Kuu, Venus ja himmeä Mars yhdessä 12.heinäkuuta 2021 yötaivaalla. Lähellä … Venus Marsiin on seurausta planeetan konjunktiosta, kun taas ohut kuunsirppi vain sattui olemaan suhteellisen lähellä. Venus, kirkkain planeetta maan yötaivaalla, helposti päihittää kaikki tähdet, ja on noin ~200 kertaa kirkkaampi kuin Mars hetkellä tämä kuva otettiin.
Christopher Becke / @Beckephysics
jos olet viime aikoina katsonut auringonlaskun jälkeen länteen, olet saattanut huomata, että on yksi valopiste, joka loistaa muita paremmin paitsi sen ympärillä, myös koko yötaivaalla. Tuo piste on Venus-planeetta, joka on niin kirkas ja valovoimainen planeetta, että se päihittää kaikki muut yötaivaan kohteet kuuta lukuun ottamatta. Kaikki muut tähdet ja planeetat kalpenevat Venuksen rinnalla Maasta katsottuna, ja se on riippumatta siitä, onko Venus radallaan lähimmillään vai kauimpana maasta.
Marsin — sinänsä kirkkaan planeetan-vieressä nähtynä Venus ilmestyi yhdessä 12. heinäkuuta 2021 noin 200 kertaa Marsia kirkkaampana eli lähes kuusi täyttä tähtitieteellistä magnitudia: yhtä suuri kuin Pohjantähden ja Neptunuksen kirkkausero. Vaikka sen jatkuva kirkkaus on ehkä Venuksen merkittävin ominaisuus, se ei ole vain kirkkain planeetta, jonka voimme nähdä maasta, vaan pikemminkin äärimmäinen, merkittävä planeetta monin tavoin. Tämä antaa Venukselle sen ainutlaatuisen aseman aurinkokunnassa.
Venuksen pilvinen kaasukehä sijaitsee korkealla tiheän, paksun, erittäin kuuman pintakerroksen yläpuolella. Alentaa … pilvikannet alkavat vasta, kun olet jo kymmeniä kilometrejä ylhäällä, ja jatkuvat useissa kerroksissa, kunnes korkeimmat hazet ovat ~90 kilometrin korkeudessa. Nämä pilvet, jotka koostuvat suurelta osin rikkihaposta, ovat ehkä Venuksen kaasukehän silmiinpistävin piirre.
LIMAYE ET AL, DOI: 10.1089/AST.2017.1783
1.) Venuksen kaasukehä. Jokaisella aurinkokunnan planeetalla on muutamia erilaisia vaikutuksia: gravitaatiovoima yhtäältä planeetan massasta ja toisaalta auringosta lähtevistä hiukkasista ja säteilystä. Nämä kaksi ilmiötä vastustavat toisiaan, kun on kyse planeetan ilmakehästä, aurinkotuulen ja säteilyn pyrkiessä riisumaan planeetan kaasukehän pois, samalla kun planeetan vetovoima pyrkii kasvattamaan planeettaa varhaisissa, kehittyvissä vaiheissa ja pitämään mahdollisimman suuren osan sen kaasukehästä kiinni mahdollisimman pitkään myöhemmin.
vaikka Merkurius oli tarpeeksi lähellä Aurinkoa ja tarpeeksi pieni, että sen kaasukehä oli jo kauan sitten täysin irronnut, Venus oli etäisempi ja massiivisempi ja onnistui pitämään kiinni massiivisemmista molekyylilajeistaan, erityisesti hiilidioksidistaan. On arveltu, että Venuksella tapahtui kauan sitten kasvihuoneilmiö, joka johti sen tiheään, paksuun, kuumaan ilmakehään, jota hallitsivat hiilidioksidi-ja rikkihappopilvet.
Venuksen kaasukehän ylemmät kerrokset ionisoituvat auringon säteilyn vaikutuksesta, ja tämä ionisoitunut kerros ja sen sisällä olevien varattujen hiukkasten liikkeestä aiheutuva magneettikenttä suojelevat Venuksen muuta osaa auringon strippausvaikutuksilta: samalla tavalla kuin Maan magneettikenttä suojelee oman planeettamme kaasukehää. Tämä suoja ei kuitenkaan kata kaikkea, vaan kevyemmät kaasulajit — myös vesihöyry — ovat jatkuvasti aurinkotuulen riivaamia, ja niitä nähdään Venuksen magnetotailissa.
Akatsuki-avaruusaluksen infrapunanäkymä Venuksen yöpuolelta. Sen kirkkaus on suurempi kuin … mikä tahansa muu planeetta Maasta katsottuna, ja se lähestyy maailmaamme lähempänä kuin mikään muu planeetta. Lähimmillään se näyttää kaikista planeetoista taivaan suurimmalta; kaukaisimmillaan lukuisat muut planeetat voivat näyttää suuremmilta. Venus on kuitenkin aina kirkkain.
ISAS, JAXA
2.) Venuksen pilvet. Rikkihappopilvien moninaiset paksut kerrokset vaikuttavat suunnattomasti Venuksen työntämiseen äärimmäisyyksiin. Kun taas maapallolla planeettaamme lämmittävät pääasiassa ilmakehässä olevat kasvihuonekaasut-vesihöyryn, hiilidioksidin ja metaanin kaltaiset kaasut, jotka ovat optisella aallonpituudella läpinäkyviä, mutta absorboivat ja lähettävät uudelleen valoa infrapunasäteilyssä — Venuksen pilvet ovat sisarplaneetallamme ensisijainen lämmönsäästäjä. Maapallolla pilvet muodostavat vain noin 25% planeettamme vangitusta lämmöstä, Venuksessa reilusti yli 90%.
lisäksi sekä maan että Venuksen pilvet ovat hyvin heijastavia, mutta maa on vain osittain pilvien peitossa, ja monet maan pilvistä ovat ohuita, korkeita cirruspilviä, jotka heijastavat vain ~10% tulevasta auringonvalosta, toisin kuin paksut, matalat stratocumulus-pilvet, jotka voivat heijastaa enemmän kuin ~90% valosta. Venus, sitä vastoin, on useita kerroksia pilvi-kannet ulottuu noin 20 km korkeudessa siten, että 0% pinta on näkyvissä milloin tahansa avaruudesta, toisin kuin ~50% planeetta Maa. Tällä pilvipeitteellä on tärkeä rooli Venuksen kirkkaudessa myös Maasta katsottuna.
Neuvostoliiton Venera landers-sarja on ainoa avaruusalus, joka on koskaan laskeutunut ja lähettänyt dataa … Venuksen pinnalta. Pitkäikäisin kaikista landereista ylitti kahden tunnin rajan ennen kuin soittimet ylikuumenivat ja yhteys katkesi. Toistaiseksi yksikään avaruusalus ei ole säilynyt pidempään Venusin pinnalla, jossa lämpötila kohoaa 482 asteeseen.
Venera landers / Neuvostoliitto
3.) Venuksen lämpötila. Vaikka Venus on Merkuriuksen tavoin lähes kaksi kertaa kauempana Auringosta ja saa vain noin 29% siitä säteilystä, jota Merkurius saa pinta-alayksikköä kohti, Venus, ei Merkurius, on Aurinkokunnan kuumin planeetta. Siinä missä Merkurius, käytännössä ilmaton maailma, voi saavuttaa jopa 427 °C (800 °F) täydessä auringossa, kun taas sen yöpuoli voi painua jopa -180 °C (-290 °F) asteeseen, Venus pysyy jatkuvasti välillä 440-480 °C (820-900 °F): aina kuumempi kuin Elohopea absoluuttisesti kuumimmillaan.
vaikka maan kasvihuoneilmiö nostaa planeettamme lämpötilaa vain noin 33 °C (59 °F), Venuksen lämpötila on valtava, nostaen sen lämpötilaa noin 450 °C (810 °F) verrattuna tilanteeseen, jossa se on täysin ilmaton maailma. Venuksen pinnalla on aina tarpeeksi kuuma sulattaakseen lyijyn; pitkäikäisimmät laskeutujamme toimivat alle 3 tuntia, kun ne laskeutuvat pinnalle. Vaikka Venuksen pinta saattaa olla aurinkokuntamme helvetillisin paikka-monin tavoin jopa äärimmäisempi kuin Jupiterin Kuun Io: n vulkaaninen pinta — noin ~60 kilometrin korkeudessa, se on yllättävän Maan kaltainen. Koska Venuksessa on samanlaiset paineet ja lämpötilat kuin maan pinnalla, sen pilvipeitteiden yläpuolella saattaa jo olla yksinkertaisia mutta sitkeitä mikrobeja.
aurinkokunnan seitsemän maapallon ulkopuolista planeettaa: Merkurius, Venus, Mars, Jupiter, Saturnus,… Uranus ja Neptunus, joiden koko täsmää maasta näkyvään, mutta joiden kirkkaudet on säädetty. Saturnus on monta kertaa himmeämpi kuin Jupiter, vaikka se on lähes samankokoinen ja heijastuskyky lähes sama: funktio sen paljon suuremmasta etäisyydestä sekä auringosta että maasta. Venus puolestaan on 63 000 kertaa kirkkaampi kuin heikoin planeetta Neptunus.
Getty Images
4.) Venuksen heijastus. Tästä alkaa tulla mielenkiintoista. Jokaisella aurinkokunnan kappaleella on niin sanottu albedo, joka mittaa sen pinnan heijastavuutta. Albedoa on kahta tyyppiä, joista tutkijat puhuvat:
Bondin albedo, joka on heijastuneen kokonaissäteilyn suhde saapuvaan (auringon) kokonaissäteilyyn, ja
Geometrinen albedo, joka on kuinka paljon valoa todella heijastuu verrattuna tasaiseen, ihanteellisesti heijastavaan pintaan.
molemmilla mittareilla Venus on Aurinkokunnan ylivoimaisesti heijastavin planeetta, sillä albedot ovat kumpikin yli kaksinkertaiset seuraavaksi lähimmästä planeetasta. Siinä missä ilmattomat maailmat, kuten Merkurius tai kuu, heijastavat vain noin 11-14% saapuvan valon kokonaismäärästä, samaan tapaan kuin maa heijastaisi, jos se olisi ilmaton ja jääpeitteetön, Venus heijastaa 75-84% kokonaisvalosta riippuen siitä, miten se mitataan. Tämä suuri heijastavuus saa sen näyttämään luonnostaan kirkkaammalta kuin mikään muu aurinkokunnan planeetta, sillä vain muutamilla jääpitoisilla kuilla, kuten Saturnuksen Enceladuksella, on suurempi kokonaisalbedo.
Venuksen vaiheet Maasta katsottuna voivat auttaa meitä ymmärtämään, mistä Venus aina tulee … maan näkökulma. Venus on suurimmillaan ja kirkkaimmillaan 47 asteen etäisyydellä auringosta, mutta kaukaisempana ja pienempänä se on täydempi ja pysyy kirkkaimpana kappaleena, kuuta lukuun ottamatta, maan yötaivaalla.
Wikimedia Commons-käyttäjät Nichalp ja Sagredo
5.) Venuksen ilmestyminen maasta. On olemassa muutamia eri syitä, yhteenlaskettuna, miksi Venus on aina kirkkain planeetta maan yötaivaalla. Yksi on se, että Venus on suhteellisen suuri (lähes samankokoinen kuin maa) kiviseksi planeetaksi sekä suhteellisen lähellä Aurinkoa; mitattuna auringon säteilyn kokonaismäärästä sen pinnalla, vain Jupiter saa enemmän. Kaksi on se, että Venus on aurinkokunnan heijastavin planeetta; suurin osa saapuvasta auringon säteilystä sinkoutuu takaisin avaruuteen.
mutta kolme on Venuksen läheisyys maahan. Lähimmillään Venus on 41 miljoonan kilometrin säteellä maasta, lähempänä kuin mikään muu planeetta. Kaukaisimmillaankin Venus on vain 261 miljoonan kilometrin päässä Maasta: paljon lähempänä kuin Jupiter koskaan pääsee maahan. (Jupiter lähestyy Maata seuraavaksi lähimmillään vuonna 2022, jolloin se tulee 591 miljoonan kilometrin eli 367 miljoonan mailin säteellä.)
vaikka Venuksella on koko vaiheisto, sen puolikuun vaihe lähimpänä maata on silloin, kun se on kirkkaimmillaan, mutta se on vain hieman himmeämpi, kun se on kauimpana saavuttaessaan täyden vaiheensa. Kirkkaimmillaankaan muut kirkkaat planeetat — Jupiter ja Mars — eivät pysty kilpailemaan Venuksen kanssa edes heikoimmillaan.
aurinkokunnan sisäosien planeettojen radat eivät ole aivan pyöreitä, mutta ne ovat melkoisia … lähellä, Merkuriuksella ja Marsilla on suurimmat lähdöt ja suurimmat elliptisyydet. Planeettojen vaikutukset Merkuriuksen prekessioon, jota hallitsivat ensin Venus, sitten Jupiter ja sitten Maa, eivät voi selittää kaikkea havaittua prekessiota, mikä osoittaa sormella yleistä suhteellisuusteoriaa.
NASA / JPL
6.) Venuksen rooli yleisessä suhteellisuusteoriassa. Ensimmäinen vihje siitä, että jokin oli ”vialla” Newtonin painovoimassa aurinkokunnassamme, tuli 1800-luvun puolivälissä tarkkailemalla Merkuriuksen kiertorataa. Viime vuosisatojen aikana olimme tarkkailleet Merkuriusta sen elliptisellä kiertoradalla auringon ympärillä, ja näimme sen perihelin — tai sen pisteen, joka on lähimpänä Aurinkoa-etenevän radallaan. Perihelin etenemisnopeus oli 5600 kaarisekuntia vuosisadassa, ja se nopeus oli hieman liikaa Newtonilaiselle painovoimalle.
5025 noista kaarisekunneista vuosisadassa johtui päiväntasausten prekessiosta: maan prekessoivan kiertoradan vaikutuksesta. Seuraava avain ongelman ymmärtämiseen oli laskea kaikkien muiden planeettojen vaikutukset Merkuriuksen kiertoradalle. Vaikka jokainen planeetta antaa panoksensa, yhteensä ~532 kaarisekuntia vuosisadassa, suurin panos tuli Venuksesta: 277 kaarisekuntia vuosisadassa, lähes kaksinkertainen verrattuna seuraavaksi suurimpaan lahjoittajaan, Jupiteriin (~150: ssä), ja yli kolminkertaisesti maan panokseen (~90: ssä).
” puuttuva ” 43 kaarisekuntia vuosisadassa oli juuri se, minkä Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria pystyi selittämään, mutta ilman muiden planeettojen osuuksien määrittämistä niin tarkasti, erityisesti Venuksen osalta, yleisen suhteellisuusteorian roolin ymmärtäminen olisi ollut mahdotonta.
kun Merkurius (ylempi) alkaa ensin kulkea auringon yli, ilmakehästä ei ole tietoakaan … ’kaari’, joka paljastaisi auringonvalon suodattuvan sen ilmakehän läpi. Sen sijaan Venuksen kaasukehä (alempi) näyttää läpikulkujen aikana selvästi määritellyn kaaren, ja esiintyi jo 1700-luvulla,
NASA/TRACE (ylempi); JAXA / NASA / Hinode (alempi))
7.) Venus ja transitospektroskopian synty. Koska Venus on toinen planeetta Auringostamme, se on toinen kahdesta planeetasta (Merkuriuksen ohella), joiden on havaittu kulkevan auringon kiekon edessä meidän näkökulmastamme täällä maassa. Toisin kuin Merkuriuksen transitit, joissa Merkurius näkyy vain läpinäkymättömänä kiekkona, joka on siluettina aurinkoa vasten, auringonvalo näyttää” kaartuvan ” Venuksen reunan ympäri, kun transitio sekä alkaa että päättyy. Havainnot Venuksen ylityksistä, joita tapahtuu keskimäärin vain kaksi kertaa vuosisadassa, olivat ihmiskunnan ensimmäinen osoitus siitä, että Venuksella oli — Merkuriuksen puutteessa — huomattava kaasukehä.
mutta voimme tehdä paljon enemmän kuin vain havaita ilmakehän olemassaolon transitien aikana: voimme itse asiassa mitata sen ilmakehän sisällön, molekyyli molekyyliltä. Tämä tekniikka esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 2004 Venuksen kauttakulun aikana, ja se on nyt tärkeä osa eksoplaneettatieteitä, kun yritämme transitospektroskopian avulla havaita planeettojen ilmakehän perusrakenteet muiden tähtien ympärillä. Vaikka periaatteessa tämä oli mahdollisuus jo kauan ennen, vasta täällä 21.vuosisadalla instrumentointiteknologia on saavuttanut tieteelliset unelmamme.
tämä infografiikka näyttää joitakin havainnekuvia ja planeettaparametreja seitsemästä kiertävästä planeetasta … TRAPPIST-1. Niitä esitetään aurinkokuntamme kivisten planeettojen rinnalla vertailtavaksi. Nämä seitsemän tunnettua maailmaa kiertävät vain suunnilleen Venuksen kiertoradalla; on mahdollista ja ehkä jopa todennäköistä, että vielä löydetyn uloimman maailman tuolla puolen on vielä monia muita maailmoja. Sitä, mitkä maailmat ovat Merkuriuksen, Venuksen, maan vai Marsin kaltaisia, ei ole vielä päätetty.
NASA
8.) Venuksen opit eksoplaneetoille. Nykyään katsomme Venusta ja näemme sen sellaisena kuin se on nyt: kuumana, kirkkaana ja verhoutuneena paksuun, tiheään, raskaselementtirikkaaseen ilmakehään. Mutta se tarjoaa meille yhden neljästä mahdollisesta kohtalosta kivisen planeetan sisäpuolelle tähden pakkasrajalle.
- jos menet liian lähelle emotähteäsi, tulet siistiksi ja / tai menetät koko ilmakehäsi, kuten Merkurius molemmilla kerroilla.
- mene liian kauas emotähdestäsi, varsinkin jos olet liian pieni, ja sinusta tulee kylmä, jähmettynyt ja elämälle karu, kuten Marsista.
- jos asiat sujuvat juuri sopivasti ilmakehän, koon ja etäisyyden suhteen auringosta, saattaa pinnalla olla nestemäistä vettä ja jatkuva, pitkäaikainen elämänruiske.
- mutta voisit silti omistaa ohuen ilmakehän, välttää vuoroveden lukkiutumisen ja siirtymisen maapalloa muistuttavasta maailmasta Venuksen kaltaiseksi helvetinkoloksi: jos planeettasi kokee karanneen kasvihuoneilmiön.
jos asiat olisivat Venuksella menneet toisin, ehkä siitäkin olisi voinut pitkällä aikavälillä tulla maailma, jossa on märkä, elämänmakuinen, itseään ylläpitävä biosfääri. Ehkä kaukaisessa menneisyydessä asiat olivat hyvin erilaisia Venuksella, ja ehkä planeetalla on rikas historia muinaisesta, varhaisesta elämästä. Kun mietimme, mitä oman aurinkokuntamme ulkopuolisilla planeetoilla voisi olla, meidän ei tarvitse etsiä vain ”muita maapalloja”, joita saattaa olla olemassa, vaan myös muita Venuksia, sekä kaikkia evoluution vaiheita, joita se on saattanut käydä läpi matkan varrella.
maa vasemmalla, ja Venus, kuten infrapuna oikealla, on lähes identtinen säteitä, Venus … on noin ~90-95% fyysinen koko maan. Koska Venus oli kuitenkin lähellä aurinkoa, sen kohtalo oli aiemmin hyvin erilainen. On mahdollista, että noin miljardin vuoden päästä Maa seuraa perässä.
Arie Wilson Passwaters/Rice University
All told, Venus on planeetta täynnä ääripäitä. Sillä on paksuin ilmakehä kivisessä, maanpäällisessä maailmassa. Sillä saavutetaan aurinkokunnan kaikkien planeettojen kuumimmat pintalämpötilat. Se on aurinkokunnan heijastavin planeetta, joka päihittää jopa kaasujättiläiset. Ja-mikä kiinnostaa erityisesti maan havainnoitsijoita-se on aina yötaivaan kirkkain valopiste. Aina kun se ei ole suoraan Auringon takana, ei auringonlaskun jälkeisellä tai aamunkoittoa edeltävällä taivaalla, mikään muu tähti tai planeetta ei koskaan päihitä sitä.
miksi Venus on Aurinkokunnan kirkkain planeetta?
se johtuu sen suuren, maan kaltaisen pinta-alan, suhteellisen läheisen auringon, hyvin heijastavan, pilvirikkaan kaasukehän sekä siitä, että kaukaisimmillaankin se on aina noin 1,75 tähtitieteellisen yksikön päässä maapallosta. Vaikka Jupiter ja Mars, seuraavaksi kirkkaimmat planeetat, ovat absoluuttisesti kirkkaimmillaan, ne eivät silti pysty kilpailemaan Venuksen kanssa heikoimmillaan. Kun seuraavan kerran katsot ylös ja näet vertaansa vailla olevan kirkkaan Valopisteen, joka on kiinnitetty auringonlaskun jälkeiseen tai aamunkoittoa edeltävään taivaaseen, tiedät tarkalleen, miksi Venus, verrattuna kaikkiin muihin maasta näkyviin tähtiin ja planeettoihin, näyttää aina olevan kirkkaampi kuin ne kaikki.