金星(Venus)简介
金星是离太阳第二远的行星,也是离我们最近的行星。它是太阳系中最热的行星,有时被称为地球的孪生兄弟。
简介
金星是离太阳第二远的行星,也是离地球最近的行星。金星是天空中第三亮的天体,仅次于太阳和月亮。金星自转缓慢,与大多数行星的方向相反。
金星在结构和大小上与地球相似,有时被称为地球的邪恶孪生兄弟。它厚厚的大气层在失控的温室效应中储存热量,使它成为太阳系中最热的行星,表面温度高到足以熔化铅。在密集而持久的云层之下,地表有火山和变形的山脉。
金星地貌图片
名字的来源
古罗马人可以很容易地看到天空中七个明亮的物体:太阳、月亮和五个最亮的行星:水星、金星、火星、木星和土星。他们用他们最重要的神来命名这些物品。
维纳斯(Venus)是以古罗马的爱与美的女神命名的,她被古希腊人称为阿芙罗狄蒂。金星上的大部分地貌都是以女性的名字命名的。这是唯一一个以女神命名的星球。
生命的潜力
距离金星表面30英里(约50公里)的地方温度在华氏86至158度(摄氏30至70度)之间。部分地球生物可以在此温度区间内生存,比如“极端微生物”。这个高度的大气压力和我们在地球表面发现的相似。
在金星云层的顶部,风速高达每小时224英里(每小时360公里),我们发现了另一种变化。出现持久的深色条纹。到目前为止,科学家们还无法解释为什么这些条纹即使在飓风中也能保持完好无损。它们也有吸收紫外线的奇怪习惯。
最可能的解释集中在细颗粒、冰晶,甚至是一种叫做氯化铁的化合物上。尽管这种可能性要小得多,但研究天体生物学的科学家们考虑的另一种可能性是,这些条纹可能是由微生物生命组成的,就像金星一样。天体生物学家指出,已知存在于金星大气中的硫原子的环状键可以为微生物提供一种保护层,保护它们免受硫酸的侵害。这些方便的化学斗篷还能吸收潜在的有害紫外线,并以可见光的形式重新辐射出去。
俄罗斯的一些金星探测器确实在金星低层大气中探测到了长度约为一微米的粒子——与地球上的细菌大小大致相同。
这些发现都没有为金星云层中存在生命提供令人信服的证据。但它们提出的问题,以及金星消失的海洋、剧烈的火山表面和地狱般的历史,为调查我们这个喜怒无常的姐妹星球提供了一个令人信服的理由。她似乎能教给我们很多东西。
大小和距离
金星绕太阳公转的平均距离为6700万英里(1.08亿公里),或0.72个天文单位。一个天文单位(缩写为AU)是从太阳到地球的距离。从这个距离来看,阳光从太阳到达金星大约需要6分钟。
地球与金星的距离是一个视角问题。这颗行星几乎和地球一样大。它在赤道的直径约为7521英里(12104公里),而地球的直径为7926英里(12756公里)。从地球上看,金星是夜空中仅次于月球的最亮的天体。因此,古人认为它在他们的文化中非常重要,甚至认为它是两个物体:一颗晨星和一颗昏星。这就是透视技巧发挥作用的地方。
因为金星的轨道比我们的轨道离太阳更近,所以从我们的角度来看,这两颗行星彼此之间不会偏离太远。古埃及人和希腊人看到金星有两种面貌:首先是在一个轨道位置(在早晨),然后是另一个(你的“晚上”金星),只是在一年中的不同时间。
离地球最近的金星距离地球约2400万公里(约3800万公里)。但大多数时候,这两颗行星相距更远。金星和地球之间的最大距离约为1.62亿英里(2.61亿公里)。水星,最里面的行星,实际上比金星在地球附近的时间更长。
另一个透视技巧:如何通过双筒望远镜或望远镜观察金星。多观察几个月,你就会注意到金星有相位,就像我们的月亮一样——满月、半圆、四分之一等。然而,一个完整的周期,从新到满,需要584天,而我们的月球只需要一个月。正是这种观点,伽利略通过他的望远镜首次观察到金星的相位,为哥白尼的太阳系日心说提供了关键的科学证据。
金星大气外观测的图片
轨道和旋转
在金星上呆上一天将是一种相当迷失方向的经历——也就是说,如果你的航天器或太空服能保护你免受900华氏度(475摄氏度)的高温的影响。首先,你的“一天”将是243个地球日——甚至比金星年(绕太阳一周)还要长,金星年只需要225个地球日。另一方面,由于地球自转极其缓慢,从日出到日落需要117个地球日。顺便说一下,太阳会从西方升起,在东方落下,因为金星的自转相对于地球是向后的。
当你在等待的时候,不要指望从无情的温度中得到任何季节性的缓解。在地球上,由于其自转轴倾斜了大约23度,当地球的这一部分(我们的半球)更直接地接收到太阳光线时,我们就会经历夏天——这是倾斜的结果。在冬天,倾斜意味着光线不那么直接。金星就没有这样的运气了:它非常轻微的倾斜只有3度,太小了,无法产生明显的季节。
卫星
金星是太阳系中仅有的两颗没有卫星的行星之一,但它有一颗准卫星,正式命名为Zoozve。这个天体是2002年11月11日由布莱恩·斯基夫在亚利桑那州弗拉格斯塔夫的洛厄尔天文台近地天体搜索(LONEOS)中发现的,该项目由美国宇航局资助,于2008年2月结束。
准卫星,有时被称为准卫星,是围绕太阳运行的小行星,同时靠近行星。准卫星的轨道通常比行星的轨道更长,更不稳定。随着时间的推移,准卫星轨道的形状可能会改变,它可能会远离行星。
根据为太空物体命名的国际天文学联合会(IAU)的说法,Zoozve是第一个被发现的大型行星的准卫星。地球也有准卫星,包括2016年发现的一颗小行星。
根据它的亮度,美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的科学家估计Zoozve的大小在660英尺(200米)到1640英尺(500米)之间。
有趣的是,Zoozve的轨道也相对靠近地球,但不会对我们的星球构成威胁。在接下来的175年里,Zoozve最接近地球的时间是在2149年,届时它将距离地球约220万英里(350万公里),大约是地球到月球距离的9倍。
Zoozve的名字是怎么来的
在2002年的发现之后,斯基夫向小行星中心报告了他的发现,该中心是由美国宇航局行星防御协调办公室的近地天体观测计划资助的。当时,它的临时名称是2002 VE68。斯基夫说,他没有意识到这颗小行星的重要性,直到2023年一位电台节目主持人找到他,想把它命名为Zoozve,他才把它忘记了。
在斯基夫发现后不久,一组天文学家,包括芬兰图尔库大学的Seppo Mikkola和伦敦西安大略大学的Paul Wiegert,确定该物体是第一个被发现的此类物体。他们认为Zoozve可能已经与金星相伴至少7000年了,地球的引力帮助将Zoozve推向了现在的轨道。
Zoozve这个名字来自一个孩子的太阳系海报。艺术家亚历克斯·福斯特(Alex Foster)在一份太阳系天体清单上看到了“2002 VE68”,写下了“2002 VE”,然后把自己的笔迹错读成了“Zoozve”。
WNYC演播室节目Radiolab的联合主持人拉提夫·纳赛尔在美国宇航局高级通信专家莉兹·兰道的帮助下找到了错误的根源。纳赛尔建议斯基夫要求国际天文学联合会将这颗小行星正式命名为Zoozve。斯基夫同意了,Zoozve这个名字于2024年2月获得批准。
形成
对于在恒星中寻找生命的科学家来说,一个关键的问题是:可居住的行星是如何开始的?早期金星和地球的相似之处,以及它们截然不同的命运,为研究行星形成的科学家提供了一种测试案例。大小相似,内部结构相似,年轻时都有海洋。然而,其中一个现在是地狱,而另一个是唯一已知的拥有丰富生命的世界。把这两颗行星置于几乎相反的轨道上的因素,很可能是从它们诞生的旋转的气体和尘埃盘开始的。不知何故,46亿年前,太阳周围的圆盘吸积、冷却,最终形成了我们今天所知的行星。更好地了解金星的形成历史可以帮助我们更好地了解地球和其他恒星周围的岩石行星。
结构
如果我们把金星和地球从一极对一极切成两半,并排放置,它们看起来会非常相似。每颗行星都有一个被热岩地幔包裹的铁核;最薄的表皮形成了岩石状的外壳。在这两颗行星上,由于地底深处的热量和压力的起伏,这层薄薄的表皮会改变形状,有时还会爆发成火山。
在地球上,大陆在数千年和数百万年的缓慢运动重塑了表面,这一过程被称为“板块构造”。类似的事情可能在金星早期的历史上发生过。如今,这一过程的一个关键因素可能正在发挥作用:俯冲作用,即一个大陆板块在另一个大陆板块之下滑动,这也可能引发火山爆发。俯冲作用被认为是形成板块构造的第一步。
美国宇航局的麦哲伦号宇宙飞船于1994年结束了对金星的五年任务,利用雷达绘制了炙热的金星表面。麦哲伦看到的是一片火山活动极度活跃的土地——一个相对年轻的表面,一个最近被重塑的(地质学术语),以及高耸的山脉链。
表面
苏联在1961年至1984年间向金星发射了一系列探测器,作为其金星计划的一部分(金星是俄语中的金星)。有10个探测器到达了月球表面,有几个在着陆后短暂地发挥了作用。最长的幸存者活了两个小时;最短的,23分钟。在着陆器发射前拍摄的照片显示了一个贫瘠、昏暗、多岩石的景观,天空可能是硫黄色的阴影。
火山和构造力似乎已经抹去了金星早期表面的大部分痕迹。较新的计算机模型显示,重铺路面可能是在很长一段时间内零星发生的。表面特征的平均年龄可能只有1.5亿年,其中夹杂着一些更古老的表面。
金星有山谷和高山,点缀着成千上万的火山。它的表面特征——大多数是以真实的和神话中的女人命名的——包括伊什塔尔Terra,一个岩石高地,面积与北极附近的澳大利亚差不多大,还有一个更大的,南美洲大小的地区,叫做阿芙罗狄蒂Terra,横跨赤道。其中一座山高达36000英尺(11公里),比珠穆朗玛峰还高。值得注意的是,除了地球之外,金星是迄今为止所有岩石行星中陨石坑最少的。
金星景观的其他显著特征包括:
一个为刘易斯和克拉克的印第安向导命名为萨卡加维亚的火山口。
这条深峡谷名叫黛安娜,意为罗马的狩猎女神。
“煎饼状”圆顶,顶部平坦,侧面陡峭,宽达38英里(62公里),可能是由高粘性熔岩挤压形成的。
“Tick”圆顶,奇怪的火山带着辐射马刺,从上面看,使他们看起来像他们的血的同名。
Tesserae地形上有复杂的山脊和沟槽图案,这表明炎热的温度使岩石在某些方面更像金星上薄而结实的巧克力层下面的花生酱。
大气
金星的大气层是极端的。金星的表面是太阳系中最热的,除了太阳本身,它甚至比最里面的行星——烧焦的水星还要热。大气中主要是二氧化碳——也就是在金星和地球上造成温室效应的气体——以及由硫酸组成的云。在表面,高温高压的二氧化碳具有腐蚀性。但在大气层的高处,温度和压力开始减轻。
磁层圈
尽管金星的大小与地球相似,也有相似大小的铁芯,但这颗行星并没有自己的内部磁场。相反,金星有一个感应磁场。这种弱磁场是由太阳磁场和地球外层大气的相互作用产生的。来自太阳的紫外线激发了金星最外层大气中的气体;这些被电激发的气体被称为离子,因此这个区域被称为电离层(地球上也有电离层)。太阳风——以每小时一百万英里的速度不断从太阳喷出的带电粒子流——携带着太阳的磁场。当太阳的磁场与金星的电激电离层相互作用时,就会在金星上产生磁场。当太阳风吹过金星并向外进入太阳系时,这个感应磁场包围着这颗行星,形状像一个延伸的泪珠,或者彗星的尾巴。