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字号+ 作者:admin 来源:59商务网 2018-08-22 我要评论

【世界之最】宇宙中最亮的行星金星比天狼星明亮14倍磁场和核心在1967年,金星4号发现金星有磁场,但是比地球的微弱。这个磁场是由电离层和太阳风相互作用诱导[60][61],而不是像地球这样,由行星内部的发电机产生。金星微

【世界之最】宇宙中最亮的行星 金星比天狼星明亮14倍



磁场和核心
在1967年,金星4号发现金星有磁场,但是比地球的微弱。这个磁场是由电离层和太阳风相互作用诱导[60][61],而不是像地球这样,由行星内部的发电机产生。金星微弱的磁场对大气层提供的保护不足以抵抗宇宙射线的辐射,因而可以忽略其功能;而这种辐射可能导致云层的放电[62]。
金星的大小类似地球,在核心应该有类似的发电机机制,因此缺乏内在的磁场令人惊讶。一架发电机需要三样东西:导电的液体、旋转和对流。在地球,因为液体层的底部比顶端热许多,对流出现在核心外层的液体。在金星,整颗星球的表面重新铺设的事件,导致通过地壳的热通量减少,并可能使得板块活动因而结束。这会导致地函的温度增加,从而减少核心向外的热通量,来自核心的热被用于加热地壳[63]。
对于金星缺乏磁场,目前主要几种说法如下:
理论一:核心被认为是导电的,虽然它的旋转很慢,但模拟的结果认为它还是足够成为发电机。这意味著金星的核心缺少对流,所以不能成为发电机。
理论二:金星没有固体的内核,或它的核心已经冷却,整个核心的液体部分有著几乎相同的温度。
理论三:核心已经完全固化。核心的状态与目前尚未知的硫浓度有著密切的关连性。
理论四:与理论一相反,2006年金星特快车探勘金星后,认为转速过慢不足以产生磁场,可能遭遇过类似「大碰撞」的撞击所导致。
环绕金星的微弱磁圈意味著是太阳风和金星大气层直接交互作用的结果。此处,氢和氧的离子是中性的分子被紫外线辐射解离所创造的。然后,太阳风提供这些离子足够逃离金星引力场的速度和能量。这种侵蚀的过程使大气层内的低质量的氢、氦和氧离子不断流失,而质量较大的分子,像二氧化碳则更有可能被保留。太阳风对大气的侵蚀,可能导致金星在形成后的前十亿年间就丢失了大部分的水分。侵蚀使高质量氘与低质量氢的比率增加,在高层的大气比低层的高出150倍。
 
轨道和自转
金星以平均距离0.72 AU(108,000,000 km;67,000,000 mi)的轨道绕著太阳公转,完成一圈的时间大约是224.65地球日。虽然所有行星的轨道都是椭圆的,但是金星的轨道最接近圆形,离心率小于0.01。金星它位于地球和太阳的连线之间时,称为下合(内合)。这时它比任何其他行星更最靠近地球,距离大约是4,100万公里。它与地球的会合週期平均是584天。归功于地球的轨道离心率衰减,这个最接近的距离将会以超过10,000年的週期改变。从1至5383年,有526次的距离会小于4,000万公里;接下来的60,158年都会超过。
从地球的北极方向观察,太阳系所有的行星都是以逆时针方向在轨道上运行。大多数行星的自转方向也是逆时针的,但是金星不仅是以243地球日顺时针的(称为退行自转)自转,还是所有行星中转得最慢的。因为它的自转是如此缓慢,所以它极度的接近球形。金星的恒星日恒星日比金星的一年长(243相对于224.7地球日)。金星赤道的线速度为6.5 km/h(4.0 mph),而地球的则接近1,670 km/h(1,040 mph)。自从麦哲伦号太空船抵达金星之后,它的自转週期已经延长了16 years。因为是退行的自转,一个太阳日的长度明显的短于恒星日,仅为116.75地球日(使得金星的太阳日短于水星太阳日的176个地球日)。一个金星年的长度是金星日(太阳日)的1.92倍[74]。金星上的观测者会看见太阳从西边升起,然后从东边落下;但实际上,由于不透明的云层,在金星表面是看不见太阳的[74]。
金星可能从太阳星云中不同转动週期和转轴倾角的区域诞生,由于混吨的自旋和其它行星对其浓厚大气的摄动和潮汐效应,经过数十亿年的影响才达到现在的状况。金星的自转週期可能代表其潮汐受到太阳引力的锁定,由太阳热在浓稠的金星大气层中创造出金星大气潮,使旋转逐渐趋于缓慢。平均584天接近地球一次的会合週期,几乎正好是金星5个太阳日的长度,但是与地球的自旋轨道共振已经不被採信了。
金星没有天然的卫星,虽然目前有小行星2002 VE68维持著淮卫星轨道的关系。此外,它还曾有过其它的淮卫星:两颗暂时共轨的小行星,2001 CK32和2012 XE133。在17世纪, 乔凡尼·卡西尼报告有一颗卫星环绕著金星,还将之命名为Neith,并且在其后的200 years还有断断续续的观测报告,但大多数被确认只是邻近的背景恒星。加州理工学院的Alex Alemi's和David Stevenson在2006年研究早期太阳系的模型显示,在数十亿年前的巨大撞击事件中,至少曾为金星创造一颗卫星。大约1,000万年后,依据他们的研究,另一个撞击事件反转了金星的自转方向,造成金星的卫星逐渐螺旋向内,直到与金星撞击而合併。如果稍后的撞击创造出卫星,也会被以相同的方式吸收掉。缺乏卫星的另一种解释是太阳强大的潮汐力,会使环绕内侧类地行星的大型卫星轨道不稳定。

观测
金星永远比任何恒星明亮(除了太阳),当它是最靠近太阳的眉型月时,它的最大视星等亮度可以达到-4.9等,当它在太阳的背后最黯淡时,视星等依然有-3等。当高度足够时,这颗行星的亮度足以在晴朗的夜空下照射出阴影,而且当太阳在接近地平线的低空时,也很容易看见它。由于它是一颗内侧行星,所以它与太阳的距角(离日度)永远小于47度。
金星在绕行太阳的轨道上每584天超越地球一次。当它超越地球时,它会从日落后可见的昏星(长庚星)变成日出之前可见的晨星(启明星)。虽然水星也是内侧的行星,但它的最大离日度只有28° ,所以通常很难在晨昏濛影中见到,而金星在它最亮时很难不被看见。它的离日度越大,表示在日落后或日出前的黑暗中可以看见的时间越长。当它是天空中最明亮的光点时,通常会被误报为不明飞行物(UFO)。美国总统吉米·卡特在1969年宣称看见不明飞行物,事后分析被认为极可能就是金星。许多人曾误以为金星是更奇特的东西。
透过望远镜观察在轨道上的金星,它会显示像月球的相位变化。当它在太阳的另一侧时,这颗行星呈现小而圆满的图像。当它在最大的离日度时,会呈现半圆形的相位,并显示较大的视直径,而当它在靠近地球与太阳的这一侧,也就是靠近地球且在夜空中最明亮时,会呈现细长的眉月形。当金星最大并且要呈现新月的相位时,在望远镜中可以看见光线被金星大气层折射后在它周围形成的光晕。金星的相位变化,曾经被伽利略作为证明哥白尼日心说的有力证据。
 
凌日
金星的轨道相对于地球的轨道略有倾斜,因此当金星行经地球和太阳之间时,通常不会横越过太阳的表面。只有当下合时刚好也穿越地球的轨道平面时才会发生金星凌日的现象。目前发生金星凌日的循环週期是243 years,会相隔大约105.5 years或121.5 years各出现一对间隔八年的凌日 —这是英国天文学家杰雷米亚·霍罗克斯在1639年首先发现的模式。
最近的一对是2004年6月8日和2012年6月5-6日。在许多地点都以适当的仪器进行现场观测和线上直播观赏这两次的凌日。
前一次的一对凌日发生在1874年12月和1882年12月;下一次的一对是在2117年12月和2125年12月。在历史上,凌日的观测是很重要的,因为这可以让天文学家确定天文单位的大小,霍罗克斯在1639年即藉此测量太阳系的大小。1768年,库克船长前往大溪地,于1769年在当地观测金星凌日之后,还航行到澳大利亚东岸。
灰光
当这颗行星的相位是月牙形时,在黑暗侧出现的微弱光照,称为灰光,长久以来一直是观测上的谜团。第一个声称看见灰光的观测报告出现在1643年,但从来没有可证实的可靠照明存在。观测人员猜测这可能是金星大气层中的电气活动,但也可能是观察明亮的月牙形区域后生理上产生的虚幻。

研究
众所周知,金星在古文明被视为启明星(晨星)和长庚星(昏星),反映出在早期假设这是两颗不同的天体,所以各自有自己的名称。在西元前1581年的金星碑都表明巴比伦人知道这两个天体其实是相同的,在这块板上称之为明亮的天空女王,可以支持这一观点和细緻的观察[94]。直到西元前六世纪的毕达哥斯拉,希腊人都认为这是两颗不同的天体,凌晨的被称为磷光体,日落后的才称为金星(Hesperus)[95]。 罗马人称凌晨方位的金星为晓星(Lucifer),字面上的意思是光明使者,晚上的是金星(Vesper),两者都是承袭希腊名字字面上的翻译。
首次观测金星凌日是在1032年,观测者是波斯天文学家阿维森纳,它因此认为金星比地球更靠近太阳,并且认为金星,至少有些时候,是低于太阳。在12世纪,安达卢西亚的天文学家Ibn Bajjah观察到两颗行星像黑点一样的从太阳表面经过。后来,13世纪马拉盖的天文学家Qotb al-Din Shirazi认定是金星和水星的凌日[98]。在1639年12月4日(以当时的儒略曆是1639年11月24日),杰雷米亚·霍罗克斯和它的朋友威廉·克莱布崔,在他们自己各自的住宅都观测了金星凌日。
在17世纪,义大利物理学家伽利略首次观察到这颗行星时,发现它和月球一样有著相位变化,从眉形到凸月然后满月,之后再反过来变化。当金星的距角最大时,它呈现半圆形;离太阳最近时(距角最小)显示新月或满月的圆形。只有金星环绕太阳运转才有这种可能,这是首度观测到与托勒密的地心模型,地球居于同心圆的太阳系中心矛盾的现象。
在1761年,俄罗斯的学者罗蒙诺索夫发现金星的大气层。德国天文学家约翰·罗特在1790年也观测到金星的大气层。罗特发现这颗行星呈现弯弯的月牙形时,月牙的尖顶延长超过180度。他正确的推论这是因为阳光在稠密的大气层中散射。后来,美国天文学家莱曼观测到在内合时,在黑暗的一侧有完整的光环围绕著,进一步提供存在大气层的证据义大利出生的天文学家卡西尼和罗特,努力观察金星表面複杂的大气层在金星表面标示出的标记,不正确的估计金星的自转週期为24 小时。

卫星史话
人们曾经认为金星有一个卫星,名叫尼斯,以埃及女神涅伊特(没有凡人看过她面纱下的脸)命名。它的首次发现是由意大利出生的法国天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼在1672年完成的。天文学家对尼斯的零星观察一直持续到1982年,但是这些观察之后受到了怀疑(实际上是其它昏暗的星体在恰好的时间出现在了恰好的位置上)。所以现在认为金星没有卫星。

人类探索
在太空探测器探测金星以前,有的天文学家认为金星的化学和物理状况和地球类似,在金星上发现生命的可能性比火星还大。1950年代后期,天文学家用射电望远镜第一次观测了金星的表面。第一个机器人太空探索的金星任务,并且是首次探索任何星球,开始于1961年2月12日发射的金星1号探测器。从1961年起,苏联和美国向金星发射了30多个探测器,从近距离观测,到着陆探测。
日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)在2010年5月发射的金星探测器「破晓号」,原定在2010年12月7日进入金星轨道,但「破晓号」号开始进行引擎反向喷射、淮备减缓速度进入金星轨道时,通讯设备却发生故障,与地面指挥中心短暂失去联络,以至于引擎停摆,与金星擦身而过。「破晓号」号必须等到2016年后才能再度接近金星轨道,运作小组表示,届时「破晓号」号若仍完好无损,将再次挑战。在飞行器绕太阳五年之后,工程师们通过点火其姿态控制(英语:Attitude control)推进器20分钟而进入一个替代的椭圆形金星轨道,JAXA于2015年12月9日下午六点宣布破晓号于2015年12月7日成功进入金星轨道。
金星殖民
高空金星运作概念(High Altitude Venus Operational Concept,HAVOC)计划目前在NASA维吉尼亚州的汉普顿(Hampton)的兰利研究中心(Langley Research Center)进行,系统分析及观念理事会的工程师和科学家已经开始研拟初步的可行计划,看看机器人和人类是否能实现这项任务。任务分析部的太空工程师琼斯(Christopher A. Jones)表示,金星大气层对科学家和人类的探索来说,都是一个引人入胜的里程碑。人类可以使用比空气还轻的飞船,可以承载基础设备、太空探测器或者可居住的探测太空船,让两名太空人可以探索金星长达1个月。同时,金星任务需要的时间比火星短,可以做为人类探测火星的预习。任务的最终目标是在金星的大气层中,寻求人类永久生存栖息的家园。生活在50公里高的飞船中,重力只比地球弱一点,人类不用对抗无重力状态,也就不必担心肌肉萎缩、骨骼疏鬆等问题。HAVOC是被赋予重大展望的计划,将会送更多机器人去多加测试,并实际了解大气层的情况。NASA目前并无打算投入资金,但这个团队仍持续进行研究,希望NASA能让这个计划成真。 飞艇(轻于空气的气球)可用于初步探索,并可用于最终永久定居点。

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