金星的天体情况

金星的天体情况

八大行星之一,中国古代称之为太白或太白金星.它有时是晨星,黎明前出现在东方天空,被称为“启明”；有时是昏星,黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚”.金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星,犹如一颗耀眼的钻石,于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒（Aphrodite）--爱与美的女神,而罗马人则称它为维纳斯（Venus）--美神.
戴着面纱的近邻——金星
天亮前后,东方地平线上有时会看到一颗特别明亮的“晨星”,人们叫它“启明星”；而在黄昏时分,西方余辉中有时会出现一颗非常明亮的“昏星”,人们叫它“长庚星”.这两颗星其实是一颗,即金星.金星是太阳系的八大行星之一,按离太阳由近及远的次序是第二颗.它是离地球最近的行星.
金星,在中国民间称它为“太白”或“太白金星”.古代神话中,“太白金星”是一位天神.古希腊人称金星为“阿佛洛狄忒”,是代表爱与美的女神.而罗马人把这位女神称为“维纳斯”,于是金星也被称为维纳斯了.
除太阳和月亮之外,金星是全天最亮的星,亮度最大时为-4.4等,比著名的天狼星（除太阳外全天最亮的恒星）还要亮14倍.金星没有卫星,因此金星上的夜空没有“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公里,只比地球半径小300公里,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,不存在液态水,加上极高的大气压力和严重缺氧等残酷的自然条件,金星不可能有任何生命存在.因此,金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹.
金星大气中,二氧化碳最多,占97％以上.同时还有一层厚达20到30公里的由浓硫酸组成的浓云.金星表面温度高达465至485度,大气压约为地球的90倍.
金星的自转很特别,自转方向与其它行星相反,是自西向东.因此,在金星上看,太阳是西升东落.它自转一周要243天,但金星上的一昼夜特别长, 相当于地球上的117天, 这就是说金星上的“一年”只有“两天”,一年中只能看到两次“日出”.金星绕太阳公转的轨道是一个很接近正圆的椭圆形,其公转速度约为每秒35公里,公转周期约为224.70天. 金星的公转轨道很接近于正圆,且与黄道面接近重合.其公转周期约为224.7日,但其自转周期却为243日,也就是说,金星的“一天”比“一年”还长.金星是太阳系内唯一逆向自转的大行星.另外它和水星一样,是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的大行星.
金星周围有浓密的大气和云层.这些云层为金星表面罩上了一层神秘的面纱.只有借助于射电望远镜才能穿过这层大气,看到金星表面的本来面目.
金星的地貌
金星的表面比较年轻,大约是300至500万年前才形成的.金星的地势比较平坦.金星上70％是起伏不大的平原,20%是低洼地,还有10%左右的高地.最高的山峰达10,590米,比珠穆朗玛峰还高.一条从南向北穿过赤道的长达1200千米的大峡谷,是九大行星中最大的峡谷.
金星上没有小的环形山,由于金星表面有稠密的大气,小陨星在进入金星的大气层时就被烧光了.金星上的环形山通常都是成群的,大概是由于较大的小行星在到达金星表面前,在大气中碎裂所至.
火山及火山活动金星表面为数很多.至少85%的金星表面覆盖着火山岩.除了几百个大型火山外,在金星表面还零星分布着100,000多座小型火山.从火山中喷出的熔岩流产生了了长长的沟渠,范围大至几百公里,其中最长的一条超过7000公里.
金星上的“温室效应”
金星表面的温度最高达447℃,是因为金星上强烈的温室效应,温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应.金星上的温室效应强得令人瞠目结舌,原因在于金星的大气密度是地球大气的100倍,且大气97％以上是“保温气体”---二氧化碳；同时,金星大气中还有一层厚达20～30千米的由浓硫酸组成的浓云.二氧化碳和浓云只许太阳光通过,却不让热量透过云层散发到宇宙空间.被封闭起来的太阳辐射使金星表面变得越来越热.温室效应使金星表面温度高达465至485℃,且基本上没有地区、季节、昼夜的差别.它还造成金星上的气压很高,约为地球的90倍.浓厚的金星云层使金星上的白昼朦胧不清,这里没有我们熟悉的蓝天、白云,天空是橙黄色的. 云层顶端有强风,大约每小时350千米,但表面风速却很慢,每小时几千米不到.十分有趣的是,金星上空会像地球上空一样,出现闪电和雷暴.
罕见的“金星凌日”
凌日：指地内行星圆面经过日面的现象.水星和金星距离太阳比地球距离太阳近,在绕日运行过程中有时会处在太阳与地球之间.这时,地球上的观测者可看到一小黑圆点在日面缓慢移动,这就是凌日现象.
金星有凌日现象,它以两次凌日为一组,两次凌日间隔8年,但两组之间的间隔却长达100多年,因此金星凌日是百年难遇的.金星凌日看起来就像太阳面庞上的一颗黑痣.英国天文学家哈雷（Edmond Halley）曾提出利用观测凌日可得了出精确的日地距离.俄罗斯天文学家罗蒙诺索夫在1761年观测金星凌日时发现了金星大气.19世纪,天文学家通过观测金星凌日成功地得出日地准确距离.
金星是一颗内层行星,从地球用望远镜观察它的话,会发现它有位相变化.伽利略对此现象的观察是赞成哥白尼的有关太阳系的太阳中心说的重要证据.
第一艘访问金星的飞行器是1962年的水手2号.随后,它又陆续被其他飞行器：金星先锋号,苏联尊严7号（第一艘在其他行星上着陆的飞船）、尊严9号（第一次返回金星表面照片[左图]）访问（迄今已总共至少20次）.最近,美国轨道飞行器Magellan成功地用雷达产生了金星表面地图（上图）1961年2月12日,苏联发射了“金星1号”飞船,这艘飞船643公斤,在距金星9.6万千米处飞过,进入绕太阳轨道后失去联络,结果一无所获.
1962年8月27日,美国发射了“水手2号”飞船,它于1962年12月14日到达金星附近.星载微波辐射计测量了大气深处的温度,红外辐射计测量了云层顶部的温度.磁强计的测量结果表明金星磁场很弱,在它的周围不存在辐射带.
1967年6月12日,苏联发射了“金星”4号飞船,同年10月18日进入金星大气层.“金星”4号的着陆舱直径1米,重383公斤,外表包着一层很厚的耐高温壳体,设计极限压强为25个大气压.着陆舱进入大气层后展开降落伞,在降落伞的作用下缓慢下落,探测数据及时发送到轨道舱,然后返回地球.当着陆舱下降到距离金星表面为24.96公里时,信号停止发射,估计是着陆舱被金星的高气压压瘪了.
“金星”5号的发射时间为1969年1月5日,它的设计同“金星”4号非常接近,只是更结实一些.在着陆舱下落过程中,获得了53分钟的探测数据.当着陆舱下落到距离金星表面约24~26公里时被大气压坏,此时的压力为26.1个大气压.
“金星”6号于1969年1月10日发射,同年5月17日到达金星.着陆舱一直下降到距离金星表面10~12公里.1970年8月17日,苏联发射了“金星”7号,并于1970年12月15日到达金星.该飞船的着陆舱能承受180个大气压,因此成功地到达了金星表面,成为第一个到达金星实地考察的人类使者.
传回的数据表明,温度高达摄氏470度.大气成分主要是二氧化碳,还有少量的氧、氮等气体.至此,人类撩开了金星神秘的面纱.
金星环境复杂多变,天空是橙黄色,经常下硫酸雨,一次闪电竟然持续15分钟!
1972年到达金星表面的“金星8号”化验了金星土壤,还对金星表面的太阳光强度和金星云层进行了电视摄像转播,金星上空显得极其明亮,天空是橙黄色,大气中有猛烈的雷电现象,还有激烈的湍流.
1975年至1984年是金星探测的高潮期.1975年6月8日和14日先后发射了“金星9号”和“金星10号”,于同年10月22日和25日分别进入不同的金星轨道,并成为环绕金星的第一对人造金星卫星.两者探测了金星大气结构和特性,首次发回了电视摄像机拍摄的金星全景表面图像.
1978年9月9日和9月14日,前苏联又发射了“金星11号”和“金星12号”,两者均在金星成功实现软着陆,分别工作了110分钟.特别是“金星12号”于12月21日向金星下降的过程中,探测到金星上空闪电频繁、雷声隆隆,仅在距离金星表面11公里下降到5公里的这段时间就记录到1000次闪电,有一次闪电竟然持续了15分钟!
金星的自转非常不同寻常,一方面它很慢（金星日相当于243个地球日,比金星年稍长一些）,另一方面它是倒转的.另外,金星自转周期又与它的轨道周期同步,所以当它与地球达到最近点时,金星朝地球的一面总是固定的.这是不是共鸣效果或只是一个巧合就不得而知了.
金星有时被誉为地球的姐妹星,在有些方面它们非常相像：
－－ 金星比地球略微小一些（95％的地球直径,80％的地球质量）.
－－ 在相对年轻的表面都有一些环形山口.
－－ 它们的密度与化学组成都十分类似.
由于这些相似点,有时认为在它厚厚的云层下面金星可能与地球非常相像,可能有生命的存在.但是不幸的是,许多有关金星的深层次研究表明,在许多方面金星与地球有本质的不同.
金星的大气压力为90个标准大气压（相当于地球海洋深1千米处的压力）,大气大多由二氧化碳组成,也有几层由硫酸组成的厚数千米的云层.这些云层挡住了我们对金星表面的观察,使得它看来非常模糊.这稠密的大气也产生了温室效应,使金星表面温度高达400度,超过了740开（足以使铅条熔化）.金星表面自然比水星表面热,虽然金星比水星离太阳要远两倍.
云层顶端有强风,大约每小时350千米,但表面风速却很慢,每小时几千米不到.
金星可能与地球一样有过大量的水,但都被蒸发,消散殆尽,使如今变得非常干燥.地球如果再比太阳近一些的话也会有相同的运气.我们会知道为什么基础条件如此相似但却有如此不同的现象的原因的.
大部分金星表面由略微有些起伏的平原构成,也有几个宽阔的洼地：Atalanta Planitia, Guinevere Planitia, Lavinia Planitia；还有两个大高地：在北半球的与澳大利亚一般大的Ishtar Terra和在沿赤道的与南美洲一般大的Aphrodite Terra.Ishtar内主要由Lakshmi Planum高原组成,由金星上最高的山脉所包围,包括巨型山Maxwell Montes.
来自Magellan飞行器映像雷达的数据表明大部分金星表面由熔岩流覆盖.有几座大屏蔽火山,如Sif Mons（右图）,类似于夏威夷和火星的Olympus Mons（奥林匹斯山脉）.最近发布的发现资料显示金星的火山活动仍很活跃,不过集中在几个热点；大部分地区已形成地形,比过去的数亿年要安静得多了.
金星上没有小的环形山,看起来小行星在进入金星的稠密大气层时没被烧光了.金星上的环形山都是一串串的,看来是由于大的小行星在到达金星表面前,通常会在大气中碎裂开来.
金星上最古老的地带看来形成于8亿年前.那时广泛存在的山火擦洗了早期的表面,包括几个金星早期历史时形成的大的环形山口.
从Magellan飞行器发回的图片非常有趣并显得独一无二,包括喷出非常厚的岩浆的pancake volcanoes薄饼火山（左图）,和像在岩浆房上盖折叠圆顶的coronae（右图）.
金星的内部构造可能与地球非常相似：一个直径3000千米的铁质内核,熔化的石头为地幔填充大部分的星球.从Magellan飞行器最近返回的重力数据表明金星的外壳比早先假定的硬得多,厚得多.就像地球,在地幔中的对流使得对表面产生了压力,但它由相对较小的许多区域减轻负荷,使得它不会像在地球,地壳在板块分界处被破坏.
金星没有磁场区,也许是由于较慢的自转速度引起的.
金星没有卫星,由此引出一些话题.
金星通常由肉眼即可观测,有时被称为“启明星”或“长庚星”（"morning star" or "evening star"）,它是天空中最亮的行星.Mike Harvey的行星位置图表显示了金星及其他行星的当前天空位置.更多的详情或专门图表可由行星程序,如“星光灿烂”创建.
金星是离太阳第二近,太阳系中第六大行星.在所有行星中,金星的轨道最接近圆,偏差不到1％.
金星基本参数
公转周期： 224.701天
平均轨道速度： 35.03 千米/每秒
轨道偏心率： 0.007
轨道倾角： 3.4 度
赤道直径： 12,103.6千米
质量(地球质量＝1)： 0.8150
密度： 5.24 克/立方厘米
自转周期： 243.01 日
卫星数量: 0
公转半径： 108,208,930 km(0.72 天文单位)
表面面积 4.6亿 平方千米
表面引力 8.78 m/s2
自传时间 -243.02天
逃逸速度 10.4 千米/秒
表面温度 最低 平均 最高
737K 750K 773K
关于金星的神话传说和艺术作品
Venus是爱神、美神,同时又是执掌生育与航海的女神,这是她在罗马神话中的名字；在希腊神话里,她的名字是阿弗洛狄德.Venus是从海里升起来的.据说世界之初,统管大地的该亚女神与统管天堂的乌拉诺斯结合生下了一批巨人.后来夫妻反目,该亚盛怒之下命小儿子克洛诺斯用镰刀割伤其父.乌拉诺斯身上的肉落人大海,激起泡沫,Venus就这样诞生了.希腊语中“阿弗洛狄德” 的意思就是泡沫.
Venus的诞生 油画 1486年 【意】 波堤切利
未知点
关于金星表面的折叠和伸展及火山流已有了一些证据,但是还没有同地球上的板块构造的证据,这是由表面高温引起的结果吗?
由于金星二氧化碳大气层极稠密,温室效应比地球强得多,但是金星的进化过程与地球的为何如此不同?
【金星上的火山分布】
金星火山
金星上可谓火山密布,是太阳系中拥有火山数量最多的行星.业已发现的大型火山和火山特征有1600多处.此外,还有无数的小火山,没有人计算过它们的数量,估计总数超过10万,甚至100万.
（左图）金星火山造型各异.除了较普遍的盾状火山,这里还有很多复杂的火山特征,和特殊的火山构造.目前为止,科学家在此尚未发现活火山,但是由于研究数据有限,因此,尽管大部分金星火山早已熄灭,仍不排除小部分依然活跃的可能性.
金星与地球有许多共同处.它们大小、体积接近.金星也是太阳系中离地球最近的行星,也被云层和厚厚的大气层所包围.同地球一样,金星的地表年龄也非常年轻,约5亿年左右.
不过这些基本的类似中,也存在很多不同点.金星的大气成分多为二氧化碳,因此它的地表具有强烈的温室效应,其表面的温度可高达?压的90倍.这差不多相当于地球海面下一公里处的水压.
金星地表没有水,空气中也没有水份存在,其云层的主要成分是硫磺酸,而且较地球云层的高度高得多.由于大气高压,金星上的风速也相应缓慢.这就是说,金星地表既不会受到风的影响也没有雨水的冲刷.因此,金星的火山特征能够清晰地保持很长一段时间.
金星没有板块构造,没有线性的火山链,没有明显的板块消亡地带.尽管金星上峡谷纵横,但没有那一条看起来类似地球的海沟.
迹象表明,金星火山的喷发形式也较为单一.凝固的熔岩层显示,大部分金星火山喷发时,只是流出的熔岩流.没有剧烈爆发、喷射火山灰的迹象,甚至熔岩也不似地球熔岩那般泥泞粘质.这种现象不难理解.由于大气高压,爆炸性的火山喷发,熔岩中需要有巨大量的气体成分.在地球上,促使熔岩剧烈喷发的主要气体是水气,而金星上缺乏水分子.另外,地球上绝大部分粘质熔岩流和火山灰喷发都发生在板块消亡地带.因此,缺乏板块消亡带,也大大减少了金星火山猛烈爆发的几率.
金星上的大型盾状火山：
（右图）金星有150多处大型盾状火山.这些盾状直径多在100公里至600公里之间,高度约有0.3-5公里.其中最大的一座,直径700公里,高度5.5公里.比起地球上的盾状火山,金星火山显得更加平坦.事实上,最大的金星盾状火山,其基底直径已经接近火星上的Olympus火山,但是由于高度不足,体积比起Olympus要小得多.
火星盾状火山与地球上的盾状火山有相似之处.它们大都被长长的呈放射状的熔岩流所覆盖,坡度平缓.大部分火山中心有喷射孔.因此,科学家猜测这些盾状是由玄武岩构成的,类似夏威夷的火山.
金星上的盾状火山分布零散,并不象地球上的火山链.这说明金星没有活跃的板块构造.
金星上的小型盾状火山：
金星约有10万个直径小于20公里的小型盾状火山.这些火山通常成串分布,被称为盾状地带.已被科学家在地图上标出的盾状地带,超过550个,多数直径在100-200公里之间.盾状地带分布广泛,主要出现在低洼平原或低地的丘陵处.科学家发现,许多盾状地带已经被更新的熔岩平原覆盖,因此他们推测,盾状地带的年龄非常古老,可能形成于火山活动初期.