Investigador do CAAUL descobre oscilação do Vórtice polar de Vénus

David Luz, investigador do CAAUL/OAL, medindo a velocidade e direcção dos ventos do vórtice do Pólo Sul de Vénus, descobriu que este vórtice “oscila” em torno do Pólo Sul. Esta descoberta foi publicada na versão online da prestigiada revista “Science” no dia 7 de Abril de 2011. A publicação da versão em papel ocorrerá mais tarde.

A rotação da atmosfera de Vénus é a mais rápida de todos os planetas de tipo terrestre. Com um período de 4 dias, a rotação da atmosfera deste planeta é 60 vezes mais rápida que a rotação da sua superfície sólida. Imagens obtidas com o auxílio do instrumento VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer), a bordo da sonda Venus Express, revelam que o vórtice polar deste planeta pode conter pistas para esta super-rotação.

Os vórtices polares são estruturas comuns nas atmosferas do Sistema Solar, ocorrendo nos pólos da Terra, assim como nos pólos de Saturno e Neptuno. Nos anos 70, a missão Mariner 10 observou pela primeira vez o vórtice polar de Vénus, tendo sido posteriormente realizadas outras observações de curta duração desta estrutura através da sonda Pioneer Venus Orbiter. A missão Vénus Express permitiu agora um estudo detalhado do vórtice localizado no pólo Sul, revelando as suas estruturas de nuvens semelhantes a um furacão e o seu núcleo instável com 2000 km de extensão e brilhante no infravermelho.

Imagens do instrumento VIRTIS mostraram que o vórtice do pólo Sul de Vénus não só não se encontra alinhado com o eixo de rotação do planeta como também se move em torno deste, num movimento semelhante à precessão de um pião. As imagens da Venus Express tinham já mostrado que os padrões de nuvens do vórtice estavam frequentemente distanciados do pólo; os resultados publicados hoje medem a velocidade e direcção do vento, analisando as taxas de deriva das estruturas das nuvens a cerca de 65 km de altitude, confirmando que estas se encontram em movimento num vórtice cujo centro pode aparecer deslocado até 500 km do pólo.

A “oscilação” dos vórtices polares em torno do pólo de Vénus é importante para a compreensão das características da sua atmosfera, em particular a sua rotação rápida. O vórtice polar é semelhante ao remoinho criado num ralo quando a tampa é retirada: o fluido roda com maior velocidade à medida que se move em direcção ao centro do vórtice. Em Vénus o vórtice roda sobre si próprio mas também à volta do pólo Sul, como o movimento que sentimos quando andamos no “carrinho de roda” de um carrossel.

Fisicamente, a oscilação do vórtice pode ajudar a transferir momento angular (grandeza física que mede a quantidade de movimento rotacional) de volta para o exterior, ou seja, para longe do pólo e para latitudes mais baixas. Segundo David Luz, do Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa e primeiro autor do estudo, a oscilação do vórtice permite transferir momento angular a partir das altas latitudes de forma a manter uma super-rotação nas latitudes mais baixas.

Embora este resultado não seja a solução para o mistério da super-rotação da atmosfera de Vénus, ele dá-nos indicações importantes sobre os mecanismos dinâmicos em acção.

Figuras e animações:

Legenda: Esta imagem, obtida pelo espectrómetro VIRTIS, mostra a radiação térmica de infravermelhos (no comprimento de onda de 5 micrómetros) emitida pelo topo das nuvens na região polar Sul de Vénus no dia 20 de Janeiro de 2008. As setas brancas indicam os ventos atmosféricos, medidos através do acompanhamento das estruturas das nuvens. Créditos: ESA/VIRTIS-VenusX/INAF-IASF/LESIA-Obs. Paris/ Univ. Lisboa/Univ. Évora (D. Luz, Univ. Lisboa & D. Berry, U. Évora)

Legenda: Esta imagem mostra a região polar de Vénus, no comprimento de onda de 3.8 micrómetros, no dia 24 de Maio de 2007. As setas denotam o movimento da atmosfera em torno do centro de rotação (ponto branco). O centro de rotação encontra-se deslocado, em média, de 300 km do pólo Sul geográfico. Créditos: ESA/VIRTIS-VenusX/INAF-IASF/LESIA-Obs. Paris/ Univ. Lisboa/Univ. Évora

-Animação 1:

http://mail01.oal.ul.pt/~dluz/science/VI0398_CTRD3930mov.gif

Legenda: Nesta animação pode ser observada a reconstrução do movimento da atmosfera polar de Vénus, criada a partir de mapas da radiância a 3.8 micrómetros da região polar e aplicando uma rotação e translação à imagem baseadas nas velocidades medidas do vento. A cruz na imagem marca o pólo Sul e o círculo branco denota o centro de rotação o vórtice atmosférico polar. O limite exterior da figura é o círculo de latitude de 75 graus Sul. Créditos: ESA/VIRTIS-VenusX/INAF-IASF/LESIA-Obs. Paris/ Univ.
Lisboa/Univ. Évora (D. Luz, Univ. Lisboa & D. Berry, U. Évora)

-Animação 2:

Versão de alta resolução:

http://mail01.oal.ul.pt/~dluz/science/Virtis-VenusX_Movie_388_479_38_BW_Neg_v3.gif

Versão de baixa resolução:

http://mail01.oal.ul.pt/~dluz/science/Virtis-VenusX_Movie_388_479_38_BW_Neg_v3_Small.gif

Legenda: Esta sequência de imagens, obtida pelo espectrómetro VIRTIS, mostra a radiação térmica de infravermelhos (no comprimento de onda de 3.8 micrómetros) emitida pelo topo das nuvens na região polar Sul de Vénus. A escala encontra-se invertida: regiões brancas mostram nuvens mais frias, provavelmente localizadas a altitudes mais elevadas. Créditos: ESA/VIRTIS-VenusX/INAF-IASF/LESIA-Obs. de Paris (G. Piccioni, INAF-IASF)

EM: 2011-04-11