金星是如此的热,以至于它的表面在夜间通过其厚厚的云层被清晰地照亮。
美国宇航局的帕克太阳探测器拍摄的图像揭示了这一点。
这颗行星的平均温度约为 860 华氏度,厚厚的硫酸云遮住了视线。 到目前为止,金星表面的唯一图像是由四艘苏联航天器拍摄的,这些航天器在 1970 年代和 1980 年代成功降落在那里,工作了一段时间,然后屈服于地狱般的郊区。
在金星飞掠期间,帕克宇宙飞船将其相机对准金星的夜晚。 他能够看到可见波长的光,包括可以穿过云层的近红外红光。
“这是一种我们以前从未尝试过的观察金星的新方法——事实上,我们不确定这是否可能,”美国宇航局行星部主任劳里·格拉斯说。
在帕克的图像中,较低的火山平原等较热的区域看起来更亮,而位于金星上三个大陆大小区域之一的阿芙罗狄蒂泰拉等高海拔地区则凉爽和黑暗约 85 度。
华盛顿特区海军研究实验室的物理学家布赖恩·伍德 (Brian Wood) 本月发表在《地球物理研究快报》上的一项研究 其中描述了结果。 “它开始以非常红色的波长发光。这就是我们所看到的:金星的表面正在以非常红色的波长发光,因为它太热了。”
这些图像还显示了大气中的光晕氧。
“我们能够拍摄到这些非常漂亮、令人惊叹的图像,”美国宇航局太阳物理部主任尼古拉福克斯说。
对于伍德博士和其他从事这项任务的科学家来说,这项研究是行星科学的速成课程。 “我从未研究过行星,”伍德博士说。 “我们都是太阳物理学家。我们是太阳专家,而不是行星专家。”
顾名思义,帕克太阳探测器的任务是扫描太阳,在潜入太阳外层大气时承受灼热的温度。 按照设计,帕克航天器的轨道可以多次近距离飞行到金星,利用金星的重力作为刹车,让它越来越接近太阳。
单相机仪器,被称为帕克太阳探测器的宽视场成像仪,或 WISPR,并非设计用于直视太阳,太阳非常明亮,尤其是在近距离。 相反,WISPR 与侧面对称,被称为太阳风的带电粒子正以每小时 100 万英里的速度从太阳上喷射出来。
在 2018 年发射帕克太阳探测器之前,Glaze 博士和当时担任该任务项目科学家的 Fox 博士讨论了在金星飞掠期间操作这些仪器的可能性。 但直到发射后,才确定了计划,帕克太空探测器运行顺利。
“这只是出于安全考虑,”福克斯博士说。 “在你进入轨道之前,你并不真正知道如何驾驶你的宇宙飞船。”
WISPR 旨在捕捉微弱的太阳风粒子,已被证明擅长在金星的夜晚带出微弱的光芒。
花了一些试验和错误来找出答案。 2020 年 7 月,在打开相机的第一次飞行中,科学家们发现,如果金星白天的任何部分在视野中,图像就会曝光过度。
“我们真的不知道我们在做什么,”伍德博士说。 “我们很快了解到,这会导致图像完全无法使用。”
但只有两张晚上的照片。 “这些图像向我们揭示了,‘哇,好吧,现在我们看到了一些东西,’”伍德博士说。
去年 2 月,当他们的宇宙飞船再次飞行时,科学家们做好了充分的准备,并拍摄了足够多的照片将其组合成胶卷。
其他轨道航天器,包括日本的 Akatsuki 和欧洲航天局的金星快车,在更长的红外波长处也检测到了类似的模式,而这些模式对人眼是不可见的。 (伍德博士说,尚不清楚金星夜面上方轨道上的宇航员是否会看到帕克探测到的辉光,因为人眼几乎无法检测到这些波长。)
由于不同的材料以不同的强度和不同的波长发光,因此可以将帕克的数据与其他航天器的红外观测数据结合起来,以帮助识别表面上的一些矿物。
“这是我们想要使用这些数据的地方,但我们还没有完全做到,”伍德博士说。
这些数据还将有助于未来的金星任务,例如 NASA 的 DAVINCI+,该任务计划在本世纪末发射并将降落伞探测器送至表面。 “我认为这将是一个非常激动人心的时刻,”DAVINCI+ 的首席研究员 James Garvin 说。 “花会活。”
帕克太空探测器要到 2024 年 11 月最后一次飞越金星的夜面,才能再次看到它。
伍德博士注意到他发现金星的历史一致性。 1962 年,第一个成功的行星探测器,即美国宇航局的水手 2 号金星任务,证实了太阳风的存在。 这是尤金·帕克(Eugene Parker)的预测,他是同名天体物理学家,负责他目前正在开展的这项任务。
“我发现金星研究和太阳风研究之间的这种联系从一开始就存在,这很有趣,”伍德博士说。
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