作者:文乐乐 来源:中国科学报 发布时间:2022/4/28 17:24:59
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金星自转一周为何要243天

 

如果不是金星上稀薄、快速移动的大气层,地球的这颗姐妹行星可能不会旋转。相反,金星会被锁定在一个地方,总是一面朝向太阳,就像月球的同一面总是朝向地球一样。

太空中一个大天体的引力可以阻止小天体旋转,这种现象称为潮汐锁定。美国加利福尼亚大学河滨分校(UCR)的科学家认为,由于大气能够阻止这种锁定,因此在研究金星和其他行星时,它应该成为一个更重要的因素。

这些论点以及金星是一颗部分被潮汐锁定的行星的描述,近日发表于《自然—天文学》。

“我们认为大气层是行星表面一层薄薄的、几乎分离的层,与行星的相互作用极小。”UCR天体物理学家、论文第一作者Stephen Kane说,“金星的大气层告诉我们,它是这颗行星的一部分,影响着一切,甚至包括自转速度。”

金星自转一周需要243个地球日,但它的大气层每4天环绕金星一周。极快的风导致大气在循环过程中沿金星表面拖曳,从而减慢了后者的自转,同时减少了太阳引力对其的控制。

反过来,缓慢的自转又会对金星气候产生巨大影响——其平均温度高达900华氏度,足以熔化铅。“站在金星表面就像站在非常炙热的海底,你无法在这里呼吸。”Kane说。

产生热量的一个原因是几乎所有的太阳能量都被金星大气层吸收了,却从未到达金星表面。这意味着美国宇航局(NASA)发射到火星的那种带有太阳能电池板的探测器将无法工作。

大气层也阻止了太阳的能量离开金星,防止其表面冷却或出现液态水,这种状态被称为失控温室效应。目前尚不清楚部分潮汐锁定是否导致了这种失控温室效应,后者最终导致金星不适合生命居住。

弄清这个问题不仅对了解金星很重要,对研究可能成为NASA未来任务目标的系外行星也很重要。

最近发射的詹姆斯·韦布太空望远镜可能观测到的大多数行星都非常接近它们的恒星,甚至比金星离太阳更近。因此,它们也可能被潮汐锁定。

鉴于人类可能永远无法亲自访问系外行星,确保计算机模型能解释潮汐锁定的影响是至关重要的。“金星是我们正确获得这些模型的机会,这样就可以了解其他恒星周围的行星的表面环境。”Kane说,“目前,我们主要使用地球模型解释系外行星的属性。”

弄清楚是什么因素导致地球最近的行星邻居出现失控温室效应,也有助于改进地球气候变化模型。“我们研究金星的动机是为了更好地了解地球。”Kane说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41550-022-01626-x

 
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