金星

金星是距太阳第二远的行星,也是距离地球最近的行星邻居。金星是继太阳和月亮之后天空中第三亮的物体。金星的旋转方向与大多数行星相反,速度缓慢。

金星的结构和大小与地球相似,有时被称为地球的邪恶双胞胎。其厚厚的大气层将热量困在失控的温室效应中,使其成为太阳系中最热的行星,表面温度足以熔化铅。在浓密而持久的云层之下,表面有火山和变形的山脉。

距金星表面 30 英里(约 50 公里)处的温度范围为 86 至 158 华氏度(30 至 70 摄氏度)。这一温度范围可以容纳地球生命,例如“嗜极微生物”。该高度的气压与地球表面的气压相似。

在金星云层的顶部,在高达 224 英里/小时(360 公里/小时)的风力下,我们发现了另一种变化。出现了持久的黑色条纹。科学家至今无法解释为什么这些条纹即使在飓风中也能顽固地保持完整。它们还有吸收紫外线的奇怪习惯。

最有可能的解释集中在细小颗粒、冰晶,甚至是一种名为氯化铁的化合物上。尽管可能性很小,但研究天体生物学的科学家认为,这些条纹可能是由金星式的微生物生命构成的。天体生物学家指出,已知存在于金星大气中的硫原子环状连接可以为微生物提供一种保护其免受硫酸侵蚀的涂层。这些方便的化学隐形衣还可以吸收可能造成损害的紫外线,并将其重新辐射为可见光。

一些俄罗斯的金星探测器确实探测到了金星低层大气中长度约一微米的粒子——大致相当于地球上的细菌大小。

这些发现都无法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,都为调查我们这颗喜怒无常的姊妹星球提供了令人信服的理由。看来,她可以教给我们很多东西。

金星绕太阳公转的平均距离为 6700 万英里(1.08 亿公里),即 0.72 个天文单位。一个天文单位(缩写为 AU)是太阳到地球的距离。从这个距离来看,阳光从太阳到达金星大约需要六分钟。

地球与金星的距离取决于视角。金星的周长与地球差不多。其赤道直径约为 7,521 英里(12,104 公里),而地球为 7,926 英里(12,756 公里)。从地球上看,金星是夜空中仅次于月球的最亮天体。因此,古人在他们的文化中非常重视金星,甚至认为它是两个天体:一颗晨星和一颗昏星。这就是透视技巧的用武之地。

因为金星的轨道比我们的轨道更靠近太阳,所以从我们的角度来看,它们两个从来都不会相距太远。古埃及人和希腊人看到金星有两种形态:首先是在一个轨道位置(早晨看到的),然后是另一个轨道位置(你的“夜晚”金星),只是在一年中的不同时间。

金星与地球最近时,距离约为 2400 万英里(约 3800 万公里)。但大多数时候,这两颗行星之间的距离都比较远。金星与地球之间的最大距离约为 1.62 亿英里(约 2.61 亿公里)。最内侧的行星水星实际上比金星在地球附近停留的时间更长。

另一个透视技巧:金星通过双筒望远镜或望远镜看起来是什么样的。观察几个月后,你会发现金星有相位,就像我们的月亮一样——满月、半月、四分之一月等等。然而,从满月到满月的完整周期需要 584 天,而我们的月亮只需要一个月。正是这种视角,即伽利略通过望远镜首次观察到的金星相位,为哥白尼的太阳系日心说提供了关键的科学证据。

在金星上度过一天会是一次相当令人迷惑的经历——即使你的航天器或宇航服可以保护你免受 900 华氏度(475 摄氏度)的高温。首先,你的“一天”将是 243 个地球日——甚至比金星年(绕太阳一圈)还要长,后者只需要 225 个地球日。其次,由于金星自转速度极慢,日出到日落需要 117 个地球日。顺便说一句,太阳将从西方升起,在东方落下,因为金星相对于地球是逆向旋转的。

在等待期间,不要指望无情的气温会有所缓解。地球的自转轴倾斜约 23 度,因此,当我们所在的半球(地球的南北半球)更直接地接收到太阳光线时,我们就会经历夏季——这是由于自转轴倾斜所致。冬季,自转轴倾斜意味着太阳光线的直射度降低。金星就没有这样的运气了:它的自转轴倾斜度非常小,只有 3 度,不足以产生明显的季节变化。

金星是太阳系中仅有的两颗没有卫星的行星之一,但它确实有一颗准卫星,正式命名为 Zoozve 。该物体是由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)的 Brian Skiff 于 2002 年 11 月 11 日发现的,该项目由美国宇航局资助,于 2008 年 2 月结束。 

准卫星,有时也被称为准月亮,是绕太阳运行但靠近行星的小行星。准卫星的轨道通常比行星的轨道更椭圆且更不稳定。随着时间的推移,准卫星的轨道形状可能会发生变化,并可能远离行星。

根据负责命名太空物体的组织国际天文学联合会 (IAU) 的说法,Zoozve 是第一颗被确认的主要行星的准卫星。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 的尺寸范围从 660 英尺(200 米)到 1,640 英尺(500 米)。

有趣的是,Zoozve 的轨道也相对较近,但并不会对地球构成威胁。在接下来的 175 年里,Zoozve 最接近地球的时间是 2149 年,届时它距离地球约 220 万英里(350 万公里),约为地球到月球距离的 9 倍。 

对于在星际间寻找生命的科学家来说,一个关键问题是:宜居行星是如何开始的?早期金星与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。它们大小相似,内部结构相似,年轻时都有海洋。然而,其中一个现在已经是地狱,而另一个是已知的唯一拥有丰富生命的世界。让这些行星走上几乎相反道路的因素很可能始于它们诞生时的旋转气体和尘埃盘。不知何故,46 亿年前,围绕太阳的圆盘吸积、冷却并稳定下来,形成了我们今天所知道的行星。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——以及其他恒星周围的岩石行星。

如果我们能将金星和地球从极点切成两半,并将它们并排放置,它们看起来会非常相似。每颗行星都有一个铁核,被热岩地幔包裹;最薄的表皮形成岩石外壳。在这两颗行星上,这层薄薄的表皮都会改变形状,有时会因深层热量和压力的涨落而喷发成火山。

在地球上,大陆在数千年乃至数百万年的缓慢运动重塑了地表,这一过程被称为“板块构造”。金星早期的历史中可能也发生过类似的事情。如今,这一过程的一个关键要素可能正在运作:俯冲,即一个大陆“板块”滑入另一个大陆“板块”之下,这也会引发火山。据信,俯冲是形成板块构造的第一步。

美国宇航局的麦哲伦号航天器于 1994 年结束了对金星为期五年的探测任务,它利用雷达绘制了金星炽热表面的地图。麦哲伦号看到了一片火山活动极其频繁的土地——地表相对年轻,最近才被重塑(地质学术语),还有连绵的高耸山脉。