Scoperti giganteschi anelli concentrici nell’atmosfera di Venere in dati di 15 anni fa

Un gruppo di astronomi, guidato da Gourav Mahapatra della Delft University of Technology, ha ripreso una serie di immagini scattate nel 2010 dal William Herschel Telescope, alle Isole Canarie, e ci ha trovato qualcosa che non era stato mai osservato prima: una serie di anelli concentrici giganteschi, estesi su scala planetaria, nascosti nella luce polarizzata riflessa dall'atmosfera di Venere.

Il risultato pubblicato su The Planetary Science Journal non solo rivela una struttura atmosferica del pianeta mai osservata prima, ma aggiunge ulteriori conferme all’esistenza di un comportamento non ancora compreso del pianeta: la sua capacità di generare enormi onde che attraversano l'intera atmosfera.

Capire come nascono e si propagano queste onde e i meccanismi che regolano il trasporto di energia e di calore nell'atmosfera venusiana è quindi fondamentale per capire perché Venere, pur essendo così simile per dimensioni alla Terra, abbia sviluppato un clima e delle caratteristiche atmosferiche così diverse.

L'atmosfera di Venere è composta per il 96% da anidride carbonica, con nubi di acido solforico che iniziano a circa 45-50 km di quota. Sulla superficie la pressione è 92 volte quella terrestre (paragonabile a quella che si trova a circa 900 metri di profondità negli oceani terrestri) e la temperatura è di circa 460°C.

Una delle caratteristiche peculiari dell’atmosfera venusiana riguarda il comportamento delle sue nubi alte (65-70 km) che ruotano molto più velocemente del pianeta stesso, un fenomeno chiamato superrotazione. Mentre Venere impiega 243 giorni terrestri a compiere un giro su se stesso, le sue nubi lo fanno in appena 4-5 giorni, spinte da venti fino a 360 km/h. A livello della superficie invece il vento è debolissimo, solo pochi chilometri orari.

Gli anelli sono la firma di un'onda invisibile alla luce normale

Gli astronomi che nel 2010 osservarono Venere usarono un dispositivo sperimentale chiamato ExPo (Extreme Polarimeter), progettato per misurare la polarizzazione della luce. I ricercatori che hanno ripreso in mano queste osservazioni sono stati spinti a rivederne i dati da una scoperta arrivata nel frattempo da un’altra missione.

La sonda giapponese Akatsuki, in orbita attorno a Venere dal 2015, attraverso i suoi strumenti a infrarossi e ultravioletti, aveva infatti fotografato direttamente una gigantesca onda stazionaria a forma d'arco larga 10.000 km sopra le superficie del pianeta. Era la prova diretta che Venere può generare fenomeni ondosi di scala planetaria.

Nello studio, i ricercatori hanno simulato al computer cosa dovrebbe produrre nella luce polarizzata una possibile onda che attraversi e si propaghi per l’atmosfera del pianeta.

Quando la luce solare attraversa l'atmosfera di Venere e viene riflessa verso lo spazio, viene anche parzialmente polarizzata, cioè le sue onde elettromagnetiche iniziano a oscillare con un orientamento preferenziale. Piccole variazioni nella densità dell'atmosfera, come quelle prodotte da un'onda che si propaga, modificano leggermente questo grado di polarizzazione, lasciando un pattern osservabile anche quando l'onda stessa non è rilevabile alle frequenze della luce visibile.

Le simulazioni al computer compiute dai ricercatori  mostrano che variazioni di densità atmosferica comprese tra il 5 e il 10% prodotte da onde di gravità, sono sufficienti a riprodurre fedelmente gli anelli concentrici osservati nei dati del 2010. Queste onde si generano quando una massa d'aria viene spostata verticalmente e la gravità la richiama verso il basso.

Mappando la polarizzazione punto per punto sul disco del pianeta emerge la struttura degli anelli. Confrontando quindi i risultati delle simulazioni con le osservazioni indipendenti fatte nel 2010 i ricercatori hanno potuto confermare l’esistenza di queste onde che si propagano attraverso tutta la superficie venusiana.

L'atmosfera di Venere è più dinamica di quanto pensassimo

La scoperta si inserisce in un quadro che sta ridisegnando la dinamica dell’atmosfera di Venere. Negli ultimi anni, infatti, si sono accumulate prove di fenomeni ondosi molto diversi tra loro che attraversano le nubi del pianeta.

Oltre all'onda stazionaria fotografata da Akatsuki, un altro studio dell'Università di Tokyo, pubblicato su Journal of Geophysical Research: Planets nel 2026 (sempre a partire da immagini Akatsuki), ha per esempio individuato un salto idraulico equatoriale largo 6.000 km lungo l'equatore, un fenomeno che si osserva anche sulla Terra e che si verifica quando un flusso passa bruscamente da uno stato veloce e sottile a uno lento e profondo. Su Venere il cambio improvviso di velocità nella circolazione delle nubi basse genera una forte corrente ascensionale che spinge vapori di acido solforico più in alto, dove condensano in una spessa banda di nubi visibile dall'orbita.

Gli anelli concentrici di Mahapatra scoperti nei dati polarimetrici del 2010 si aggiungono allo al quadro generale che si sta delineando dell’atmosfera venusiano, cioè quello di un'atmosfera molto più ricca e turbolenta di dinamiche ondose di quanto fosse stato precedentemente stimato dagli scienziati.

Una nuova sonda che arriverà sulla superficie di Venere

La sonda DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) è una nuova missione della NASA con lancio previsto nel 2029 che avrà come scopo proprio quello di scoprire nuovi indizi dell’atmosfera venusiana.

Dopo due sorvoli ravvicinati del pianeta nel 2030 per riprese ad alta risoluzione delle nubi in ultravioletto e infrarosso, nel 2031 rilascerà una sonda di discesa chiamata Zephyr che attraverserà l'intera atmosfera fino alla superficie, misurando in diretta la composizione chimica dei gas (in particolare i gas nobili, utili per capire come si è formata ed evoluta l'atmosfera) e scattando le prime immagini ravvicinate del terreno montuoso di Alpha Regio, un tipo di suolo formato da rocce molto vecchie che si trova a circa 1-2 chilometri più in alto rispetto alle pianure di lava circostanti.

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