随着未来几年将有多个航天器前往金星,我们将对这颗地狱般的星球有更多的了解。
上图:这是2015年从国际空间站上看到的金星。
它是炎热的、有毒的、向后旋转的、还被火山覆盖着。但这都不是问题,人类马上就要再次到访。美国国家航空航天局和欧洲航天局最近宣布了三项关于金星的任务,这些任务将会揭示关于这颗灼热行星的更多未知信息,许多科学家将这颗行星描述为地球的邪恶双胞胎。
最近几周,美国宇航局批准了两项金星任务,VERITAS和DAVINCI+,而欧洲航天局宣布了一项名为EnVision的金星轨道飞行器。行星科学家已经为这些将将开展任务感到异常兴奋,甚至有些迫不及待。
北卡罗莱纳州立大学(North Carolina State University)行星科学家保罗·伯恩表示,自己才刚刚开始明白这意味着什么。从根本上说,我们返回金星的原因,就是要去理解为什么这颗行星“是我们的兄弟,而不是孪生的”。
保罗·伯恩解释道:“我们很想弄明白,怎么会有一颗和地球几乎一样大的行星,由几乎相同的物质组成,围绕着相同的恒星运行,有着相同的年龄 —— 但怎么会是两个截然不同的世界?纸面上一样的东西,竟然相差这么大?我相信 EnVision、VERITAS 和 DAVINCI+ 等任务,将为我们解决这个问题提供令人难以置信且出乎意料的坚实基础。”
上图:DAVINCI+ 到达金星的一些想象效果图。
美国宇航局的VERITAS是一个轨道飞行器,它可以透过金星密集的云层来了解金星的地形、表面化学,甚至可以更深入地了解金星的地质过程。该机构的第二个任务 DAVINCI+ 将包括一个探测器,它将下降到金星的大气层中,采样金星的化学成分、风和压力,甚至拍摄金星一个区域的高分辨率图像。这将是个不可思议的巨大的升级,到目前为止,唯一的金星表面图像最近一次是近40年前苏联任务拍摄的。欧洲航天局的 EnVision,也是一个轨道飞行器,它将检查金星的内部和大气,为美国宇航局的两个任务的目标做补充。以上这三个探测任务都将在2031年至2038年之间发射。
华盛顿州立大学(Washington State University)专门研究构造演化的行星科学家凯蒂·库珀兴奋地说:“听到这个消息后,我一整天都有点头晕目眩。我对更多地了解金星上的高原感到特别兴奋,金星上的高原与地球上的大高原相似,很有趣,但也很有挑战性。在地球上,像青藏高原这样的高原起源于板块构造,但在金星上情况可能并非如此。”
凯蒂·库珀补充说,我们所了解到的“不仅将使我们深入了解金星,而且还将使我们了解地球自身历史中的板块前构造时期。”
金星被称为“tesserae(嵌块)” 的松脆陆地特征所覆盖,这构成了大片金星区域。例如,阿尔法(Alpha)区,这是 DAVINCI+ 将要拍摄的,比德克萨斯州面积大两倍的一片广阔高原。 迄今为止,对于科学家来说,“tesserae(嵌块)”一直是一个谜,他们还没有数据表明这些是如何在金星上形成的,或者它们的年龄有多大。
上图:金星10号的着陆瞄准器,顶部有明亮的tesserae,由美国宇航局探测器麦哲伦拍摄。
然后是火山。金星表面的这些巨大的“疣状物”可能都处于休眠状态,也可能还在继续生长。这是这个星球的另一个鲜为人知的侧面,笼罩在云层中,自1994年麦哲伦任务结束以来,NASA的仪器就从未近距离访问过它。金星上的熔岩及其在塑造金星表面中的作用,也没有得到很好的理解和彻底的辩论,包括熔岩何时浮出表面并冷却,以及它是一次性浮出表面还是零星地浮出表面。
哥伦比亚大学的地震学家和火山学家埃纳特·列夫表示:“作为一名火山学家,我对金星上发生(也许仍在发生!)的火山过程非常感兴趣。薄饼状穹丘!超长熔岩流!完全由熔岩重铺!这些怎能让我不激动!”
他还补充道:“我确信 VERITAS 将收集到的对金星表面的新观测,会告诉我们很多关于所有这些独特过程的知识,并有可能让我们了解地球上现在和遥远过去极端条件下(即高压、高温、非常液态的熔岩)的火山活动。”
上图:萨帕斯·蒙斯(Sapas Mons)火山,从多个任务数据中形成可视化。
另一个谜团就是密集的金星大气层,一层二氧化碳和硫酸云层,迄今为止,它掩盖了有关金星本质的更诱人的问题。DaVinci+ 将致力于探索这一锅神秘的浓汤,特别是通过测量大气的组成和结构,来回答 “它是什么,它在哪里”。
布里斯托尔大学(University Of Bristol)专门研究系外行星大气的天体物理学家汉娜·韦克福德说道:“你会惊讶于我们可以从这两件简单的问题中理解的事情。 这些将告诉我们整个大气层是如何联系在一起的。 靠近地面的下部是否会影响我们在云层高处的测量结果? 如果确实如此,这将对我们可以对系外行星大气进行的测量产生巨大影响,在那里我们只能看到大气的最顶部。 金星可以告诉我们,我们的测量是否可以为我们提供更多关于地面条件的信息,以及它是否与我们自己的星球相似或不同。”
天文爱好者们可能还记得,去年在金星大气层中一些相对温和的云层中发现了磷化氢,这是一种潜在的生物特征,这也引发了一些狂热。但当结果无法重现时,这种渴望很快就消退了。金星不像太阳系中的其他地方,比如土星和木星周围的某些海洋卫星,并不是拥有外星生命的有力候选者。但仍有一些科学家认为,微生物生命可能存在于金星的云层中。
上图:1974年水手10号在紫外线下拍摄到的金星,其厚厚的多云的大气显而易见。
NASA最近的一个气候模型表明,金星在其早期历史上可能是宜居的,甚至有液态水的海洋,尽管今天已经没有这些海洋的迹象。行星科学研究所的天体生物学家大卫·格林斯普龙解释说,“从地质上讲,海洋的消失可能是最近的事 —— 可能只发生在最近10亿年。这意味着,在太阳系历史上的大部分时间里,我们的太阳系(可能)有两颗拥有表层海洋和生命的行星,它们紧挨着坐在一起。”
无论如何,即将到来的三次金星探索任务,可能会加深我们对金星上是否可能存在生命的理解,虽然这些任务都不是明确地去寻找生命的证据。
金星上有很多令人困惑的特征,科学家们迫切地想要观察和解释这些特征,他们同样好奇的是,这些特征可能揭示出地球是如何演变成今天的绿洲。就好像,你带自己的兄弟姐妹去做DNA测试,在这个过程中你也可以了解到自己的历史。
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