Derfor er Venus den lyseste, mest ekstreme Planet, vi kan se

hvis du har kigget mod vest efter solnedgang for nylig, har du måske bemærket, at der er et lyspunkt, der overskygger alle de andre ikke kun omkring det, men over hele nattehimlen. Dette punkt er planeten Venus, en planet så lys og lysende, at den overskygger alle andre objekter på nattehimlen undtagen Månen. Hver anden stjerne og planet blegner i sammenligning med Venus set fra jorden, og det er uanset om Venus er tættest på eller længst væk fra jorden i sin bane.

set ved siden af Mars — en lys planet i sig selv — som den dukkede op under konjunktion den 12.Juli 2021, optrådte Venus omkring 200 gange lysere end Mars, eller næsten seks fulde astronomiske størrelser: lig med lysstyrkeforskellen mellem Nordstjernen og planeten Neptun. Selvom dens fortsatte lysstyrke måske er Venus ‘ mest bemærkelsesværdige træk, er det ikke kun den lyseste planet, vi kan se fra Jorden, men snarere en ekstrem, bemærkelsesværdig planet på en række måder. Her er hvad der giver Venus sin bemærkelsesværdige, unikke status inden for solsystemet.

1.) Venus ‘ atmosfære. Hver planet i solsystemet er underlagt et par forskellige effekter: gravitationstrækningen fra massen inden for planeten på den ene side og partiklerne og strålingen udsendt fra solen på den anden side. Disse to fænomener modsætter sig hinanden, når det kommer til planetens atmosfærer, med solvinden og strålingen, der arbejder for at fjerne planetens atmosfære væk, mens planetens tyngdekraft arbejder for at vokse planeten i de tidlige, formative stadier og hænge på så meget af dens atmosfære så længe som muligt senere.

selvom kviksølv var tæt nok på Solen og lille nok til, at dens atmosfære var helt fjernet for længe siden, var Venus mere fjern og mere massiv og formåede at holde fast i sine mere massive molekylære arter, især dens kulsyre. Det spekuleres i, at en løbende drivhuseffekt fandt sted på Venus for længe siden, hvilket førte til dens tætte, tykke, varme atmosfære, domineret af kulsyre og svovlsyreskyer.

de øverste lag af Venus ‘ atmosfære bliver ioniseret på grund af solstråling, og dette ioniserede lag og magnetfeltet som følge af bevægelsen af de ladede partikler i det beskytter resten af Venus fra solens Strippende effekter: svarende til hvordan Jordens magnetfelt beskytter vores egen planets atmosfære. Denne beskyttelse dækker dog ikke alt; lettere arter af gasser — herunder vanddamp — fjernes konstant af solvinden og ses i Venus magnetotail.

2.) Venus skyer. De mange tykke lag af svovlsyreskyer spiller en enorm rolle i at skubbe Venus til sine ekstremer. Mens det på jorden primært er drivhusgasserne i vores atmosfære, der opvarmer vores planet — gasser som vanddamp, kulsyre og metan, som er gennemsigtige ved optiske bølgelængder, men absorberer og genudsender lys i infrarødt-Venus skyer er det primære varmefangstmiddel på vores søsterplanet. På jorden udgør skyer kun omkring 25% af den fangede varme på vores planet; på Venus er det godt over 90%.

derudover er skyerne på både Jorden og Venus meget reflekterende, Men Jorden er kun delvist dækket af skyer, og mange af Jordens skyer er tynde, høje cirrusskyer, der kun afspejler ~10% af det indkommende sollys, i modsætning til de tykke, lave stratocumulusskyer, der kan reflektere mere som ~90% af lyset. Venus har derimod flere lag Sky-dæk, der spænder over noget som 20 kilometer i højden, således at 0% af overfladen er synlig til enhver tid fra rummet, i modsætning til mere som ~50% for planeten Jorden. Dette Skydække ender med at spille en vigtig rolle i Venus ‘ lysstyrke set fra jorden også.

3.) Venus temperatur. Selvom Venus er næsten dobbelt så langt fra Solen som Merkur og kun modtager omkring 29% af den stråling pr.enhed, som Merkur modtager, er Venus, ikke Merkur, Solsystemets hotteste planet. Der henviser til, at Kviksølv, en praktisk airless verden, kan få op til 427 °C 800 °F) i fuld Sol, mens dens nat, side kan styrtdykke til så lavt som -180 °C (-290 °F), Venus konsekvent forbliver mellem 440-480 °C (820-900 °F): altid varmere end Merkur er på sit absolut hotteste.

mens jordens drivhuseffekt kun øger vores planets temperatur med omkring 33 liter C (59 liter F), er Venus enorm og øger temperaturen med omkring 450 liter C (810 liter F) over scenariet, hvor det er en helt luftløs verden. Nede på overfladen af Venus, det er altid varmt nok til at smelte bly; vores mest langlivede landere opererede i færre end 3 timer efter berøring ned på overfladen. Mens overfladen af Venus måske er det mest helvede sted i vores solsystem — på mange måder endnu mere ekstrem end den vulkanske overflade af Jupiters måne Io — omkring ~60 kilometer op, er det overraskende jordlignende. Med lignende tryk og temperaturer som dem, der findes på jordens overflade, Venus, op over dens sky-toppe, kan allerede være hjemsted for enkle, men hårdføre mikrobielle livsformer.

4.) Venus ‘ refleksivitet. Det er her, tingene begynder at blive interessante. Hvert objekt i solsystemet har det, der er kendt som en albedo: et mål for, hvor reflekterende dens overflade er. Der er to typer albedo, som forskere taler om:

Bond albedo, som er forholdet mellem den samlede reflekterede stråling sammenlignet med den samlede indkommende (sol) stråling, og

Geometrisk albedo, hvilket er, hvor meget lys der faktisk reflekteres sammenlignet med en flad, ideelt reflekterende overflade.

ved begge mål er Venus langt den mest reflekterende planet i Solsystemet med albedoer, der hver især er mere end det dobbelte af den næste nærmeste planet. Mens luftløse verdener som Merkur eller Månen kun reflekterer omkring 11-14% af det samlede indkommende lys, svarende til hvad jorden ville reflektere, hvis den var luftløs og fri for iskapper, reflekterer Venus mellem 75-84% af det samlede lys, afhængigt af hvordan det måles. Dette høje niveau af reflektivitet gør det til at virke iboende lysere end nogen anden planet i Solsystemet, med kun få isrige måner, som Saturns Enceladus, der besidder en højere total albedo.

5.) Venus udseende fra jorden. Der er et par forskellige grunde, kombineret, for hvorfor Venus altid er den lyseste planet i Jordens nattehimmel. Den ene er, at Venus er relativt stor (næsten samme størrelse som Jorden) for en stenet planet såvel som relativt tæt på solen; med hensyn til den samlede mængde solstråling, der forekommer på overfladen, modtager kun Jupiter mere. To er, at Venus er den mest reflekterende planet i solsystemet; den højeste procentdel af den indkommende solstråling kastes tilbage i rummet.

men tre er Venus nærhed til jorden. På sit nærmeste kommer Venus inden for 41 millioner km (25 millioner miles) af jorden, tættere end nogen anden planet. Selv på sin fjerneste afstand er Venus kun 261 millioner km (162 millioner miles) fra jorden: langt tættere end Jupiter nogensinde kommer til jorden. (Jupiters næste nærmeste tilgang til Jorden kommer i 2022, når den kommer inden for 591 millioner km eller 367 millioner miles.)

selvom Venus udviser den fulde fase af faser, er dens halvmånefase nær nærmeste tilgang til jorden, når den er på sit lyseste, men det er kun lidt svagere, når det er længst væk, når det går ind i sin fulde fase. Selv på deres lyseste, de andre lyse planeter — Jupiter og Mars — kan ikke konkurrere med Venus, selv når det er svagest.

6.) Venus ‘ rolle i generel relativitet. Det første tip, vi havde om, at noget var “forkert” med Nytonisk tyngdekraft i vores solsystem, kom i midten af det 19.århundrede ved at observere Merkurs bane. I løbet af de sidste par århundreder havde vi observeret kviksølv i sin elliptiske bane omkring Solen, og vi så dens perihelion — eller dens punkt med nærmeste tilgang til Solen — fremskridt i sin bane. Den samlede hastighed, som perihelionen avancerede med, var 5600 bue-sekunder pr.

5025 af disse bue-sekunder pr.århundrede skyldtes præcessionen af jævndøgn: en effekt af Jordens forudgående bane. Den næste nøgle til at forstå problemet var at beregne virkningerne af alle de andre planeter på Merkurs bane. Selvom hver planet yder et bidrag, i alt ~532 bue-sekunder pr.århundrede, kom det største bidrag fra Venus: 277 bue-sekunder pr. århundrede, næsten det dobbelte af den næststørste bidragyder, Jupiter (ved ~150) og mere end tredobbelt jordens bidrag (ved ~90).

de “manglende” 43 bue-sekunder pr.århundrede var netop, hvad Einsteins generelle relativitet var i stand til at redegøre for, men uden at kvantificere bidragene fra andre planeter så præcist, især fra Venus, ville det have været umuligt at forstå den rolle, som generel relativitet spillede.

7. Venus og fødslen af transitspektroskopi. At være den anden planet fra vores Sol er Venus en af to planeter (sammen med kviksølv), der observeres at passere foran Solens disk fra vores perspektiv her på jorden. I modsætning til transitter af kviksølv, imidlertid, hvor kviksølv simpelthen fremstår som en uigennemsigtig disk silhuet mod solen, sollys ser ud til at “kurve” rundt om kanten af Venus, når transit både begynder og slutter. Observationer af transit af Venus, som kun forekommer to gange pr.århundrede, i gennemsnit var menneskehedens første indikation af, at Venus besad — mens kviksølv manglede — en betydelig atmosfære.

men vi kan gøre så meget mere end bare at opdage eksistensen af en atmosfære under transitter: vi kan faktisk måle, hvad dens atmosfæriske indhold er, molekyle-for-molekyle. Først demonstreret under Venus transit i 2004, er denne teknik nu en vigtig del af eksoplanetvidenskab, da vi forsøger at bruge transitspektroskopi til at skelne de atmosfæriske konstituenter af planeter omkring andre stjerner. Selvom dette i princippet var en mulighed længe før, er det kun her i det 21.århundrede, at instrumenteringsteknologi har fanget vores videnskabelige drømme.

8.) Venus lektioner for eksoplaneter. I dag ser vi på Venus, og vi ser det som det er nu: varmt, lyst og indhyllet i en tyk, tæt, tung elementrig atmosfære. Men det giver os en af de fire vigtigste potentielle skæbner for et stenet planetinteriør til en stjernes frostlinje.

• kom for tæt på din forældrestjerne, og du bliver tidligt låst og/eller får hele din atmosfære fjernet, som kviksølv på begge tæller.
• kom for langt fra din forældrestjerne, især hvis du er for lille, og du bliver kold, frossen og ugæstfri til livet, som Mars.
• hvis tingene fungerer helt rigtigt med hensyn til din atmosfære, din størrelse og din afstand fra solen, kan du have flydende vand på din overflade og et vedvarende, langsigtet skud på livet.
• men du kan stadig have en tynd atmosfære, undgå tidevandslåsning og overgang fra en verden med jordlignende potentiale til at blive et Venus-lignende hellhole: hvis din planet oplever en løbende drivhuseffekt.

hvis tingene var gået anderledes på Venus, kunne det måske også være blevet en verden med en våd, livsrig, selvbærende biosfære på lang sigt. Måske i den fjerne fortid var tingene engang meget forskellige på Venus, og måske er der en rig historie om det gamle, tidlige liv på den planet. Når vi overvejer, hvad der kunne være derude på planeter ud over vores eget Solsystem, er vi nødt til at se ikke kun efter “andre jordarter”, der kan være derude, men også for andre Venuser, såvel som eventuelle evolutionære trin, som det måtte have gennemgået undervejs.

alt fortalt, Venus er en planet fuld af ekstremer. Det besidder den tykkeste atmosfære i enhver rocky, terrestrisk verden kendt. Det opnår de varmeste overfladetemperaturer på enhver planet i solsystemet. Det er den mest reflekterende planet i solsystemet, der overgår selv gasgiganterne. Og-af særlig interesse for observatører på jorden — det er altid det lyseste lyspunkt, der er synligt på nattehimlen. Når det ikke er direkte bag solen, enten i post-solnedgang eller før daggry himmel, ingen anden stjerne eller planet nogensinde overskygger det.

så med alt, hvad vi nu ved, hvorfor er det, at Venus er den lyseste planet i solsystemet?

det skyldes kombinationen af dets store, jordlignende overfladeareal, dets relativt tætte nærhed til solen, dets meget reflekterende, skyrige atmosfære og det faktum, at selv på det fjerneste er det aldrig mere end omkring 1,75 astronomiske enheder fra planeten Jorden. Selv når Jupiter og Mars, de næste lyseste planeter, er på deres absolutte lyseste, kan de stadig ikke konkurrere med Venus på sin svageste. Næste gang du kigger op og ser et uovertruffen lyst lyspunkt fast i himlen efter solnedgang eller før daggry, ved du præcist, hvorfor Venus, sammenlignet med alle de andre stjerner og planeter, der er synlige fra jorden, altid ser ud til at overskygge dem alle.