

一组宇航员科学家们发现金星从来就不适合居住,尽管几十年来人们一直猜测离我们最近的行星邻居是金星比现在更像地球
来自剑桥大学的研究人员研究了金星大气的化学成分,并推断其内部今天太干燥了,以至于没有足够的水在其表面存在海洋。相反,这颗行星可能在其整个历史上都是一个炎热、不适宜居住的世界。
该研究结果发表在《自然天文学》杂志上,对理解地球的独特性以及在太阳系外的行星上寻找生命具有重要意义。虽然许多系外行星与金星相似,但研究表明,天文学家应该将研究范围缩小到更像地球的系外行星上。
从远处看,金星和地球看起来像兄弟姐妹:它的大小几乎相同,是一颗像地球一样的岩石行星。但近距离观察,金星更像是一对邪恶的双胞胎:它被厚厚的硫酸云覆盖,表面平均温度接近500摄氏度。
尽管条件如此极端,但几十年来,天文学家一直在研究金星是否曾经有过能够维持生命的液态海洋,或者现在在其厚厚的云层中是否存在某种神秘形式的“空中”生命。
第一作者、剑桥天文研究所的博士生Tereza Constantinou说:“在我们在这个十年结束前发射探测器之前,我们无法确定金星是否能够或曾经支持生命。”“但考虑到金星可能从未有过海洋,很难想象金星曾经支持过类似地球的生命,这需要液态水。”
在我们银河系的其他地方寻找生命时,天文学家关注的是在宜居带围绕主星运行的行星,那里的温度足以让液态水存在于行星表面。金星为恒星周围的宜居带提供了一个强有力的限制。
康斯坦丁努说:“尽管金星是离我们最近的行星,但它对系外行星科学很重要,因为它给了我们一个独特的机会来探索一颗与我们的进化非常不同的行星,它就在宜居带的边缘。”
关于金星自46亿年前形成以来,其环境是如何演变的,目前有两种主要理论。第一种解释是,金星表面的温度曾经足以支持液态水的存在,但由于广泛的火山活动造成的失控的温室效应,导致金星变得越来越热。第二种理论是,金星诞生时就很热,液态水从来没有能够在表面凝结。
康斯坦丁努说:“这两种理论都是基于气候模型,但我们想采取一种不同的方法,基于对金星当前大气化学的观察。”“为了保持金星大气的稳定,任何从大气中被去除的化学物质也应该被恢复到大气中,因为地球的内部和外部一直在相互进行化学交流。”
研究人员计算了金星大气中水、二氧化碳和羰基硫化物分子目前的破坏速率,这些破坏速率必须通过火山气体来恢复,以保持大气稳定。
火山活动,通过向大气提供气体,提供了一扇通往金星等岩石行星内部的窗户。当岩浆从地幔上升到地表时,它会从地球的深处释放出气体。
在地球上,火山爆发主要是蒸汽,因为我们的星球内部富含水。但是,根据维持金星大气层所必需的火山气体的组成,研究人员发现金星上的火山气体最多含有6%的水。这些干燥的喷发表明,金星的内部——释放火山气体的岩浆的来源——也处于脱水状态。
在这个十年结束时,美国宇航局的DAVINCI任务将能够测试并确认金星是否一直是一个干燥,不适合居住的星球,通过一系列的飞越和探测器发送到表面。这些结果可以帮助天文学家在寻找银河系中其他恒星周围的行星时缩小他们的注意力范围。
康斯坦丁努说:“如果金星在过去是适宜居住的,那就意味着我们已经发现的其他行星也可能适合居住。”像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的仪器最擅长研究靠近主星的行星的大气层,比如金星。但如果金星从来就不适合居住,那么其他类似金星的行星就不太可能适合居住或生命。
“我们很想发现金星曾经是一颗离我们更近的行星,所以在某种程度上发现它不是,这有点悲伤,但最终,把搜索重点放在最有可能支持生命的行星上更有用——至少是我们所知道的生命。”
这项研究得到了科学技术设施委员会(STFC)的部分支持,该委员会是英国研究与创新(UKRI)的一部分。