太陽系004 ~ 金星, 貌合神離的姐妹

 太陽系004 ~ 金星, 貌合神離的姐妹

10/30/2019

 

引言

中國古代稱天空这颗特別明亮的星叫太白星或明星, 早晨她在東方冒出稱為啟明, 傍晚落在夕陽餘辉中稱為長庚。直到西漢時期, 天文学家司馬遷才正式地給这颗星封號為金星! 據說李白的媽懷他时, 夢見这顆太白星墜入她的腹中, 就和老公商量好給這個孩子取名李白, 果真詩仙下凡, 名留千古!

 

浪漫多情的古羅馬和希腊人, 都把她和一位又美麗又慈祥的女神聯想在一起, 分別稱呼她維納斯 (Venus) 及阿佛洛狄忒 (Aphrodite)。

 

金星自轉與公轉
金星繞日的軌道較圓, 誤差不超过10度, 她自己本身也是滾圓, 其它星球的肚子(赤道) 都比較大些。

 

金星和其它行星一樣逆時鐘繞日公轉, 週期是 225天。她自轉的方向却與眾不同, 順時鐘方向, 週期是243天! 她的一晝夜約等於116.75 地球日。它是第二靠近太陽的行星, 她與第一靠近太陽水星的平均距離, 幾乎等同於水星和太陽的距離, 約5800萬公里。

 

8 颗行星之中, 只有金星和天王星自轉是順時針方向自轉, 或說在这两顆星上早晨太陽是從西邊出來。根據科学家們的研究, 他们是因為南北極颠倒, 才会轉錯方向。教科書上說金星本身的倾斜角度是177.3度! 減去180度, 就是颠倒後又倾斜了2.7度。大家都相信这兩個傢伙都曾經被人修理過, 才会变成這個樣子! 但起初那麽亂, 誰沒被修理过呢! 地球不是也被修理後, 打歪了頭 (23.5度)反而產生四季?

 

金星能見度

金星與太陽之最大伸長角 (又稱離日度) 是48.5度, 比水星28度要寬些。她的軌道相对於地球的軌道, 倾斜了3.39度,  也比水星7.01度少一些。而且她表面氣体反射可見光線, 故在天空中的亮度僅次於太陽和月亮。因此这顆淡黄色的星球頗容易被人看到.

 

1610年, 伽利略就利用望遠鏡觀察到金星的相位變化, 證明哥白尼的日心說是正確的。什麽是相位变化? 因為金星落在地球和太陽之间, 但她更靠近太陽, 故伽利略觀察金星橫渡太陽時, 摭避陽光程度的变化, 就可知道她是繞着太陽而非繞着地球轉。

人類住在这地球上, 好不容易把地心說改成日心說, 但許多時候都还是以地球為中心來觀看其它星球, 比如說上述地球繞日角度設定為零偏差。其它星球的繞日軌道角度的偏差程度, 乃是以地球軌道為標準來衡量。其實这也是無可厚非的, 因為太陽上沒有赤道呀! 地球怎麼繞都可視為零偏差! 

金星凌日

金星凌日 (Transit) 時, 我們可看到一個小黑點渡过太陽上(或下半)部, 全程約6小時半。在此不得不驚嘆我们的月娘, 她竟然能讓地球人看到日全蝕, 真是天文界的一大奇蹟之一。金星和水星一樣, 都非常靠近太陽, 太陽引力不容許他们有衛星, 这點再次說明地球有個那麽大的月娘真是奇蹟一樁。

 

估算金星凌日的日期頗複雜, 我們都知道, 1610年伽利略觀察金星橫渡太陽之後, 有記錄金星凌日較早發生在1874年和1882年, 以後便是2004年和2012年, 下回要等到2117年和2125年了!

 

金星和地球繞日週期是成3:2比率, 或說金星繞了三週, 地球則繞兩週, 一些科學家稱这為3:2金日潮汐鎖定。但也解釋不了上述奇怪的凌日週期。

 

姐妹花

金星和地球在这宇宙之中可稱為姐妹花, 因為他们之间有許多相似之處, 也叫類地行星。比如說金星的直徑只比地球小650公里; 她的質量是地球的4/5; 体積是地球的 88%; 和地球最近时只有3800萬公里; 地心引力是地球的 0.9倍。

 

早期人類探索金星都是用望遠鏡, 但發現根本無法穿透地表濃厚的雲層, 幻想着那兒充滿了水氣, 可能是一片茂盛的雨林。基於各方面如此類似於地球的環境因素看來, 豈不讓人深信, 这肯定是一顆適合人類居住的星球。人類找遍銀河系, 條件能達到金星这樣, 確實是少又少了。但是後來讓人跌破眼鏡, 沒想到金星竟然是一個恐怖情人, 如今人類寧願考慮搬去更遠的火星, 木星的木衛二, 土星的泰坦, 也不再考慮去金星。為什麽呢?

 

金星的探索

冷戰期間, 美蘇太空科技競赛, 他们都對金星充滿了好奇心。1962年~1975年, 美國 NASA 連續發射了10架水手 (Mariner) 探测器, 展開了一系列金星和水星的探索。同時蘇俄也不断地向金星發射太空探測器, 甚至有些還登上了金星, 才恍然發現那裡如地獄般的熱, 數小時他们的器材都熔化了。美國还不死心, NASA 又在 1978 年通过先鋒号, 及1989年又發射麥哲倫探测器, 終於对金星的表面做了較完整的調查. 

 

金星為什麼這麼熱

他们發現金星的表層覆蓋著一層厚厚的大氣, 其中二氧化碳佔了95%, 氮氣佔3.5%, 極少量的水氣, 及含有硫酸橘黄色的雲層。射入的太陽光及地面火山爆發…等產生的熱量, 被这厚厚的棉被包裹住, 無法散發出去。 再加上她倾斜的角度只有2.7度, 不像地球23.4度, 因此她被烤得十分均勻, 沒有植物和海洋,  缺乏碳循環的機制, 地表各處平均温度都是在462C左右, 超过鉛的熔點(328 C)! 这根本就是失控的溫室效應嘛!

 

厚厚的大氣層使得金星大氣壓是地球的92倍, 那感覺有如潛入1公里深的海底! 成千上萬的, 火山噴出來的硫化物, 沉積成為硫酸雲, 偶爾會下硫酸雨! 腐蝕、窒息、炎烤、壓力....金星上的惡夢希望不是地球未來的縮影。

 

金星為什麼沒有磁場

金星是太陽系所有行星之中唯一沒有磁場, 或說磁場十分微弱的行星。有人說是因為她自轉太慢了(周期長達243天!), 但似乎沒那麽簡單。地球磁場乃是因為核心產生对流造成。 有人說金星內部的熔融核心形成了像洋蒽一樣一層層穩定層, 各層之間熱量流動緩慢, 就無法形成磁場。金星沒有磁層 (Magnetosphere) 保護, 就無法阻挡太陽風及宇宙中射來高能輻射。

 

金星為什麼沒有水

探測器發現那裡氫 (H) 和氫的同位素氘 (D) 的比例, 要比地球少100倍。自然界D/H值本是固定的, 約1/10000. 這表示金星上的水熱分解 (Thermolysis), 变成氫和氧後, 較輕的氫原子進入大氣層, 就被太陽風吹得一乾二淨。科学家發現金星古時, 当太陽还不是那麽熱時, 和地球一樣有海洋。但不知何時失去了磁場, 温室失控, 比最靠近太陽的水星还要熱, 真是不可思議。

 

金星地表滿了隕石坑、火山口、高原、盆地, 这些一点也不意外。但奇怪的是这些地貌相对其它星球要年輕許多。因此科学家推测金星可能是被隕石大面積撞擊後, 舊的地表被破坯, 引發大量 (7000座) 新火山噴發, 使空氣中二氧化碳及二氧化硫温室氣体急遽上升, 溫度升高, 水被蒸發到大氣中, 被太陽輻射分解成氫氧後, 缺乏磁層保護,就被太陽風吹入太空。熔岩四處流動, 也摭蓋了舊有的地形。

 

上帝借金星警告我們, 好好珍惜我们的家園~地球, 因為溫室效應一旦失控, 是很難回頭的。