亮哉——金星
天空中,除太阳和月亮外,最亮的要属金星了。这是因为一方面它距太阳很近,只有10800万千米,照到金星上的阳光比照到地球上的阳光多了一倍,另一方面金星被白中透黄的云层包裹着,云层将大约75%的阳光反射到空间,使它变得光彩夺目。金星最亮时可达到-4.4等,比肉眼所见最暗星亮大约一万倍,在没有街灯的情况下足可以为早出晚归的人照亮道路。
金星的轨道
金星和水星都位于地球轨道以内,天文学上称为内行星,内行星总是在太阳附近徘徊。从地球上看,金星有时在太阳西南,先于太阳出现在拂晓前的东方地平线上,所以叫做“晨星”。到达最西点(西大距)后,金星从西向东(顺行)逐日和太阳接近,一直运行到太阳的另一面(上合),被阳光淹没。以后,它继续顺行,移到太阳的东面,日落后出现在西方地平线上,称为昏星。到达最东点(东大距)后不久。顺行停止,继续似乎不动(留)。以后改为从东向西运行(逆行),又开始逐日接近太阳,当运行到地球和太阳之间时(下合),金星便看不见了,所以我们只能在大距前后几个月的时间内黎明之前或黄昏之后看到金星。2004年3月30日金星达东大距,与太阳的角距约46°,日落时的地平高度约44°,是日没后观测的最佳时机。8月18日金星达西大距,与太阳的角距为46°,日出时的地平高度约39°,亮度为-4.3等,是日出前观测的最佳时机。
金星也像月亮那样有位相变化,只是金星离地球较远,凭肉眼不大看得出来,仅有视力极好的人才能看到,据说著名数学家高斯(1777~1855)的母亲就曾用肉眼看到金星位相的变化。月球位相变化时,圆面的直径无明显变化。而金星像新月时,看起来最大,因为这时它最接近地球;金星最圆时,看起来最小,两者可相差6倍。但严格地讲,这两个时刻金星与太阳一起升落,是无法见到的。细心的读者还会发现金星呈弯月状时,两尖角的连线超过直径,这说明金星有浓厚的大气。
金星的温室效应
在空间探测之前,人们一直把金星看作地球的“孪生姐妹”,因为它们有太多相近之处,譬如,地球的赤道半径是6378千米,金星的半径约为6050千米,仅差600多千米;地球的平均密度是水的5.5倍,金星的密度是水的5.2倍,相差无几;金星的质量是地球的0.8150倍。另外,金星和地球都有大气,表面的重力加速度也差不多。因此富于幻想的人曾以为浓密笼罩下的金星一定温度潮湿,植物繁茂,是个洞天福地,甚至比火星更适合于生命的繁衍。
1956年人类第一次对金星进行射电观测,发现金星的“上层大气炎热,地表面气温较冷”。当时美国著名天文学家卡尔萨根对这种冷表面的说法持不同看法,撰文指出,金星的表面气温约430℃,平均表面大气压是地球海平面处的50倍。而另一位行星科学家则认为金星大气压不会超过地球海平面处的10倍,并愿意以10对1的赌注和卡尔萨根一赌输赢。卡尔萨根当即同意以10美元来赌100美国。上个世纪70年代初,前苏联发射的“金星7号”和“金星8号”在金星着陆测出金星表面的气温高达475℃,压强高达90个大气压,大大超过了卡尔萨根所预言的。
金星上为什么会这样热呢?原来金星拥有一个比地球浓密百倍的大气层,大气层的主要成分是二氧化碳。二氧化碳有个怪脾气,它可以吸收大量的太阳光,将很大一部分转变成含热丰富的紫外线,紫外线不能穿透浓密的二氧化碳大气散发出去,从而形成温室效应。表面温度增高与温室效应的加剧形成恶性循环,使金星表面的温度越来越高,于是金星成了火的炼狱,别说生物不可能存活,就是低熔点的金属也会晒化了。在金星上没有昼夜温差,也没有季节更迭,常年高温使整个金星上的岩石发出暗红色的光,就像通了电的炉丝。不少宇宙飞船进入金星大气后就出事了,因为一般的无线电元件是耐不住如此高温的。
金星上的环境让人不寒而栗,“温室效应”会不会在地球上产生呢?据说原始地球大气中的二氧化碳也不少,只是地球离太阳远一些,接收的太阳热量比金星少一倍,因此温室效应不如金星那样厉害。更值得庆幸的是在尚未产生恶性循环时,地球上出现了微生物,它们吸收原始地球大气中的二氧化碳,呼出氧气,从而改变了大气的成分,温室效应越趋缓和,这才使地球成了生命的绿洲。然而,溶解在海洋中的二氧化碳却不少,煤、石油和石灰岩中也包含着大量的二氧化碳,如果地球温度持续升高,二氧化碳就会从海洋和石灰岩中释放出来,导致地球大气象金星一样稠密,而且也会变成几乎全是二氧化碳。这绝不是耸人听闻。据悉,只要地球吸收的阳光增加百分之一二十,几个世纪后,地球就会重蹈金星的覆辙。温室效应的恶性发展直接威胁着人类的生存,一方面,我们要采取措施有效地控制人为造成的大气污染,保持自然界的平衡,另一方面,我们要深入研究金星大气,从中得到启示,认真思索人类赖以生存的地球未来的命运。
金星没有磁场
人们在荒野中走失,可以凭借罗盘或指南针辨认方向,而罗盘和指南针之所以能指示方向是因为地球有磁场。此外,地球磁场还像一把遮天蔽日的保护伞,挡住来自太空的高能带电粒子。那么,被的行星是否也有磁场呢?除了冥王星,宇宙飞船已经探测了太阳系所有行星的磁场,结果发现木星的磁场最强,土星次之,以下依次为地球、海王星、天王星、水星、火星,最弱的是金星,几乎没有。
一般认为行星磁场起源于行星内部导电液体自转时产生的对流电流,木星和地球的磁场就是这样形成的。金星的大小和地球差不多,按理说它的内部也应像地球一样,有个液态核,可为什么金星几乎没有磁场呢?一些天文学家猜想,这可能因为金星自转太慢,其内部不能有效形成电流的缘故。
然而令人不解的是水星比金星还小,而且自转也很慢(每57天自转一周),却有磁场(强度只及地球表面磁场的1%),这无疑向流行的行星磁场起源理论提出了挑战,促使天文学家对行星磁场的起因作进一步探讨。
金星上的天空
人们形容一些不可能办到的事常常说“除非太阳从西边出来”。这句话在金星上可是绝对真理。金星自转非常缓慢(金星自转在赤道上的速度只有1.8米/秒,比我们步行的速度快不了多少)自转一周需要243日,而且与太阳系其余行星的自转方向相反,是自东向西的。也就是说,假设在金星上看,太阳是西升东落的。金星的这种特立独行让科学家颇有些困惑,因为这些行星都是从原始太阳星云里形成的,为什么惟独它与众不同呢?
金星绕太阳公转一周大约需要224.7日,金星一昼夜约等于地球上的117日。所以金星上的一“年”还不到金星上的两“天”,在金星上是名副其实的“度日如年”。金星一年中,太阳只西升东落两次,在金星上观看日出要特别有耐心,因为从露头到整个日轮出现在“地平”上至少要6个小时。但这种等待是值得的,你可以领略一系列的宇宙奇观,首先,在金星上看太阳的视直径为43′,约是地球上见到太阳大小的1.4倍;其次,因为金星大气非常浓厚会产生很强的大气折射,在“地平线”附近这种折射使光线弯曲近180°,即使背着太阳也可以欣赏“日出西山”的盛景,还可以看到一连串的奇形怪状、大小不一的太阳像。在金星上遥望地球也是很有趣的,不但可以看到大小不断变化的地球,而且可以看到它近旁的月亮,由于月亮绕地球转动,还可以看到它们相互交食的情况。
然而,以上这些富有诗意的景色只是一种想象,金星的云层厚达数十千米,将金星封闭得严严实实的,既然外面看不到金星的表面,那么在金星上也未必能看到天上的星星。可以肯定的是金星的上空一直是雾蒙蒙的白天不太亮,夜晚也不太黑,弥漫着一种暗淡的桃色光,别有一种异域情调。(潘玮)
参考资料:007
金星的表面上有浓厚的大气,表面压力是地球表面压力的一百倍,大气里百分之九十以上是二氧化碳。因为二氧化碳能阻红外线的辐射,所以金星的大气温度不易散失,使得金星表面上温度高达摄氏200度以上。金星的大气因为能反射阳光,显得非常明亮。光线从太阳到金星只要6分钟。