红外传感立大功，金星气象或被揭秘，金星秘密就在前方

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图1：在一项新的研究中，科学家们首次揭示了金星的夜间天气
图片来源:保罗·k·伯恩和肖恩·c·所罗门
金星夜晚的天气如何？科学家们终于找到了答案。
第一颗金星探测器在1978年发射，我们已经对这颗邻近行星研究了很长一段时间，但是直到现在科学家们对它的夜间气象状况也知之甚少。
在最近的一项研究中，于2015年到达金星轨道附近，搭载红外传感器的日本金星气象卫星“破晓号”(Akatsuki)为我们揭示了夜间金星的气象成像，显示了夜间云层和奇怪的大气环流分布。

图2：可视化的金星气象
图片来源：JAXA/Imamura et al.
同地球一样，金星也在太阳系的宜居带里，有着坚硬的岩石表面和大气层。研究人员用红外光观察金星上的云团运动来探究它的气象状况。金星有着高速旋转的大气层，但是自转运动却是太阳系中最慢的，一次昼夜交替大约为240个地球日。

直到现在，只有面朝太阳的一侧容易被观测到。虽然对夜间天气的一些红外观测是可能的，但我们无法描绘出金星整体天气的清晰画面。
为了能探索这颗神秘的邻居，科学家们将目光转向了“破晓号” ，这是日本首个环绕非地行星运行的探测器。其携带的红外成像器，并不依赖太阳的照明来观测，但即使这样也不能直接分辨出金星夜景的细节。但是借助一项新的分析方法处理捕获的数据，科学家可以间接看到难以观测的夜间气象。

“直接观测的小云层图案信号微弱，很难从背景噪声中分辨出来。 ”来自东京大学前沿科学研究生院的合著者Takeshi Imamura在一份报告中声明。 “为了能看清细节，我们需要抑制噪音。 ”他说：“在天文学和行星科学中，由于真实的特征隐藏在一系列相似图形的噪声中，我们通常将图像整合处理。但是金星是一个特例，由于整个天气系统都在高速旋转，所以我们必须对这种运动进行补偿，也就是所谓的‘超级旋转’ ，以突出有趣的形成过程。 ”

借助这一分析方法，科学家团队观测到夜间行星上南-北向风。 “令我们惊讶的是，它们和白天的运动方向完全相反。 ” Imamura说到：“这一戏剧性变化的产生不可能不带来其他影响。这一观测结果有助于我们建立精确的金星气象模型，有望解答那些长期存疑的金星天气甚至是地球天气问题。 ”科学家们表示，在未来的研究中将沿用该方法，揭示火星等其他行星的气象细节。

尽管目前的技术停留在金星轨道附近运行，不过未来会有三项任务抵达金星，继续扩充我们对它的了解。美国宇航局最近宣布了两项新的前往金星任务，命名为DAVINCI+和VERITAS ，欧洲航天局透露也将向金星发射EnVision任务，这三艘宇宙飞船将在本世纪末和本世纪30年代初发射。

相关知识
金星，在太阳系的八大行星中，第二近太阳之行星，轨道公转周期为224.7地球日，其无卫星。在中国古代称为太白、明星或大嚣，另外早晨出现在东方称启明，日落出现在西方称长庚。到西汉时期，《史记?天官书》作者天文学家司马迁从实际观测发现太白为白色，联系“五行”学说在一起，正式命名其为金星。

它在夜空中的亮度仅次于月球，是第二亮的天然天体，视星等可以达到 -4.7等，足以照射出影子[8
。由于金星是在地球内侧的内行星，它永远不会远离太阳运行：它的离日度最大值为47.8° 。金星是一颗类地行星，因为它的大小、质量、体积与到太阳的距离，均与地球相似，所以经常被称为地球的姊妹星。
然而，它在其它方面则明显的与地球不同。它有着四颗类地行星中最浓厚的大气层，其中超过96%都是二氧化碳，金星表面的大气压力是地球的92倍。其表面的平均温度高达735 K（462 °C；863 °F），是太阳系中最热的行星，比最靠近太阳的水星还要热。金星没有将碳吸收进入岩石的碳循环，似乎也没有任何有机生物来吸收生物量的碳。

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