在上层大气中发现了一个巨大的弓形“凸起”天文学家正试图解释它如何能够承受自转速度比地球本身还快的硫酸云的喷涌。
他们最好的猜测是,这个奇怪的 10,000 公里(6,214 英里)结构可能是太阳系中有史以来最大的重力波的结果,但有一个问题 - 科学家们并不认为重力波可能在大气层的这么高的地方形成。
您可以在上面的红外图像中看到的巨大波,从金星的北极延伸到南极,是日本的“晓”探测器在 12 月发现的。
连续四天,它在距地表约 65 公里(40 英里)的地方控制着这颗行星极其炎热和稠密的大气层,并且即使面对金星传奇般的情况,它仍然保持着诡异的静止状态。359 公里/小时(223 英里/小时)风。
但随后它就如同出现一样迅速地从云层之上消失了。
当航天器耐心等待波浪重新出现时——欧洲的金星快车航天器发现了许多类似的结构在其为期十年的任务中,科学家们现在的任务是解释这种奇特的现象。
晓号探测器背后的团队表示,所有证据都表明凸起是一种巨大的重力波——当液体、气体或等离子体等流体物质被推离平衡位置时就会发生这种情况。
他们认为,考虑到金星硫酸风的强烈速度和形状,唯一能够承受这一切的结构是巨大的重力波——尽管事实上没有人预测它们会变得这么大。
“目前的研究显示了静止重力波存在的直接证据,并且进一步表明这种静止重力波可以具有非常大的规模 - 也许是太阳系中迄今为止观察到的最大的,”团队报告。
为期四天的时间。图片来源:JAXA/Taguchi 等。等,2017
为了让大家了解这么大的物体在金星大气层中生存的可能性有多大,这颗炽热的行星拥有厚厚的硫酸云,这些硫酸云向西移动的速度比金星本身绕轴旋转的速度还要快。
尽管这些酸性云层速度很快,但金星的自转速度却慢得令人痛苦——金星上的一天持续的时间比金星完成绕太阳轨道运行所需的时间还要长。
这种现象被称为超级自转,它使金星的整个高层大气看起来像一团模糊的高速云彩,这使得云顶上顽固地形成一万公里长的冷浪令人惊讶。
那么这种明显的重力波是如何形成的呢?
首先,引力波与,所以不要将两者混淆。
引力波是时空中的涟漪2016年初直接检测到——这是自爱因斯坦 100 多年前预测它们以来的第一次。
另一方面,重力波要简单得多——我们在地球上就有它们,它们基本上只是行星大气层密度的涟漪或扰动。
人们认为金星巨大的重力波是由于其高耸的山脉而形成的。
正如艾玛·格雷·埃利斯解释的那样有线,如果风吹过不平坦的表面(例如锯齿状的山脉,甚至是汹涌的海洋),想要向上移动的空气颗粒和想要将它们向下推的重力之间就会产生张力。
金星表面的风被一座山推上来,导致高层大气紧张,从而减缓了高空风的速度。图片来源:欧洲航天局
这种平衡的争夺是地球上产生重力波的原因——就像地球上空的重力波一样。巴塔哥尼亚的安第斯山脉-晓团队表示,这种现象不断出现在金星高地上空并非巧合。
他们认为,金星表面的风撞击到金星表面时引发了巨大的重力波的形成。4,500米高(14,764 英尺)阿芙罗狄蒂泰拉山脉隐约可见于地球赤道附近。
“我们认为高地是产生静止重力波的关键,因为大多数弓形物——到目前为止我们已经发现了超过 15 个弓形物——都出现在高地上方的中心位置,”研究人员之一、田口真琴(Makoto Taguchi)说道。立教大学、告诉埃利斯。
虽然研究人员对他们的解释充满信心,但仍然存在许多问题,包括重力波最初如何在地表上方如此之高的谜团。
研究小组希望通过对这颗行星的进一步观察来解决这个问题,有了这种洞察力,我们最终可能能够回答一个更大的问题——金星疯狂的超级自转是如何发生的?
“我们并不完全了解大气层是如何达到这种超级旋转状态的,但重力波是一个促成因素,”加州大学洛杉矶分校的地球物理学家杰拉尔德·舒伯特(Gerald Schubert)没有参与这项研究,告诉有线。
“这一特征可能至少部分是由重力波引起的,这将告诉我们更多关于它们在大气动力学中所扮演的角色。”
该研究发表于自然地球科学。