科學前沿 第一張金星表面可見光照片解析，兩張照片的差別為甚麼這麼大？它們是用什麼光拍的？

這是人類第一張在可見光下拍攝的進行照片 它是由帕克太陽探測器在2020年的7月 第三次飛躍進行的時候 從1萬多公里之外拍攝的 在這之後,他們收集了更多的資料 製作了這段夜間的視頻 論文在2022年的2月9日 發表在了地球物理研究快報上 再來看這張,這張也是進行的照片 放在一塊對比一下,完全不像是同一個世界 爲什麼兩張進行的照片會差別這麼大呢 區別就在於這張是利用可見光拍攝的 而這張彩色的是利用雷達和紅外線拍攝的 其實我們肉眼所能看到的光 是極其狹窄的一個範圍 只有中間的這些小塊 從無線電波到γ射線 波長越來越短,能量越來越高 紅外線、微波和無線電波這三種波的能量很低 所以對身體是比較安全的 比如紅外在很多設備上都有 左邊能量越高的對身體傷害也就越大 那麼我們在看一張天文照片的時候 怎麼才能知道它是用什麼波段的光拍攝的呢 我們來看這三張地球的照片 右上角的這張看起來最熟悉也比較正常對吧 這是用可見光拍攝的 剩下的兩張看起來都比較奇怪 左邊的這張是紅外線拍攝的 這張是紫外 我們接着來看這四張太陽的照片 這張是無線電波拍攝的 這張是紅外線 這張綠色的是紫外線 最右邊的這張是用X射線拍攝的 無線電波拍的照片看上去有點模糊對吧 展現的細節也很少 但是我們可以看出太陽表面的明暗變化 尤其是太陽邊緣泡射的氣體 紅外線拍攝的照片明顯更清晰 對比度更高 太陽顏色深的地方密度更大 紫外線下的太陽明顯變得狂野了 照片上可以看到高能的藥斑和二面物質的泡射 最右邊的這張是X射線拍攝的 X射線的能量比前面三張要高得多 內部的結構都展現出來了 免環和免流看上去有點小恐怖 所以我們去醫院檢查身體的時候 醫生給你照的是X光 而不是紅外或者紫外光 不同的光拍攝不同的效果 所以我們需要敘敘多多的不同的望遠鏡 它們每一個都有不同的任務 好下面考一考你 這張太陽的照片是用什麼光拍攝的 思考三秒 三 二 你可能會有疑問啊 剛纔看到四張太陽照片沒有藍色的呀 這裏有一個比較重要的點 那就是看天文圖像不要太糾結於顏色 就好像一件衣服 不管它是藍的黃的還是綠的 你閉上眼睛摸一摸都是這件衣服 它是非常主觀的 所以再來仔細看一下 在大腦中提出顏色以後很明顯 它和第三張最像對吧 所以它是用紫外線拍攝的 就這麼簡單 你學飛了嗎 那爲什麼這一張是藍色 而這一張是綠色的呢 因爲光譜中紫外線的範圍也比較大 所以用不同的波長拍都會有不同的顏色 紫外線拍攝的照片很常見啊 這兩張也是 右邊的感覺銳度很高很清晰對吧 它用的是紫外線範圍內的最高譜段 還有就是天文拍照都很慢 我們平時拍照就是咔嚓一下 速度可以達到幾十分之一 甚至幾百幾千分之一秒 還可以急速連拍 像這一張用了半個小時算快的了 像這種照片就比較特別了 它是用氫離子光拍攝的 那這些非常漂亮的星雲又是怎麼拍出來的呢 它們不是一次拍成的 而是多張照片疊合在一起做出來的 比如這張超新星遺蹟 它是由三張X射線照片 分別用低中高三種不同的能量合在一起做成的 這張照片中藍色的是X射線 綠色的是無線電波 紅色的是可見光 我們再回過頭來說金星 它離地球很近 是天空中第三亮的天體 被稱爲地球的雙胞胎 金星有一個很特別的地方 它是太陽系中唯一一個逆時針旋轉的行星 也就是說你站在上面會看到太陽從西邊出來 金星的表面被厚厚的大氣層包裹 雲層擋住了金星表面的大部分可見光 但是紅外和可見光中的一小部分可以通過 當帕克爾經過金星的時候 失去了470納米到800納米之間的光 照片是在夜間拍攝的 爲什麼在白天拍不行呢 因爲白天陽光會被雲頂反射 這是我們第一次真正的用肉眼看到它的表面 這次拍攝任務的目的其實是爲了測量雲的速度 但看到地面確實很驚喜 那照片上面的這些亮線是什麼呢 乍一看好像是長時間曝光造成的 但你看背景裏的星光還是原點 所以不是曝光的問題 亮線形成的原因是由宇宙射線 和宇宙中的塵埃反射引起的 跟航天器排出的物質顆粒也有一定的關係 當航天器以不同的速度行進的時候 亮線的數量也會發生變化 從這張圖上還可以看到金星的邊緣比較亮 它是由大氣中的氧原子引起的 地球也有類似的效果 再看這裏 金星後面居然有一個像彗星一樣的等離子體尾巴 這條尾巴向外延伸了8000公里 研究人員懷疑金星上的水可能就是這樣逃逸的 金星的表面特別的熱 即使是夜裏也有460攝氏度 家裏的烤箱最多也就用個200多度 你說400多度有多熱 暗的地方溫度稍微低一點 亮的地方溫度更高 會相差幾十攝氏度 而且金星表面的岩石也會發光 所以整個看起來就是一個鋼鐵熔爐 從這些圖像可以看到大陸 高原和平原 當然這些在以前的圖像中也可以看到 星星上的物質在被加熱時 材料會發出特別的光 這些圖像還可以幫助科學家瞭解金星的地質和礦物構成 這項技術未來還可以用於尋找宜居行星 不僅如此 這些寶貴的信息還可以幫助科學家瞭解地球的演化 既然金星地球火星離那麼近 還是同一時間形成的 那三個星球的區別怎麼會那麼大呢 火星早已無法居住了 金星已然變成了人間煉獄 所以金星並不是一個溫柔的星球 通過研究金星的表面和大氣層 我們最終能夠知道 爲什麼金星變得這麼惡劣 以及我們如何避免衝導負責 火星上的大氣很稀薄 只有地球的1% 而金星的大氣要厚得多 能達到93個大氣壓 科學家懷疑金星的大氣和火山活動有關 可惜現有的資料還是太少了 只能提供一點點線索 雖然帕克探測器的主要目的是研究太陽 但它必須依靠金星的重力來調整軌道 到2024年的7月 帕克探測器還有一次飛越金星的機會 但是第七次也是最後一次 看一看100年前人類對金星火星的種種猜測 再看現在 真的有點小感動 從現在到本世紀末 還有更多計劃中的任務探索金星 這一代人幹個二三十年就該下一代登場了 人類就是這樣前赴後繼地奔向真理 宇宙中的事物近距離地看上一眼 好過苦思冥想100年