I dati di imaging dei satelliti meteorologici giapponesi Himawari-8 e 9 sono stati utilizzati con successo per monitorare i cambiamenti temporali della temperatura della sommità delle nubi di Venere, rivelando modelli inediti nella struttura termica di varie onde. Un team guidato dall’Università di Tokyo ha raccolto immagini infrarosse dal 2015 al 2025 per stimare le temperature di brillanza su scala giornaliera e annuale. I risultati dimostrano che i satelliti meteorologici possono fungere da occhi aggiuntivi per accedere all’atmosfera venusiana dallo spazio e integrare le future osservazioni di missioni planetarie e telescopi terrestri.
I satelliti Himawari-8 e Himawari-9, lanciati rispettivamente nel 2014 e nel 2016, sono stati sviluppati per monitorare i fenomeni atmosferici globali attraverso l’utilizzo dei loro Advanced Himawari Imager (AHI) multispettrali.
Il team dell’Università di Tokyo, guidato dal ricercatore ospite Gaku Nishiyama, ha colto l’opportunità di utilizzare i dati dei sensori all’avanguardia per osservazioni spaziali di Venere, che per coincidenza viene catturata dagli AHI vicino al bordo terrestre. Osservare le variazioni temporali della temperatura nelle sommità delle nubi di Venere è essenziale per comprenderne le dinamiche atmosferiche e i fenomeni correlati, come le maree termiche e le onde su scala planetaria.
Le sfide delle osservazioni
Ottenere dati per questi fenomeni presenta molteplici sfide, come ha spiegato Nishiyama. “È noto che l’atmosfera di Venere presenta variazioni su scala annuale in termini di riflettanza e velocità del vento; tuttavia, nessuna missione planetaria è riuscita a ottenere osservazioni continue per più di 10 anni, a causa della loro durata di vita – ha affermato – anche le osservazioni da terra possono contribuire al monitoraggio a lungo termine, ma presentano generalmente dei limiti dovuti all’atmosfera terrestre e alla luce solare durante il giorno”.
I satelliti meteorologici, d’altra parte, sembrano adatti a colmare questa lacuna grazie alla loro maggiore durata operativa (i satelliti Himawari-8 e Himawari-9 sono previsti in funzione fino al 2029). Gli AHI consentono una copertura infrarossa multibanda, finora limitata nelle missioni planetarie, essenziale per il recupero di informazioni sulla temperatura da diverse altitudini, oltre a un basso rumore e a osservazioni frequenti.
Lo studio
Con l’obiettivo di dimostrare questo potenziale contributo alla scienza di Venere, il team ha studiato le dinamiche temporali osservate dell’atmosfera venusiana e ha fornito un’analisi comparativa con set di dati precedenti. “Riteniamo che questo metodo fornirà dati preziosi per la scienza di Venere, perché potrebbe non esserci nessun altro veicolo spaziale in orbita attorno a Venere fino alle prossime missioni planetarie intorno al 2030“, ha affermato Nishiyama.
Il team ha innanzitutto creato un archivio dati estraendo tutte le immagini di Venere dai dataset AHI raccolti, identificando un totale di 437 occorrenze. Tenendo conto del rumore di fondo e delle dimensioni apparenti di Venere nelle immagini acquisite, sono stati in grado di tracciare la variazione temporale della temperatura della sommità delle nubi durante i periodi in cui il satellite geostazionario, Venere e la Terra si allineavano in fila. Le variazioni temporali delle temperature di luminosità recuperate sono state quindi analizzate su scala annuale e giornaliera e confrontate per tutte le bande infrarosse per studiare la variabilità delle maree termiche e delle onde su scala planetaria. La variazione dell’ampiezza delle maree termiche è stata confermata dal set di dati ottenuto.
I risultati hanno anche confermato la variazione dell’ampiezza delle onde planetarie nell’atmosfera nel tempo, che sembra diminuire con l’altitudine. Sebbene le conclusioni definitive sulla fisica alla base delle variazioni rilevate siano state difficili a causa della limitata risoluzione temporale dei dati AHI, le variazioni nell’ampiezza delle maree termiche sono apparse probabilmente collegate alla variazione decennale nella struttura dell’atmosfera di Venere.
Oltre ad applicare con successo i dati di Himawari alle osservazioni planetarie, il team è stato in grado di utilizzare i dati per identificare discrepanze di calibrazione nei dati delle precedenti missioni planetarie.
Implicazioni oltre Venere
Nishiyama sta già valutando le implicazioni dello studio oltre l’orizzonte di Venere: “credo che il nostro nuovo approccio in questo studio abbia aperto con successo una nuova strada per il monitoraggio a lungo termine e multibanda dei corpi del Sistema Solare. Tra questi rientrano la Luna e Mercurio, che sto studiando anch’io attualmente. I loro spettri infrarossi contengono diverse informazioni sulle proprietà fisiche e composizionali della loro superficie, che forniscono indizi su come questi corpi rocciosi si siano evoluti fino ad oggi”.
La prospettiva di accedere a una gamma di condizioni geometriche senza i limiti delle osservazioni terrestri è chiaramente entusiasmante. “Speriamo che questo studio ci consenta di valutare le proprietà fisiche e composizionali, così come le dinamiche atmosferiche, e di contribuire a una maggiore comprensione dell’evoluzione planetaria in generale”, ha concluso.
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