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离地球最近的金星

时间:2023-01-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:金星是太阳系中八大行星之一,也是地球最近的邻居行居。太阳系除了太阳和月亮之外,最亮的行星便是金星了。有人称金星是地球的孪生姐妹,确实,从结构上看,金星和地球有不少相似之处。由于水星、金星是位于地球绕日公转轨道以内的“地内行星”。天文学中,往往把相隔时间最短的两次“金星凌日”现象分为一组。在哈雷提出他的观测方法后,曾出现过4次金星凌日,每一次都受到科学家的极大重视。
离地球最近的金星_科学之光探索

金星是太阳系中八大行星之一,也是地球最近的邻居行居。中国古代称之为长庚、启明、太白或太白金星。公转周期是224.71地球日。夜空中亮度没有月球高,排第二,金星要在日出稍前或者日落稍后才能达到亮度最大。它有时会在黎明前出现在东方天空,被称为“启明星”;有时黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚星”。

太阳系除了太阳和月亮之外,最亮的行星便是金星了。它的亮度最大时为-4.4等,比著名的天狼星(除太阳外全太阳系最亮的恒星)还要亮14倍,就像一颗耀眼的钻石。古希腊人称它为阿佛洛狄忒——爱与美的女神,而罗马人称它为维纳斯——美神。

在太阳系中仅有两个行星是没有天然卫星的,其中一个就是金星。因此金星上的夜空中没有“月亮”,最亮的“星星”是地球。由于离太阳比较近,所以在金星上看太阳,太阳的大小比地球上看到的大1.5倍。有人称金星是地球的孪生姐妹,确实,从结构上看,金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为6073千米,只比地球的半径小300千米,体积是地球的0.88倍,质量为地球的4/5;平均密度略小于地球。但两者的环境却有天壤之别:金星的表面温度很高,没有液态水,加上极高的大气压力和严重缺氧等残酷的自然条件是不可能有生命的存在的。因此,金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹。

金 星

金星周围有浓密的大气和云层,这些云层也为金星罩上了一层神秘的面纱,只有借助于射电望远镜才可以看到金星的本来面貌。金星大气中,97%以上都是二氧化碳。同时还有一层厚度为20~30千米的由浓硫酸组成的浓云。金星表面温度高达465~485℃,大气压约为地球的90倍(相当于地球900米深海中的压力)。

金星的自转很不同,它是自东向西自转的,和其他行星的自转方向是相反的,而且它是太阳系内唯一一颗逆向自转的大行星。因此,在金星上看,太阳是西升东落。它的一个日出到下一个日出的昼夜交替只是地球上的116.75天。金星绕太阳公转的轨道是一个很接近正圆的椭圆形,且与黄道面接近重合,其公转速度约为每秒35千米,公转周期约为224.70天。但其自转周期却为243日,也就是说,金星的自转恒星日一天比一年还长。不过按照地球标准,以一次日出到下一次日出算一天的话,则金星上的一天要远远小于243天。这是由于金星逆向自转造成的结果。

相传,金星逆向自转现象是很久以前与其他小行星相撞而造成的,但并没得到证实。金星除了这种不寻常的逆行自转以外,还有一点不寻常,那就是它的自转周期和轨道是同步的,这么一来,当两颗行星距离最近时,金星总是以同一个面来面对地球(每5.001个金星日发生一次)。这可能是潮汐锁定(tidallocking)作用的结果,当两颗行星靠得足够近时,潮汐力就会影响金星自转,不过也可能是一种巧合。

水星有美丽的水星凌日,金星也有金星凌日,只是没有水星凌日美丽。由于水星、金星是位于地球绕日公转轨道以内的“地内行星”。因此,当金星运行到太阳和地球之间时,我们可以看到在太阳表面有一个小黑点慢慢穿过,这种天象被称为“金星凌日”。天文学中,往往把相隔时间最短的两次“金星凌日”现象分为一组。这种现象的出现规律通常是8年、121.5年,8年、105.5年,以此循环。金星围绕太阳运转13圈后,正好与围绕太阳运转8圈的地球再次互相靠近,并处于地球与太阳之间,这段时间相当于地球上的8年。

在17世纪,英国著名的天文学家哈雷就提出:金星凌日时,在地球上两个不同地点同时测定金星穿越太阳表面所需的时间,由此算出太阳的视差,可以得出准确的日地距离。可惜,哈雷本人活了86岁,从未遇上过“金星凌日”。在哈雷提出他的观测方法后,曾出现过4次金星凌日,每一次都受到科学家的极大重视。他们不远千里,去最佳观测地点观测,从而取得了一些重大发现。1761年5月26日金星凌日时,俄罗斯天文学家罗蒙诺索夫,就一举发现了金星大气。19世纪,天文学家通过金星凌日搜集到大量数据,成功地测量出日地距离1.496亿千米(称为一个天文单位)。当今的天文学家要比哈雷幸运得多,能够用很多先进的科学手段,更进一步研究地球的近邻。人们用10倍以上倍率的望远镜即可清楚地看到金星的圆形轮廓,40~100倍率的望远镜观测效果最佳。虽然观测这次“金星凌日”没有很大的难度,可天文专家提醒,在观看时,千万不能直接用肉眼、普通的望远镜或是照相机观测,一定要戴上合适的滤光镜,同时观测时间也不能过长,以免被强烈的阳光灼伤眼睛。

天气好的话,还可以看到由于金星浓厚的大气折射成的光圈,景象非常壮观。如果当天日面上黑子较多,还可能出现金星掩太阳黑子的现象,使凌日的过程更加有趣。

细心的观察者应该会发现,在金星入凌出凌时,都会发现所谓的“黑滴”现象。实际上,当我们对着光亮,将两个手指逐渐靠近,当很接近的时候,可以发现尽管手指还没有接触,就可以看到上下手指之间有阴影把它们联系了起来,就如手指间有水滴一样,这就是所谓的“黑滴”现象。在凌始内切和凌终内切时,即太阳边缘和内行星边缘互相靠得很近即将接触时,会发现有非常细的丝将两个边缘连接,这就是凌日时的黑滴现象。成因是我们大气层的可视度、光的衍射以及望远镜“极限分辨率”等的多种作用造成的视轮边缘模糊。除这之外,在入凌和出凌阶段,有时候金星视面边缘会镶上一丝极细的“晕环”或“光环”。这个“晕环”是由于金星大气层顶部反射、散射阳光形成的。可以用目镜投影方式看,但如果将望远镜加滤光片,则会更清楚。“晕环”大小的变化,环亮度是否均匀,是否能在太阳圆轮的背景下看到。像这些现象都很有趣,而且会让人觉得很神秘。

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