金星为什么这么神秘？

编译 邵峰

金星

金星是在夜空中你能看到的最亮行星。金星在夜空中的亮度很高，但金星的地表实际被浓厚的云层遮盖。再浓厚的云层也阻挡不了天文学家的好奇心……

金星基本信息

名称：金星（距离太阳第二近的太阳系行星）

半径：6051.8 千米

与地球的平均距离：0.4 亿～2.61 亿千米

表面温度：438～482 ℃

自转一周时间：243 天

公转一周时间：224.7 天（金星的一年比一天更短）

卫星数量：0（太阳系八大行星中，只有水星和金星没有天然卫星）

行星特征：被浓密的二氧化碳大气覆盖、温室效应极强的类地行星

金星盈亏推翻“地心说”

1609 年的一天下午，意大利科学家伽利略用他从一家眼镜店里买回的几块透镜，成功组装出了一台10 倍的望远镜。此时，望远镜的原理刚刚被荷兰制镜师所发现，知道望远镜的人还很少。兴奋的伽利略将自己组装的望远镜献给威尼斯总督，总督用它看清了远处的商船，大为震惊。不久，伽利略就获得了帕多瓦大学的终身教授职位。1609 年底，伽利略将望远镜的放大倍数提升到20 倍，并将望远镜对准天空行观测进。从此，天文学进入了望远镜时代。

伽利略的观测发现推翻了地心说

在望远镜的帮助下，伽利略发现有三颗卫星环绕木星，这动摇了当时流行的“地心说”的根基，因为地心说认为所有天体都围绕地球运转。1610 年12 月，伽利略对金星的观测发现则彻底推翻了地心说。伽利略在望远镜中看到的金星并不始终是圆形，而是像月球那样出现从圆形到月牙形的周期变化，这种盈亏变化只有在金星环绕太阳运行的情况下才能得到合理解释。

伽利略将这个发现公之于众后，整个欧洲的天文学家都将望远镜对准金星，并相继确认了金星的盈亏。从此，越来越多的人开始支持哥白尼的“日心说”。金星属于内行星，其与地球和太阳的相对位置在不断变化过程中，这造成地球观测者看到的金星被照亮部分大小也不断变化，这就是金星盈亏的原因。金星的星相变化为人类认识宇宙提供了线索，但金星的真容却被层层浓云笼罩……

只有日心说能解释金星盈亏

地心说模型

云层下的神秘行星

在业余天文观测圈，金星是出了名的难观测。因为金星位于地球和太阳之间，所以要想从地球观测金星，就要朝向太阳的方向。但在大部分时间里，金星会被淹没在太阳的光辉中，只有在黄昏或黎明的短暂时间段里，我们才能观测到金星。在理想的观测条件下，数万元级别的天文望远镜能让观测者较为清楚地看到木星的大红斑，却只能看到金星模糊的轮廓。即便你用口径更大、成像效果更好的望远镜观测，金星看起来也是一样地模糊。1890 年，爱尔兰天文学家克拉克在长时间观测金星后感慨道：“能看到的只有云……视线都找不到地方安放。”

金星地表环境（模拟图）

条件类似，却和地球截然不同

金星和地球常常被看成一对双胞胎：金星和地球差不多大，也是岩石行星，更巧合的是金星和地球一样处于太阳系里的宜居带，满足液态水存在的条件。而且天文学家也确实相信金星上曾经有海洋甚至生命存在。然而，虽然金星的先天条件和地球差不多，但今天的金星却是毋庸置疑的生命禁区。金星地表白天的最高温度超过460℃，温度大概是油锅最高温度的两倍，目前人类最先进的宇航服也无法抵御如此高温。

苏联曾先后向金星发射了十多个探测器，其中“金星4 号”携带登陆舱降落在金星表面，但登陆器在距离金星地表还有25 千米时就失去联系。苏联科学家经过分析认为，登陆舱上的设备很可能是被金星的大气压给压坏了，这说明金星的大气压远远不止此前估计的10～30 倍标准大气压。

苏联宇航局没有气馁，先后又向金星发射了几个探测器，结果“金星5 号”重蹈覆辙，在“金星4 号”同样的失联高度失去联系，“金星6 号”的耐压能力稍强些，但也在距离金星地表10～12千米高度失联。真正成功降落金星地表的首个人类探测器是“金星7 号”，在经历了之前的一系列失败后，苏联宇航局将探测器的耐压上限提升到180倍标准大气压。在下降到金星地表的过程中，“金星7 号”测量出金星地表的大气压为90 倍标准大气压。90 倍标准大气压有多强？如果探测器刚好占地1 平方米，那么金星大气对其产生的压力相当于一辆小轿车压在探测器上。

如此严苛的环境，很难想象有生命能够生存。

降落在金星地表的苏联"金星13 号"探测器（模拟图）

炽热的金星

排除高山等少数特殊地形，金星地表的温度几乎处处相等，这种情况在地球上是不会发生的，因为地球自转产生的昼夜交替会周期性地改变地表温度。金星这种处处等温的现象，背后的原因是强烈的温室效应。金星大气中二氧化碳浓度高达96.5%，而地球大气中二氧化碳浓度仅有0.041%。二氧化碳分子对于可见光没有阻挡作用，但是地表被阳光照射后辐射出的红外线会被大气中的二氧化碳困住，这就是二氧化碳导致温室效应的主要原因——大气中的二氧化碳就像一个让太阳光热量只进不出的被子，导致金星表面温度高到让所有生命都望而却步。

在距离金星地表50～65 千米处的高空，悬浮着由浓硫酸液滴形成的云雾，它们是金星大气中的二氧化硫和水蒸气在光化学反应过程中形成的。除了浓硫酸液滴外，这一高度还存在少量盐酸和氢氟酸液滴。这些成分在高温下具有很强的腐蚀性，由此也为探测器降落金星表面带来了极大困难。浓硫酸云更主要的作用是反射太阳光，金星之所以能成为地球夜空中除月球外的第二亮天体，是因为其高层大气中的浓硫酸液滴能够反射超过75%的太阳光，并且这些云层对太阳光中红光的反射性超过对蓝光的反射性。因此，金星在夜空中会略带一些金黄色。

奇异地貌

人类相继向金星发射过数十个探测器，由于金星地表没有土壤和植被，观察金星地质构造要比观察地球的容易得多，我们对于这颗地球姐妹行星的了解也更加深入。

金星地表遍布着大量“冕状构造”，它们的样子长得像小行星撞击坑，但冕状构造并不是小行星撞击留下的，而是金星地下热物质（如熔岩）上涌在地表留下的裂痕，多个同心圆是其标志性特征。

在金星北纬30°、东经333°，有一处宽37 千米、长80 千米的奇特地质构造，呈现规律而重复的“脊—槽—脊”构造，这被称为瓦片构造。但与其说像瓦片，不如说更像地下车库坡道上的突起和凹陷。这种奇特构造可能是火山活动造成的一种“挤压—拉张”变形地貌。

瓦片构造

冕状构造

未来计划

金星上有，或曾经有过生命吗？为了回答这个问题，美国宇航局将在2028 年发射“达·芬奇号”金星探测器，它降落金星后只能持续工作17 分钟，在此期间，它将传回关于金星大气和地表尽可能多的数据。中国也将开展对金星的探测任务。据中国工程院院士龙乐豪称，在2030 年前，中国将对金星、火星和木星开展共9 次探索任务。

温室效应是创造生命的重要机制，按照科学家计算，如果地球大气没有温室气体，那么太阳辐射最高只能将地表空气加热到 -20℃，温室效应让地表环境更适宜生命生存。对金星的进一步探测，将有助于回答一个重要问题：如果地球的温室效应不受控制，地球是否会变成下一个金星？

欧洲航天局的“金星快车”探测器（模拟图）