Terahertz remote-sensing of the Venusian atmosphere: Observations using the Nobeyama Millimeter Array

Abstract

Venusian spectra at the terahertz region are characteristic of several rotational absorption lines of minor constituents superposed on a continuum of the atmospheric thermal emission. The intensity of the continuum emission varies from 700 to 200 K with increasing the observing frequency from radio to terahertz region, which enables us to observe the Venusian atmosphere in a wide vertical range: from the surface to the cloud top. The rotational lines provide us effective tools not just to retrieve the vertical and horizontal distribution of minor constituents but also to measure the wind velocity via Doppler-shift of the line center frequency. In this paper, the results of the aperture synthesis observations of Venus using the Nobeyama Millimeter Array are presented.

テラヘルツ波で金星を観測すると、金星大気から射出された熱放射(連続波)および様々な微量成分の回転遷移スペクトルが得られる。電波からテラヘルツ波にかけてはCO2大気が光学的に薄いため、可視領域では観測不可能な金星の雲頂(高度70km)より下から射出される熱放射が観測される。微量成分の吸収線からは、雲頂から中間圏(高度100km)にかけての微量成分混合比がリトリーバルされることに加えて、ドップラーシフトを利用して、それらの高度での風速を測ることができる。2004-2006年に野辺山ミリ波干渉計で取得した0.1THz帯での連続波画像では、金星ディスク内部で輝度温度300-380Kの明暗構造が確認された。0.1THzでの輝度温度の変動には、高度50km付近の気温の非一様性や、吸収物質であるSO2、H2SO4の偏在が反映される。しかし、今回観測された300-380Kという非一様性は、これまでに知られている気温や吸収物質の変動幅では説明できなかった。また、同時に観測した(12)CO(J=1-0)の吸収線からは、高度100km付近での大気循環は昼夜間循環が卓越しており、風速は150m/s以上に達することが示された。