隔壁的金星,为何没火星那么“火”

2021-05-17 03:38林宽雨
科学大众(中学) 2021年2期
关键词:金星探测器气体

林宽雨

2020年是火星年,随着一个又一个火星探测器相继发射成功,火星的曝光度大大增加。不过,就在2020年9月,一则“金星上可能存在生命”的报道突然登上了各大新闻版面,金星仿佛想通过这则报道告诉人们: “太阳系八大行星中值得关注的不只是火星,同为地球老邻居的我也值得关注。”

相比火星,相信很多人对金星都很陌生,今天,咱们就一起来聊一聊金星,讲讲关于金星你可能不知道的那些事。

金星的前世今生

金星,太阳系八大行星之一,按照到太阳的距离排序,它在八大行星里排行老二,和排行老四的火星同为地球的邻居。虽然金星和火星一样在古代就被人们发现了,但它们在人们心中的形象可是天差地别。

火星因为表面的赤铁矿成了一颗红色星球,由于红色经常被用来代表血腥、战争、死亡等不好的事物,火星一度被认为是人类灾祸的化身。相比之下,金星给人们留下的印象要好得多。在日出前的天空中有一颗非常明亮的星星,能够发出钻石般耀眼的光芒,它就是金星。因为亮度很高,金星经常会被人们观测到。古人把金星称为“太白星”,再细分一点,会把晨曦之时出现在东方的金星称为“启明星”,把黄昏映衬在夕阳余晖中的金星称为“长庚星”。在西方神话中,金星还与女神维纳斯同名。从这些称谓中就能看出,在古人心中,金星的形象要比火星好得多。

到了现代,随着科技的发展,人们探测到了更多关于金星的数据,知道金星在很多方面跟地球很像。比如,金星跟地球一样是岩质行星且同样位于太阳宜居带内;金星质量、体积、重力加速度等都跟地球类似;金星表面的地形和地球类似,也有高耸的山脉、辽阔的平原、火山和大峡谷……同时,人们也发现了金星与地球有很多不同之处。比如,金星的公转周期是225天,自转周期比公转周期还多18天,也就是说,在金星上的“一天”比“一年”更漫长;金星自转方向是自东向西,在那里,太阳天天“打西边出来”;金星地表温度接近500℃,大气成分几乎全是二氧化碳,气压是地球的90多信。通过这些数据,人们对金星有了更加全面的了解。

奔赴金星的“太空勇士”

这些关于金星的详细信息,是人们发射的金星探测器在一次又一次的探测中获取的。早在20世纪60年代,美国和苏联就你追我赶地开启了一场关于金星的探测竞赛。虽然有一些“太空勇士”由于各种因素没能完成人们布置给它们的任务,但更多的“太空勇士”还是不辱使命,通过不断地探测,揭开了金星神秘的面纱。

1962年,美国发射的“水手2号”探测器按计划在距离金星34800千米处飞过,拍摄了金星的全景照片,探测到了一些基本信息。作为第一个成功飞掠金星的探测器,“水手2号”的成功发射正式拉开了人类探测金星的序幕,意义重大。

苏联于1970年8月发射的“金星7号”探测器,在经历近4个月的飞行后,于12月15日在金星表面实现软着陆,成为人类历史上第一个抵达金星的探测器。

1973年,美国“水手10号”探测器发射升空,于1974年2月从距离金星5700多千米的地方掠过,拍下几千张关于金星的照片,让人类对金星有了更清晰的认识。

1975年12月,在金星表面成功软着陆的“金星9号”探测器拍下了第一张金星的地貌照片。

此后,还有“金星10号”到“金星16号”“先锋金星1号”和“先锋金星2号”“织女星1号”和“织女星2号”等金星探测器,先后登上了探测金星之旅,为我们揭开了很多关于金星的小秘密。

被“冷落”的金星

虽然金星一度是人们探测的热门“星选”,但这样的热度未能一直持续下去。不知从何时起,火星成了更多新闻报道中的主角,更多探测器的目的地变成了火星。至于金星为什么会“失宠”,相信和它表面的恶劣环境有很大关系。就像我们前面提到的那样,金星表面的大气压是地球的90多倍,不要说人类的肉体了,一般的潜艇放到这么大的压力下都未必扛得住;过量的二氧化碳犹如一张大棉被罩在了金星表面,让金星表面出现了严重的温室效应,进而造成近500℃的高温。要知道,现在先进的宇航服也只能承受150℃左右的高温。另外,金星地表上没有水,遍布火山,时不时还会下一场硫酸雨……从这些角度来看,金星简直就像一个地狱星球。而地球的另一个“邻居”一一火星的环境相對来说要好很多,火星地表的平均温度在-50℃左右;由于火星的大气非常稀薄,火星表面的大气压还不及地球表面的1%。总的来说,火星的大气环境跟地球更接近。所以,火星渐渐地吸引了人们更多的目光,而金星则慢慢被人们“冷落”在了一旁。

金星依旧有吸引力

人们对金星的关注度虽已不如从前,但也没有彻底地放弃它。进入21世纪之后,还是有两个探测器奔赴了金星,它们分别是欧洲航天局的“金星快车”和日本宇宙航空研究开发机构的“拂晓”。

环境如此恶劣的金星为什么还能得到人们的青睐呢?主要是因为金星依旧有值得探索的地方。现在人们探索火星的热情如此高涨,与两个关键问题是分不开的:第一,如今的火星是否预示着地球的未来;第二,火星上是否有生命存在。其实,人们对于金星也有着相同的疑问。

[金星是否是地球的未来]

从宇宙学的角度来说,金星和地球几乎是两颗一模一样的星球,它们大小相近,由同样的物质组成,绕着同一颗恒星转。那么,是什么原因让这两颗星球的表面环境出现了巨大的差异呢?

关于金星的过去,在科学上有这样一个观点:在某个历史时间,金星上可能也存在很多水分,甚至拥有海洋,是不断变热的太阳让金星表面的温度越来越高,最终蒸发掉了所有的水。金星变成了一个温度失控的星球,其内部的热量导致大量岩浆以熔岩流的形式涌出……金星就这样一点点变成了炼狱的模样。

通过探测金星,也许能验证这一说法的真实性。如果金星真的经历过上述变化,在太阳亮度不断增强这个事实下,地球上的我们可以提前谋划对策。

[金星上是否存在生命]

相比金星的过去,现在更多人关注的是金星上是否存在生命。虽然在金星炼狱般的环境中存在生命的说法听起来像天方夜谭,但前不久,研究人员的一个发现改变了人们对金星的认知。

研究人员在金星大气中发现了一种叫磷化氢的易燃气体,这种气体在生活中通常被用作杀虫剂、老鼠药,在电子工业中也有应用。在地球上,除了人工合成,厌氧微生物在吸收了矿物质或生物材料中的磷酸盐后,也会排出这种气体。

当然,有磷化氢气体存在并不意味着就一定有生命存在。研究人员早在木星和土星的大气中发现了磷化氢气体的踪迹,但因为它们内部高温高压的环境,允许磷化氢气体以非生物的方式出现,所以在检测到磷化氢气体后,研究人员并未感到意外。

但同样的事情发生在与地球类似、同为岩质行星的金星身上就不一样了。对于金星上磷化氢气体的形成过程,研究人员曾考虑过是否是火山活动、风暴雷电、地质活动等非生物过程产生的,但模拟结果显示,这些过程能够产生的磷化氢气体还不及观测到的1/10。基于这个结果,研究人员推测金星上可能存在生命,是它们产生了磷化氢气体。另外,这次的磷化氢气体是在距离金星表面40-60千米的地方发现的,这里的温度只有几十摄氏度,气压也跟地球差不多,总体环境要比金星地表好得多,这也增加了生命存在的可能性。

当然,这一发现仅能作为一个推测,只有探测器真的在金星大气中检测到了微生物的存在,我们才能说金星上有生命存在。目前,国际上有几个金星探测计划正在筹备中。相信在这些探测器抵达工作岗位后,一定会给我们带来更多关于金星的一手数据,即使最终没能发现人们期望中的微生物,也一定会给我们带来别的惊喜。现在就让我们一起静静地等待吧!

(责任编辑:白玉磊)

猜你喜欢
金星探测器气体
金星上的一天有多长
金星上全是金子吗
“天问一号”火星探测器成功发射
第二章 探测器有反应
EN菌的引力波探测器
第六章 飞向金星
第二章 探测器有反应
去金星要花多长时间?
第二节发生在肺内的气体交换
和大气层中的气体做游戏