灰光

✍ dations ◷ 2025-04-03 16:49:55 #行星科学,金星

灰光是在金星夜晚一侧发出的微弱可见光线,可以用观测者在月球上同时看见白天的中国和夜晚的北美洲来比拟。灰光被认为与从地球上看见月球的地球反照非常相似,但没有很容易辨别的亮度。它在1643年1月9日首度被天文学家Riccioli发现,之后也经常在不同天文学家的研究中被提到,包括赫歇尔、Moore、Dale P. Cruikshank和Hartmann。

在更强而有力的望远镜被发展出来之前,早期的天文学家Franz von Gruithuisen相信灰光是从金星新皇帝就位的庆祝活动发出来的,之后又认为是居民燃烧植被,为农田留出空间产生的。

一些太空任务曾经致力于灰光的记录,希望能确认Riccioli和其他天文学家所声称的发现。有几种假设正被相关机构考虑,尝试来解释这种天文现象。

在夏威夷的凯克1号曾被用来尝试着观察灰光。研究人员宣称在金星的夜晚一侧看见暗绿色的光辉,它们怀疑是二氧化碳,这是已知在金星大气中浓度最高的成分。当这种分子被来自太阳的紫外线分解时,它们会成为一氧化碳和氧,并且辐射出绿色的光。然而,这样辐射出来的光非常微弱,研究人员质疑是否能够解释环绕着的灰光。

一些其它现代化的光学仪器也有观测到灰光的纪录。例如,金星9号的光谱仪看到一些不规则的光脉冲。

业余天文学家尝试透过遮蔽棒(可以遮住一只眼睛的一种遮罩)来观察灰光。这样的镜子能够遮蔽掉金星光辉的部分,使散射至眼中多余的光线大量减少,提高看见微弱灰光的机会。但是,金星的光会被地球的大气层和望远的镜片散射,使得观测者的工作难以进行,很难在正确的时间获得适当的影像。不过,已经可以计算观测的时间,推算会被地球大气散射的金星亮面部分被月球遮蔽的情况。例如,2001年7月17日,眉月的月球遮蔽掉金星明亮的部分(月掩金星)。遗憾的是能够抓住这近乎完美的掩星观测机会的地点在大西洋的中间,并且能够用于观测的时间也只有10至20秒。

另一种解释灰光的假说是闪电。如果在一段的时间周期内,有好几次的闪电冲击,都发生在夜晚的这一侧,这样的序列或许可以引发环绕整个金星天空的灰光。但是,一篇由爱荷华大学的团队发表在自然杂志一月号的文章,对这种想法提出了负面的批评,并对这种想法提出怀疑。察看在1998年及1999年接近金星的卡西尼号太空船的资料之后,这个小组查觉到没有高频的无线电噪声被检测到。在地球上,当雷暴期间都可以在调幅广播的频道上收听到静电引发的噪音。如果灰光是由闪电引起的,应该也会侦测到相同的噪音。在2007年,金星快车侦测到这样的口哨声,确认金星有闪电的发生。在许多天文学家的支持下,这似乎是最有前途的一种假说,包括下面两位研究者论文的调查结果,都以他们的发现支持这种假说。

来自在洛杉矶加利福尼亚州立大学的地球物理和行星物理学院位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯洛斯阿拉莫斯国家实验室的克里斯托弗 T. 罗素和J. L.菲利浦,提供了一种全新的数学方法,或许可以完全搞清楚灰光的成因。在论文中阐述,最被青睐的假说,就是金星闪电的想法。两人都认为这种现象发生了,他们在论文中写道:

在图片的描绘中, 图1. 显示金星灰光出现的场合是在相对于金星-太阳-地球的下合之前和之后的角度。

上方面板的实线轨迹显示了1954年至1962年的目击次数,而下方面板则显示同样的目击次数下,在该地球-太阳-金星角度的星等的观测总量下的标准化结果。每个板上的虚线轨迹表示方程式的可能函数,已标准化至和天文观测相同的积分值(integrated value)……

我们解释此关系的图如下所示,假定观测者不断的注视着金星,所以可以对金星所有的经度提供相似的观测时间量。当地球-太阳-金星有着较大的角度时,因为金星的距离较远而难以观测。此外,被阳光照亮的百分比在金星的半球面尚是较大时,灰光也难以被观测到。我们期盼金星灰光发生过程所扮演的角色,是无关乎金星和地球的相对位置,而变化的发生比率主要是因为从地球观测的位置。

假设位置和观测灰光的能力对我们都是有利的,这意味着我们无须将仪器安置在大洋中来使用我们的技术,并且允许我们在不会伤害到眼睛的情况下观测,罗素和菲利浦发现复制出如同上图中所有测量出来的一般特征是有可能的。更详细的说明和对数学有兴趣的,都可以在他们的论文中找到。

考虑到观测的极限和“简化的模型”,根据罗素和菲利浦,观测的现象和计算之间似乎有更多的关联性可以被联系,这有助于找出灰光真正的成因。它们支持灰光的发生是夜晚侧金星的闪电现象。从地球到金星的距离,也是一个可以控制灰光是否能被看见的一个因素,不过,它也与观测移器所在的特殊位置相关。

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