金星宜人環境為何會一夜間消失？

2020-10-03 365熱點資訊

一直以來科學家對金星現在如此惡劣的條件都充滿好奇，因為它是太陽系裡條件最差的行星，沒有之一，它甚至比更靠近太陽的水星還要熱，溫度達到465℃，90個大氣壓，比熱電廠超臨界鍋爐都要高！



科學家一直都很確信金星曾經和地球一樣是個宜居行星，但為什麼會這樣？科學家提出了N種可能，但沒有一種模型能完美演繹到現在的狀態，最近在預印本期刊arXiv網站上發表的一篇論文顯示，木星在太陽系初期的軌道異動導致了金星目前的條件！

木星的軌道異動為何會影響金星？

木星那麼遠會影響金星嗎？其實這個問題有點複雜，我們先給出答案！

木星的軌道移動，金星躺槍！

金星有太陽系內最圓形的公轉軌道，它的離心率僅為0.007，幾乎就是一個正圓形，連庇護人類的地球軌道偏心率都高達0.0167086，大約金星的2.4倍，金星按和太陽之間的距離算，金星仍然處在太陽系宜居帶的熱邊緣，原先認為金星變成像現在那樣高溫高壓的地獄是溫室效應失控！



那麼到底是什麼原因導致溫室效應失控呢？史蒂芬·凱恩（Stephen R. Kane）和帕姆·弗沃特（Pam Vervoort）以及喬納森·霍納（Jonathan Horner）與弗朗西斯科·J·波蘇埃洛斯（Francisco J.Pozuelos）認為，木星的軌道遷移導致了金星曾經在一個橢圓軌道上公轉了很久！



這個軌道的離心率達到了0.3，這比水星的離心率0.206還大1.5倍，這將使得金星的近日點更靠近太陽，儘管這並不會金星向太陽掉落，但事實上改變的事情就多了，因為近日點時獲得的超量輻射會使金星海洋大量蒸發，變成水蒸氣充斥大氣層，而水蒸氣是一種極佳的溫室效應氣體，使得金星在遠日點時仍然保持了足夠的高溫，結果這個惡性循環將金星推入了萬劫不復的境地！



早在2005年時法國尼斯天文臺4位天文學家就發表過一篇論文，認為木星在誕生初期軌道並非在現在的位置上，而是要更遠一些，後來才漸漸遷移到到現在軌道，因此木星軌道的變動導致了太陽系引力的重新平衡，大量柯伊伯帶的彗星被擾動，給太陽系內帶來了一個新的大轟炸時期！



這四位天文學家認為地球上的水就是第二次大轟炸時期帶來的，他們的理論簡單暴力直接，不過也確實有些道理，那麼木星為什麼會不到變動呢？這裡我們必須得來了解軌道共振和提丟斯-波得定則！

提丟斯-波得定則

地球到太陽的平均距離是1.5億千米，我們將這個距離成為一天文單位，因為在太陽系內時用千米來做單位，那數字實在是太龐大了！天文單位則可以明顯的比較出這些行星距離太陽的遠近！以下時行星和太陽之間的距離，用天文單位來表示：

水星：0.4AU 金星：0.7AU

地球：1AU 火星：1.6AU

行星和太陽之間的距離遵循一個非常奇特規律，比如水星是0.4AU，金星=0.4AU+0.3AU，地球=0.4AU+0.3+0.3AU，火星=0.4AU+4*0.3AU，1766年時德國一位大學教授約翰·達尼拉·提丟斯發現了這個規律，當柏林天文臺的臺長約翰·波得了解到提丟斯的研究成果時，也覺得很神奇，因此將這個規律歸納成了一個經驗公式：



提丟斯-波得定則

儘管赫歇爾是在1781年才發現天王星，不過赫歇爾並沒有利用提丟斯-波得定則來輔助發現天王星！真正在行星發現上立下功勞的是海王星的發現，由於天王星軌道觀測和實際計算差值比較大，因此天文學家都懷疑在天王星外還有一顆行星，但這個範圍太大了，不過提丟斯-波得定則可以大致框定一個搜尋範圍，而天王星的發現被法國工藝學院的數學老師勒維耶拔得頭籌！



提丟斯-波得定則和實際觀測值的誤差

提丟斯-波得定則是一個經驗公式，但它在海王星以內的誤差小到了令人髮指的程度，為什麼會這樣？

為什麼行星軌道會符合提丟斯-波得定則

行星之間引力互相影響的軌道共振是提丟斯-波得定則的解釋，這種模式在行星和衛星間都普遍存在！當軌道上的天體周期有整數比時，定期施加的引力將互相影響，這種軌道共振模式極大的增加了天體之間的軌道，即它們能夠改變或限制對方的軌道。在大多數的情況下，這將導致「不穩定」的互動，在其中的兩者互相交換動能和轉移軌道，直到共振不再存在！


智神星與木星之間接近18：7的共振，木星（在左上角的粉紅色橢圓環）平穩的類似固定不動。

比如木星的衛星木衛三和木衛二以及木衛一就存在1:2:4的軌道共振，冥王星和海王星之間的2:3共振，土星內側衛星不穩定共振造成了土星環之間的空隙！

早期金星是否誕生過文明？金星未來還有救嗎？

如果將地球生命誕生過程普適化的話，金星應該沒有理由在那麼短的時間內誕生生命，因為這個軌道遷移事件應該在地球生命誕生以前就完成了，所以金星即使存在過生命，它們應該也是在最為低級的狀態，甚至還停留在RNA的階段！



金星在自然狀態下是無法恢復到宜居行星了，除非將它拖拽到更遠的位置或者降低金星大氣層二氧化碳濃度，不過前陣子金星上磷化氫發現倒是一個非常有趣的話題，因為這種氣體產生的對象非常有可能是有機生命體！



另外哈佛大學天文系主任勒布則同他的學生提出，這種生命可能是進入地球大氣層的小行星被彈回太空的小行星帶到了金星，當然這種可能性是極小的，另外也有網友指出，上世紀六七十年代，美蘇都向金星發射了探測器，是不是這些探測器帶過去的？



阿維·勒布，哈佛大學天文系主任

當然這也有可能，但一般的情況是為避免汙染行星，探測器在出發前都會做無菌化處理，而且從金星發現磷化氫的比例看，進行大氣層裡的這種微生物的比例還不少，短短幾十年是不會有那麼大規模的，所以金星生命到現在依然是個謎，不過NASA將於2026年向金星發射穿越大氣層的探測器，到時候也許將解開謎題！


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