帕克太阳探测器首次在可见光下拍摄金星表面图像，已获证实

美国国家航空航天局的帕克太阳探测器首次从太空拍摄到金星表面的可见光图像。

金星表面笼罩在厚厚的云层中，通常看不见。但在最近的两次飞越中，帕克使用其广域成像仪（WISPR），以可见光谱的波长（人眼可以看到的光类型）对整个夜晚进行成像，并延伸到近红外。

这些图像组合成一段视频，显示出地表的微弱光芒，显示出大陆地区、平原和高原等独特特征。在行星周围还可以看到大气层中的一个发光的氧晕。

美国国家航空航天局总部太阳物理部主任尼古拉•福克斯说：“我们对帕克太阳探测器迄今为止提供的科学见解感到兴奋。”“帕克继续超出我们的预期，我们很高兴在我们的重力辅助机动过程中获得的这些新观测结果能够以意想不到的方式帮助推进金星研究。”

这种通常被称为地球双胞胎的行星图像可以帮助科学家更多地了解金星的表面地质、那里可能存在的矿物以及行星的进化。考虑到这两颗行星之间的相似性，这些信息可以帮助科学家理解为什么金星变得不适宜居住，而地球变成了绿洲。

这项新研究的主要作者、华盛顿特区海军研究实验室的物理学家布莱恩•伍德说：“金星是天空中第三亮的东西，但直到最近，我们还没有太多关于金星表面的信息，因为我们对金星的看法被厚厚的大气层挡住了。”“现在，我们终于第一次从太空中看到了可见波长的表面。”

美国国家航空航天局的帕克太阳探测器首次从太空拍摄到金星表面的可见光图像。意想不到的能力2020年7月，当帕克开始第三次飞越时，WISPR拍摄了金星的第一张图像，飞船利用这张图像将轨道弯曲到更靠近太阳的位置。WISPR的设计目的是观察太阳大气层和风中的微弱特征，一些科学家认为他们可能能够使用WISPR来拍摄帕克经过金星时遮蔽金星的云顶。

WISPR项目科学家说：“目的是测量云层的速度。”Angelos Vourlidas，这篇新论文的合著者，约翰斯•霍普金斯大学的研究员大学应用物理实验室。

但WISPR不仅看到了云层，还看到了行星表面。这些图像非常引人注目，以至于科学家们在2021年2月的第四次通关中再次打开了相机。在2021年的飞越中，航天器的轨道完美地排列在一起，以便WISPR对金星的夜晚进行整体成像。

伍德说：“这些图片和视频让我大吃一惊。”

当帕克太阳探测器第四次飞越金星时，其WISPR仪器捕捉到了这些图像，并将其串成视频，显示了金星的夜面。像来自锻造云的铁一样发光，阻挡了来自金星表面的大部分可见光，但最长的可见光波长（与近红外波长接壤）能够通过。在白天，这种红光会在金星云顶反射的明亮阳光中消失，但在夜晚的黑暗中，WISPR相机能够捕捉到这种由表面散发出的难以置信的热量引起的微弱光芒。

伍德说：“金星的表面，即使是在夜晚，也大约有860度。”“天气如此炎热，金星的岩石表面明显发光，就像从锻造厂里拔出的一块铁。”

当它经过金星时，WISPR探测到了470纳米到800纳米的波长范围。其中一些光是近红外的——我们看不见，但感觉像热——还有一些在380纳米到750纳米之间的可见光范围内。

金星在新光中1975年，Venera 9号着陆器在着陆金星后，首次对金星表面进行了诱人的一瞥。从那时起，雷达和红外仪器进一步揭示了金星的表面，这些仪器可以通过使用人眼看不见的波长的光来透过厚厚的云层进行观测。美国国家航空航天局的麦哲伦任务在20世纪90年代使用雷达绘制了第一张地图，日本宇宙航空研究开发机构的赤木宇宙飞船在2016年到达金星轨道后收集了红外图像。帕克的新图像通过将观测范围扩展到我们所能看到的边缘的红色波长，为这些发现锦上添花。

WISPR的图像显示了金星表面的特征，如阿佛洛狄忒大陆地区、特勒斯-里乔高原和艾诺平原。由于高海拔地区比低海拔地区低约85华氏度，它们在明亮的低地中以深色斑块的形式出现。这些特征也可以在以前的雷达图像中看到，比如麦哲伦拍摄的图像。

仅显示左侧仅显示右侧WISPR图像中的表面特征（左）与麦哲伦任务中的图像（右）相匹配。

除了观察表面特征外，新的WISPR图像还将帮助科学家更好地了解金星的地质和矿物组成。当加热时，材料会以独特的波长发光。通过将新的图像与以前的图像相结合，科学家们现在有了更广泛的波长可供研究，这有助于识别地球表面的矿物。这种技术以前曾被用于研究月球表面。未来的任务将继续扩大这一波长范围，这将有助于我们理解宜居行星。

这些信息还可以帮助科学家了解地球的进化过程。虽然金星、地球和火星都是在同一时间形成的，但它们今天却大不相同。火星的大气层只有地球的一小部分，而金星的大气层要厚得多。科学家们怀疑火山活动在形成致密的金星大气层中起了一定作用，但还需要更多的数据来了解这一点。新的WISPR图像可能为火山如何影响地球大气层提供线索。

除了表面的辉光，新的图像还显示了一个明亮的环围绕着行星的边缘，这是由大气中的氧原子发光引起的。这种类型的光被称为气辉，也存在于地球大气层中，在太空中可以看到，有时在夜间也可以从地面看到。

飞越科学虽然帕克太阳探测器的主要目标是太阳科学，但金星的飞越为获得任务发射时没有预料到的额外数据提供了令人兴奋的机会。

WISPR还对金星的轨道尘埃环进行了成像，这是一个甜甜圈形状的微小粒子轨道，散布在金星绕太阳轨道的尾部。FIELDS仪器对金星大气层中的无线电波进行了直接测量，帮助科学家了解在太阳11年的活动周期中，高层大气是如何变化的。

2021年12月，研究人员发表了关于重新发现金星后面流出的彗星状等离子体尾巴的新发现，称为“尾射线”。新的结果显示，这条粒子尾巴从金星大气层延伸了近5000英里。这条尾巴可能是金星的水从行星上逃逸的原因，导致其目前的干燥和不适宜居住的环境。

虽然接下来两次飞越的几何形状可能不允许帕克拍摄夜晚的图像，但科学家们将继续使用帕克的其他仪器来研究金星的太空环境。2024年11月，该航天器将有最后一次机会在第七次也是最后一次飞越时对表面进行成像。

由马里兰州劳雷尔的约翰斯•霍普金斯应用物理实验室建造和运营的金星未来研究帕克太阳探测器并不是第一个收集飞越奖励数据的任务，但它最近的成功激励了其他任务在经过金星时打开仪器。除了帕克，欧空局的BepiColombo任务以及欧空局和美国国家航空航天局的太阳轨道飞行器任务已决定在未来几年的飞越中收集数据。

随着美国国家航空航天局的DAVINCI和VERITAS任务以及欧空局的EnVision任务，更多的航天器将在本世纪末前往金星。这些任务将有助于对金星大气层进行成像和采样，并用红外波长以更高的分辨率重新映射金星表面。这些信息将帮助科学家确定地表矿物组成，并更好地了解地球的地质历史。

美国国家航空航天局总部行星科学部主任Lori Glaze说：“通过研究金星的表面和大气层，我们希望即将到来的任务将帮助科学家了解金星的演化，以及是什么导致了金星今天不适合居住。”“虽然DAVINCI和VERITAS都将主要使用近红外成像，但Parker的研究结果表明了在宽波长范围内成像的价值。”