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太空与信号

谁给金星的云层画上了暗纹?

用普通可见光看金星,厚云显得相当平整。换成紫外线相机,弯曲的暗纹却冒了出来。有些物质吸收了更多紫外线,像给云层画上了纹路。它究竟是什么?

金星云顶的紫外线图像中出现大片弯曲的明暗纹路
金星快车号在 2011 年 12 月 8 日拍到的云顶紫外线图像。明暗差异帮助追踪云层中的吸收物质;画面颜色经过显示处理。 ESA/MPS/DLR/IDA · 图像出处

带着问题出发

这份案卷,哪里还没解开?

负责这些吸收特征的物质或混合物是什么?它们怎样产生、变化并随大气运动?

  1. 吸收紫外线的究竟是哪种物质?

    还缺的线索 候选化学物质需要同时符合多个波段的吸收特征,还要能在金星云层的温度和化学环境中存在。

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  2. 这些物质为什么聚成会变化的暗纹?

    还缺的线索 需要同时追踪风、云滴和化学反应,才能分清哪些变化来自移动、生成或消失。

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沿着下面的图片和记录,看看我们已经走到了哪一步。

第一步

看看这些线索

想一想,每条线索能帮我们回答哪个问题?

  1. 换一种光,就看见不同纹路

    观察到了什么
    金星快车号的紫外线照片能看见明暗变化明显的云顶。
    它能说明什么
    不同物质对不同光的吸收并不相同,紫外线提供了可见光之外的线索。
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  2. 另一台望远镜也拍过紫外线云层

    哈勃望远镜拍到的金星紫外线云层照片
    哈勃在 1995 年 1 月 24 日拍摄的金星云顶。观察明暗纹路,再与金星快车号照片比较。两张照片的日期和拍摄条件不同。 NASA/ESA/哈勃望远镜 · 图像出处 · 查看大图
    观察到了什么
    哈勃望远镜在 1995 年拍摄过金星的紫外线图像。
    它能说明什么
    不同设备和年代的照片可以一起研究,但比较时要留意波段、观察角度和显示处理。
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  3. 常见云滴还不能解释全部吸收

    观察到了什么
    金星云层中的硫酸云滴是已知成分,但造成某些紫外线与蓝光吸收的物质身份仍在研究。
    它能说明什么
    找到云的主要成分,与找到形成暗纹的全部吸收物质,是需要分别检验的问题。
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第二步

试着做判断

有人指着金星紫外线暗纹说「这里一定有微生物」。哪种回应最有依据?

点选一条,看看理由。

先比较候选物质的吸收特征与云层环境。
这个判断有依据

暗纹告诉我们吸收有所不同。还需要化学和环境证据来确定原因。

有暗纹就能直接确认生命。
再看看线索

多种化学物质都可能吸收光,图片本身不能确认微生物。

只用普通彩色照片就能确定化学成分。
再看看线索

还需要不同波段的测量和实验室对照,普通照片能提供的线索有限。

第三步

写下调查结论

已经知道
金星云顶在紫外线下有明显明暗纹路,吸收光的物质分布并不均匀。
还在研究
负责这些吸收特征的物质或混合物是什么?它们怎样产生、变化并随大气运动?
下一步怎么查
比较更多波段的光谱,在实验室检验候选物质,并把同时期的风场、云层和温度记录放在一起研究。
给家长和想多读一点的你

紫外线照片把人眼看不见的光变成可见图像。显示成深色的地方说明这一波段到达相机的光较少,接着才需要研究吸收、散射和拍摄条件各起了什么作用。

线索从哪里来

资料核对日期 · 原文需联网

  1. 欧洲空间局|金星云顶的未知紫外线吸收物质
  2. NASA|哈勃拍摄的金星云顶
  3. 研究论文|金星云滴的紫外线与蓝光吸收模型