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天文学家在金星大气层中发现的巨型同心圆环

NASA航天爱好者
2026-07-27 23:53·北京·优质科技领域创作者

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阅读时长：4分钟 |

2010年的一个傍晚，天文学家原本没打算研究金星。当时，位于西班牙拉帕尔马岛的威廉·赫歇尔望远镜正在等待夜色加深。实验天体物理学家米希尔·罗登休斯注意到，暮光中的金星格外明亮，于是临时将一台名为极端偏振仪的实验设备对准了它。

这次顺手进行的观测只有36分钟。谁也没想到，几个月后，研究人员整理数据时，竟在金星的白昼面发现了一组巨大的同心圆环。它们覆盖范围接近行星尺度，却无法在普通亮度图像中看到，只藏在极其微弱的偏振光里。

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它会不会只是仪器“画”出来的？

研究人员最初的反应并不是兴奋，而是怀疑。这些圆环围绕金星最明亮的区域分布，看起来很像探测器数字化、图像拖影或者数据处理造成的假象。团队随后检查了仪器偏振、图像配准、大气扰动和信号处理等多种可能性，却始终没有找到足以制造这组圆环的明确原因。

麻烦在于，发现圆环时，那台实验仪器已经被拆除，零部件也被转用于其他项目。研究人员手中只剩下2010年的这一组数据，无法回到现场用完全相同的设备重复观测。也就是说，目前还不能断言金星大气中确实存在这些巨环。

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可能的答案，是大气中的重力波。

为了判断这种景象在物理上是否可能出现，研究团队建立了金星大气的辐射传输模型。他们发现，只要云层上方的气体密度出现大约5%至10%的周期性变化，模拟图像中就能形成与观测相似的偏振圆环。

造成这种密度起伏的候选机制，是大气重力波。

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这里的重力波不是黑洞碰撞产生的“引力波”。它更像水面上的涟漪，一团空气受到地形、温度变化或气流扰动后，在重力和浮力作用下上下振荡，波动随之在大气中传播。空气被交替压缩、稀释，虽然密度变化不算剧烈，却可能改变光线散射时的偏振特征。

为什么几圈淡淡的光纹如此重要？

因为它们可能与金星最难解释的大气现象之一——超级旋转有关。

金星本体转得极慢，自转一周需要约243个地球日；但高层云系只需大约4个地球日，就能绕行金星一周。大气的运动速度远远超过固体行星本身，像是一条高速奔流的空气河。

这种高速环流究竟怎样启动，又如何长期维持，至今仍没有一个能够解释所有观测的答案。大气波动可以在不同高度之间传递能量和动量，因此被认为可能是维持超级旋转的重要参与者。

研究团队的模拟还暗示，这些环状结构或许在金星当地中午过后逐渐形成，可能与太阳加热云层、大气重新分配能量有关。不过，这部分解释目前仍停留在假设阶段。

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