Månen, Venus Og den svake Mars, sammen på nattehimmelen 12. juli 2021. Nærhet til … Venus Til Mars er resultatet av en planetarisk sammenheng, mens den tynne halvmåne bare skjedde å være relativt i nærheten. Venus, Den lyseste planeten I Jordens natthimmel, skinner lett over alle stjernene, og er noen ~200 ganger lysere Enn Mars i øyeblikket dette bildet ble tatt.
Christopher Becke / @Beckephysics
hvis du har sett mot vest etter solnedgang nylig, har du kanskje lagt merke til at det er ett lyspunkt som skinner alle de andre, ikke bare rundt det, men over hele nattehimmelen. Det punktet er planeten Venus, en planet så lyssterk og lysende at den overskygger alle andre objekter på nattehimmelen bortsett Fra Månen. Hver annen stjerne og planet pales i forhold Til Venus sett fra Jorden, og det er uavhengig av Om Venus er nærmest Eller lengst Fra Jorden i sin bane.
Sett ved Siden Av Mars — en lys planet i seg selv — som Den dukket opp under konjunksjon 12. juli 2021, Viste Venus seg omtrent 200 ganger lysere Enn Mars, eller nesten seks fulle astronomiske størrelser: lik lysstyrkeforskjellen mellom Nordstjernen og planeten Neptun. Selv om dens fortsatte lysstyrke kanskje Er Venus mest bemerkelsesverdige trekk, er Den ikke bare Den lyseste planeten vi kan se Fra Jorden, men heller en ekstrem, bemerkelsesverdig planet på en rekke måter. Her er Det Som gir Venus sin bemerkelsesverdige, unike status i Solsystemet.
Venus ‘ skyrike atmosfære ligger høyt over et tett, tykt, ekstremt varmt overflatelag. Lav … sky dekk begynner ikke før du allerede er titalls kilometer opp, og vedvarer i flere lag til de høyeste hazes på ~90 kilometer i høyde. Disse skyene, som hovedsakelig består av svovelsyre, er Kanskje Det mest slående trekket I Venus ‘ atmosfære.
LIMAYE ET AL., DOI: 10.1089 / AST.2017.1783
1. Venus ‘ atmosfære. Hver planet i Solsystemet er underlagt noen forskjellige effekter: gravitasjonskraften trekker fra massen i planeten på den ene siden, og partiklene og strålingen som sendes ut fra Solen på den annen side. Disse to fenomenene motsetter seg hverandre når det gjelder planetens atmosfærer, med solvinden og strålingen som arbeider for å fjerne planetens atmosfære mens gravitasjonskraften på planeten arbeider for å vokse planeten i de tidlige formative stadiene og henge på så mye av atmosfæren så lenge som mulig senere.
Selv Om Merkur var nær Nok Solen og liten nok til at atmosfæren ble fullstendig fjernet for lenge siden, Var Venus fjernere og mer massiv, og klarte å holde fast på sine mer massive molekylære arter, spesielt dens karbondioksid. Det er spekulert i at en løpsk drivhuseffekt fant sted på Venus for lenge siden, noe som førte til dens tette, tykke, varme atmosfære, dominert av karbondioksid og svovelsyre skyer.
De øvre lagene I Venus atmosfære blir ionisert på grunn av solstråling, og dette ioniserte laget, og magnetfeltet som følge av bevegelsen av de ladede partiklene i Den, beskytter Resten Av Venus fra Solens strippeeffekter: på samme måte Som Jordens magnetfelt beskytter vår egen planets atmosfære. Denne beskyttelsen dekker ikke alt, men lettere arter av gasser-inkludert vanndamp – blir stadig fjernet av solvinden, og sett I Venus magnetotail.
et infrarødt bilde Av Venus ‘ nattside, Av Akatsuki-romfartøyet. Lysstyrken er større enn … den av enhver annen planet sett fra Jorden, og den nærmer seg vår verden nærmere enn noen annen planet gjør. På det nærmeste ser det ut til å være den største på himmelen av alle planetene; på det fjerneste kan mange andre planeter virke større. Venus er imidlertid alltid den lyseste.
ISA, JAXA
2.) Venus skyer. De flere tykke lagene av svovelsyreskyer spiller en enorm rolle i å skyve Venus til sine ekstremer. Mens På Jorden er det først og fremst drivhusgassene i atmosfæren som varmer vår planet — gasser som vanndamp, karbondioksid og metan, som er gjennomsiktige ved optiske bølgelengder, men absorberer og sender ut lys i infrarød-Venus skyer er det primære varmefangende middelet på vår søsterplanet. På Jorden står skyene bare for om lag 25% av den fangede varmen på planeten vår; På Venus er Det godt over 90%.
i Tillegg er skyene på Både Jorden og Venus svært reflekterende, Men Jorden er bare delvis dekket av skyer, og mange Av Jordens skyer er tynne, høye cirrusskyer som bare reflekterer ~10% av det innkommende sollyset, i motsetning til de tykke, lave stratocumulusskyene som kan reflektere mer som ~90% av lyset. Venus har derimot flere lag med skydekk som spenner over noe som 20 kilometer i høyde, slik at 0% av overflaten er synlig når som helst fra rommet, i motsetning til mer som ~50% for planeten Jorden. Dette skydekket ender opp med å spille en viktig rolle i Lysstyrken Til Venus sett fra Jorden også.
Sovjetunionens Serie Venera landers er det eneste romfartøyet som noensinne har landet og overført data … på Overflaten Av Venus. Den lengstlevende av alle landers overskredet to-timers mark før instrumentene overopphetet og kontakt ble tapt. Hittil har ingen romfartøy overlevd lenger på Venus-overflaten, hvor temperaturen når 900 grader Fahrenheit (482 C).
Venera landers / SOVJETUNIONEN
3.) Venus temperatur. Selv Om Venus er nesten dobbelt så langt Fra Solen Som Merkur og mottar bare om lag 29% av strålingen Per område Som Merkur mottar, Er Venus, Ikke Merkur, Solsystemets heteste planet. Mens Kvikksølv, en praktisk airless verden, kan få opp til 427 °C (800 °F) i full Sol mens natten side kan stuper til så lavt som -180 °C (-290 °F), Venus konsekvent holder seg mellom 440-480 °C (820-900 °F): alltid varmere enn Kvikksølv på det absolutt varmeste.
mens jordens drivhuseffekt bare øker planetens temperatur med ca. 33 °C (59 °F), Er Venus enorm, og øker temperaturen med ca.450 °C (810 °F) i forhold til scenariet der det er en helt luftløs verden. Ned på Overflaten Av Venus er det alltid varmt nok til å smelte bly; våre mest langlivede landere opererte i færre enn 3 timer ved å berøre overflaten. Mens Overflaten Av Venus kan være det mest helvete stedet i Vårt Solsystem — på mange måter enda mer ekstreme enn den vulkanske overflaten Av Jupiters måne Io — om ~60 kilometer opp, er det overraskende Jordlignende. Med lignende trykk og temperaturer som de som finnes På Jordens overflate, Kan Venus, oppe over sine sky-topper, allerede være hjem for enkle, men hardy mikrobielle livsformer.
de syv utenomjordiske planetene i solsystemet: Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, … Uranus og Neptun, med størrelser nøyaktig til Det som er synlig Fra Jorden, men med lyshet justert. Saturn er mange ganger svakere Enn Jupiter, til tross for at den har nesten samme størrelse og nesten samme reflektivitet: en funksjon av sin mye større avstand både Fra Solen og Fra Jorden. Venus er 63 000 ganger lyssterkere enn Neptun.
Getty Images
4.) Venus refleksjon. Det er her ting begynner å bli interessant. Hvert objekt i Solsystemet har det som kalles en albedo: et mål på hvor reflekterende overflaten er. Det finnes to typer albedo som forskere snakker om:
Bond albedo, som er forholdet mellom den totale reflekterte strålingen sammenlignet med den totale innkommende (sol) strålingen, og
Geometrisk albedo, som er hvor mye lys som faktisk blir reflektert i forhold til en flat, ideelt reflekterende overflate.
Ved begge tiltak Er Venus den desidert mest reflekterende planeten i Solsystemet, med albedoer som hver er mer enn dobbelt den neste nærmeste planet. Mens luftløse verdener som Merkur eller Månen reflekterer bare om lag 11-14% av det totale innkommende lyset, i likhet med Hva Jorden ville reflektere om Det var luftløst og fri for iskapper, reflekterer Venus mellom 75-84% av det totale lyset, avhengig av hvordan Det måles. Dette høye nivået av reflektivitet gjør at det virker iboende lysere enn noen annen planet i Solsystemet, med bare noen få isrike måner, som Saturns Enceladus, som har en høyere total albedo.
fasene Av Venus, sett fra Jorden, kan gjøre Oss i stand til å forstå Hvordan Venus alltid vises fra … perspektivet På Jorden. Når Den når en maksimal forlengelse på 47 grader vekk fra Solen, Er Venus på sitt største og lyseste i den tynne halvmånefasen, Men Når Den er fjernere og mindre, er Den fullere, og forblir det lyseste objektet, annet Enn Månen, I Jordens nattehimmel.
Wikimedia Commons-brukere Nichalp Og Sagredo
5.) Venus ‘ utseende fra Jorden. Det er noen forskjellige grunner, kombinert, for Hvorfor Venus er alltid den lyseste planeten I Jordens nattehimmel. Den ene Er At Venus er relativt stor (nesten like stor som Jorden) for en steinplanet så vel som relativt nær Solen; når det gjelder den totale mengden solstråling på overflaten, mottar Bare Jupiter mer. To Er At Venus er Den mest reflekterende planeten i Solsystemet; den høyeste prosentandelen av innkommende solstråling kastes tilbake i rommet.
men Tre er Venus ‘ nærhet Til Jorden. På sitt nærmeste Kommer Venus innen 41 millioner km (25 millioner miles) Av Jorden, nærmere enn noen annen planet. Selv på sitt fjerneste Er Venus bare 261 millioner km (162 millioner miles) Fra Jorden: langt nærmere Enn Jupiter noen gang kommer Til Jorden. (Den Neste Nærmeste tilnærmingen Til Jupiter til Jorden kommer i 2022, når Den kommer innen 591 millioner km, eller 367 millioner miles.)
Selv Om Venus viser hele serien av faser, er halvmånefasen nær nærmeste tilnærming til Jorden når Den er på sitt lyseste, men det er bare litt svakere når Den er lengst unna når den går inn i sin fulle fase. Selv på sitt lyseste, Kan De andre lyse planetene — Jupiter Og Mars — ikke konkurrere med Venus, selv når de er svake.
banene til planetene i det indre solsystemet er ikke akkurat sirkulære, men de er ganske … lukk, Med Merkur og Mars som har de største avgangene og de største elliptiske. Effektene av planetene på merkurs presesjon, dominert Av Venus, Deretter Jupiter, Og Deretter Jorden, kan ikke redegjøre for all den observerte presesjonen, peker fingeren mot Generell Relativitet.
NASA / JPL
6. Venus ‘ Rolle I Den Generelle Relativitetsteorien. Det første hintet vi hadde om at noe var «galt» med Newtonsk tyngdekraft i Vårt Solsystem kom i midten av Det 19.århundre, ved å observere Merkurs bane. I løpet av de siste århundrene hadde Vi observert Merkur i sin elliptiske bane rundt Solen — og vi så sin perihelion — eller dens nærmeste tilnærming til Solen-fremskritt i sin bane. Den totale hastigheten som perihelion avanserte med var 5600 bue-sekunder per århundre, og den hastigheten var litt for mye for Newtonsk tyngdekraft.
5025 av disse arc-sekundene per århundre skyldtes presesjon av jevndøgn: en effekt Av Jordens precessing bane. Den neste nøkkelen til å forstå problemet var å beregne effekten av alle de andre planetene På Merkurs bane. Selv om hver planet gir et bidrag, for totalt ~532 arc-sekunder per århundre, kom det største bidraget Fra Venus: 277 arc-sekunder per århundre, nesten dobbelt så stor Som Den nest største bidragsyteren, Jupiter (ved ~150), og mer enn tredoblet jordens bidrag (ved ~90).
De «manglende» 43 arc-sekundene per århundre var nøyaktig Hva Einsteins Generelle Relativitet kunne redegjøre for, men uten å kvantifisere bidragene fra andre planeter så nøyaktig, spesielt Fra Venus, ville det vært umulig å forstå hvilken rolle Den Generelle Relativiteten spilte.
Når Merkur (øvre) først begynner å passere Over Solen, er det ingen hint av en atmosfærisk … ‘arc’ som ville avsløre tilstedeværelsen av sollys som filtrerer gjennom atmosfæren. Venus ‘ atmosfære (lavere) viser derimot en klart definert bue under passasjer, og gjorde så langt tilbake som det 18. århundre,
NASA / TRACE (øverst); JAXA/NASA / Hinode (nederst)
7. Venus og fødselen av transitt spektroskopi. Å være Den andre planeten fra Vår Sol, Er Venus en Av to planeter (Sammen Med Merkur) som observeres å passere foran Solens disk fra vårt perspektiv her på Jorden. I motsetning til merkurpassasjer, Hvor Merkur ganske enkelt fremstår som en ugjennomsiktig skive i silhuett mot Solen, ser sollyset ut til å «kurve» rundt Kanten Av Venus etter hvert som passasjen både begynner og slutter. Observasjoner av venuspassasjer, som i gjennomsnitt bare skjer to ganger per århundre, var menneskehetens første indikasjon på At Venus hadde — Mens Merkur manglet-en betydelig atmosfære.
men vi kan gjøre så mye mer enn bare å oppdage eksistensen av en atmosfære under transitt: vi kan faktisk måle hva dens atmosfæriske innhold er, molekyl-for-molekyl. Først demonstrert under Venuspassasjen i 2004, er denne teknikken nå en viktig del av eksoplanetvitenskap da vi forsøker å bruke transittspektroskopi for å skille de atmosfæriske konstituentene til planeter rundt andre stjerner. Selv om dette i prinsippet var en mulighet lenge før, er det bare her i det 21. århundre at instrumenteringsteknologi har fanget opp våre vitenskapelige drømmer.
denne infografikken viser noen illustrasjoner og planetparametere av de syv planetene som går i bane … TRAPPIST-1. De er vist sammen med steinete planeter i Vårt Solsystem for sammenligning. Disse syv kjente verdener bare gå ut til omtrent Banen Til Venus; det er mulig og kanskje til og med sannsynlig at mange flere verdener eksisterer utover den ytterste en ennå oppdaget. Hvilke verdener Er Merkur-lignende, Venus-lignende, Jordlignende eller Mars-lignende har ennå ikke blitt bestemt.
NASA
8.) Venus leksjoner for eksoplaneter. I Dag ser Vi På Venus, og vi ser Den som den er nå: varm, lys og innhyllet i en tykk, tett, tung-element-rik atmosfære. Men det gir oss en av de fire viktigste potensielle skjebnene for en steinete planet interiør til en stjernes frostlinje.
- Kom for nær moderstjernen din, og du vil bli tidelt låst og / eller få hele atmosfæren fjernet, som Merkur på begge punkter.
- Kom for langt fra stjernen din, spesielt hvis du er for liten, og du vil bli kald, frossen og ugjestmild til livet, som Mars.
- hvis ting fungerer akkurat når det gjelder atmosfæren, størrelsen og avstanden fra Solen, kan du ha flytende vann på overflaten og et vedvarende, langsiktig skudd på livet.
- men du kan fortsatt ha en tynn atmosfære, unngå tidevannslåsing og overgang fra en verden Med Jordlignende potensial til Å bli Et Venus-lignende hellhole: hvis planeten din opplever en løpsk drivhuseffekt.
hvis Ting hadde gått annerledes På Venus, kunne Det kanskje også ha blitt en verden med en våt, livsrik, selvbærende biosfære på lang sikt. Kanskje, i den fjerne fortiden, var ting en gang veldig annerledes På Venus, og kanskje er det en rik historie om gammelt, tidlig liv på den planeten. Når vi vurderer hva som kan være der ute på planeter utenfor Vårt Eget Solsystem, må vi ikke bare se etter «Andre Jordarter» som kan være der ute, men også for andre Venuser, så vel som eventuelle evolusjonære skritt som det kan ha gjennomgått underveis.
Jorden, til venstre, Og Venus, sett i infrarød til høyre, har nesten identiske radier, Med Venus … å være omtrent ~90-95% Den fysiske størrelsen På Jorden. Men På grunn Av sin nærhet Til Solen, Led Venus en enormt annen skjebne tidligere. Det er mulig At Om en milliard år fra Nå, Vil Jorden endelig følge etter.
Arie Wilson Passwaters / Rice University
Alt fortalt, Venus er en planet full av ekstremer. Den har den tykkeste atmosfæren av noen steinete, terrestriske verden kjent. Den oppnår de varmeste overflatetemperaturene på noen planet i Solsystemet. Det er Den mest reflekterende planeten i Solsystemet, outclassing selv gassgigantene. Og – av spesiell interesse for observatører på Jorden-er det alltid det lyseste lyspunktet som er synlig på nattehimmelen. Når det ikke er direkte bak Solen, enten i etter solnedgang eller før daggry, skinner ingen annen stjerne eller planet noensinne.
så, med alt vi nå vet, hvorfor Er Det At Venus er den lyseste planeten i Solsystemet?
Det skyldes kombinasjonen av det store, Jordlignende overflatearealet, dens relativt nærhet Til Solen, den svært reflekterende, skyrike atmosfæren, og det faktum at selv på sitt fjerneste, er det aldri mer enn 1, 75 astronomiske enheter Fra planeten Jorden. Selv Når Jupiter og Mars, de neste lyseste planetene, er på sitt absolutt lyseste, kan De fortsatt ikke konkurrere Med Venus på sitt svakeste. Neste gang du ser opp og ser et uovertruffen lyst lyspunkt fast i himmelen etter solnedgang eller før daggry, vet Du nøyaktig hvorfor Venus, sammenlignet med alle de andre stjernene og planetene som er synlige fra Jorden, alltid ser ut til å skinne dem alle.