太阳系第二颗行星(距太阳由近至远)——金星

兰京

<p class="ql-block">宇宙中的星星我们很难用肉眼的视角来认知,我们在网上看到的各种行星细部照片很多都是采用光谱合成的图像。一个非常重要的知识点:从太空用普通可见光,永远拍不到金星地面! 厚厚的硫酸云完全盖住地表。地面影像只有苏联着陆器拍过;其余地表画面都是雷达测绘+电脑上色的合成图,不是光学实拍的。好在金星离地球较近,这是一张用普通望远镜和探测器肉眼看到的金星。通体奶白‑米黄色,看不到任何地表;表面光滑,但是紫外光下会显现流动的云纹。云层反射75%阳光,所以金星特别亮。这一层是55–70km高度的浓硫酸液滴云。</p> <p class="ql-block">、【人类唯一的金星地面实拍照片(苏联金星‑13号,1982)】</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block">这是真正从金星地表拍的光学照片!全世界仅有4套原始实拍(Venera9、10、13、14)。</p><p class="ql-block">天空是昏黄的橘黄色,并不是本来就是黄色:是浓厚二氧化碳+硫雾过滤了阳光。地面是扁平破碎的黑色玄武岩,很少细沙土。探测器工作时长:127分钟,随后被462℃高温+92倍大气压摧毁。</p> <p class="ql-block">这是雷达测绘合成图:金星全球地表(麦哲伦号1990‑1994),不是照相机拍的!是雷达波穿透云层扫描,电脑生成再加了模拟的金棕色调。麦哲伦雷达测绘了98%的金星表面。图里面浅色代表雷达回波强(坚硬高地、火山),深色是回波弱(平坦熔岩平原)。可以看到巨大的高地、蛛网状断裂、成千火山。</p><p class="ql-block">通过前面几张照片先对金星有一个初次见面的印象,下面我们就来认识一下我们的邻居——金星。</p> <p class="ql-block">位置:距离太阳第2颗行星,属于类地行星,也是离地球最近的大行星。</p><p class="ql-block">古称:太白星;清晨东方叫启明,傍晚西方叫长庚。英文名来自罗马爱神维纳斯。没有天然卫星 。</p> <p class="ql-block">- 赤道半径:6052 km,约地球的95%;质量是地球81.5%,密度接近,被叫作地球的孪生兄弟 。</p><p class="ql-block">​- 轨道半径:0.72天文单位(约1.082亿km)。</p><p class="ql-block">​- 公转周期(金星一年):224.7个地球日。</p><p class="ql-block">​- 恒星自转周期(金星自转一圈):243个地球日。奇特现象:一天 &gt; 一年!</p><p class="ql-block">​- 自转方向:逆向自转(自东向西)。太阳系唯一大行星逆向自转。站在金星上(抛开云层),太阳西升、东落。</p><p class="ql-block">​- 一个完整的昼夜(太阳升起到下一次升起)大约117个地球日。</p><p class="ql-block">​- 自转轴倾斜仅仅3°,几乎没有四季变化。</p> <p class="ql-block">在八大行星当中,金星就是一个特立独行的叛逆者!与其他七颗行星的旋转方向不同。它是顺时针旋转的。这个非要与众不同的家伙,就是地球的近邻。金星!</p><p class="ql-block">那么,它为何非要以这个看似错误的方式旋转呢?这就有点说来话长了!</p><p class="ql-block">由于当初,组成行星的尘埃和气体云,都是存在于围绕太阳的原行星盘之中的。因此,多数行星的旋转方向,都和太阳一样是逆时针的。</p><p class="ql-block">鉴于原行星盘的旋转方向,所以金星在形成后,是根本不可能顺时针旋转的。一定是在某种外力的影响之下,才导致它开始了反方向转动。而这个外力,很可能来自太阳系的内部。</p><p class="ql-block">早期的太阳系,很可能是一个由上百颗行星组成的混乱星系。没有任何一颗行星,是处在稳定轨道上的。</p><p class="ql-block">在引力的拉拽之下,它们开始相互靠近。至于碰撞,则更是司空见惯。如今的八大行星,都是在经历一次或多次碰撞之后,才最终形成的。</p><p class="ql-block">金星自然也不例外,科学家推测,它甚至可能与另一颗行星。发生过猛烈碰撞。而一次角度恰到好处的撞击,就完全可能改变金星的自转方向。</p><p class="ql-block">同时,这也解释了为什么,金星的自转会如此之慢的原因。</p> <p class="ql-block">当然,行星碰撞并不是解释金星逆时针旋转的唯一假设。</p><p class="ql-block">还有一种可能就是,金星实际上是上下颠倒的,而不是在以错误的方式旋转。这也就是说,其实金星的自转方向也是逆时针的,只不过整个星球的翻转,令其看起来像是在顺时针旋转而已。</p><p class="ql-block">那么,金星又是如何被翻转的呢?</p><p class="ql-block">一种解释是,这可能与金星那个非常稠密的大气层有关。由于金星的大气压力是地球的90倍。因此,在大气层受到太阳引力拉动时,就会引起潮汐摩擦。</p><p class="ql-block">如果将这种大气潮汐摩擦,与金星地幔与核心之间的摩擦结合起来。那么,整个行星就会上下翻转。</p><p class="ql-block">只不过,截至目前,这还只是个大胆的推测。至于金星到底是反向旋转,还是上下颠倒,仍然是个有待解开的谜团。</p> <p class="ql-block">恐怖的大气层:</p><p class="ql-block"> 1. 成分:96.5%二氧化碳,3.5%氮气,微量二氧化硫、氯化氢、氟化氢。</p><p class="ql-block">​2. 地表大气压:92倍地球海平面,≈潜入海洋900–1000米深处的水压。</p><p class="ql-block">​3. 失控温室效应:热量散不出去!全球恒定462℃左右。👉虽然水星离太阳更近,但是金星才是太阳系最热行星,温度高到可以熔化铅。不分白天黑夜、赤道两极,几乎一样滚烫。</p><p class="ql-block">​4. 50–70km高空:厚厚的硫酸云(浓硫酸小液滴),不是水蒸气云!云层反射75%的阳光,所以金星看起来极其明亮。硫酸雨会在下落中途,被高温蒸发,落不到地面。</p><p class="ql-block">​5. 超级自转(超级旋风):大气跑得飞快!高层云只需要4个地球日就绕金星一圈,风速最高110m/s(远超地球最强台风),但是行星本体转得极慢。这个超级自转至今没有完全解开谜底。</p><p class="ql-block">​6. 一个神奇区间:距离地面50–60km高度,气压≈1个大气压,温度20–35℃。唯一宜居的一层!但是空气是二氧化碳,还有硫酸雾气。科学家设想未来可以在这里建造浮空飞艇基地。</p> <p class="ql-block">金星地表地貌:</p><p class="ql-block"> - 表面85%被玄武岩火山熔岩平原覆盖。</p><p class="ql-block">​- 大约1600座大型火山,还有无数小型火山。最高火山:玛阿特山,高11270米,高于珠穆朗玛峰。现代探测证据表明:一部分火山可能至今仍然活跃。</p><p class="ql-block">​- 两种高地大陆:伊什塔尔高地(北)、阿芙罗狄蒂高地(赤道)。</p><p class="ql-block">​- 撞击坑很少!说明金星现在的地表年龄只有3–5亿年(相比46亿年的星球年龄,非常年轻)。主流假说:大约几亿年前,金星发生了一次全球性的大规模火山喷发,熔岩把古老的陨石坑全部抹平了(称为全球表面重置事件)。</p><p class="ql-block">​- 没有液态水:高温把水分解,氢原子被太阳风吹跑,永久流失到太空。远古金星很可能曾经拥有广阔海洋,后来温室失控,海洋消失。</p><p class="ql-block">​- 没有全球性磁场。只有来自电离层的微弱感应磁场,抵挡太阳风。</p> <p class="ql-block">这张来自金星的照片,是前苏联留给人类的伟大财产!</p><p class="ql-block">虽然金星与地球大小差不多,但是环境却比地球恶劣多了。</p><p class="ql-block">比如,大气层中二氧化碳含量高达96.5%,气压力达到了地球的92倍,更为恐怖的是表面的平均温度更是高达462度,以“炼狱”来形容都不为过。</p><p class="ql-block">这样的一颗星球,即便是由坚固材料打造的探测器,想要接近也不是一件容易的事情。</p><p class="ql-block">截至目前,第一台成功在金星表面着陆的探测器是前苏联发射的金星7号,传回了大量的珍贵数据。</p><p class="ql-block">不得不说,前苏联当初是真的强大。</p> <p class="ql-block">作为追星人还是说一下金星凌日吧,</p><p class="ql-block"> 当金星从太阳盘面前面经过,出现一个小黑点,就是金星凌日。极其罕见,成对出现,间隔105.5年。最近两次:2004、2012年;下一次2117年。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">我们都很疑惑:金星离地球比火星更近,与地球同属太阳系宜居地带。但我们却对近邻——金星是如此陌生!</p> <p class="ql-block">金星的上层:浓密不透明的硫酸云。</p><p class="ql-block"> 1.厚厚的硫酸云完全遮挡可见光。普通相机看不见地面,只能依靠雷达、红外去穿透云层。</p><p class="ql-block">2.云层里面有硫酸、腐蚀性气体,会腐蚀飞行器的外壳、电路。</p><p class="ql-block"> 仅仅在轨道上拍照简单;想要研究地表,这就要靠我们后辈的聪明才智了!</p> <p class="ql-block">地表两大死亡杀手(着陆最大障碍)</p><p class="ql-block"> 超高温度:462℃</p><p class="ql-block">这个温度,足以熔化铅、锌、锡。普通电子元器件瞬间烧毁。绝大多数航天器材长期工作温度不能超过120℃。哪怕用耐高温材料,寿命依然很短。</p><p class="ql-block"> 恐怖大气压:92倍地球海平面气压,等效于水下900‑1000米深度。巨大压力可以像捏易拉罐一样,把没有高强度耐压壳体的舱体直接压碎。</p><p class="ql-block"> 历史记录:苏联的着陆器,成功落地之后,存活时间大多只有20–120分钟,没有一台能够坚持几个小时。</p> <p class="ql-block">大气带来额外的工程麻烦</p><p class="ql-block"> 1. 浓密大气造成剧烈、不稳定的紊流。降落的时候,很难精准控制姿态,容易失控翻滚。不像火星大气稀薄,可以用巨大降落伞缓慢降落。金星降落伞会被高速气流撕扯;而且低空温度太高,降落伞材料很快损坏。</p><p class="ql-block">​2. 厚厚的大气产生严重的“黑障”:着陆下降阶段,无线电信号容易被阻隔,地面无法实时遥控。</p><p class="ql-block"> 一个有趣的对比:火星大气压只有地球0.6%,降温容易、压力很小;难点只是遥远和寒冷。</p> <p class="ql-block">轨道飞行也不容易(不是落地才难):</p><p class="ql-block"> 1.高层大气高速超级自转(110m/s),还有剧烈波动。</p><p class="ql-block">2.高层有带电粒子、硫酸气溶胶,持续腐蚀探测器外表。</p><p class="ql-block">3.厚重大气产生大气阻力,低轨道卫星会不断减速下坠,需要频繁消耗燃料维持轨道。</p> <p class="ql-block">如何认识我们最近的邻居,就看我们未来的科技能力,愿此生能清晰的看清你的面容,我亲爱的邻居!</p>