派克太陽探測器在可見光下拍攝到金星表面的第一張照片

美國太空總署的派克太陽探測器（Parker Probe）從太空拍攝了金星表面的第一張可見光照片。在金星厚厚的雲層中，它的​​表面通常遮蔽在視線之外。但在最近兩次飛越地球時，派克太陽探測器使用它的廣角照相機，在可見光譜的波長（人眼可以看到的光線）對整個金星夜面進行拍照，並延伸到近紅外線的波段。.

這些照片組成一段影片，顯示出從地表發出的微弱光芒，顯示出陸地、平原和高原等獨特的特徵。在金星周圍還可以看到大氣中的氧氣發光的光暈。

美國太空總署總部太陽物理學部主任尼古拉·霍士（Nicola Fox）說：「我們對派克太陽探測器至今為止提供的科學見解感到興奮，它超出我們的預期。我們很高興在重力輔助機動過程中進行的這些新觀察，可以用以意想不到的方式進行金星研究。」

天文學家稱金星是地球的雙胞胎，可以幫助科學家更加了解金星的表面地質、那裡可能存在的礦物以及行星的演化。鑑於行星之間的相似性，這些數據可以幫助天文學家探索為什麼金星變得荒涼而地球成為綠洲。

華盛頓特區海軍研究實驗室的物理學家拜仁·伍德（Brian Wood）說：「金星從地球上來看，是天空中第三亮的天體，但直到最近我們還沒有太多關於金星表面的資料，因為我們的視線受到金星厚厚的大氣層擋住了，現在，我們終於第一次從太空看到它在可見光的表面。」

派克太陽探測器廣角照相機不僅看到雲，還看到了金星的表面。這些照片是如此驚人，以至於科學家在2021年2月的第四次飛行中再次打開相機。在2021年的飛越期間，派克太陽探測器的軌道完美地排列成廣角照相機可以完整拍攝金星的夜面。

雖然雲阻擋了來自金星表面的大部分可見光，但與近紅外波長接壤的最長可見光波長可以通過。在白天，這種紅光在金星雲頂反射的明亮陽光中消失了，但在黑夜中，派克太陽探測器廣角照相機能夠捕捉到這種由表面散發出的令人難以置信的熱量引起的微弱光芒。

金星的表面，即使在夜間，也大約是攝氏460度，金星的岩石表面明顯發光，就像從熔爐里拉出來的一塊鐵。當派克太陽探測器經過金星時，廣角照相機拾取從470納米到800納米的波長范圍。其中一些光是近紅外光，我們看不到的波長，但可以感知為熱。還有一些在可見光範圍內，在380納米到約750納米之間。

1975年，前蘇聯的金星9號登陸金星後首次展示它誘人的表面。從那時起，雷達和紅外線儀器進一步揭開金星的表面，這些儀器可以通過使用人眼不可見的光波長窺探厚厚的雲層。美國太空總署的麥哲倫號在1990年代使用雷達建立第一張金星地圖，日本宇宙航空研究開發機構的破曉號在2016年到達金星周圍的軌道後拍攝紅外線照片。派克太陽探測器的新照片將觀測結果擴展到我們所能探測到的邊緣的紅色波長來增加這些發現範圍。

廣角照相機拍攝的照片顯示金星表面的特徵，例如：阿芙蘿黛蒂高地（Aphrodite Terra）、特魯斯高原（Tellus Regio） 和艾諾平原 （Aino Planitia） 。由於高海拔地區比低海拔地區溫度低了大約攝氏30度，因此它們在較亮的低地中顯示為暗斑。這些特徵也可以在以前的雷達圖像中看到。

除了觀察表面特徵，新的照片幫助天文學家更了解金星的地質和礦物構成。加熱時，材料會以獨特的波長發光。通過將新圖像與以前的圖像相結合，天文學家現在可以研究更廣泛的波長，這樣可以幫助確定金星表面的礦物。這種技術以前曾用於研究月球表面。未來的任務將繼續擴大這一波長范圍，這將有助於我們了解宜居行星。

這些資料還可以幫助天文學家了解金星的演化。雖然金星、地球和火星都是在同一時間形成的，但它們今天卻大不相同。火星上的大氣層是它的一小部分，而金星的大氣層要厚得多。天文學家懷疑火山活動在形成密集的金星大氣層中發揮作用，但需要更多的數據來了解如何發生。新的廣角照相機照片可以提供有關火山如何影響金星大氣層的線索。

除了表面發光外，照片像還顯示金星邊緣周圍的一個明亮環，這是由大氣中的氧原子發光引起。這種稱為氣輝（airglow）的光也存在於地球大氣層中，在太空中可以看到，有時在夜間從地面也可以看見。

雖然派克太陽探測器的主要目標是太陽科學，但金星飛越正在為任務發射時未預料到的額外數據提供令人興奮的機會。

廣角照相機還對金星環繞太陽軌道散佈塵埃環進行拍攝，用磁力探測儀器對金星大氣中的無線電波進行直接測量，幫助天文學家了解在太陽11年的活動週期中，金星高層大氣會發生變化。

2021年12月，研究人員發現金星後面流出的類似彗​​星的等離子體尾巴，稱為尾射線（tail ray）。新結果顯示，這條粒子尾巴從金星大氣層延伸近8,000公里。這條尾巴可能是金星的水從它表面逃逸的原因，導致金星目前乾燥和荒涼的環境。

【圖、文：節譯自美國太空總署2022年2月9日新聞公佈】研究全文刊登在2022年2月9日出版的《地球物理研究快報》；標題是：Parker Solar Probe Imaging of the Night Side of Venus