Una rappresentazione artistica delle spesse nubi di Venere. Crediti: ESA
Anche se Venus Express, la sonda europea che ha scrutato il “gemello bollente” della Terra per 8 anni, ha cessato definitivamente l’attività lo scorso dicembre, i dati raccolti durante il suo onorato servizio continuano a riservare sorprese. L’ultima in ordine di tempo è svelata sulle pagine di Planetary and Space Science da un gruppo internazionale di scienziati, guidati dall’italiana Arianna Piccialli del LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales) di Guyancourt, in Francia.
Durante la compilazione di una mappa termica della parte alta dell’atmosfera nel lato “notturno” di Venere, gli scienziati hanno scoperto uno strato di aria calda nell’atmosfera del pianeta, la cui natura risulta, al momento, ancora sconosciuta.
«Abbiamo misurato le temperature ad altitudini variabili tra 90 e 140 km», spiega uno degli autori dello studio, Denis Belyaev dell’Istituto di ricerche spaziali dell’Accademia russa delle Scienze. «Sul lato non illuminato del pianeta le temperature normalmente tendono ad abbassarsi con l’altitudine, ma noi abbiamo notato un picco nel grafico in corrispondenza della fascia tra 90 e 100 km. Qui l’atmosfera era di 20-40°C più calda di quanto ci aspettassimo».
Il profilo delle temperature atmosferiche sul lato notturno di Venere. Crediti: Piccialli at al./ Planetary and Space Science
«Non sappiamo ancora che cos’è che provoca questo riscaldamento», prosegue Belyaev, «ma lo strato di ozono di Venere si trova proprio a questa altitudine, quindi è possibile che ci sia una qualche connessione. Non possiamo affatto escludere che questo fenomeno possa essere spiegato da reazioni chimiche, cioè dalla decomposizione dell’ozono quando viene a contatto con sostanze a base di cloro. Reazioni che sarebbero in grado di rilasciare calore».
«C’è anche un’altra possibile spiegazione per la presenza dello strato di aria calda», aggiunge Piccialli. «Può essere il risultato del riscaldamento adiabatico dovuto alla subsidenza dell’aria – il movimento discendente di una massa d’aria che provoca un riscaldamento per compressione – sul lato notturno del pianeta».
Piccialli e colleghi hanno analizzato i dati ottenuti dallo strumento SPICAV (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Venus), uno spettrometro per l’indagine sulle caratteristiche dell’atmosfera di Venere installato a bordo della sonda Venus Express.
SPICAV system (Spectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Venus). Credit: Denis Belyaev, MIPT
La temperature atmosferica viene misurata grazie al canale sensibile agli ultravioletti (UV) di cui è equipaggiato SPICAV, con il metodo dell’occultazione stellare, dove lo spettrometro cattura la luce emessa da una stella proprio quando passa dietro al pianeta. La luce della stella passa attraverso l’atmosfera di Venere, portando con sé le informazioni sulle sue caratteristiche, leggibili dagli esperti nella scomposizione spettrale che SPICAV effettua sulla luce della stella.
E’ un lavoro che richiede pazienza. Prima gli scienziati selezionano le stelle che brillano di più nelle lunghezze d’onda dell’ultravioletto, il campo di lavoro dello spettrometro. Poi durante l’occultazione, che dura pochi minuti prima che la stella scompaia dietro l’orizzonte del pianeta, lo spettrometro esegue una rilevazione ogni secondo. Successivamente gli scienziati determinano la composizione, la densità e la temperatura dell’atmosfera a diverse quote. Dal giugno 2006 al febbraio 2013 sono stati ottenute ben 587 di queste istantanee dall’atmosfera, che hanno fornito una panoramica praticamente completa dell’emisfero non illuminato di Venere.
«In quasi tutte le sessioni di questi sette anni abbiamo rilevato uno strato a 90-100 km di altezza che è di ben 20-40 gradi più caldo di quello che dovrebbe essere, con temperature attorno ai 220-240 gradi Kelvin (tra -53 e -33 gradi Celsius, ndr), mentre dovrebbero risultare anche inferiori a 200° K», ribadisce Belyaev.
Mappa delle temperature sul lato notturno di Venere ad altitudini di 90 e 100 km. Crediti: Piccialli at al./ Planetary and Space Science
I ricercatori hanno inoltre scoperto un’altra peculiarità dell’alta atmosfera di Venere. Venere è un pianeta unico, che non ruota nella direzione del suo movimento lungo l’orbita circumsolare, ma nella direzione opposta, a causa del suo asse di rotazione inclinato di 177 gradi. In più, ruota molto lentamente, impiegando 243 giorni terrestri per una rotazione completa. Tuttavia, proprio a causa del moto retrogrado combinato allo spostamento sull’orbita, tra un’alba e l’altra trascorrono “soltanto” 117 giorni terrestri.
Durante la lunga notte venusiana, la parte superiore dell’atmosfera si raffredda, quindi l’alba venusiana dovrebbe essere più fredda rispetto al tramonto. Invece i ricercatori hanno scoperto che la temperatura atmosferica è di 20 gradi più calda al mattino presto rispetto alla sera, proprio il contrario di quanto si aspettavano.
«Questo è probabilmente dovuto alla circolazione globale dell’atmosfera», commenta Belyaev, «nella quale, ad un’altitudine di circa 100 chilometri, si osserva una transizione dove si sovrappongono due diversi regimi di circolazione: si passa dalla super-rotazione, osservata nella bassa mesosfera, alla circolazione solare-antisolare. In questa zona, sul lato notturno, la massa d’aria scende fino a 70 km, il che può portare al riscaldamento adiabatico dell’atmosfera».