Формирование Гигантского темного облака на Венере объяснили волной Кельвина
Планетологи выяснили природу долгоживущей структуры в облаках Венеры, названной Гигантским темным облаком. Оказалось, что за изменение свойств и структуры облаков ответственен атмосферный фронт, связанный с волной Кельвина, которая наблюдается и в атмосфере Земли. Статья опубликована в The Planetary Science Journal.
Впервые Гигантское темное облако (Giant Dark Cloud), представляющее собой крупную область вблизи экватора планеты, где резко меняется прозрачность облаков Венеры, было замечено в ближнем инфракрасном диапазоне с помощью камер японской межпланетной станции «Акацуки», которая работает на околовенерианской орбите с 2015 года. В дальнейшем выяснилось, что эта структура обладает периодом обращения 4,9 дня и существует, по крайней мере, уже тридцать лет.
Группа планетологов во главе с Кевином МакГулдриком (Kevin McGouldrick) из Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере решила разобраться в природе этой структуры в атмосфере Венеры, проанализировав данные наблюдений за планетой, полученные инструментом VIRTIS, который стоял на борту венерианской орбитальной станции «Венера-Экспресс», а также данные станции «Акацуки».
Исследователи обнаружили, что изменения структуры и свойств облаков в Гигантском темном облаке относятся к высотам ниже 50 километров и 50–57 километров, что соответствует низкому и среднему слоям облаков. Ученые пришли к выводу, что имеют дело с атмосферным фронтом, связанным со сверхкритической нелинейной волной Кельвина. На Земле источником экваториальных волн Кельвина является усиление конвекционных процессов над Тихим океаном. В случае Венеры на переднем крае движущегося фронта волны Кельвина возникает локальный максимум плотности воздушной смеси, который запускает узкие нисходящие потоки. Они быстро достигают более низких высот, где повышенная плотность воздуха останавливает их и приводит к образованию широких и более слабых восходящих потоков.
Ученые отмечают, что продолжат исследование это любопытной структуры в атмосфере Венеры, наблюдения будут вестись как при помощи наземных телескопов, таких как IRTF, так и орбитальных аппаратов, таких как «Акацуки» и будущих EnVision и VERITAS.
Ранее мы рассказывали о том, как зонд «Паркер» услышал «пение» ионосферы Венеры и почему венерианский фосфин, считавшийся потенциальным биомаркером, объяснили активным вулканизмом.
Александр Войтюк
Для скалярной константы связи удалось уточнить предел почти на порядок
Физики из Великобритании получили наиболее жесткие на сегодняшний день ограничения на параметры ультралегкой темной материи. Для этого они использовали данные атомных часов и новый модельно-независимый подход к изучению вариаций во времени этих параметров и других фундаментальных констант. Работа опубликована в журнале New Journal of Physics. По современным представлениям темной материи во Вселенной примерно в пять раз больше обычного вещества. Она не участвует в электромагнитных взаимодействиях и поэтому недоступна прямому наблюдению. Наиболее вероятные кандидаты на роль темной материи — вимпы — до сих пор экспериментально не обнаружены. Поэтому ученые рассматривают и другие теории о составе темной материи: от сверхлегких частиц, например, аксионов, до первичных черных дыр. Ранее ученые уже использовали данные атомных часов для ограничения параметров ультралегкой темной материи с массой менее 10-16 электронвольт. На этот раз физики Натаниель Шерилл (Nathaniel Sherrill) и Адам О Парсонс (Adam O Parsons) с коллегами из университета Сассекса и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне предложили новый модельно-независимый подход к изучению временных вариаций фундаментальных констант при анализе данных атомных часов. При этом количество свободных параметров увеличилось, что по мнению ученых позволит тестировать различные модели и их константы связи. Чтобы проверить новый подход в действии, физики использовали три типа атомных часов: на основе атомов стронция Sr в решетчатой ловушке, на основе ионов иттербия Yb+ в ловушке Пауля и атомные часы на цезиевом фонтане Cs. Частоты всех часов измерялись относительно водородного мазера, после чего рассчитывались отношения частот Yb+/Sr, Yb+/Cs и Sr/Cs. Это позволило исключить возможные ошибки, связанные с нестабильностью работы мазера из-за изменения параметров окружающей среды. Генерируемые частоты во всех часах зависят от соотношений постоянной тонкой структуры и массы электрона. Поэтому из взаимных измерений частот трех часов можно получить колебания со временем этих констант. Особенностью эксперимента стала независимость измерений от предполагаемой функциональной зависимости констант от времени. Поэтому полученные ограничения могут быть использованы при рассмотрении любых гипотетических моделей. В частности, ученые получили ограничения на константы связи гипотетических частиц темной материи в области масс от 10-20 до 10-17 электронвольт. Для скалярной константы связи dγ(1) физикам удалось исключить новую область параметров, усилив предыдущий предел примерно на порядок. Ученые до сих пор не могут определить параметры темной материи, хотя и видят ее проявления в различных процессах. Чтобы лучше разобраться, какие на сегодняшний день существуют модели, описывающие темную материю, пройдите наш тест.