Een merkwaardige koude laag in de atmosfeer van Venus
De ESA-sonde Venus Express heeft vanuit zijn baan rond onze buurplaneet een verrassend koud gebied gevonden hoog in de atmosfeer van Venus. Het is er koud genoeg om koolstofdioxide te doen bevriezen tot ijs of sneeuw. Bij de ontdekking is ook het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA) betrokken.
Hoewel vaak een ‘zusterplaneet’ van de aarde genoemd, is Venus omgeven door een dikke atmosfeer van koolstofdioxide en heersen aan het oppervlak van de weinig gastvrije planeet ovenhete temperaturen. Maar uit een nieuwe analyse van de gegevens die ESA’s sonde Venus Express al vijf jaar lang verzamelt hebben onderzoekers een heel koude laag ontdekt in de Venusatmosfeer op een hoogte van 125 kilometer boven het oppervlak van de planeet. In de laag is het maar liefst -175°C koud.
Zulke koude gebieden treffen we zelfs niet aan in de atmosfeer van de aarde, ontdanks het feit dat onze planeet aanzienlijk verder van de zon is verwijderd dan Venus. De ontdekking gebeurde door zonlicht te observeren dat door de Venusatmosfeer werd gefilterd en dat aldus de concentratie van koolstofdioxidemoleculen op verschillende hoogtes langsheen de zogenaamde terminator onthulde. De terminator scheidt de dag- en nachtzijde van de planeet.
Gewapend met informatie over de concentratie van koolstofdioxide en samen met gegevens over de atmosferische druk op elke hoogte konden de onderzoekers de bijbehorende temperaturen afleiden. ’Aangezien de temperatuur op bepaalde hoogtes lager is dan de temperatuur waarbij koolstofdioxide bevriest, denken we dat er ijs van koolstofdioxide kan gevormd worden’, zegt Arnaud Mahieux van het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA), hoofdauteur van een artikel dat de resultaten van het onderzoek bespreekt in het Journal of Geophysical Research.
Bijzondere resultaten
Wolken van kleine ijs- of sneeuwdeeltjes van koolstofdioxide zouden licht heel fel moeten weerkaatsen, waardoor men misschien lagen in de atmosfeer aantreft die helderder zijn dan normaal. ’Maar hoewel Venus Express in de Venusatmosfeer soms heel heldere gebieden waarneemt die door ijs kunnen worden verklaard, zijn ze mogelijk het gevolg van andere verstoringen van de atmosfeer. We moeten dus heel voorzichtig zijn’, aldus Mahieux.
Het onderzoek toonde ook aan dat de koude laag bij de terminator gesandwicht wordt tussen twee relatief warme lagen. ’De temperatuurprofielen aan de hete dagzijde en de koude nachtzijde op meer dan 120 kilometer hoogte zijn heel verschillend. Bij de terminator zien we een overgangsgebied met effecten van de twee zijden. De nachtkant speelt mogelijk een grotere rol op een bepaalde hoogte en de dagkant speelt mogelijk een grotere rol op andere hoogtes.’
Gelijkaardige temperatuurprofielen langs de terminator werden ook afgeleid uit andere gegevens van Venus Express, waaronder metingen die tijdens de Venusovergang eerder dit jaar werden verzameld. Met modellen kunnen de waargenomen profielen voorspeld worden, maar men wil verdere bevestiging bekomen door te onderzoeken welke rol andere atmosferische bestanddelen spelen zoals koolstofmonoxide, stikstof en zuurstof, die op grotere hoogten meer voorkomen dan koolstofdioxide.
‘De resultaten zijn heel nieuw en we moeten er nog verder over nadenken en begrijpen wat de gevolgen zulen zijn,’ zegt Håkan Svedhem, ESA-projectwetenschapper voor Venus Express. ’Maar de bevindingen zijn bijzonder, aangezien we een gelijkaardig temperatuurprofiel niet opmerken langsheen de terminator in de atmosferen van de aarde of Mars, die een andere scheikundige samenstelling en temperaturen hebben.
Achtergrond
Het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie (BIRA) is een federale wetenschappelijke instelling, die opgericht is in 1964. De activiteiten van het BIRA hebben betrekking op alle aspecten van het bestuderen van atmosferen. Dit omvat zowel de ontwikkeling van instrumenten als de wetenschappelijke analyse van de door deze instrumenten opgenomen gegevens.
Een onderzoeksteam bestaat uit navorsers en ingenieurs, en bestudeert planetaire atmosferen, zoals die van de planeten Mars en Venus (met uitzondering van de atmosfeer van de aarde). Het team is onder andere verantwoordelijk voor het instrument Solar Occultation in the Infra-Red (SOIR).
SOIR is een infrarood spectrometer aan boord van de ruimtesonde Venus Express, die op 9 november 2005 werd gelanceerd en sinds 11 april 2006 rond Venus draait. Dit instrument werd ontworpen in België, voert zonne-occultaties uit en gebruikt de zon als lichtbron.
Met deze techniek meten de onderzoekers, in functie van de hoogte, tussen 70 en 170 kilometer hoogte de concentratie van moleculen zoals koolstofdioxide, de belangrijkste component van de atmosfeer van Venus, en andere bestanddelen van de atmosfeer.
