圖1：在一項(xiàng)新的研究中，科學(xué)家們首次揭示了金星的夜間天氣
圖片來源:保羅·k·伯恩和肖恩·c·所羅門
金星夜晚的天氣如何？科學(xué)家們終于找到了答案。
第一顆金星探測(cè)器在1978年發(fā)射，我們已經(jīng)對(duì)這顆鄰近行星研究了很長(zhǎng)一段時(shí)間，但是直到現(xiàn)在科學(xué)家們對(duì)它的夜間氣象狀況也知之甚少。
在最近的一項(xiàng)研究中，于2015年到達(dá)金星軌道附近，搭載紅外傳感器的日本金星氣象衛(wèi)星破曉號(hào)(Akatsuki)為我們揭示了夜間金星的氣象成像，顯示了夜間云層和奇怪的大氣環(huán)流分布。
圖2：可視化的金星氣象
圖片來源：JAXA/Imamura et al.
同地球一樣，金星也在太陽(yáng)系的宜居帶里，有著堅(jiān)硬的巖石表面和 大氣層。研究人員用紅外光觀察金星上的云團(tuán)運(yùn)動(dòng)來探究它的氣象狀況。金星有著高速旋轉(zhuǎn)的大氣層，但是自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)卻是太陽(yáng)系中最慢的，一次晝夜交替大約為240個(gè)地球日。
直到現(xiàn)在，只有面朝太陽(yáng)的一側(cè)容易被觀測(cè)到。雖然對(duì)夜間天氣的一些紅外觀測(cè)是可能的，但我們無法描繪出金星整體天氣的清晰畫面。
為了能探索這顆神秘的鄰居，科學(xué)家們將目光轉(zhuǎn)向了破曉號(hào)，這是日本首個(gè)環(huán)繞非地行星運(yùn)行的探測(cè)器。其攜帶的紅外成像器，并不依賴太陽(yáng)的照明來觀測(cè)，但即使這樣也不能直接分辨出金星夜景的細(xì)節(jié)。但是借助一項(xiàng)新的分析方法處理捕獲的數(shù)據(jù)，科學(xué)家可以間接看到難以觀測(cè)的夜間氣象。
直接觀測(cè)的小云層圖案信號(hào)微弱，很難從背景噪聲中分辨出來。來自東京大學(xué)前沿科學(xué)研究生院的合著者Takeshi Imamura在一份報(bào)告中聲明。為了能看清細(xì)節(jié)，我們需要抑制噪音。他說：在天文學(xué)和行星科學(xué)中，由于真實(shí)的特征隱藏在一系列相似圖形的噪聲中，我們通常將圖像整合處理。但是金星是一個(gè)特例，由于整個(gè)天氣系統(tǒng)都在高速旋轉(zhuǎn)，所以我們必須對(duì)這種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，也就是所謂的‘超級(jí)旋轉(zhuǎn)’，以突出有趣的形成過程。
借助這一分析方法，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)觀測(cè)到夜間行星上南-北向風(fēng)。令我們驚訝的是，它們和白天的運(yùn)動(dòng)方向完全相反。 Imamura說到：這一戲劇性變化的產(chǎn)生不可能不帶來其他影響。這一觀測(cè)結(jié)果有助于我們建立精確的金星氣象模型，有望解答那些長(zhǎng)期存疑的金星天氣甚至是地球天氣問題。科學(xué)家們表示，在未來的研究中將沿用該方法，揭示火星等其他行星的氣象細(xì)節(jié)。
盡管目前的技術(shù)停留在金星軌道附近運(yùn)行，不過未來會(huì)有三項(xiàng)任務(wù)抵達(dá)金星，繼續(xù)擴(kuò)充我們對(duì)它的了解。美國(guó)宇航局最近宣布了兩項(xiàng)新的前往金星任務(wù)，命名為DAVINCI+和VERITAS，歐洲航天局透露也將向金星發(fā)射EnVision任務(wù)，這三艘宇宙飛船將在本世紀(jì)末和本世紀(jì)30年代初發(fā)射。
相關(guān)知識(shí)
金星，在太陽(yáng)系的八大行星中，第二近太陽(yáng)之行星，軌道公轉(zhuǎn)周期為224.7地球日，其無衛(wèi)星。在中國(guó)古代稱為太白、明星或大囂，另外早晨出現(xiàn)在東方稱啟明，日落出現(xiàn)在西方稱長(zhǎng)庚。到西漢時(shí)期，《史記?天官書》作者天文學(xué)家司馬遷從實(shí)際觀測(cè)發(fā)現(xiàn)太白為白色，聯(lián)系五行學(xué)說在一起，正式命名其為金星。
它在夜空中的亮度僅次于月球，是第二亮的天然天體，視星等可以達(dá)到 -4.7等，足以照射出影子[8]。由于金星是在地球內(nèi)側(cè)的內(nèi)行星，它永遠(yuǎn)不會(huì)遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)行：它的離日度最大值為47.8°。金星是一顆類地行星，因?yàn)樗拇笮 ①|(zhì)量、體積與到太陽(yáng)的距離，均與地球相似，所以經(jīng)常被稱為地球的姊妹星。
然而，它在其它方面則明顯的與地球不同。它有著四顆類地行星中最濃厚的大氣層，其中超過96%都是二氧化碳，金星表面的大氣壓力是地球的92倍。其表面的平均溫度高達(dá)735 K（462 °C；863 °F），是太陽(yáng)系中最熱的行星，比最靠近太陽(yáng)的水星還要熱。金星沒有將碳吸收進(jìn)入巖石的碳循環(huán)，似乎也沒有任何有機(jī)生物來吸收生物量的碳。
金星被一層高反射、不透明的硫酸云覆蓋著，阻擋了來自太空中，可能抵達(dá)表面的可見光。它在過去可能擁有海洋，并且外觀與地球極為相似[9][10]，但是隨著失控的溫室效應(yīng)導(dǎo)致溫度上升而全部蒸發(fā)散失[11]。水最有可能因?yàn)槿狈π行谴艌?chǎng)而受到光分解作用分解成氫和氧，而自由氫一直被太陽(yáng)風(fēng)大氣逃逸，掃進(jìn)星際空間 [12]。金星表面是干燥的荒漠景觀，點(diǎn)綴著定期被火山刷新的巖石。
BY: Chelsea Gohd
FY: gxmm
如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除
轉(zhuǎn)載還請(qǐng)取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處
