[文章] 金星和金星凌日(上)：揭开金星神秘的面纱

金星和金星凌日(上)：揭开金星神秘的面纱

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http://www.sina.com.cn 2004年06月06日 23:47 《博物》杂志供稿

金星和金星凌日(上)：揭开金星神秘的面纱
　　文/解仁江

　　2004年6月8日全世界的天文爱好者将目睹一次非常罕见的天像，这是所有活着的人都未曾看到过的，它就是金星凌日。什么是金星凌日，你对这颗白色的行星又了解多少呢，就让我们从金星谈起吧。


　　今年春节前后曾经有不少朋友来信问我，傍晚西方高空那颗发出夺目白光的亮星是什么星，其实它就是金星，一颗美丽的大行星。因为它总是发白色的亮光古称太白，当傍晚出现时我们称之为长庚。有时它又会出现在拂晓时分的东方，因此它又得了启明星的美名。我们民间把早上出现在东方的金星和水星统称为晨星，如果傍晚出现在西方就改叫它们昏星。

　　在古罗马，人们为它的美丽的光芒所征服，尊它为爱和美的女神维纳斯( Venus )。金星是全天除了日月外最亮的天体，然而它美丽的身影后却是可怕的充满着硫酸雨和致命气体的地狱般的世界。

　　金星是距离太阳第二远的大行星，和太阳的平均距离是108,208,930公里。它是距离地球最近的大行星。乍一看，如果地球有个孪生兄弟那它一定就是金星，金星和地球的体积、质量、密度、构成成份甚至和太阳的距离都是那么的近似，金星的质量是地球的80%，体积相对于地球的95%，研究表明它和地球一样，几乎没有撞击的陨石坑这它们的表面都比较年轻，但也仅此而已。两个行星又是那么的迥然不同，金星上没有海洋，整个星球被浓厚的云层所笼罩着，高速翻滚的云把地面辐射来的热又反射回去，形成了一种类似温室效应的炽热的环境，在金星上平均温度高达462 °C，就连铅都会被熔化成液体，这比距离太阳最近的水星的表面温度还要高。这还不够，金星表面的压力非常巨大，大约有90个地球海平面上的标准地球大气压(一个标准地球大气压等于每平方厘米上施加1.03公斤重的作用力)，如果你置身于此就相当于你在地球海洋里900米深的水下所承受的压力，毋用质疑如果你站在这个星球的表面你会被你自己的身体压碎！金星之所以那么明亮也是因为这厚厚的大气层反射阳光的结果。

　　金星大气层的主要成份是几乎都是二氧化碳此外就是浓硫酸液滴，事实上金星不存在水蒸气，它上层大气刮起的风比地球上最强的飓风都猛烈得多，如果你从地面观察天空，猛烈的闪电会不断出现，前苏联发射的“金星11号”(Venera11)金星探测器在进入金星大气层进行探测时其监测雷暴的仪器竟然记录下每秒出现了25次的闪电，“金星12号”探测器总共记录到1,000次的闪电，其中一次巨大的霹雳回响了15分钟，想象一下那里的世界吧，它就如同电影《指环王》中描绘的魔王索伦居住的魔都一样的恐怖！这样的环境根本不适合动植物生存更不用说我们人类了。所以天文学家多年来一直致力于在火星上寻找生命，现在抵达火星的“勇气号”和“机遇号”之所以可以在火星上安然无恙地从事各种科学考察工作，那是因为在火星没有沙尘暴的时候那里的环境相对来说还是比较温和的，然而如果把我们的这两个行星探测车放置到金星上，用不了几个小时“勇气号”和“机遇号”就会被腐蚀压碎掉！美国和前苏联开始行星探测这么多年以来只有前苏联发射的“金星”系列探测器中7号到14号实现了在金星表面成功软着陆，并向地球发送回了金星地面各种数据，“金星9号”还第一次向地球发送回了电视图像。根据它们传回的图像和数据金星表面有尘土，在探测器着陆后十多分钟才尘埃落定，1981年在金星成功着陆的“金星13号”在金星表面挣扎着工作了几个小时后和它的前几个先驱一样最终也沉寂下来了，它们都是被金星的强大气压和强腐蚀的环境所吞噬掉了。

　　金星上的一天要比它的一年还要长，自转周期为243个地球日，而它围绕太阳公转一周却只用225个地球日。金星的公转轨道是九大行星中最接近圆的，更有趣的是假如你能在金星上幸存下来，你将欣赏到太阳系九大行星中唯有在金星上方能见到的奇观——太阳真地打西边出来了，然后在东方落下。这是因为金星的自转方向和地球不同，它是自东向西的，所以也就出现了以上的景观了。

　　自从1609年伽利略第一次将望远镜指向金星，几百年来这个神秘的星球一直吸引着天文学家的目光。因为金星浓厚的大气层在地球上使用光学天文望远镜观测根本看不到它的表面细节的，所以要揭开金星的各种迷团惟有发射无人探测器到金星附近去这一条路可走。其实在前苏联发射“金星”系列探测器以前美国曾第一个向金星发射了无人探测器，1962年12月14日“水手2号”(Mariner 2)探测器飞越了金星第一次向地球传回了关于金星表面温度的数据。“水手2号”还是人类发射的第一个成功完成使命的行星际探测器，它由美国喷气推进实验室研制，1963年1月3日它在距离地球86,900,000公里的地方与地球失去了联系。其后又有美国和前苏联发射的20多个探测器造访过金星，除了“水手”系列、“金星”系列还有“开拓金星”系列(Pioneer Venus)、“宇宙”系列(Cosmos)和“织女星”系列(Vega)等。当然其中最引人注目的就是前苏联的“金星”系列探测器，也只有它们成功实现了在金星表面的软着陆。对金星的最近一次的探测是在1990年，去完成使命的飞船叫“麦哲伦号”(Magellan)，它是1989年5月4日发射升空的，1990年8月10日它抵达金星附近并切入进了金星近极地椭圆轨道开始环绕金星绘制其表面的地形图，虽然厚厚的云层阻隔了使我们无法在可见光波段对地表进行探测，但借助“麦哲伦号”探测器上的综合孔径雷达(SAR)就可以穿透云层对金星地面进行扫描了。“麦哲伦号”探测器完成了对金星表面98%雷达扫描拍摄，图像达到了分辩金星表面小于100米地貌的高分辨率！有的区域甚至扫描过多次。功勋卓著的“麦哲伦号”探测器于1994年10月12日与地球失去了联系。

　　“麦哲伦号”探测器采集的数据和图像表明金星表面多是略微起伏的平原，其中有几个平原低地，它们是爱塔兰塔平原低地(Atalanta Planitia)、格纳维尔平原低地(Guinevere Planitia)、拉卫尼亚平原低地(Lavinia Planitia)；有两个巨大的高原它们是北半球的伊师塔地(Ishtar Terra)和在赤道上的阿芙罗狄蒂地(Aphrodite Terra)，伊师塔地的面积有澳大利亚那么大；而阿芙罗狄蒂地足有南美洲的面积！此外伊师塔地的内部主要由一个平台(plateau)组成它就是拉克西米平原高地(Lakshmi Planum)，在它周围环绕着金星上的最高山峰，其中最庞大的就是麦克斯韦山脉(Maxwell Montes)。“麦哲伦号”探测器的成像雷达还发现金星表面大部分地区都被岩浆流所覆盖，金星上有几个巨大的盾状火山，同美国的夏威夷、火星上的奥林匹斯山一样，比如说瑟夫山(Sif Mons)。“麦哲伦号”探测器的探测结果说明金星还处于火山活跃期，但只有几个活火山口，其余的大部分都有几亿年没有喷发了。金星上最古老的地形也只有8亿年的历史，猛烈的火山作用曾彻底地抹去了早期的地貌甚至包括那么早期形成的巨大的火山口也未幸免。“麦哲伦号”探测器拍摄的照片还向我们揭示了金星上多种多样有趣的并且是独一无二的地貌。其中“薄烤饼”火山的模样实在是稀罕，栩栩如生。它们看上去是喷发出的很厚的岩浆，说它像薄薄的烤饼的确很形象。金星的内部构造可能和地球很相似，一个半径3000公里的铁核，外面覆盖着一个熔岩地壳，“麦哲伦号”探测器测量到的金星引力场的数据告诉我们金星的地壳比预想的要更加坚固更加厚。和地球不同的是金星地壳中的热的对流对地表产生的巨大压力是在一些相对小的区域里释放出来的，而不是在板块边缘释放的。

　　如果你在金星上使用指南针，那么你可能会很失望，因为在地球上屡试不爽的指南针会对方向的改变毫无反应。原因是什么？对，金星上没有磁场，这也许可以归咎于它缓慢的自转吧。

　　金星没有天然卫星(我们地球的天然卫星就是月球)，但关于金星有无卫星的问题还有一段有趣的故事呢！

　　早在1672年法国著名的天文学家卡西尼(Giovanni Domenico Cassini 1625-1712)在一次观测中发现金星旁边有颗小的星，离金星很近，它是金星的卫星吗？他怕搞错了当时没有公布他的发现，然而在14年之后的1686年他再次看到了那颗小的星，于是就把它写进了他的日志，卡西尼估计那颗小星有四分之一个金星直径那么大，它和金星出现的盈亏(因为金星是内行星所以它和月亮一样有圆缺的变化，天文学上称之为盈亏)都一样。后来也有不少天文学家观测到了它，包括法国著名数学家、力学家、天文学家拉格朗日(Lagrange, Joseph Louis 1736-1814 )。单单1761年这一年时间它就被五位天文学家看到了18次！1761年6月6日朔伊腾(Scheuten)的观测报告尤其有趣，那天恰逢金星凌日，朔伊腾在观测金星凌日时看到日面上除了金星的黑点外一边还跟着一个小些的黑点，并伴随着金星穿过日面。1764年又有两位天文学家宣称他们8次观测到它。国际天文学界那时的确面临一场争论，有一些人看到了，但另外一些天文学家尽管费尽心机去找也一无所获。1766年维也纳天文台台长希尔神父(Father Hell)发表了一篇论文公开宣称所有对金星卫星的观测都是光学错觉，他解释道，因为金星太明亮了，所有人的眼睛会把金星的像反射到望远镜中从而又产生一个二次成像的相对小的星的像，很多人就是这样被自己的眼睛欺骗了。当然支持金星存在卫星的天文学家也著书立说为自己辩护，他们甚至还计算出了金星卫星的距离金星的距离。1768年发现天王星的英国著名的天文学家威廉·赫歇尔(Herschel, Sir William 1738-1822)曾经努力试图观测到金星的卫星，但也没有成功。到了1884年布鲁塞尔的皇家天文台的前任台长胡佐(M. Hozeau)提出一种不同的假说，他分析了所有的观测资料断定金星的大约每2.96年或者说每1080天接近金星一次，他进一步指出所谓的金星卫星并不存在，那实际上是一颗真正的行星！胡佐计算出它每283天围绕太阳公转一周，因此每1080天就和金星会合一次。他还给这颗行星命名为尼斯(Neith)——古埃及城市塞斯(Sais)的女神，相传谁敢揭开她的面纱就必死无疑。1887年比利时科学院出版了一篇长篇论文对所有的对金星卫星的观测报告进行了详尽的调查核实，结果表明大部分的观测到的所谓的金星卫星其实是在金星附近的恒星。关于金星卫星的争论在比利时科学院出版那篇论文后最终停歇下来了。然而有些观测报告至今仍然是个迷。

　　金星是天文爱好者最喜欢观测的天体之一，它和月亮一样有盈亏变化，那么如何观测它呢，又如何拍摄这颗被誉为爱神的美丽行星？还有，金星凌日又是怎么一回事呢？欢迎您阅读《金星和金星凌日》(下)。