Атмосфера второй планеты от Солнца считается одной из самых необычных в нашей системе. Хотя сама планета очень медленно вращается вокруг своей оси — один оборот занимает 243 земных дня, — ее плотная атмосфера движется куда быстрее: верхние слои облаков совершают полный оборот вокруг планеты примерно за четыре дня.
Поскольку атмосфера Венеры постоянно в движении, в ней возникают волны, способные переносить энергию от одного участка планеты к другому, влияя на глобальную циркуляцию газа. Эти волны уже не раз замечали космические аппараты, но в основном ученые сталкивались лишь с отдельными структурами — например, над определенными участками поверхности. Теперь исследователи предположили, что некоторые из таких волн распространяются практически по всей планете.
Анализ наблюдений Венеры, выполненный в мае 2010 года с помощью экспериментального поляриметра ExPo, установленного на телескопе Уильяма Гершеля на Канарских островах (Испания), помог выявить необычный рисунок. Интересно, что сами изображения были получены случайно: ученые ждали наступления темноты перед другой программой наблюдений и решили направить телескоп на Венеру. Лишь спустя годы, разбирая архивные данные, обнаружили тот самый рисунок.
На обычных снимках планета выглядела совершенно привычно — яркий диск без каких-либо кольцевых структур. Однако при анализе поляризации отраженного солнечного света исследователи увидели несколько слабых концентрических колец, охватывающих почти всю освещенную сторону Венеры. Их центр располагался немного западнее точки, где Солнце в тот момент было в зените.
Чтобы понять природу сигнала, астрономы попытались найти инструментальное объяснение. Вот только ExPo специально разработан так, чтобы максимально подавлять собственные ошибки измерений. За годы работы похожие структуры не появлялись ни при наблюдении других объектов, ни во время лабораторных испытаний. При этом полностью исключить неизвестный артефакт пока нельзя.
Проблема в том, что кольца обнаружили в одном архивном наборе данных, а сам прибор впоследствии демонтировали. То есть повторить наблюдения в тех же условиях невозможно.
Затем ученые смоделировали атмосферу Венеры. Расчеты показали, что похожий рисунок действительно может возникнуть, если над облачным слоем распространяются волны, изменяющие плотность газа примерно на 5-10 процентов.
Такие изменения, однако, слишком малы, чтобы заметно изменить количество света, отражаемого Венерой. Поэтому на обычных фотографиях планеты они не видны. Но молекулы газа по-другому влияют на направление колебаний световых волн, то есть на поляризацию отраженного света. Именно это изменение смог уловить поляриметр: кольца проявились только при анализе поляризованного света, а не на обычных изображениях.
Если выявленные структуры действительно имеют атмосферное происхождение, речь может идти о гигантских волнах длиной от сотен и примерно до тысячи километров. Они, вероятно, зарождаются немного западнее подсолнечной точки и распространяются почти через всю планету. Эти волны могут переносить значительное количество энергии, влияя на циркуляцию атмосферы, а значит, потенциально участвовать в поддержании загадочной суперротации Венеры.
Авторы исследования, опубликованного в издании The Planetary Science Journal, отметили, что пока речь не идет об открытии нового атмосферного явления. Они призвали коллег перепроверить результат. Если новые наблюдения и будущие миссии подтвердят существование волн такого типа в атмосфере Венеры, это откроет новый способ изучения соседки Земли.