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Atmospheric circulation of Venus measured with visible imaging spectroscopy at the THEMIS observatory

Authors :
François-Xavier Schmider
Thomas Widemann
Arturo López Ariste
Ivan Gonçalves
B. Gelly
Patrick Gaulme
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS)
Max-Planck-Gesellschaft
Department of Astronomy [Las Cruces]
New Mexico State University
New Mexico Institute of Mining and Technology [New Mexico Tech] (NMT)
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Dynamiques patrimoniales et culturelles (DYPAC)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Télescope héliographique pour l'étude du magnétisme et des instabilites solaires (THEMIS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-15-CE31-0014,JOVIAL,Jupiter : Oscillations en Vitesse radiale par ImAgerie multi Longitudes(2015)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
LESIA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris, 5 place Jules Janssen, 92195 Meudon, France
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS)
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Lagrange
Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, France.
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2019, 627, pp.A82. ⟨10.1051/0004-6361/201833627⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2019, 627, pp.A82. ⟨10.1051/0004-6361/201833627⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

Measuring Venus' atmospheric circulation at different altitudes is important for understanding its complex dynamics, in particular the mechanisms driving the super-rotation. Observationally, Doppler imaging spectroscopy is in principle be the most reliable way to measure wind speeds of planetary atmospheres because it directly provides the projected speed of atmospheric particles. However, high-resolution imaging-spectroscopy is challenging, especially in the visible domain, and most of the knowledge about atmospheric dynamics has been obtained with cloud-tracking technique. The objective of the present work is to measure the global properties of Venus' atmospheric dynamics at the altitude of the uppermost clouds, which is probed by reflected solar lines in the visible domain. Our results are based on high-resolution spectroscopic observations with the long slit spectrometer of the solar telescope THEMIS. We present the first instantaneous "radial-velocity snapshot" of any planet of the solar system in the visible domain, i.e., a complete RV map of the planet obtained by stacking data on less than 10% of its rotation period. From this, we measure the properties of the zonal and meridional winds, which we unambiguously detect. We identify a wind circulation pattern that significantly differs from previous knowledge about Venus. The zonal wind displays a "hot spot" structure, featuring about 200 m/s at sunrise and 70 m/s at noon in the equatorial region. Regarding meridional winds, we detect an equator-to-pole meridional flow peaking at 45 m/s at mid latitudes, i.e., which is about twice as large as what was reported so far.<br />Comment: Accepted in A&A, 23 pages, 19 figures, 3 tables

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2019, 627, pp.A82. ⟨10.1051/0004-6361/201833627⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2019, 627, pp.A82. ⟨10.1051/0004-6361/201833627⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7d66fd0fed7b4777086141ac3a9c0f32