金星的大氣環流之間——活性氧
高活性氧不應該對未來的金星探索任務構成任何威脅
金星南半球的圖片展示了晨昏線-短暫存在的分隔白天（圖左側）和夜晚（圖右側）的區域（圖片來源：歐洲航天局）
現如今，地球的姊妹星金星的環境幾乎是人們想象中的地獄。這個琥珀般的世界表面溫度高達450攝氏度（842華氏度），而大氣構成中二氧化碳量高達96%。然而，曾幾何時，金星與我們的溫暖家園地球更為相似。
直到溫室氣體開始逃逸（可能由火山活動觸發），讓火星不幸成為了如今的惡鄰居。然而，在一項新研究中，太空人聲稱他們在金星明暗兩半球的大氣中直接探測到了原子氧的存在，這使我們對金星大氣演變的了解更上層樓。
原子氧是分子氧（正是我們所呼吸的並稱之為氧氣的東西）的高活性化學近親。分子氧（或O2）由一對氧原子構成，而原子氧與之不同，它由一些獨立的氧原子構成。
簡單來說，這些獨立的氧原子就一直準備著與其他原子和分子配對。這就是原子氧具有高活性的原因——配對能夠使單個氧原子更穩定，故這些單態氧就會主動反應。同時這也是分子氧不那麽活躍的原因，其氧原子都結伴而行。
探測原子氧
由德國航空航天中心主任-亨氏-威廉 胡爾貝斯（Heinz-Wilhelm Hübers）領導的天文學家團隊使用機載天文台——平流層紅外天文台（SOFIA）來收集金星大氣層的數據。
「我們能夠規劃一條飛行路線，使我們得以觀察金星（位於低海拔地區），為期3天，每天20分鐘。胡爾貝斯告訴太空網（space.com）
機載SOFIA是太赫茲外差光譜儀，用於這次觀測。胡爾貝斯解釋說，這種特殊的光譜儀對原子氧的4.74太赫茲頻率和63.2微米的波長尤為敏感。
金星的大氣層有兩股強力的環流。其中較低的環流位於海拔70公裏（43.5英裏）以下，相當於地球上颶風風力的風吹向金星的自轉的反方向。較高的環流位於海拔120公裏（74.6英裏）之上，風向與行星自傳方向一致。
「在這兩股方向相反的大氣環流之間，有一層原子氧。」胡爾貝斯說到。
科學家們認為，這層原子氧產生於來自太陽的紅外線輻射，輻射將金星大氣中的二氧化碳和一氧化碳分解成為氧原子和其他分子。在這個名為光解的過程中，高能中子沖撞碳分子，從而使這些分子撕裂開來。
由於原子氧主要集中在兩環流間約100公裏（62英裏）處，這些環流可能在促進形成金星周圍的物質中發揮作用。然而，胡爾貝斯表示，就其團隊目前的測算結果無法完全量化這一點。
盡管如此，胡爾貝斯的確提到他們在金星的暗面觀察到原子氧的局部增強，接近分隔晝夜的線，名為「晨昏線」。這種增強有可能由晨昏線上的風造成的。
我們應該擔心未來的金星任務嗎？
雖然在金星大氣中檢測到原子氧，但值得註意的是，其濃度遠低於地球大氣中的原子氧濃度。地球大氣中存在的原子氧幾乎為金星中的十倍。事實上，地球大氣中較高的原子氧濃度被視為是一種威脅——正是這些粒子導致近地軌域的衛星（包括國際太空站）腐蝕。
因此，金星上高活性氧的存在不應對未來我們發射到其上的衛星造成太大的腐蝕威脅。
胡爾貝斯說「此外，測量金星大氣中的原子氧分布的維度十分有趣，這能讓我們更好地了解大氣物理和大氣化學，並與地球做對比。」
原子氧，晨昏之間
對研究人員來說，同時收集金星明暗兩半球的數據至關重要，主要因為金星的自轉非常緩慢——金星上的一天等於243個地球日，即地球上5,832個小時。
胡爾貝斯說，對這種極慢的自轉速度最有可能的解釋是，在金星生命周期的早期階段，即這個星球還是液態、融化著的球體時，太陽的重力吸引著金星的潮汐。由於這種熔融結構，金星的自轉力可能受其潮汐影響，因此，科學家們認為是潮汐導致了現如今的自轉速度。
最後，研究結果描繪了一副與地球與眾不同的金星大氣圖，並強調曾經的細微不同如何經年累積，最終導致大不相同的未來。
BY:Conor Feehly
FY:人間工作區
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