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向來為熾熱煉獄的金星居然有酷寒之境

金星表面

歐洲的金星特快車號(Venus Express)繞軌探測器,探測到金星大氣層中有個特別嚴寒的區域,冷到足以讓二氧化碳變成固態的乾冰,甚至降下乾冰雪。

金星因具有濃厚且富含二氧化碳的大氣,又比地球還靠近太陽,使其表面溫度因失控的溫室效應而高達攝氏450度,成為太陽系中除太陽之外,表面溫度最高的天體。由於位置、體積與質量都與地球近似,被視為地球的姊妹行星,不過是姊妹中比較邪惡而不受歡迎的那一個。

不過,經由金星特快車號探測分析結果,科學家發現距離金星地表約125公里高的大氣溫度,居然低達攝氏零下175度;這個溫度,比地球大氣最冷的區域還要冷很多,相當不可思議。

當太陽光穿透金星大氣時,部分陽光會被大氣中的二氧化碳吸收,因此藉由監測穿越金星晝夜線(terminator,明暗交界)大氣的太陽光,便可藉由被吸收掉的太陽光量來估算金星大氣中二氧化碳氣體分子在不同高度的濃度。將二氧化碳濃度和大氣壓力隨高度變化的資料予以結合後,科學家們便可計算出大氣溫度隨高度變化的概況,從而驚訝地發現金星大氣中居然有這麼寒冷的地方。

這篇論文的第一作者Arnaud Mahieux(比利時太空天文研究所,Belgian Institute for Space Aeronom)表示:既然金星大氣在某些高度的溫度降到二氧化碳的凝固點以下,那麼這些地方即可能會出現二氧化碳冰,也就是俗稱的乾冰。漂浮在大氣中的乾冰細粒或乾冰雪粒形成的雲朵,反射率應該很高,被陽光照射後,可能導致這些擁有乾冰雲的大氣層比其他正常的大氣層還亮。然而,雖然金星特快車號的確會偶爾觀測到金星大氣中有非常亮得區域,但這也能以水冰或是其他大氣擾動來解釋,不見得是乾冰造成的。

此外,Mahieux等人還發現在金星晝夜線處發現的這層寒冷大氣,其實夾在兩層相對較暖的大氣之間(約100公里和140公里高的地方)。在比較熱的金星大氣晝側和比較冷的夜側,其溫度隨大氣變化的剖面圖在距地表120公里高之處的差異頗大,因此在晝夜線,是個會受到來自晝夜兩側不同效應的過渡區,或許在某個高度受到夜側的影響比較大,而在另一高度受到的晝側影響比較大。

金星特快車的其他晝夜線觀測資料其實也曾繪製過類似的溫度剖面圖,包括今年稍早發生金星凌日的時候。電腦模擬能預測觀測到的溫度剖面圖會是什麼模樣,不過得經過進一步的觀測確認,才能確定金星高層大氣中的一氧化碳、氮和氧等其他組成成分對這樣的溫度剖面有無貢獻,因為這些成分在金星高層大氣中的含量比二氧化碳還多。

這項發現很新,科學家們在地球或火星大氣晝夜線中都不曾發現類似的情形,而金星、地球和火星的大氣組成成分和溫度狀況都不相同,因此科學家們得花點時間想想這樣的發現到底有沒有什麼特別的意義。

資料來源:A curious cold layer in the atmosphere of Venus. esa [01 Oct 2012]

轉載自 網路天文館

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