Venus observation system · Solar laboratory

金星

金星不是另一个地球,而是另一种可能的结局。

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金星三维模型

Magellan radar surface model

金星,中国古称太白金星,西方以女神维纳斯命名,是太阳系中距离太阳第二近的行星,平均距离太阳约1.082亿千米,也就是大概0.73个天文单位。金星平均半径约为6052km,质量约为4.87 × 10²⁴ kg,地表平均重力加速度约8.87 m/s²,公转周期约224.7地球日,自转周期约243地球日,主要由岩石和金属构成,拥有地幔包裹液态金属核心的分层内部结构,是一颗相当标准的类地行星。

金星的地表温度约为462摄氏度,是太阳系中最热的行星之一。地表大气压约为90个标准大气压。大气的主要成分为CO₂和N₂,SO₂,CO,水蒸气以及少量惰性气体,天空中的厚重云层则主要由硫酸液滴构成,这套大气结构拥有非常强力的温室效应,也直接造成了金星的极端环境。

如果用肉眼直接观察金星,你会发现这颗行星被厚重的云层覆盖,呈现出平滑的淡黄色或乳白色,而且非常明亮,这是因为硫酸云层反射了大量的太阳光,使得其最高视星等达到 -4.9等,成为夜空中除月亮外最醒目的天体。中国古人常说的启明与长庚就分别对应金星明亮与昏暗的时候,你可以在后面找到它的演示。

如果你能从太阳上方俯瞰太阳系,你会发现金星是顺时针自转的,与大多数行星的逆时针自转相反,因此你在金星上看到的太阳是西升东落的。而且由于它的自转极其缓慢,在金星上,“一天”甚至比“一年”还要来的长,(这里指恒星日,你在金星上完整观察完整一次日出到日落大约只要117个地球日)这种情况的成因也尚未形成定论。

金星的内部热量释放不同于地球,主要通过地幔对流,上涌到地表凝固来释放热量,这也造就了金星表面的各种地质地貌结构,你可以在下面找到一部分金星表面很有趣的地质特征,更有趣的是金星没有表现出清晰的板块构造系统,但仍然拥有类似地球造山带的典型地貌特征;以及在拥有活跃地幔的情况下,金星的内禀磁场几乎不存在。

如果你愿意比较一下金星与地球,你会发现两者可能具有一个相似的起点:含水的岩石行星,可这样的七点却演化出了截然不同的结局。地球是生命的摇篮,而金星则成了生灵的炼狱。

为什么会有这样截然不同的差异呢?为什么金星会变成这样呢?究竟在哪里出现了分歧?编者同样好奇,但这都是留待未来人类探索的问题

了解金星,能帮我们理解温室效应,大气逃逸,火山活动,行星演化的内外部规律与宜居性。因此,当我们仰望夜空中最耀眼的行星时,不应该想到夺目光芒下的死寂炼狱,也应当思考它为人类的发展带来了怎样的启示。

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金星地表外观

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金星地表典型的地貌特征

testing

NASA Magellan 雷达图中的金星火山平原与火山地貌
Volcanic plains

火山平原与火山地貌

火山平原是金星地表分布最广的地貌,约覆盖全球表面积的80%,它们由大规模熔岩流反复喷发,铺展,冷却而形成,表面平坦但其内部包含大量火山特征。

这种平原的广泛分布主要来自于一次三亿年前甚至更早的全球性火山活动“全球再铺面事件”,也是金星看起来没有像月球那样遍布陨石坑,看起来十分年轻的重要原因,因为流动的熔岩覆盖了地表并凝固,形成了新的地表。

至于火山地貌特征,则有类似夏威夷群岛上的盾状火山,穹丘,由熔岩四散喷发形成的“海葵”构造与因凝固缓慢而形成的,远超地球上任何长度的超长熔岩渠道,大的熔岩渠道甚至可以延伸6000公里以上。

Magellan · NASA/JPL · PIA00265
NASA Pioneer Venus 高程图中的 Ishtar Terra 高地
Highland plateau

大型高地与“大陆”

称其为“大陆”并不准确,它实际上是人们对金星表面几处明显高于金星平均半径的大型高地的习惯性称呼。它们规模巨大且地形复杂,是金星地壳增厚与强烈地质活动变形的共同结果,主要特点是地势高于金星平均半径,该区域地壳明显增厚。

比较有代表性的高地为其北半球高纬度地区的伊什塔尔高地与阿弗洛狄忒高地,主流观点认为其成因为类似地球造山带的地壳横向挤压和山体隆升。实际由于地形复杂(包含了多种次级地貌单元),对实际情况的解释尚存在地幔对流上升,大规模火山作用等不少争议观点。

Pioneer Venus · NASA/JPL/USGS · PIA00093
NASA Magellan 立体视图中的 Yavine 冠状构造
Coronae

冠状构造

冠状构造是金星上非常独特的一类大型环状地貌,呈环形或椭圆形,直径从几十公里到2500公里不等,看起来可能像是陨石坑的中心部分多了隆起、凹陷或变得平坦。

它们的出现通常伴随火山活动,是金星缺乏板块构造却保持内部活跃的重要证据,这一地貌在太阳系上的其它天体上比较少见,主流模型认为这一地貌的形成与地幔热柱有关。

Magellan · NASA/JPL/USGS · PIA00098
NASA Magellan 雷达图中的 Ovda Regio 镶嵌地形
Tessera terrain

镶嵌地形

这是金星最古老最复杂的地表单元,形成于前面提到的“全球再铺面事件”之前,一般认为已经存在了五亿年甚至更久,它们往往位于高地内部或被火山平原包围,由两组或更多的山脊与谷地交织而成,呈网格状或拼图状图案,也有如孤岛般独立于这些区块之外的存在。

它们的形成展现出金星地表多期挤压和伸展的复杂构造史,一些模型认为镶嵌地形是金星早期岩石圈较薄,地幔温度高时形成的“古大陆”残余,这一说法暂无定论,但它们对人类研究金星早期内部动力学和地壳演化具有重要意义。

Magellan · NASA/JPL · PIA00218
02

日心轨道

俯视

太阳 地球 金星 地球轨道 · 1 AU金星轨道 · 0.723 AU
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地球天空中的视运动

太阳以西 · 晨星太阳以东 · 昏星金星BACKGROUND · NASA/GSFC · 2MASS
太阳固定在中央,横轴为太阳距角 −48°~+48°。金星从上合经东大距、下合、西大距再回到上合;纵向以约 ±2.6° 的小幅黄纬表现周期摆动,我们在地球上可观察到的金星逆行大约持续40天,金星轨道在地球轨道内侧,此时金星在地球天空中的投影看起来会短暂倒退。

(背景银河图展示的金星相位与现实有出入,不可直接用于观星参考)。

模拟时间第 92 天
上合东大距下合西大距上合
回归583.92地球日
对这个模型的说明与免责声明

该项目旨在科普有关于金星的天文学知识,其轨道按平均半径绘制,并在建模中忽略了很小的离心率;视星等来自距离与相位角的经验光度函数,且模型较为理想,和实际情况存在出入。

介绍的数据与资料来自NASA:先驱者轨道器,先驱者多轨道探测器,哈雷探测器,麦哲伦号;ESA:金星快车;JAXA:晓号;NPO Lavochkin:金星系列等探测器。

这个演示仅适合解释规律,不能替代指定日期和地点的精密星历。empty610不对使用本网站演示数据观测失败的结果负任何责任。

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