金星的超能力——维持一片云的存在高出三十年
2016年9月5日，日本宇宙航空研究开发机构航天器赤月号(Akatsuki)上的红外摄像机拍摄到的金星图像。（图片泉源:日本宇宙航空研究开发机构（JAXA））
金星上有很多奇希奇怪的事情发生。此中有一个可辨认的天气模式，科学家们如今才意识到它已经在金星的大气中存在至少30年了。
外号“巨型黑云”，科学家首次从数据中注意到它的特征是来自于日本太空飞船赤月号的红外相机，其从2015年开始就围绕金星运行了。这片云非常巨大，能达到这颗星球赤道纬度的三分之一。在确认这一特征后，科学家们在这颗行星的类似红外观测档案中探求它，并在整整三十年的相干数据中发现了它的特征
科罗拉多大学博尔德分校，大气与空间物理实行室的行星大气科学家、该现象新研究的重要作者凯文·麦古尔德里克告诉Space.com:“云层物理通常在非常短的时间尺度上运行。”
他说：“观察一个存在了几十年或者几个世纪的特征是很希奇的一件事情。在行星大气中，自然环境总是在厘革。 如果一件事连续好久，那才是夺人眼球的。”
麦古尔德里克指出，巨型乌云的特征有两个方面。他说，“最初，这被称为‘颠覆’。 这被以为是一个由明到暗的急剧转变，是可以重复的，”尽管它从赤道开始延伸到南纬30度左右，但这种转变只在经度上发生了几度。 “但在它的背后另有一个巨大的结构，险些是半球巨细的”——因此得名巨型黑云。
这整块黑云的运行轨道好像与金星的其他云层不同，其每五天就会与金星发生一次撞击，比麦古尔德里克所说的“配景云”要快几天。
虽然巨大的乌云是在赤月号轨道飞行器网络的数据中首次发现的，但该航天器的位置并不得当破解这一特征的机密。
探测器大部分时间都在离火星相当远的地方，基本上是为了看到以赤道为中心的全半球视图。 而且赤月号并没有携带一种叫做光谱仪的关键装备，这种装备可以让科学家分析光的图谱，并确定像这样希奇的云是由什么构成的。
“仅凭赤月号的数据就想弄清楚到底是怎么回事是很棘手的。” 麦古尔德里克说，这一特征“不断重复出现，具有相当相似的形态，而且我们可以发现它是怎样围绕行星移动的，”“但我们真的很难确定它到底发生了什么厘革。”
麦古尔德里克说，尽管天文学家从1986年开始在地球上分散的观测中发现了巨大的黑云，但这些观测还不够一致，不敷以让科学家拼集出云的故事。 “他们有时会看到，其他时间则看不到，没有真正的规律或原因，由于这些观察非常零星。”
一名艺术家刻画的在金星上空的欧洲航天局的金星快车飞船。（图片泉源:欧洲航天局）
参考另一艘飞船
麦古尔德里克和他的同事决定在金星快车任务网络的数据中探求关于这一希奇特征的埋伏观测效果，该任务在2006年至2014年期间为欧洲航天局研究了这颗行星。
在这艘飞船上有一种仪器叫做可见光和红外热成像光谱仪。 与资助科学家们发现巨大黑云的赤月号装备一样，该装备可以看到红外光，但它也可以补全赤月号数据中缺失的化学分析数据。
在基于这项工作的一篇新论文中，麦古尔德里克和他的同事利用金星快车号的数据试图相识急剧转变的两边发生了什么。 到现在为止，科学家们只分析了此中的一小部分数据，但麦古尔德里克说，他们已经开始拼集出一幅图景，刻画出前面的云以及后面的云穿过云层时发生的厘革。
麦古尔德里克说，例如，这一特征好像会影响云层中硫酸和水蒸气的比例，以及云层的高度和云层中颗粒的巨细。
除了分析更多的可见光和红外热成像光谱仪数据，麦古尔德里克说，他和他的同事渴望在不久的将来，另一种范例的丈量将成为现实，一种科学家用来相识大气中特定柱状粒子的巨细。 这种范例的丈量依赖于科学家们正在积极修复的赤月号上一个连续存在的故障仪器，古尔德里克的研究举行后，该仪器的最新进展也发表了出来。
在金星和地球上
麦古尔德里克说，尽管是在距离金星较远的地方对黑云举行红外观测，但可以或许蒙受金星表面恶劣条件的人可能不会注意到云从头顶颠末时的厘革。麦古尔德里克将金星表面在人眼中的样子与常见的野火烟雾场景举行了比较。
“这是一个非常有限的景观，它的亮度非常一致，这是由于光谱仪接收到的是对于各个方向的同一的散射光，”他说。 “如果你眼睛里有可见光感受器，站在金星的表面，你就会看到这种苍白、相似的颜色，这可能是大多数时间的样子。”
这个场景加上红外视觉可能会更有趣。麦古尔德里克说，在这种环境下，金星的表面在金星的夜晚看起来就像一个迪斯科舞厅，有着深邃、黑暗的夜空和超豁亮的地面，也许另有巨大、黑暗或其他颜色的云，将一些红外光从上方反射回来。
麦古尔德里克说，无论巨大的黑云看起来像什么，从远处研究它也可以资助科学家更好地明白地球大气中的现象。 他说:“（金星）在很多方面确实是我们所知的除地球之外最像地球的行星。” “与此同时，它在很多方面又与地球截然不同。”
大气只是此中一个具有相似但又有同特征的方面。例如，麦古尔德里克说，虽然他和他的同事们还不确定是什么现象导致了巨大的黑云，但他们现在的预感是，它与一种被称为开尔文波的大规模大气特征有关。
他说，科学家们已经知道这种波在金星大气层的较高高度起作用。开尔文波也发生在地球的大气层中——例如，El Nio和La Nia天气模式背后的复杂动力学就涉及到这种结构——但在地球上，局部天气已是云云，以至于更大的现象很难被发现。
“这些确实发生在地球上; 它们有点难以辨认，”麦古尔德里克说。“在金星上，它们要显着得多。” 这一共性可能意味着，研究金星大气层也将有助于科学家更好地相识地球大气层。
对于像金星这样研究不敷的行星来说，即便是可以或许辨认出稳固的大气特征也是一种进步。
麦古尔德里克说:“可以或许辨认这些重复的模式是最告急的。”“如果不认识到这些，我们就无法真正明白这个星球上发生了什么。 既然我们看到了这些，我们就有东西可以研究，有东西可以分析。”
BY:Meghan Bartels
FY:鲨鱼辣椒
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