном случае речь шла, во-первых, о Земле, и, во-вторых, о динамике жидкого океана. Тем не менее, параллель, или аналогия, с образованной облаками на Венере воронкой прослеживается отчетливо.

    Астрономы обнаружили гигантские волны на облаках Венеры.

    Загадочную рябь грандиозных размеров обнаружили японские астрономы на поверхности ядовитых кислотных облаков, плотных слоем покрывающих Венеру.

    Как сообщает ИТАР-ТАСС, волны, расстояние между вершинами которых достигает несколько сотен километров, были замечены при наблюдении за второй планетой Солнечной системы с помощью мощного инфракрасного телескопа «Субару», установленного на Гавайских островах. Причины гигантского шторма на облаках Венеры неизвестны, заявили сегодня участники группы исследователей, состоящей из экспертов Токийского университета и национального аэрокосмического агентства ДЖАКСА.

    На проходящей в городе Тиба конференции Японского планетарного общества они сообщили, что вели интенсивные наблюдения за атмосферой Венеры в течение трех дней, выявив на ее поверхности сложный узор температурных пятен. По мнению специалистов, они отчетливо свидетельствуют о колоссальных волнах, непрерывно проносящихся по поверхности облаков.

    Даже в самые мощные оптические телескопы эти облака выглядят как достаточно плоская белесая масса. Об их форме и структуре практически ничего не известно. Облака состоят в основном из концентрированной серной кислоты, а атмосфера Венеры вращается над ее поверхностью со скоростью, которая примерно в 60 раз превышает скорость вращения самой планеты.

    «Нам неизвестно на какие явления указывают волны на поверхности облаков, - завил журналистам представитель аэрокосмического агентства Такэси Имамура. - Однако ясно, что имеется некая энергия, которая вызывает такое волнение. Не исключено, что выяснение этого вопроса поможет понять причины аномалии, связанной с непонятно быстрым вращением атмосферы на Венере». (17 мая 2006, 07:13)               

    Новые данные о кислороде Венеры.   

    Источник:  < http: // www.sciencedaily.com / >.  

    Один год прошел с 11 апреля 2006, когда «Венера- Экспресс», первая миссия Европы на Венеру и единственный космический корабль теперь на орбите вокруг планеты, достиг своего предназначения. С тех пор это продвинутое устройство, рожденное, чтобы исследовать одну из наиболее таинственных планет в Солнечной Системе, показало планетарные детали, никогда не наблюдавшиеся прежде.

    Рекордные, потрясающие глобальные виды двойного вихря (глаза бури) на Южном полюсе Венеры, первые наборы 3-мерных данных о структуре и динамике серно-кислотных облаков, окружающих планету толстым занавесом, температурные карты поверхности и атмосферы на различных высотах, являются только несколькими из результатов, полученных к настоящему моменту.

    Новые инфракрасные данные теперь доступны о кислороде Венеры airglow - явление, обнаруженное на вечерней стороне, которое делает свечение планеты похожим на  «космический фонарь». «Кислород airglow был сначала обнаружен благодаря наблюдениям  с земли, и также наблюдался другими миссиями на Венеру типа советских космических кораблей  «Венера» и орбитального аппарата «Пионер- Венера» США», - сказал Пьер Дроссарт, основной ученый-исследователь на инструменте VIRTIS «Венера-Экспресс».  «Однако, глобальное и детальное представление, которое мы получаем благодаря «Венере-Экспресс», вероятно является беспрецедентным».

    Флюоресценция airglow происходит, когда разделенные ультрафиолетовым излучением атомы кислорода в атмосфере 'повторно объединяются' в молекулярный кислород (или ‘O2'), испускающий свет. Откуда этот кислород берется?

(http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&keyword=...)

    «Кислород в атмосфере Венеры - очень редкий элемент», - продолжил Дроссарт. На больших высотах в атмосфере, на дневной стороне Венеры, сильный поток ультрафиолетовой радиации, поступающей от Солнца, «ломает» («разрушает») молекулы углеродистого диоксида (CO2), присутствующий  в большом количестве в атмосфере, освобождая атомы кислорода. «Эти атомы затем транспортируются так называемым «подсолнечным» и «антисолнечным» атмосферным вращением к вечерней (ночной) стороне планеты. Здесь атомы мигрируют от высокой атмосферы до более низкого слоя, называемого «мезосфера», где они повторно объединяются в O2. Делая это, они испускают свет в определенных длинах волны, которые могут наблюдаться с большого расстояния с Земли и с «Венеры-Экспресс», добавил Дроссарт.

    Обнаружение airglow и способность следить за ее развитием во времени является чрезвычайно важным по нескольким причинам. 

    «Во-первых, мы можем использовать распределение и движение этого флуоресцентного O2 - облака, чтобы понять, как нижние атмосферные слои двигаются и ведут себя», - сказал Гиусепп Пиччиони, другой основной исследователь на VIRTIS. «В этом смысле, O2 airglow реально представляет собой  «трассирующий снаряд» динамики атмосферы на Венере».

    «Во-вторых, анализ этого явления обеспечит новые ключи к пониманию того, что глобальные атмосферные химические процессы - действительно очень стимулирующая задача, и все еще открытая область исследований», - продолжил Пиччиони. «Вычисляя скорость, с которой эта химическая «рекомбинация» имеет место, мы могли бы быть способны  - в будущем - понять, есть ли там механизмы, которые ускоряют, или катализируют, эту рекомбинацию, и узнать больше о производстве и рекомбинации других химических элементов в венерианской атмосфере».

    «В третьих, наблюдение кислорода airglow также позволяет приблизиться к лучшему пониманию глобального 'энергичного' обмена между мезосферой Венеры - на верхней границе которой расположен airglow, и термосферой Венеры, даже более высоких её слоев, находящихся непосредственно под воздействием Солнца».

Аномалии полюсов Юпитера 

    Южный полюс Юпитера.

    Эти цветные карты Юпитера были построены из изображений, принятых узко-угольной камерой на борту космического корабля НАСА «Cassini» 11 и 12 декабря 2000г., когда космический корабль приблизился к Юпитеру в течение его пролета мимо гигантской планеты. «Cassini» направлялся к Сатурну. Это - наиболее детальные глобальные цветные карты Юпитера, выпускавшиеся когда-либо; самые маленькие видимые особенности - приблизительно 120 километров (75 миль)  в поперечнике. Другие карты см. PIA07782 -  http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07782 .

PIA07784: превосходная карта южного полюса Юпитера,  полученная «Cassini»:

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07784

    Карты составлены из 36 изображений: пара изображений, охватывающих северные и южные полушария Юпитера, была получена в двух цветах каждый час в течение девяти часов,  пока Юпитер вращался под космическим кораблем. Хотя необработанные изображения получены  только в двух цветах, 750 нанометров (почти инфракрасный) и 451 нанометров (синий), цвета карты - близки к тем, которые видел бы человеческий глаз, пристально глядя на Юпитер.

    Карты показывают разнообразие красочных особенностей облаков, включая параллельные красновато-коричневые и белые полосы, Большое Красное Пятно, много хаотически движущихся областей, белые овалы и много маленьких вихрей. Много облаков появляются в полосах и волнах из-за непрерывного протяжения и сворачивания их ветрами и бурями Юпитера. Синевато-серые особенности по северному краю центральной яркой полосы экватора - " горячие точки, " метеорологические системы типа тех, что были открыты исследованием «Galileo» НАСА. Маленькие яркие пятна в пределах оранжевой полосы к северу от экватора - грозы с молниями. Полярные области, показанные здесь, видимы менее ясно, потому что Cassini наблюдал их под углом и через более толстый атмосферный туман.

    Круговые карты - в полярной cтереографической проекции, которая показывает северный или южный полюс в центре карты и экватор на краю.

    Северный полюс Юпитера.

    Эта карта - часть из группы цилиндрических и полярных стереографических проекций Юпитера.                            

PIA07783: превосходная карта северного полюса Юпитера

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07783   

    Полярные области менее ясно видны, потому что «Cassini» снимал их под углом, и через более толстый атмосферный туман (типа белесого цвета материала на южной полярной карте - см. PIA07784 )  , однако можно заметить квазишестиугольные очертания образования в районе северного полюса.

    Холодное отверстие в атмосфере на полюсе Юпитера.

  Эти сложные изображения северной полярной области Юпитера, полученные с помощью космического телескопа Хаббла (справа) и инфракрасного телескопа «Галилео» (составное, слева) показывает образование квазишестиугольной формы, которое простирается вертикально от стратосферы вниз в вершину тропосферы. Большая разность температуры по сравнению с окружающими массами воздуха создает ветер в восточном направлении, который имеет тенденцию держать полярную атмосферу, включая стратосферный туман, изолированно от остальной части атмосферы.

    Линейные штрихи в составных проекциях - экспонаты обработки изображения. Область, самая близкая к полюсу, была опущена, потому что она была слишком близко к краю планеты в первоначальных изображениях, чтобы надежно представить эту область планеты.

PIA03864: Холодное отверстие на полюсе Юпитера.

(http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03864)

    Комбинированный снимок справа объединяет изображения от широкоугольной планетарной камеры 2  космического телескопа Хаббла, принятые в длине волны 890 нанометров, и показывает стратосферные частицы тумана.

     Острая граница и похожая на волну структура слоя тумана предполагает полярный вихрь и подобие стратосферным полярным облакам на Земле. Изображения теплового излучения Юпитера подтверждают  эту идентификацию. Комбинация слева, например, сделана из изображений, принятых в Лаборатории Реактивного движения  от  инфракрасного телескопа НАСА «Галилео» на длине волны 17 микронов. Она показывает полярную массу воздуха, которая является от 5 до 6 градусов Цельсия (от 9 до 10 градусов по Фаренгейту) более холодной, чем  среда вокруг, с той же самой границей как у стратосферного тумана. Подобные наблюдения в других инфракрасных длинах волны показывают, что холодная масса воздуха продолжается по крайней мере столь же глубоко,  как от середины стратосферы до вершины тропосферы.

Эти изображения были приняты с 11 августа по 13 августа 1999г., в то время, когда северный полюс Юпитера был наиболее виден с Земли. Другие инфракрасные изображения телескопа в частотах, чувствительных к полярному туману, были приняты через короткие интервалы с июня до октября 1999г. Они показывают, что квазишестиугольная структура вращается медленно в восточном направлении на 1.2 градуса долготы в день, что совместимо со средними скоростями ветра, измеренными по движению видимых облаков.

    Ученые, изучающие атмосферу Земли, заинтересованы в этих результатах, потому что атмосфера Юпитера обеспечивает естественную лабораторию, в которой модели полярного вихревого явления могут быть изучены при различных условиях - например, без вмешательства топографии. Специфически интересно, но все же неизвестно - то, как глубоко это явление простирается в тропосферу Юпитера. Ответ на этот вопрос мог бы быть получен аппаратурой на полярной миссии орбитального аппарата к Юпитеру.

    Северный полюс Юпитера в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах.

    Источник: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03473 . 

    Развитие вихрей напоминает развитие озоновых дыр в стратосфере Земли, и в этих обоих процессах, кажется, идет только в пределах ограниченных масс высотного полярного воздуха. Это подобие может помочь ученым лучше понять оба процесса.

PIA03473.gif

    Кинофильм - первый из всех снятых космическими кораблями для наблюдения в ультрафиолетовых длинах волн и изучения перемешивания атмосферы планеты. Гидрокарбонат в стратосфере Юпитера прозрачен в более длинных волнах видимого и инфракрасного света, но появляется как туман в ультрафиолетовом свете. Узкоугольная камера «Кассини» получала изображения от почти экваториальной перспективы, пока космический корабль приближался к Юпитеру с 1 октября 2000г. до 15 декабря 2000г.. Изображения были объединены и перепроектировались в вид на  кинофильме, как будто мы смотрим свысока на северный полюс Юпитера. Контраст был увеличен, чтобы показать слабые особенности. Черная точка прямо в полюсе - место, где никакие презентабельные данные не были получены, из-за угла визирования «Кассини». Для справки, круг широты 60 градусов добавлен в белом цвете, и овал, где Юпитер имеет постоянную Аврору (полярные сияния), добавлен в синем цвете. Аврора, сопоставимая с северным сиянием Земли, - здесь непосредственно не видима.

    Энергичная Аврора нагревает стратосферу и стимулирует формирование комплекса гидрокарбоната путем разрыва молекул метана. Темное пятно появляется, и в пределах двух недель становится четким овалом тех же самых размеров и формы, как Большое Красное Пятно в южном полушарии Юпитера. В то время как этот темный вихрь - находится внутри  овала, его внешний край начинает циркулировать в направлении по часовой стрелке и это формирует маленькое, более яркое, внутреннее ядро. Оно в конечном счете перемещается из  области Авроры и искажается, уменьшаясь в ширине и растя в длине. Ближе к концу кинофильма, за секунду, меньший, темный овал появляется ближе к полюсу и искажается  ветром, который его «срезает».

    Ряд волновых особенностей на  планете видно к югу от круга 60 градусов широты. Они делают видимой часть динамики того, как туман, сформированный в ограниченной полярной стратосфере, смещается в конечном счете  ветрами на более далекий юг.

    Сравнение этого ультрафиолетового кинофильма с почти инфракрасным кинофильмом, который был произведен в то же самое время и выпущен предварительно (PIA-03452), показывает много различий. Вместо волн и большого вихря, замеченного в ультрафиолетовом спектре, инфракрасное изображение показывает множество маленьких штормов и параллельных полос на более низких высотах в атмосфере.

    Из материалов сайта http://www.akasha.de/~aton/NUWinds.html :