圖1：在一項新的研究中，科學(xué)家們首次揭示了金星的夜間天氣
圖片來(lái)源:保羅·k·伯恩和肖恩·c·所羅門(mén)
金星夜晚的天氣如何？科學(xué)家們終于找到了答案。
第一顆金星探測器在1978年發(fā)射，我們已經(jīng)對這顆鄰近行星研究了很長(cháng)一段時(shí)間，但是直到現在科學(xué)家們對它的夜間氣象狀況也知之甚少。
在最近的一項研究中，于2015年到達金星軌道附近，搭載紅外傳感器的日本金星氣象衛星破曉號(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(lái)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(zhù)堅硬的巖石表面和 大氣層。研究人員用紅外光觀(guān)察金星上的云團運動(dòng)來(lái)探究它的氣象狀況。金星有著(zhù)高速旋轉的大氣層，但是自轉運動(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。
直到現在，只有面朝太陽(yáng)的一側容易被觀(guān)測到。雖然對夜間天氣的一些紅外觀(guān)測是可能的，但我們無(wú)法描繪出金星整體天氣的清晰畫(huà)面。
為了能探索這顆神秘的鄰居，科學(xué)家們將目光轉向了破曉號，這是日本首個(gè)環(huán)繞非地行星運行的探測器。其攜帶的紅外成像器，并不依賴(lài)太陽(yáng)的照明來(lái)觀(guān)測，但即使這樣也不能直接分辨出金星夜景的細節。但是借助一項新的分析方法處理捕獲的數據，科學(xué)家可以間接看到難以觀(guān)測的夜間氣象。
直接觀(guān)測的小云層圖案信號微弱，很難從背景噪聲中分辨出來(lái)。來(lái)自東京大學(xué)前沿科學(xué)研究生院的合著(zhù)者Takeshi Imamura在一份報告中聲明。為了能看清細節，我們需要抑制噪音。他說(shuō)：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)天氣系統都在高速旋轉，所以我們必須對這種運動(dòng)進(jìn)行補償，也就是所謂的‘超級旋轉’，以突出有趣的形成過(guò)程。
借助這一分析方法，科學(xué)家團隊觀(guān)測到夜間行星上南-北向風(fēng)。令我們驚訝的是，它們和白天的運動(dòng)方向完全相反。 Imamura說(shuō)到：這一戲劇性變化的產(chǎn)生不可能不帶來(lái)其他影響。這一觀(guān)測結果有助于我們建立精確的金星氣象模型，有望解答那些長(cháng)期存疑的金星天氣甚至是地球天氣問(wèn)題?？茖W(xué)家們表示，在未來(lái)的研究中將沿用該方法，揭示火星等其他行星的氣象細節。
盡管目前的技術(shù)停留在金星軌道附近運行，不過(guò)未來(lái)會(huì )有三項任務(wù)抵達金星，繼續擴充我們對它的了解。美國宇航局最近宣布了兩項新的前往金星任務(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末和本世紀30年代初發(fā)射。
相關(guān)知識
金星，在太陽(yáng)系的八大行星中，第二近太陽(yáng)之行星，軌道公轉周期為224.7地球日，其無(wú)衛星。在中國古代稱(chēng)為太白、明星或大囂，另外早晨出現在東方稱(chēng)啟明，日落出現在西方稱(chēng)長(cháng)庚。到西漢時(shí)期，《史記?天官書(shū)》作者天文學(xué)家司馬遷從實(shí)際觀(guān)測發(fā)現太白為白色，聯(lián)系五行學(xué)說(shuō)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，視星等可以達到 -4.7等，足以照射出影子[8]。由于金星是在地球內側的內行星，它永遠不會(huì )遠離太陽(yáng)運行：它的離日度最大值為47.8°。金星是一顆類(lèi)地行星，因為它的大小、質(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(chēng)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(zhù)四顆類(lèi)地行星中最濃厚的大氣層，其中超過(guò)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(méi)有將碳吸收進(jìn)入巖石的碳循環(huán)，似乎也沒(méi)有任何有機生物來(lái)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(zhù)，阻擋了來(lái)自太空中，可能抵達表面的可見(jiàn)光。它在過(guò)去可能擁有海洋，并且外觀(guān)與地球極為相似[9][10]，但是隨著(zhù)失控的溫室效應導致溫度上升而全部蒸發(fā)散失[11]。水最有可能因為缺乏行星磁場(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(guān)，點(diǎn)綴著(zhù)定期被火山刷新的巖石。
BY: Chelsea Gohd
FY: gxmm
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