美國國家航空航天局的太陽探測器破解了一個(gè)長期存在的金星之謎

根據(jù)新的觀測結(jié)果，隨著太陽活動(dòng)的增減，高層大氣中的一個(gè)關(guān)鍵層——金星的電離層也在變化，這證實(shí)了幾十年來的一個(gè)懷疑。

這個(gè)新的觀察結(jié)果來自美國國家航空航天局的帕克太陽探測器，它是發(fā)射的一艘以一種大膽的方式越來越接近太陽的宇宙探測器。這一軌跡依賴于一系列對(duì)金星的七次近距離接近，作為操縱演習(xí)——并且航天器團(tuán)隊(duì)決定在這些飛越期間收集數(shù)據(jù)。

探測器觀察到，當(dāng)太陽比較活躍的時(shí)候，金星的上層電離層會(huì)含有更多的帶電等離子粒子；而當(dāng)太陽不太活躍時(shí)，會(huì)含有更少的帶電等離子粒子。

科羅拉多大學(xué)博爾德分校大氣和空間物理實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家、新研究的共同作者羅賓·拉姆斯塔德在美國航空航天局的一份聲明中說：“當(dāng)多個(gè)任務(wù)一個(gè)接一個(gè)地確認(rèn)相同的結(jié)果時(shí)，會(huì)讓你確信：變薄是真的?！?/p>

帕克太陽探測器的WISPR成像儀在2020年7月11日飛越金星時(shí)拍攝到的照片。

（圖片來源：美國國家航空航天局|約翰霍普金斯大學(xué)|海軍研究實(shí)驗(yàn)室|吉列爾莫·斯坦伯格和布蘭登·加拉格爾）

這項(xiàng)新的研究展現(xiàn)了科學(xué)家們是如何爭先恐后地利用他們能得到的所有觀測數(shù)據(jù)來研究金星的，因?yàn)閷?duì)我們鄰星的專門任務(wù)很少，而且很遙遠(yuǎn)。

美國國家航空航天局馬里蘭州戈達(dá)德太空飛行中心的儀器科學(xué)家、這項(xiàng)研究的首席科學(xué)家格林·科林森在同一份聲明中說：“我只是對(duì)有來自金星的新數(shù)據(jù)感到非常激動(dòng)?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)研究了帕克太陽探測器搜集的數(shù)據(jù)，當(dāng)帕克探測器距離金星只有830公里時(shí)，它第三次經(jīng)過金星。在飛越過程中，來自一個(gè)名為FIELDS的儀器的七分鐘的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了一種特定類型的低頻無線電發(fā)射。當(dāng)科林森第一次看到這些數(shù)據(jù)時(shí)，它看起來很熟悉，但他沒辦法確定它的位置。

“然后第二天，我醒來了，”科林森說，“我想，我的天哪，我知道這是什么了！”這個(gè)模式和他之前看到的由美國國家航空航天局一項(xiàng)完全不同的任務(wù)搜集到的數(shù)據(jù)相吻合：伽利略航天器在1995年至2003年期間研究了木星和它的衛(wèi)星。每次伽利略號(hào)躲進(jìn)一個(gè)木星衛(wèi)星的電離層時(shí)，它都會(huì)記錄下和帕克太陽探測器在金星上搜集的相同類型的無線電信號(hào)。

但興奮點(diǎn)并不在于僅僅探測到金星的電離層。相反，觀測結(jié)果表明，在行星的陰暗面，電離層中高帶電等離子體粒子的密度隨著太陽的行為發(fā)生變化。

在進(jìn)行新的觀測時(shí)，太陽剛過它11年活動(dòng)周期的低點(diǎn)6個(gè)月。方便的是，這和之前美國國家航空航天局的先鋒金星軌道在1980年和1992年對(duì)金星電離層的探測有明顯的區(qū)別，那時(shí)幾乎是太陽最活躍的時(shí)候。

在幾十年的觀察之后，地面儀器表明：雖然金星大氣層中的其他層保持不變的狀態(tài)，但電離層的等離子體密度在靠近太陽最低點(diǎn)時(shí)比先鋒號(hào)在太陽最高點(diǎn)時(shí)觀測到的數(shù)據(jù)低得多。但是后來的探測器無法進(jìn)行類似的探測，使懷疑沒有得到證實(shí)，直到這些新的數(shù)據(jù)傳回地球。

不幸的是，對(duì)于研究員來說，新的觀測結(jié)果不能幫助他們?cè)陉P(guān)于是什么導(dǎo)致夜間等離子體密度變化的兩個(gè)假說中做出決定。這樣的知識(shí)將有助于形成科學(xué)家對(duì)金星大氣層是如何從行星滑向太空的理解。

帕克探測器對(duì)金星的所有探測都是額外的，超出了探測器研究太陽的主要任務(wù)。馬里蘭州約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的帕克太陽探測器項(xiàng)目科學(xué)家努爾·E勞瓦菲在同一份聲明中說：“繞著金星飛行的目的是減慢探測器的速度，這樣帕克太陽探測器就可以潛入更靠近太陽的地方。但我們不想錯(cuò)過進(jìn)入像金星一樣神秘的行星里搜集科學(xué)數(shù)據(jù)和提供獨(dú)特視角的機(jī)會(huì)。

這對(duì)研究金星的科學(xué)家來說是幸運(yùn)的。目前只有一艘探測器在繞著地球上奇怪的雙胞胎——日本的赤月任務(wù)運(yùn)行，盡管美國國家航空航天局正在評(píng)估兩艘可能造訪這個(gè)戲劇性的世界的探測器，并將于今年晚些時(shí)候做出決定?？屏稚f：“現(xiàn)在要想看到金星，就得靠這些小小的一瞥?！?/p>

相關(guān)知識(shí)

金星（英語、拉丁語：Venus，天文符號(hào)：♀），在太陽系的八大行星中，第二近太陽之行星，軌道公轉(zhuǎn)周期為224.7地球日，其無衛(wèi)星。在中國古代稱為太白、明星或大囂[5]，另外早晨出現(xiàn)在東方稱啟明，日落出現(xiàn)在西方稱長庚[6]。到西漢時(shí)期，《史記?天官書》作者天文學(xué)家司馬遷從實(shí)際觀測發(fā)現(xiàn)太白為白色，聯(lián)系“五行”學(xué)說在一起，正式命名其為金星[7]。它的西文名稱源自羅馬神話的愛與美的女神，維納斯（Venus），古希臘人稱為阿佛洛狄忒，也是希臘神話中愛與美的女神。金星的天文符號(hào)用維納斯的梳妝鏡來表示。

BY:Meghan Bartels

FY:catacus

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