Inesperado avistamiento de la superficie de Venus y otros datos inéditos del planeta

A pesar de estar cerca de la Tierra y tener casi su mismo tamaño, Venus es otro mundo. Debajo de su espeso manto de nubes de ácido sulfúrico, la temperatura en su superficie es de 460 ºC, mantenidos por el efecto invernadero de una atmósfera prácticamente solo de dióxido de carbono.

En su camino hacia el Sol, la sonda solar Parkerde la NASA ha realizado recientemente varios sobrevuelos a Venus, revelando imágenes inéditas e inesperadas de su lado nocturno con la cámara Wide-Field Imager for Parker Solar Probe (WISPR). Los expertos se han visto sorprendidos al ver la superficie del planeta con un instrumento que no estaba preparado para ello, pero han obtenido resultados y los han publicado en la revista 'Geophysical Research Letters'.

Con la cámara WISPR de la sonda Parker vemos la emisión térmica de la superficie de Venus, con las zonas más oscuras (más frías) correspondientes a regiones elevadas y viceversa

"El sensor de la cámara WISPR es principalmente sensible al óptico pero, y aquí está la clave, también al infrarrojo cercano (aunque menos), y esto complica las conclusiones sobre esas observaciones", apunta el astrofísico Javier Peralta, "así que tenemos dos interpretaciones: o bien hemos descubierto una nueva ‘ventana’ a través de la espesa capa de nubes para observar la emisión térmica de la superficie de Venus, o bien la cámara es más sensible al infrarrojo de lo que se esperaba, lo que permitiría añadir nuevos objetivos científicos a este instrumento de Parker".

Peralta, miembro del grupoCiencias y Tecnologías del Plasma y el Espacio de la Universidad de Sevilla, durante las maniobras de acercamiento-alejamiento en los sobrevuelos de Parker ha planificado las observaciones de Venus por parte de WISPR: "Lo que ofrece y vemos es la emisión térmica de la superficie de Venus, con las zonas más oscuras (más frías) correspondientes a regiones elevadas de la superficie, y viceversa".

"Además –añade–, WISPR también puede observar en el limbo del planeta una emisión intensa debido a la fluorescencia del oxígeno, por eso el limbo es tan brillante. Esta emisión sí que ocurre en el rango del visible". La sorpresa vino por que WISPR saturaba al observar el lado diurno (con lo que no pudimos ver nada), mientras que en lado nocturno observamos la superficie además de la fluorescencia.

Nueva imagen térmica de Venus captada por la cámara WISPR de Parker (izquierda) y mapa topográfico obtenido con imágenes radar de la misión Magallanes (derecha), donde las partes más oscuras se corresponden con regiones a mayor altura, que al mismo tiempo son también regiones más frías en el mapa térmico. / B. E. Wood et al./Geophysical Research Letters/ NASA

El astrofísico es coautor de otros dos estudios recientes sobre Venus. En uno de ellos, publicado en la revista Atmosphere, se han utilizado imágenes captadas por astrónomos aficionados para monitorizar una onda atmosférica de escala planetaria.

"Según las simulaciones que hemos realizado con un modelo de circulación general de Venus, parece ser que se trata de una onda Kelvingenerada en la parte profunda de la atmósfera de Venus y que se propaga hasta las nubes superiores donde finalmente se disipa y 'alimenta' la superrotación atmosférica", señala Peralta. Esta superrotación genera los vientos de una tormenta perpetua a unos 70 km de la superficie.

Se han utilizado imágenes de Venus captadas por astrónomos aficionados para monitorizar una onda atmosférica de escala planetaria.

"Desde que los astrónomos amateurs incorporaron cámaras a sus equipos y empezaron a aplicar una técnica llamada lucky imaging a sus imágenes, se ha producido un salto cualitativo en la calidad de las imágenes planetarias que se pueden obtener con telescopios pequeños, y la calidad de los datos sigue en aumento a través de las, cada vez mejores y más asequibles, cámaras y técnicas de procesado de imágenes. Gracias a esto, los aficionados han contribuido de manera decisiva en muchos trabajos sobre datos de misiones espaciales de la NASA, la europea ESA o de la japonesa JAXA", apunta Peralta.

La técnica de lucky imaging consiste en tomar muchas imágenes (cientos o miles) en cuestión de minutos usando cámaras rápidas. Esto permite seleccionar aquellas que, con suerte ("lucky"), presentan una distorsión pequeña dependiendo de la turbulencia atmosférica (si es grande dificulta la observación de los planetas desde la Tierra). Luego se promedian todas las imágenes buenas para obtener una imagen final con buena resolución espacial.

Imágenes tomadas por aficionados. La de la izquierda y central corresponden a Venus observado en luz ultravioleta e infrarrojo cercano, que permiten, respectivamente, ver las nubes superiores e intermedias. En la tomada en infrarrojo cercano se puede observar una discontinuidad gigante con aspecto de 'tsunami' que se desplaza a velocidades superiores a los vientos superrotantes de Venus. A la derecha, proyección cilíndrica de la imagen central. / E. Kardasis et al./Atmosphere

Para la tercera investigación, publicada también en Atmosphere, se han utilizado los datos del Telescopio Nazionale Galileo (La Palma), con los que se han medido los vientos de Venus. En concreto, se ha utilizado su instrumento NICS, una cámara que observa en el infrarrojo cercano, para obtener el perfil más completo de los vientos del planeta paralelos al ecuador en la parte baja de su capa de nubes.

Las imágenes que muestran la noche de Venus fueron sacadas entre el 11 y el 13 de julio de 2012, mismos días en que la sonda Venus Express de ESA observó en luz ultravioleta la parte superior de esta capa. Uno de los resultados principales de las dos observaciones fue la medición simultánea de la velocidad del viento a dos alturas diferentes separadas por 20 km. Se registró una diferencia en la velocidad del viento de unos 150 km/h, soplando con más fuerza en la parte alta de las nubes.

Con los datos combinados del telescopio de la Palma y Venus Express se ha podido obtener una visión tridimensional de los vientos del planeta y medir la variación vertical del viento, una información relevante para entender mejor la superrotación atmosférica de Venus.

"La medición de vientos en Venus es imprescindible para tratar de explicar por qué la atmósfera del planeta gira 60 veces más rápido que la superficie. Este fenómeno atmosférico de la superrotación se produce también en Titán (una luna de Saturno) y en muchos exoplanetas, pero tras más de medio siglo de investigaciones seguimos sin explicarlo de manera satisfactoria", aclara Peralta.

¿Un cambio climático en Venus?

"Hay varios resultados de las últimas décadas (obtenidos con datos de las misiones Venus Express y la japonesa Akatsuki) que muestran que llevan ocurriendo variaciones importantes en la atmósfera de Venus, por lo que podríamos estar asistiendo a un cambio climático observado, por primera vez, en un planeta diferente a la Tierra", advierte el astrofísico.

"Por un lado –continúa–, tenemos que el albedo de las nubes (la capacidad de reflejar/absorber la radiación solar) estácambiando con el tiempo. Y por otro, tenemos que el dióxido de azufre (un compuesto crítico en la química atmosférica de Venus y su balance energético) también está variando. Y además hemos visto que tanto los vientos en las nubes superiores como en las nubes profundas han experimentado variaciones notables, una señal de que estos cambios están afectando a la circulación atmosférica del planeta".

El siguiente paso que se plantean los expertos es medir los vientos de Venus en regiones desconocidas de este planeta, además de estudiar los aerosoles, temperaturas y otras magnitudes atmosféricas para tratar de corroborar si es cierto que en este planeta esté ocurriendo ahora un cambio climático.

Venus visto en el infrarrojo cercano con la cámara NICS instalada en el Telescopio Nazionale Galileo. Esta secuencia demuestra el proceso de sustracción del brillo del lado diurno de Venus para que los detalles del lado nocturno sobresalten y que puedan ser analizados. Las áreas oscuras en el lado derecho de la primera y la tercera imagen son nubes, mientras que las áreas brillantes son regiones menos opacas a través de las que la radiación térmica (o infrarroja) puede escapar de la superficie del planeta. Imágenes obtenidas el 11 de julio de 2012. / P. Machado, et al./Atmosphere

Referencias:

B. E. Wood et al. "Parker Solar Probe Imaging of the Night Side of Venus". 'Geophysical Research Letters', 2022

E. Kardasis et al. "Amateur Observers Witness the Return of Venus’ Cloud Discontinuity". 'Atmosphere', 2022

P. Machado et al. "Venus' Cloud-Tracked Winds Using Ground- and Space-Based Observations with TNG/NICS and VEx/VIRTIS". 'Atmosphere', 2022