金星

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金星 The Venusian symbol, a circle with a small equal-armed cross beneath it
Venus in approximately true colour, a nearly uniform pale cream, although the image has been processed to bring out details.[1] The planet's disc is about three-quarters illuminated. Almost no variation or detail can be seen in the clouds.
经过处理后的金星图像。其表面被一层厚厚的云遮盖着。
编号
发音 收听i/ˈvnəs/
Adjective Venusian or (rarely) Cytherean, Venerean
轨道参数[2][4]
历元 J2000
远日点
  • 108,939,000km
  • 0.728213 AU
近日点
  • 107,477,000km
  • 0.718440 AU
半长轴
  • 108,208,000km
  • 0.723327AU
离心率 0.0067
轨道周期
会合周期 583.92天[2]
平均速度 35.02km/s
平近点角 50.115°
轨道倾角
升交点黄经 76.678°
近日点参数 55.186°
卫星
物理特征
平均半径
扁率 0[5]
表面积
  • 4.60×108km2
  • 0.902个地球
体积
  • 9.28×1011km3
  • 0.866个地球
质量
  • 4.8676×1024 kg
  • 0.815个地球
平均密度 5.243g/cm3
表面重力
逃逸速度 10.36km/s
恒星自转周期 −243.0185天(逆行)
赤道自转速度 6.52 km/h (1.81 m/s)
转轴倾角 177.36°[2]
北极赤经
  • 18时11分2秒
  • 272.76°[6]
北极赤纬 67.16°
反照率
表面温度 最低 平均 最高
开尔文 737K[2]
摄氏度 464°C
视星等
  • 最亮 −4.9[8][9](新月)
  • −3.8[10](满月)
角直径 9.7"–66.0"[2]
大气
表面气压 92bar(9.2MPa
成分

金星(英語、拉丁語:Venus),是太陽系八大行星之一,按离太陽由近及远的次序排列为第二颗。在中國古代稱為太白,另外早晨出現在東方稱啟明,晚上出現在西方稱長庚公轉周期是224.71地球日。夜空中亮度仅次于月球,排第二,感覺上,金星在日出稍前或者日落稍后是最明亮的時刻。

概述[编辑]

金星是一颗类地行星,因為其質量與地球類似,有时被人们叫做地球的“姐妹星”,也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星。在八大行星中金星的轨道最接近圆形偏心率最小,仅为0.7%。

以地球为三角形的顶点之一,分别连结金星和太阳,就会发现这个角度非常小,即使在最大时也只有48.5°,这是因为金星的轨道处于地球轨道的内侧。因此,当我们看到金星的时候,不是在清晨便是在傍晚,并且分别处于天空的东侧和西侧。

中国古人称金星为“太白”或“太白金星”,也称“启明”或“长庚”(傍晚出現時稱「長庚」,清晨出現時稱「啟明」)。古希腊人称为阿佛洛狄忒,是希腊神话中爱与美的女神。而在罗马神话中爱与美的女神是维纳斯,因此金星也称做维纳斯(Venus)。金星的天文符号用维纳斯的梳妆镜来表示。

金星的位相变化

金星同月球一样,也具有周期性的圆缺变化(相位变化),但是由于金星距离地球太远,用肉眼是无法看出来的。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。

大气[编辑]

金星上也有雷电,曾经记录到的最大一次闪电持续了15分钟。

金星表面有着非常厚的大气。金星的大气主要由二氧化碳组成,并含有少量的氮气。金星大气的质量是地球的93倍,它的地表大气压为地球的92倍,相当于地球海洋中1千米深度时的压强。金星地表大气的密度为65kg/m³,等于水密度的6.5%。金星大气中的大量二氧化碳的存在再加上厚厚的硫酸云产生了太阳系中最强的温室效应,使得金星的地表温度至少有462 °C(864 华氏度)。[11][12]这使得,尽管金星距离太阳的距离是水星的两倍,接受的太阳辐射仅为水星的25%,但其地表温度比水星还热。水星地表最小温度为−220 °C(−364.0 ),最大温度为420 °C(788 )。[13]金星的表面常被形容是地狱般的。[14]金星地表的温度甚至比用来殺菌的温度还高。如果没有这样的温室效应,温度会比现在下降400 °C。在近赤道的低地,金星的表面极限温度可高达500 °C。尽管金星的自转很慢(金星的“一恆星日”比金星的“一年”还要长),但是由于热惯性和浓密大气的对流,昼夜温差并不大。大气上层的风只要4天就能绕金星一周来均匀的传递热量。

金星浓厚的云层把大部分的阳光都反射回了太空,所以金星表面接受到的太阳光比较少,大部分的阳光都不能直接到达金星表面。金星热辐射的反射率大约是60%,可见光的反射率就更大。所以说,虽然金星比地球离太阳的距离要近,它表面所得到的光照却比地球少。人们常常会想当然的认为金星的浓密云层能够吸收更多的热量,但是事实证明如果没有这些浓密云层,温度才會升高。可是金星的大气中有二氧化碳大量存在,嚴重的温室效应導致金星位居八大行星中溫度最高的,僅只有雲層頂端的環境是比較接近地球[15]

類地行星大小的比較,由左至右依序為:水星、金星、地球火星
2004年金星凌日

金星表面是非常有效的等温;它不仅在日夜之间保持一个定常的温度,而且在极地和赤道间也是这样。[2][16]金星的远小于地球的轉軸傾角(金星小于3°,地球为23°)也使得季节温度变化很小。[17]仅有随高度的温度变化较大。

在云层顶端金星有着每小时350公里的大风,而在表面却是风平浪静,每小时不会超过数公里。然而,考虑到大气的浓密程度,就算是非常缓慢的风也会具有巨大的力量来克服前进的阻力。金星的云层主要是由二氧化硫硫酸组成,完全覆盖整个金星表面。这让地球上的观测者难以透过这层屏障来观测金星表面。这些云层顶端的温度大约为-45 °C。美国航空及太空总署给出的数据表明,金星表面的温度是464 °C。云层顶端的温度是金星上最低的,而表面温度却从不低于400 °C。

地形地貌[编辑]

在金星表面的大平原上有两个主要的大陆状高地。北边的高地叫伊师塔地,拥有金星最高的麦克斯韦山脉(大约比喜马拉雅山高出两千米),它是根据詹姆斯·克拉克·麦克斯韦命名的。麦克斯韦山脉包围了拉克西米高原。伊师塔地大约有澳大利亚那么大。南半球有更大的阿佛洛狄忒地,面积与南美洲相当。这些高地之间有许多广阔的低地,包括有阿塔兰塔平原低地圭尼维尔平原低地以及拉维尼亚平原低地。除了麦克斯韦山脉外,所有的金星地貌均以现实中的或者神话中的女性命名。由于金星浓厚的大气让流星等天体在到达金星表面之前减速,所以金星上的陨石坑都不超过3.2千米。

大约90%的金星表面是由不久之前才固化的玄武岩熔岩形成,当然也有极少量的陨石坑。这表明金星近来正在经历表面的重新构筑。金星的内部可能与地球是相似的:半径约3000千米的地核和由熔岩构成的地幔组成了金星的绝大部分。来自麦哲伦号的最近的数据表明金星的地壳比起原来所认为的更厚也更坚固。可以据此推测金星没有像地球那样的可移动的板块构造,但是却有大量的有规律的火山喷发遍布金星表面。金星上最古老的特征仅有8亿年历史,大多数地区都相当年轻(但也有数亿年的时间)。最近的发现表明,金星的火山在隔离的地质热点依旧活跃。

金星本身的磁场与太阳系的其它行星相比是非常弱的。这可能是因为金星的自转不够快,其地核的液态铁因切割磁感线而产生的磁场较弱造成的。[來源請求],或者自轉方向與太陽相反(超過150度),導致磁場被大部分抵消。这样一来,太阳风就可以毫无缓冲地撞击金星上层大气。最早的时候,人们认为金星和地球的水在量上相当,然而,太阳风的攻击已经让金星上层大气的水蒸气分解为。氢原子因为质量小逃逸到了太空。金星上(氢的一种同位素,质量较大,逃逸得较慢)的比例似乎支持这种理论。而氧元素则与地壳中的物质化合,因而在大气中没有氧气。金星表面十分干旱,所以金星上的岩石要比地球上的更坚硬,从而形成了更陡峭的山脉、悬崖峭壁和其它地貌。

另外,根据探测器的探测,发现金星的岩浆裡含有

公轉與自轉[编辑]

金星繞軸自轉的方向與太陽系內大多數的行星是相反的。

金星以224.65天繞太陽公轉一週,平均距離為一億八百萬公里。雖然所有的行星軌道都是橢圓的,但金星軌道的離心率小於0.01。當金星的位置介於地球和太陽之間時,稱為下合(內合),會比任何一顆行星更接近地球,這時的平均距離是4,100萬公里,平均每584天發生一次下合。由於地球軌道和金星軌道的離心率都在減少,因此這兩顆行星最接近的距離會逐漸增加。而在離心率較大的期間,金星與地球的距離可以接近至3,820萬公里。

金星的自轉週期是243天,是主要行星中自轉最慢的。金星的恆星日比金星的一年還要長(243金星日相對於224.7地球日),但是金星的太陽日比恆星日為短,在金星表面的觀測者每隔116.75天就會看見太陽出沒一次[18],這意味著金星的一天比水星的一天(176地球日)短。太陽會從西邊升起,然後在東邊落下。金星在赤道的轉速只有6.5公里/小時,而地球在赤道的轉速大約是1,600公里/小時。

如果從太陽的北極上空鳥瞰太陽系,所有的行星都是以反時針方向自轉,但是金星是順時鐘自轉,金星的順時鐘轉是逆行的轉動。當行星的自轉被測量出來時,如何解釋金星自轉的緩慢和逆行,是科學家的一個難題。當他從太陽星雲中形成時,金星的速度一定比現在更快,並且是與其他行星做同方向的自轉,但計算顯示在數十億年的歲月中,作用在它濃厚的大氣層上的潮汐效應會減緩它原來的轉動速度,演變成今天的狀況[19][20]

令人好奇的是金星與地球平均584天的會合週期,幾乎正好是5個金星的太陽日,這是偶然出現的關係,還是與地球潮汐鎖定的結果,還無從得知[21]

雖然小行星2002 VE68維持著與它相似的軌道,但金星目前沒有天然的衛星[22]。 依據加州理工學院Alex AlemiDavid Stevenson兩人對早期太陽系研究所建立的模型顯示,在數十億年前經由巨大的撞擊事件,金星曾至少有過一顆衛星[23][24]。依據Alemi和Stevenson的說法,大約過了一千萬年後,另一次的撞擊改變了這顆行星的轉向,使得金星的衛星逐漸受到螺旋向內[25],直到與金星碰撞並合而為一。如果後續的碰撞創造出衛星,它們也會被相同的方法吸收掉。Alemi和Stevenson目前的研究,科學界是否會接納,也依然是情況未明。

观测[编辑]

A photograph of the night sky taken from the seashore. A glimmer of sunlight is on the horizon. There are many stars visible. Venus is at the center, much brighter than any of the stars, and its light can be seen reflected in the ocean.
金星总是比太阳系外最亮的恒星还要亮,可以在太平洋上看到它。
金星的各相和表观直径的变化。
集美大学拍摄的金星

金星总是比其他任何星星都要亮(除了太阳)。其最大的亮度为−4.9视星等[9]发生在当它靠近地球的新月时期。当金星与太阳背光时,它的亮度进退为大约−3。[8]金星的亮度大到即使在中午的干净的天空上也能被看到。[26]当太阳低于地平线时,很容易看到金星。 作为一个內側行星,金星总是位于太阳的47°范围内。(it always lies within about 47° of the Sun.)[10]

卫星史话[编辑]

人们曾经认为金星有一个卫星,名叫尼斯,以埃及女神塞斯(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[编辑]

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。从1961年起,苏联美国向金星发射了30多个探测器,从近距离观测,到着陆探测。

日本宇宙航空研究開發機構JAXA)在2010年5月發射的金星探測器「曉」號,原定在2010年12月7日進入金星軌道,但「曉」號開始進行引擎反向噴射、準備減緩速度進入金星軌道時,通訊設備卻發生故障,與地面指揮中心短暫失聯,以至於引擎停擺,與金星擦身而過。「曉」號必須等到2016年後才能再度接近金星軌道,運作小組表示,屆時「曉」號若仍完好無損,將再次挑戰。

參見[编辑]

參考資料和注释[编辑]

  1. ^ Lakdawalla, Emily (21 September 2009), Venus Looks More Boring than You Think It Does, Planetary Society Blog (retrieved 4 December 2011)
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Williams, David R. Venus Fact Sheet. NASA. 15 April 2005 [2007-10-12]. 
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  7. ^ 7.0 7.1 Mallama, A.; Wang, D.; Howard, R.A. Venus phase function and forward scattering from H2SO4. Icarus. 2006, 182 (1): 10–22. Bibcode:2006Icar..182...10M. doi:10.1016/j.icarus.2005.12.014. 
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