月、金星、そしてかすかな火星、一緒に2021年7月12日の夜空に。 の近さ。.. 薄い三日月はちょうど比較的近くにあることを起こっている間、火星への金星は、惑星の結合の結果です。 地球の夜空で最も明るい惑星である金星は、すべての星を簡単に上回り、この写真が撮影された瞬間に火星よりも約200倍明るいです。
Christopher Becke/@Beckephysics
最近、日没後に西を見てきたなら、その周りだけでなく、夜空全体を照らす光の一点があることに気づいたかもしれません。 その点は、月を除いて夜空の他のすべての物体を凌駕するほど明るく輝く惑星である惑星金星です。 他のすべての星と惑星は、地球から見た金星と比較して見劣りしており、それは金星がその軌道上で地球に最も近いか遠いかにかかわらずです。
火星の隣に見える—それ自体が明るい惑星—2021年7月12日の連星の間に現れたように、金星は火星の約200倍、またはほぼ6つの完全な天文規模：北星と惑星海王星の間の明るさの差に等しい。 その継続的な明るさはおそらく金星の最も顕著な特徴ですが、それは私たちが地球から見ることができる最も明るい惑星ではなく、むしろ多くの点で極端で顕著な惑星です。 ここでは、金星に太陽系内での顕著な、ユニークな状態を与えるものです。
金星の雲が豊富な大気は、高密度で厚く、非常に熱い表面層の上に高い位置しています。 下の方。.. クラウドデッキは、あなたがすでに数十キロアップしているまで開始されず、高度で-90キロで最高のhazesまで複数の層に持続します。 主に硫酸で構成されるこれらの雲は、おそらく金星の大気の最も顕著な特徴です。
LIMAYE ET AL,DOI:10.1089/AST.2017.1783
1.）金星の大気。 太陽系内のすべての惑星は、いくつかの異なる影響を受けます: 一方では惑星内の質量からの引力、他方では太陽から放出される粒子と放射線。 これら二つの現象は、惑星の大気に関しては互いに反対しており、太陽風と放射線は惑星の大気を取り除くために働いていますが、惑星の引力は初期の形成段階で惑星を成長させ、後でできるだけ長くその大気の多くにぶら下がるように働いています。
水星は太陽に十分近く、その大気はずっと前に完全に取り除かれたほど小さかったが、金星はより遠く、より巨大であり、より巨大な分子種、特に二酸化炭素を保持していた。 これは、暴走温室効果が二酸化炭素と硫酸雲によって支配され、その密な、厚い、熱い雰囲気につながる、ずっと前に金星に行われたと推測されています。
金星の大気の上層は太陽放射によって電離され、この電離された層とその中の荷電粒子の動きから生じる磁場は、地球の磁場が私たち自身の惑星の大気を保護する方法と同様に、太陽の剥離効果から金星の残りの部分を保護します。 水蒸気を含むより軽い種のガスは、太陽風によって絶えず取り除かれ、金星の磁気尾に見られます。
あかつき宇宙船による金星の夜側の赤外線ビュー。 その明るさはより大きいです。.. 地球から見た他の惑星のそれ、そしてそれは他のどの惑星よりも近い私たちの世界に近づきます。 その最も近いところでは、それはすべての惑星の空で最大のように見えます;その最も遠いところでは、多くの他の惑星がより大きく見えることがで しかし、金星は常に最も明るいです。
宇宙科学研究所、JAXA
2.）金星の雲。 硫酸雲の複数の厚い層は、その極端に金星をプッシュする上で途方もない役割を果たしています。 地球上では、主に私たちの惑星を暖めるのは大気中の温室効果ガスです—水蒸気、二酸化炭素、メタンのようなガスは、光の波長では透明ですが、赤外線で光を吸収して再放出します-金星の雲は私たちの姉妹惑星の主要な熱捕捉剤です。 地球上では、雲は私たちの惑星上の閉じ込められた熱の約25％を占めています。
さらに、地球と金星の両方の雲は非常に反射的ですが、地球は部分的に雲で覆われており、地球の雲の多くは、光の約90％のように反射することができる厚くて低い層積雲とは対照的に、入ってくる日光の約10％しか反射しない薄くて高い巻雲です。 これとは対照的に、金星は高度20キロメートルのようなものにまたがる複数の雲の層を持ち、惑星地球の50％以上とは対照的に、表面の0％がいつでも宇宙か この雲の覆いは、地球から見た金星の明るさにも重要な役割を果たしています。
ソビエト連邦の一連のベネラ着陸機は、これまでに着陸してデータを送信する唯一の宇宙船です。.. 金星の表面から。 すべての着陸船の中で最も長寿命のものは、計器が過熱して接触が失われる前に二時間のマークを超えました。 今日まで、金星の表面では、温度が華氏900度（482℃）に達するまで、宇宙船は長く生存していませんでした。
ベネラ-ランダース/
3.）金星の温度。 金星は太陽から水星の約2倍の距離であり、水星が受け取る単位面積あたりの放射線の約29％しか受け取りませんが、水星ではなく金星は太陽系で最も 事実上空気のない世界である水星は、完全な太陽の下で427°C（800°F）まで上昇することができますが、夜の側は-180°C（-290°F）と低くなる可能性がありますが、金星は一貫して440-480°C（820-900°F）の間にとどまります。
地球の温室効果は地球の温度を約33°C(59°F)上昇させるだけですが、金星の温度は非常に高く、完全に空気のない世界であるシナリオでは約450°C(810°F)上昇します。 金星の表面で、それは鉛を溶かすには十分に熱い常に;私達の最も長命の着陸者は表面で触れることに3時間以下のために作動した。 金星の表面は、私たちの太陽系で最も地獄のような場所かもしれませんが—木星の月イオの火山表面よりも多くの点でさらに極端な—約-60キロアップ、それは驚くほど地球のようなものです。 地球の表面で見つかったものと同様の圧力と温度で、金星は、その雲の上の上に、すでに単純だが丈夫な微生物の生命体に家であるかもしれません。
太陽系の7つの地球外惑星：水星、金星、火星、木星、土星、。.. 天王星と海王星は、地球から見えるものに正確なサイズですが、明るさは調整されています。 土星は、ほぼ同じ大きさとほぼ同じ反射率であるにもかかわらず、木星よりも何倍も暗いです：太陽と地球の両方からのはるかに大きな距離の関数。 一方、金星は、最も暗い惑星、海王星よりも63,000倍明るいです。
ゲッティイメージズ
4.）金星の反射率。 これは物事が面白くなり始めるところです。 その表面がどのように反射の尺度：太陽系内のすべてのオブジェクトは、アルベドとして知られているものを持っています。 科学者が話すアルベドには2つのタイプがあります：
ボンドアルベドは、入ってくる（太陽）放射と比較した全反射放射の比であり、
幾何学的アルベドは、平らで理想的には反射面と比較して実際に反射される光の量である。
どちらの手段でも、金星は太陽系で最も反射的な惑星であり、アルベドはそれぞれ次の最も近い惑星の2倍以上です。 水星や月のような空気のない世界は、それが空気のないとicecapsの自由であった場合、地球が反射するものと同様に、全体の入射光の約11-14％のみを反映しているのに対し、金星は、それが測定されている方法に依存して、全光の75-84％の間を反映しています。 この高レベルの反射率は、太陽系の他のどの惑星よりも本質的に明るく見えるようになり、土星のエンケラドスのような氷が豊富な衛星は少なく、総アルベドが高い。
地球から見た金星の位相は、金星が常にどのように現れているかを理解することができます。.. 地球の視点。 太陽から47度離れた最大の伸びに達すると、金星は薄い三日月相で最大で最も明るいですが、より遠くて小さいときには、地球の夜空に月以外の最も明るい物体が残っています。
ウィキメディア-コモンズの利用者NichalpとSagredo
5.）地球からの金星の外観。 金星は常に地球の夜空で最も明るい惑星である理由のために、組み合わせて、いくつかの異なる理由があります。 一つは、金星は岩の多い惑星のために比較的大きく（地球とほぼ同じ大きさ）だけでなく、太陽に比較的近いということです。 2つは、金星は太陽系で最も反射的な惑星であり、入ってくる太陽放射の最も高い割合が宇宙に投げ戻されるということです。
しかし、3つは金星が地球に近接しています。 最も近いところでは、金星は地球から4100万km（2500万マイル）以内にあり、他のどの惑星よりも近い。 最も遠い場所であっても、金星は地球からわずか261万km（162万マイル）であり、木星が地球に到達するよりもはるかに近い。 （木星の次の地球への最接近は、2022年に5億9100万km、または3億6700万マイル以内に来るでしょう。)
金星は完全な位相を示していますが、地球に最も近い三日月相は最も明るいときですが、完全な位相に入るにつれて最も遠いときはわずかに暗いです。 最も明るい場所であっても、他の明るい惑星—木星と火星—は、最も暗い場所であっても金星と競合することはできません。
太陽系内惑星系の惑星の軌道は正確には円形ではありませんが、かなりです。.. 水星と火星が最大の出発と最大の楕円率を持つことで、閉じます。 金星、木星、そして地球が支配する水星の歳差運動に対する惑星の影響は、一般相対性理論に指を向けて、観測された歳差運動のすべてを説明するこ
6.）一般相対性理論における金星の役割。 私たちの太陽系内のニュートン重力で何かが”間違っている”という最初のヒントは、水星の軌道を観察することによって、19世紀半ばに来ました。 過去数世紀にわたって、私たちは太陽の周りの楕円軌道で水星を観察していました、そして、私たちはその近日点—または太陽に最も近い接近点—がその軌道上で前進するのを見ました。 近日点が進んだ速度は5600秒/世紀であり、その速度はニュートン重力には少し多すぎた。
5025は、分点の歳差運動、すなわち地球の歳差運動軌道の影響によるものであった。 この問題を理解する上での次の鍵は、水星の軌道上の他のすべての惑星の影響を計算することでした。 それぞれの惑星は1世紀あたり532秒角の貢献をしていますが、最大の貢献は金星から来ました：1世紀あたり277秒角、次の最大の貢献者である木星（〜150）の2倍、地球の3倍以上の貢献（〜90）。
アインシュタインの一般相対性理論が説明することができたのは、世紀あたり43秒角の”欠落”だったが、他の惑星、特に金星からの寄与を正確に定量化することがなければ、一般相対性理論が果たした役割を理解することは不可能であったであろう。
水星（上部）が最初に太陽を横切って通過し始めるとき、大気のヒントはありません。.. その大気を通ってフィルタリング日光の存在を明らかにする”アーク”。 これとは対照的に、金星の大気（下）は、トランジット中に明確に定義された弧を表示し、18世紀までさかのぼりました
NASA/TRACE（上）、JAXA/NASA/ひので（下）)
7.）金星とトランジット分光法の誕生。 私たちの太陽から2番目の惑星である金星は、地球上の私たちの視点から、太陽の円盤の前を通過することが観察されている2つの惑星（水星と一緒に）の1つです。 しかし、水星のトランジットとは異なり、水星は単に太陽に対してシルエット不透明なディスクとして表示され、日光はトランジットの開始と終了の両方として金星の端の周りに「カーブ」するように見えます。 金星のトランジットの観測は、平均して1世紀に2回しか起こらず、金星が実質的な大気を持っていたのに対し、水星が欠けていたことを人類が最初に示したものであった。
しかし、我々は単に大気の存在を検出する以上のことを行うことができます：実際には、その大気の内容が何であるかを分子ごとに測定することがで 2004年の金星のトランジットで初めて実証されたこの技術は、トランジット分光法を使用して他の星の周りの惑星の大気組成を識別しようとすると、現在、太陽系外惑星科学の重要な部分である。 原理的には、これはずっと前に可能性があったが、それは計測技術が私たちの科学的な夢に追いついていることを21世紀にここにしかありません。
このインフォグラフィックには、いくつかのイラストと周回する七つの惑星の惑星パラメータが表示されます。.. TRAPPIST-1. それらは、比較のために私たちの太陽系の岩の惑星と一緒に示されています。 これらの7つの既知の世界は、金星のほぼ軌道に出るだけであり、まだ発見されていない最も外側の世界を超えて、さらに多くの世界が存在する可能性があり、おそらく可能性さえあります。 どの世界が水星のようなもの、金星のようなもの、地球のようなもの、または火星のようなものであるかはまだ決定されていません。
8.）太陽系外惑星のための金星の教訓。 今日、私たちは金星を見て、それが今のようにそれを見ます：熱く、明るく、厚く、緻密で重い要素が豊富な雰囲気に包まれています。 しかし、それは星の霜ラインに岩の惑星の内部のための四つの主要な潜在的な運命の一つを私たちに提供します。
- 親星に近すぎると、水星のように潮汐固定されたり、大気全体が取り除かれたりします。
- あなたの親星から遠すぎる、特にあなたが小さすぎる場合、あなたは火星のように冷たく、凍って、人生に無愛想になるでしょう。
- あなたの大気、大きさ、太陽からの距離がちょうど良いものであれば、あなたの表面に液体の水があり、人生を持続的かつ長期的に撮影することがで
- しかし、あなたはまだ薄い大気を持ち、潮汐固定を避け、地球のような可能性を持つ世界から金星のような地獄へと移行することができます：あなたの惑星が暴走した温室効果を経験するならば。
もし金星で物事が違っていたら、おそらくそれも長期的には濡れており、生命に富み、自立した生物圏を持つ世界になっていたかもしれません。 おそらく、遠い過去に、物事はかつて金星で非常に異なっていた、そしておそらくその惑星上の古代、初期の人生の豊かな歴史があります。 私たち自身の太陽系を超えた惑星に何があるのかを考えているとき、私たちはそこにあるかもしれない”他の地球”だけでなく、他のVenuses、そしてそれが道に沿って受けたかもしれない進化のステップを探す必要があります。
左の地球と、右の赤外線で見られるように、金星は、金星とほぼ同じ半径を持っています。.. 地球の物理的な大きさは約90-95％です。 しかし、太陽に近接しているため、金星は以前とはまったく異なる運命に苦しんでいました。 今から約10億年後、地球が最終的に追随する可能性があります。
Arie Wilson Passwaters/Rice University
金星は極端な惑星であると言われています。 これは、知られている任意の岩、地上の世界の最も厚い雰囲気を持っています。 これは、太陽系内の任意の惑星の最もホットな表面温度を達成しています。 それは太陽系で最も反射的な惑星であり、ガス巨人でさえも上回っています。 そして、地球上の観測者にとって特に興味深いのは、それは常に夜空に見える最も明るい光の点です。 日没後または夜明け前の空のいずれかで、太陽の真後ろにないときはいつでも、他の星や惑星はそれを凌駕しません。
だから、私たちが今知っているすべてで、なぜ金星が太陽系で最も明るい惑星であるのでしょうか？
それは、その大きな、地球のような表面積、太陽に比較的近い、その非常に反射的な、雲が豊富な大気、そして最も遠いところでさえ、惑星地球から約1.75天文単位を超えることはないという事実の組み合わせによるものです。 木星と火星、次の最も明るい惑星は、彼らの絶対的な最も明るいにある場合でも、彼らはまだその最も暗いで金星と競合することはできません。 次に見上げると、日没後または夜明け前の空に固定された比類のない明るい点を見ると、金星は地球から見える他のすべての星や惑星と比較して、常にそれらすべてを輝かせるように見える理由を正確に知ることができます。