图片来源：NASA / JPL-Caltech / Peter Rubin
撰文 | 不周
审校 | 东鸢
每天，太阳会从东方升起，又从西方落下。
这似乎是我们自幼时起便熟知的自然规律。它意味着，我们的星球一直在自西向东、稳定地自转。（如果）俯瞰太阳系，看着八大行星分布在不同的轨道，围绕中心的恒星周期性公转，你或许也会为这种“严格遵守”的秩序感到满足。尽管，它如此脆弱，很轻易地就会被打破。
每一颗行星都是独一无二的。但绕着同一颗主星旋转，大家免不了共享一些相同的特征。比如，八大行星的公转方向都与太阳自转的方向一致，多数行星的自转方向也是如此。
然而，金星好像格外地特立独行，这颗“怪胎”的自转方向与其他几颗行星恰好相反。（另一“怪胎”天王星也有自己独特的自转方式。）在金星上，太阳真的会打西边出来。
奇怪的“双胞胎”邻居
金星是距离地球最近的行星，也是在质量、尺寸、密度以及成分上与地球最为相近的岩质行星，因此常被看作地球的“双胞胎”。然而，尽管如此相似，二者却截然不同，这位“邻居”似乎非常极端。
如果人类能“有幸”降落在金星表面，会惊讶地发现，这颗行星的表面与太阳系中的其他行星多有不同。麦哲伦任务的雷达数据显示，金星表面布满了山脉，坐落着数千座火山，蜿蜒流淌的熔岩河流长达5000千米。然而，这颗行星的表面特征却是平坦、开阔的平原。听上去，这些平原是建立太空基地的绝佳选址。
但这颗极端的星球早已为我们备好了花式死亡套餐。事实上，即使真能去到金星表面，不加防护的人类也很难存活，哪怕是很短的时间。金星表面覆盖着浓稠的大气，其中96%是二氧化碳，4%为氮气。与地球相比，金星表面气压大概是地表大气压的95倍，与海底约1千米深处的压力相当。空气将无比粘稠，在这里挥动手臂会像在水中一样遇到阻力。
图片来源：NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD)
而与此同时，厚重的温室气体很好地留住了太阳辐射到金星表面的热量。这使得它比更靠近太阳的水星温度更高，表面温度会保持在近480摄氏度。事实上，虽然金星比地球更靠近太阳，但它厚重的大气层导致它吸收的阳光更少。反而是失控的温室效应，加剧了金星升温，使其一举成为太阳系最炎热的行星。
而这位叛逆邻居的“怪癖”却不止如此。相比地球的自转速度，金星在相反方向的转速非常缓慢，这导致金星的“一天”极为漫长，有243个地球日之久。而更有趣的是，它的公转周期仅有225个地球日，这使得金星上“一天”竟比“一年”更长。
为何太阳从西方升起？
金星奇特的自转方向、缓慢的转速一直是未解之谜，这团迷雾就像它表面的大气一样，笼罩着天文学家。金星与地球和其他行星一样，诞生于绕着太阳旋转的原行星盘，本应具有相同的角动量，至少方向应该是一致的。
一些科学家认为，在造成金星反向旋转上，不能忽视大气的作用。我们通常会认为大气层是行星顶部一层薄薄的、几乎独立的气体层，与固态行星的相互作用很小。但金星厚重的大气层却显示，它更像是完整星球的一部分，它影响着一切，甚至可能影响了行星的自转。
图片来源：NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
与金星自转一圈需要243个地球日相比，其大气层每4个地球日便能绕星球表面一周，如此高速的风可能在金星表面产生巨大的力量。因此，曾有科学家提出，金星最初的自转方向可能与多数行星相同，只是在某一刻将旋转轴翻转了180度，而强烈的大气潮汐可能在最初导致了这种翻转，并持续扭转。
而最广为接受的推测来自行星碰撞事件。如今的太阳系看上去“风平浪静”，但早期这里其实是无比动荡的环境，仿佛一场混乱的行星“大逃杀”，许多行星可能被撞得粉碎，化为星际空间中飘荡的岩石小行星碎块，也或许被更大的行星撞击，而被驱逐离开太阳系，只有那些在找寻到一席之地的幸运“胜者”才能留下安稳地“生活”。而就在这样的混乱中，金星（还有天王星）可能也在某刻遭遇了巨大的天体撞击，永久地改变了它的自转方向。
一场概率游戏
不过，今年年初发表于《宇宙》（Universe）上的一项研究提出了另一种解释。研究者根据金星另一项奇怪的特性——与除水星以外的其他行星不同，金星没有自己的卫星——提出，在很久以前，金星可能捕获并摧毁了一颗卫星。
在太阳系形成的早期阶段，数以千计的行星在原行星盘上以相互交错、不断变化的轨道上漫游。从这样混乱的复杂动力系统出发，行星系统的形成更像是一场概率游戏。作者通过计算机模拟发现，即使在随机漫游的高密度行星系统中，与彼此飞掠相比，直接碰撞的可能性相对较小。
从最靠近太阳的金星与水星没有卫星出发，研究者提出了一种猜想，他认为太阳很可能就是造成它们没有卫星的“罪魁”。如果假想金星起初拥有一颗巨大的卫星，而它当时绕太阳运转的方向也与其他行星一样，那么这颗卫星应当是逆行的。
就像月球会影响地球一样，这颗假设中的卫星会不断减缓金星的自转速度，甚至反转其旋转方向。而随着这颗卫星不断与金星周围其他的天体相撞，它会“抹杀”其他较小的卫星，同时自己的运行速度也不断下降，直到它掉落在金星上。
卫星捕获理论似乎可以解释金星的多条奇怪现象：自转方向，自转速度以及缺少卫星等。但也有科学家表示，这个想法很难得到证明，即使有来自金星的地球化学数据（或许要等几十年后），也基本上无法检验这一想法。
然而，不管怎样，我们都不会停下对于金星的探索。与地球如此相似却不同的它就像一面镜子，能帮助我们理解地球的一些真相。与地球的宜居性相反，我们的邻居更像是下定决心消灭所有生命，这样不同的发展使得金星对科学家而言更加迷人。而厚重的温室气体大气层也让金星成为了一个气候实验室，也是一个极端天气观测站，或许也是一个悲惨的案例——警示我们这个脆弱的星球可能的结局。
参考链接：
https://www.mdpi.com/2218-1997/10/1/15
https://www.newscientist.com/article/2410840-a-renegade-moon-may-have-flipped-venuss-spin/
https://www.iflscience.com/stolen-and-destroyed-moon-may-have-flipped-venuss-spin-messing-it-up-for-good-72347
https://news.ucr.edu/articles/2022/04/20/why-venus-rotates-slowly-despite-suns-powerful-grip
https://www.scientificamerican.com/article/why-venus-spins-the-wrong/
https://www.sciencealert.com/why-are-venus-and-uranus-spinning-in-the-wrong-direction
https://science.nasa.gov/venus/venus-facts/
https://www.earth.com/news/how-the-hellish-planet-venus-can-help-us-find-alien-life/
https://www.astronomy.com/science/why-is-venus-so-different-from-earth/
本文来自微信公众号“环球科学”。如需转载，请在“环球科学”后台回复“转载”，还可通过公众号菜单、发送邮件到[email protected]与我们取得联系。相关内容禁止用于营销宣传。
《环球科学》2024年5月新刊正在热卖
点击【在看】，及时接收我们的内容更新 
继续阅读
阅读原文