为什么金星大气旋转得比行星自身还快?双循环系统促成超旋转

金星自转非常缓慢,243个地球日才绕自转轴旋转一圈,然而金星的大气完全相反,其向西旋转的速度比金星自转速度快上60倍。这个谜团已存在许久,最近科学家可能找到了原因,在于大气波与子午环流的加持。

1960年代左右,科学家首度发现金星大气层的超旋转现象:当金星每243个地球日才完成自转一周时,金星的大气层以每秒200米的速度向西奔驰,仅需4天就完成一趟全球旅行,这种奇怪现象如何形成与维持已困扰了科学家60年,目前科学家只在土星最大的卫星——同样通用的泰坦(Titan)星球上才观察到。

现在,由日本北海道大学天文学家Takeshi Horinouchi领导的国际团队终于破解谜团。

研究人员分析了“破晓号(Akatsuki)”金星探测器上的紫外线摄影机(UVI)、长波红外摄像机(LIR)图像,从中注意到一个热力潮(thermal tide),或者说是由白天与黑夜的温差所触发之大气波、加快了低空大气自转速度;而金星上的子午环流(南北方向的空气流动)也有相同的加热和冷却循环,空气沿相反方向流向两极高纬地区,降低纬度空气一起向上推从而增强了气流,最终使金星高层大气旋转速度比行星本身快得多。

这种双循环机制,将能帮助科学家更了解那些经历潮汐锁定的系外行星之大气系统。新论文发布在《科学》(Science)期刊。

维持金星大气超速旋转的双循环系统。(Source:北海道大学)

(首图来源:NASA)