Данные японских метеорологических спутников Himawari-8 и -9 были успешно использованы для мониторинга временных изменений температуры верхних слоёв облаков Венеры, что позволило выявить ранее неизвестные закономерности в температурной структуре различных волн. Команда под руководством Токийского университета сопоставила инфракрасные изображения за 2015–2025 годы, чтобы оценить температуру в диапазоне от одного дня до одного года. Результаты, опубликованные в журнале Earth Planets and Space, показывают, что метеорологические спутники могут служить дополнительным инструментом для изучения атмосферы Венеры из космоса и дополнять будущие наблюдения с помощью планетарных миссий и наземных телескопов.
Спутники Himawari-8 и Himawari-9, запущенные в 2014 и 2016 годах соответственно, были разработаны для мониторинга глобальных атмосферных явлений с помощью многоспектральных усовершенствованных камер Himawari (AHIs). Команда из Токийского университета увидела возможность использовать данные передовых датчиков для космических наблюдений за Венерой, которую камеры AHIs случайно засняли вблизи земной орбиты.
Изучение временных изменений температуры в верхних слоях облаков Венеры необходимо для понимания динамики атмосферы и связанных с ней явлений, таких как тепловые приливы и волны планетарного масштаба. Получение данных об этих явлениях сопряжено с множеством трудностей. «Известно, что атмосфера Венеры демонстрирует годовые колебания отражательной способности и скорости ветра, однако ни одна планетарная миссия не смогла вести непрерывные наблюдения дольше 10 лет. Наземные наблюдения могут способствовать долгосрочному мониторингу, но их возможности ограничены из-за атмосферы Земли и солнечного света в дневное время», — пояснили астрономы.
Метеорологические спутники могут восполнить этот пробел благодаря более длительному сроку службы (спутники Himawari-8 и -9 планируется эксплуатировать до 2029 года). AHIs обеспечивают многодиапазонное инфракрасное покрытие, которое до сих пор было ограничено в планетарных миссиях и необходимо для получения информации о температуре на разных высотах, а также для проведения наблюдений с низким уровнем шума и высокой частотой. Стремясь продемонстрировать этот потенциал для изучения Венеры, команда исследовала наблюдаемую временную динамику атмосферы этой планеты и провела сравнительный анализ с предыдущими наборами данных. «Мы считаем, что этот метод предоставит ценные данные для изучения Венеры, поскольку до следующих планетарных миссий, которые запланированы на 2030 год, вокруг планеты не будет других космических аппаратов», — сказал Нисияма, автор работы.
Команда создала архив данных из 437 изображений Венеры. Принимая во внимание фоновый шум и видимый размер Венеры на полученных изображениях, ученые смогли отследить временные изменения температуры верхних слоёв облаков в периоды, когда геостационарный спутник, Венера и Земля выстраивались в ряд.
Полученные данные были проанализированы в годовом и суточном масштабах и сопоставлены для всех инфракрасных диапазонов, чтобы исследовать изменчивость тепловых приливов и волн планетарного масштаба. Результаты подтвердили изменение амплитуды теплового прилива и планетарных волн в атмосфере с течением времени, которая уменьшается. Хотя сделать однозначные выводы о физике, лежащей в основе обнаруженных изменений, сложно из-за ограниченного временного разрешения данных, колебания амплитуды теплового прилива связаны с десятилетними изменениями в структуре атмосферы Венеры.
Помимо успешного применения данных Himawari для наблюдения за планетами, команда смогла использовать их для выявления несоответствий в калибровке данных предыдущих миссий.
Нисияма уже размышляет о том, как это исследование повлияет на то, что находится за пределами Венеры. «Новый подход открыл возможности для долгосрочного и многодиапазонного мониторинга тел Солнечной системы, например, Луны и Меркурия, которые я изучаю в настоящее время. Их инфракрасные спектры содержат различную информацию о физических и химических свойствах их поверхности, которая даёт представление о том, как эти скалистые тела эволюционировали до настоящего времени. Мы надеемся, что это исследование позволит оценить физические и химические свойства, а также динамику атмосферы и будет способствовать дальнейшему пониманию эволюции планет в целом».
[Фото: ©2025 Nishiyama et al. CC-BY-ND]
