作为地球的邻居,金星一度是最热门的探测对象。人类第一次发射外地行星探测器指向的就是金星。苏联在1961年到1985年间,持续向金星发射了十几个探测器。较近一次向金星发射探测器的是日本,2015年12月8日,日本宇宙航空研究开发机构确认其“拂晓”号探测器成功进入金星轨道。金星为什么有如此大的吸引力?探测器又能给我们带来什么样的发现呢?
金星是太阳系的八大行星之一,按离太阳由近及远的次序,排名第二。它是离地球最近的行星(火星有时候会更近)。在八大行星中,金星的轨道最接近圆形,偏心率最小,仅为0.0068,是最不“偏心”的行星。
金星自转的方向与太阳系内大多数的行星的自转方向相反。所以,在金星上看到太阳从西边出来是很正常的,从东边出来才是不可能的!科学家猜想,在很久很久以前,金星被一颗未名天体撞击,它一个翅趄,然后像陀螺一样被撞得反向转起来!
测定金星的大气的成分
科学家对金星的大气表现出极大的兴趣。一个科学小组利用金星凌日对金星大气吸收不同光线的情况进行了测量。当金星从地球和太阳之间经过时,地球上的观测者可以看到稳定移过太阳明亮表面的一个黑点,这种现象叫金星凌日。金星凌日现象是一种非常罕见的天象,人的一生中最多只能看到两次。大约每隔115年,会发生两次金星凌日现象,两次凌日的间隔是8年。这一绝佳的天象不仅看上去很美妙,还给科学家提供了观测这颗邻近行星的独特机会。
美国国家航空和航天局的“太阳动力学天文台”(SDO)以及日本宇宙航空研究开发机构和美国合作的“日出”卫星在多个波段上为凌日事件拍摄了图像。由意大利巴勒莫大学的法比奥·里尔(Fabio Reale)领导的一个科学小组使用这些图像观测了从日面前方通过时其背面被照亮的金星。
与地球大气一样,金星大气的每一层吸收的光线并不相同。某些层次可以完全吸收某一波长的光线,而同样波长的光线可以完全从另一层中通过。当金星凌日时,太阳光穿过金星大气层直达地球,这使科学家获得了一个罕见的机会,可以观测所有不同波长的光线穿越金星大气的情况。
浓云+“温室”
金星的大气密度是地球大气的92倍左右,其大气压相当于在地球上深达1千米处的海洋下的压强。金星大气中96.5%左右是“温室气体”二氧化碳。二氧化碳能让太阳光通过,却不让热量透过云层散发到宇宙空间。被封闭起来的太阳辐射使星球表面变得越来越热,这就是赫赫有名的“温室效应”。“温室效应”使金星表面温度高达465℃~485℃。
金星在浓厚的二氧化碳大气层之上,还有一层20~30千米厚的由浓硫酸组成的浓云。这些云将照射其上的阳光的90%反射或散射回太空,并阻止可见光到达金星表面。科学家认为,没有这层云的阻隔,金星的表面温度会更高。永久覆盖的云层意味着,金星尽管比地球靠近太阳,但其地面不如地球明亮。这里的天空是橙黄色的,没有我们熟悉的蓝天、白云。
这样的大气结构就像一个闷罐,把星球装在了里面。
地球的前车之鉴?
虽然现在的金星已经失去了支持生命的各种条件,但是,科学家通过研究发现,金星和地球在形成之初可能是相似的。金星上也曾拥有液态水甚至辽阔的海洋,大气压本来也和地球差不多。然而,在历史上的某一个转折点,金星发生了某种未知的变化,导致金星上的气温突然升高,触发了强大的“温室效应”,从此开始恶性循环。至于金星为何会出现转折点,科学界说法不一。
观点一:表面温度过高引发“温室效应”。
在金星历史上的某一个转折点,金星发生了某种未知的变化,导致其表面气温突然升高,地表水分快速蒸发,大气层充满了水蒸气,水蒸气将更多的热量困在了金星上,变成“热桑拿”,从而又引发更多的地表水分蒸发。这种恶性循环最终导致金星上的海洋被蒸干,使金星沦为如今的“地狱行星”。
观点二:金星上的超级火山爆发。
也许是一场全球性的火山大爆发,导致金星的表面温度越来越高,河流和海洋中的水分被蒸发干净,数十亿吨的二氧化碳从金星岩石中释放出来。最后,金星表面的温度开始加速升高,一直上升到目前的480℃左右。
如果金星真的曾是一座毁于火山爆发或“温室效应”的绿色星球,那么它的毁灭对人类居住的地球显然具有警示的意义。地球的最终命运也会变得和金星一样吗?变得更热的太阳会将地球的温度升入宿命的“临界转折点”,使地球气温遭遇金星般的恶性循环吗?很多科学家认为,这是地球无法躲避的命运。地球,终究只是人类一个临时的家园吗?