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[探索] 金星失踪的闪电与大气特征有关,其独特的浓厚气氛意味着什么?

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badang369 发表于 2019-8-27 15:56:05 | 打印 上一主题 下一主题
 
作者:文/虞子期

早在罗马时代,人们就已经认识到金星是除了地球之外的四大行星之一,也是太阳的第二颗行星。在地球天空中,金星是继太阳和月亮之后,第三颗最明亮的天体。但是,在这个与地球距离最接近的行星表面,总是被一层由硫酸形成的不透明的云掩盖,它奇怪的旋转方式和速度,以及特殊大气层所导致的灼热温度,成为了最具有辨识度的两大标志性特征。由于金星在质量、密度、大小和体积的多个维度上都与地球相当,因而人们也常将它们称为“双行星”,但在这些表面相似性之下,却暗藏着诸多的明显不同之处,比如金星失踪的闪电现象。
金星失踪的闪电与大气特征有关,其独特的浓厚气氛意味着什么? 第1张图片

金星失踪闪电如何形成的新暗示

数十年来,科学家们一直怀疑在金星浓厚的气氛中,有电流的螺栓在脉动,并在这个世界的酸性云层中闪烁。尽管研究人员没有找到更明确的迹象,但通过这些诱人的瞥见所得到的暗示,却给了所有人更多的希望和信心。截至目前,所有关于闪电的可能性观测都是间接做到的,并且,这些观察到的“闪电”很可能是由其他现象所造成。比如,苏联Venera 9探测器所发现的油漆斑点一样的闪光、天文学家通过望远镜发现的一系列闪光,以及维纳斯快车观察到的一些脉冲。

即使是NASA的卡西尼号,也在该任务的探测中导致了更多混乱,当携带无线电探测器的航天器到达目标地点的时候,并没有在金星上观察到任何闪光相关的现象。或许你有所不知, Akatsuki太空船的主要任务就是围绕金星轨道运行,以研究其气候和大气层的真实环境。虽然在五年之后,Akatsuki终于在漂浮的足够接近之后,再次成功进入轨道运行。但是它现在的轨道比预计的距离更远,这样的现实情况导致了相机捕捉闪电的难度,变得比预期更具有挑战性。简而言之,以该太空船现在的位置来看,闪电相机只能达到预计速度的十分之一来收集数据, Akatsuki所面临的困境决定了,闪电相机所能获取的数据只能达到17个小时的时间。
金星失踪的闪电与大气特征有关,其独特的浓厚气氛意味着什么? 第2张图片

然而,只是在这有限的时间里,科学家也没有发现任何闪光迹象,但将同样的仪器用于地球观测时,却可以收集到数百个这样的信息。也就是说,这些观察结果并没有得到预期的答案,反而收获了一个更复杂的难题,因为这并不意味着金星上的环境中没有闪光的存在,只能说明我们可能错过了和它们相遇。或许这些闪电就聚集在金星上的某个地方,又或者这样的现象本就罕见。与此同时,这样的结果还暗示了哪些无线探测器所观察到的闪电,很可能是因为其他的现象所引起,尽管它们看上去和闪电很像,但实际上却并不是同一回事。

闪电现象与大量的大气特征有关

事实上,金星并不是唯一存在难以捉摸的闪电现象的星球,比如,伽利略和旅行者探测器就曾观察到土星和木星上的闪电现象,只是在这两个气体巨星上都拥有足够的水蒸气,以承载那些或多或少的闪电发生。然而,由于金星的气氛是完全不同的特殊存在,硫酸让其无法保持电荷,因此该星球上的闪电才难以得到好的解释,也导致了就连科学家们都不了解它的产生原理。对其形成的不了解,同样也体现在了预测其发生地上,并且,闪电本身也不具有时间和空间上的均匀分布特征。科学家们之所以会追踪这些消失的闪电现象,目的是为了通过这些大气特征,以达到对我们周围世界更好地了解,因为闪电并不是单纯的一种自然现象,同时还关联着该星球大气层的诸多特征。
金星失踪的闪电与大气特征有关,其独特的浓厚气氛意味着什么? 第3张图片

与此同时,因为闪电可以为最终能形成生命的系统带来能量,科学家们还怀疑闪电的化学和能量这两个方面,在生命被地质学唤起中也占据着举足轻重的位置,它可能会帮助我们更好地了解生命的起源。至少,就金星而言,科学家们还需要更多的时间来解决这个难题,并且,Akatsuki的闪电相机仍处于这个超长的希望轨道之上,在以后的时间里,也会有其他太空船随之而来。若在这些任务中携带基于无线电的闪电探测器,那么,仪器就可以检测到任何情况的闪光,在未来某一天,金星闪电失踪的全部线索都将呈现在我们眼前。

金星独特的气氛意味着什么

金星的大气层可以简单地分为两大层,其一是严实的包围着整个星球的云层,其二则是这些云下面所覆盖的一切。金星周围的云层在行星表面上方的大约50至80公里处延伸,这个空间的主要构成是二氧化硫(SO 2)和硫酸(H 2 SO 4),如此密集的云层,致使它们吸收了太空60%的阳光。科学家们在研究“亚云气氛”时,发现了两个突出的特征,它们分别是密度和成分,在该星球上这两个特征产生了深远的影响,导致金星成为了太阳系中最热和最不友好的地方。并且,在覆盖金星的云层中,科学家们还发现了巨大的条纹结构,用Akatsuki IR2相机观察到的金星下云,明亮的部分显示了云层薄的位置,行星尺度条纹结构显示在黄色虚线内。在AFES-Venus模拟重建的行星尺度条纹结构中,明亮的部分显示出强烈的下流位置。
金星失踪的闪电与大气特征有关,其独特的浓厚气氛意味着什么? 第4张图片

由于金星的厚大气层主要由二氧化碳和硫酸云组成,导致其在捕获太阳的巨大热量之后,产生了失控的温室效应。金星表面的温度因为这种大气层覆盖,甚至可以超过880华氏度,这样的温度甚至会让铅发生熔化。该星系表面的压力大约是地球上的90倍,哪怕是冬季也无法缓解如此高的热量,随着三度的轴向倾斜,金星只有夏季一个季节。并且,由于太阳风在该星球表面上的移动缓慢,它的温度在白天和黑夜之间并没有太大的变化。

科学家们认为,数十亿年前的金星的气候可能与地球很相似,也曾拥有大量的液态水或海洋。然而,由于这种极端温室效应所产生的高温环境,导致这些水在很久以前就沸腾了,而现在这个表面太热星球,早已不利于生命的维持和延续。或许你有所不知,对我们地球上的生命而言,金星密集的云层是有益的,因为它会反射太阳的光线,使夜空中的星球达到最亮。人们通常将其称为晨星或傍晚星,它明亮而稳定的光芒总会在日出或日落时持续存在。在金星表面的高温和压力下,苏联的Venera 13曾幸存了两个多小时的时间,来自多个国家的工程师,目前都正在研究延长极端环境中航天器寿命的方法,以获取更多关于金星气氛的关键信息。


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