Скорость вращения Венеры вокруг своей оси меняется, когда ее плотная атмосфера взаимодействует с горными цепями на поверхности. В результате за один венерианский день его продолжительность дня может увеличиться на две минуты.
Венера вращается вокруг своей оси очень медленно: один день на планете продолжается примерно столько же, сколько и год – около 243 земных суток. Однако ее атмосфера движется гораздо быстрее поверхности, плотному слою облаков достаточно всего 4 дня для того, чтобы сделать полный оборот вокруг планеты. Причины этого феномена, получившего название «суперротация», до сих пор не объяснены.
Известно и другое: несмотря на то, что скорость ветра в верхних слоях атмосферы доходит до 350 километров в час, в атмосфере планеты неоднократно наблюдались устойчивые структуры. Самая известная из них это так называемая «улыбка Венеры» – образование в форме дуги, которое регистрировалось зондом «Акацуки» в течение четырех дней. По мнению ученых, оно могло появиться благодаря атмосферным гравитационным волнам (не надо путать с колебаниями пространства-времени, зарегистрированными LIGO), которые можно наблюдать при обтекании ветровыми потоками горных массивов. Теперь астрономы утверждают, что взаимодействие гор и атмосферы на Венере также может увеличивать продолжительность дня.
Ученые под руководством Томаса Наварро (Thomas Navarro) из Университета Калифорнии провели компьютерную симуляцию общей атмосферной циркуляции Венеры, чтобы определить, как рождаются в ее газовой оболочке необычные структуры. В своей модели исследователи учли все известные физические феномены, наблюдаемые в атмосфере планеты, включая конвекцию и радиационное переноски.
Симуляция показала, что гравитационные волны, как правило, появляются в районе полудня и быстро исчезают с западом. Единственным исключением стала область Бета, вулканическая возвышенность размером около 2500 километров – там волны возникали рано утром, что согласуется с результатами наблюдений. Когда встает Солнце, температура планеты растет на два кельвина, что снижает стабильность атмосферы. В результате поток у подножия гор может подняться достаточно высоко, чтобы перебраться через горный хребет. Благодаря тому, что на элементарный объем воздуха, который поднялся вверх, действует возвращающая сила (в данном случае сила тяжести) в газовой оболочке планеты формируются гравитационные волны. Ближе к вечеру стабильность атмосферы растет, и когда Солнце заходит, воздушный поток у подножия гор оказывается заблокирован и гравитационные волны исчезают.
Гравитационные волны также оказались способны раскручивать планету благодаря колебаниям атмосферного давления, которые они создают. В результате их действия продолжительность венерианского дня может увеличиться на 2 минуты за 243 земных дня. Это объясняет, почему зонды «Магеллан» и «Венера-Экспресс», присланные с разницей в 16 лет, показали различные данные – разница между результатами, полученными в ходе двух миссий, составило 7 минут.
В будущем астрономы надеются сделать свою модель более точной и учесть также влияние Солнца на скорость вращения планеты. Кроме того, они надеются лучше понять процессы, происходящие в атмосфере планеты.