火熱金星解密 日照面大氣層有原子氧可助冷卻
自由時報 2023/11/09 太陽系中的金星體積、質量、與太陽的距離,都和地球類似,被視為地球的姊妹星,但是有一點與地球很不同:濃厚的大氣層絕大部分都是二氧化碳,幾乎無氧。不過德國一項研究首度在金星日照面大氣層中檢測出原子氧,這些以原子形式存在的氧,可能帶來冷卻作用,使金星大氣層上層溫度較低。
$ q7 s0 z a0 T& a7 y) M
3 e- l; k7 ^. b+ G1 p2 j/ R. [6 _+ r現今地球的大氣層主要成份,約有21%是氧,其他大部分是氮;而金星大氣層中96.5%都是二氧化碳,只有少量的氮和其他微量氣體,幾乎沒有氧,充滿二氧化碳的濃厚大氣層造成失控溫室效應,導致金星表面溫度升高,是太陽系中最熱的行星。 h7 C; m2 P% w* J: @, L& R- @' e i
+ C# V4 X$ _# D! |9 D: Q! m包括德國國家航太研究機構「德國航空太空中心(DLR)」在內多個機構合作,利用裝設在經改裝波音747SP飛機上的高空天文研究平台「同溫層紅外線天文台(SOFIA)」探測資料,在金星日照面、也就是白天期間的大氣層約100公里高處的17個位置,檢測出原子氧。
/ x9 x$ o( o) p/ N' T" y9 Z0 K9 B: W) I7 I, v* ~
研究人員表示,原子氧是由單個氧原子組成,與人呼吸的氧分子不同,後者由2個氧原子組成。由於氧很容易與其他元素發生化學反應,要找到原子形式的氧更具挑戰性。
! W. j7 P' i, I$ C1 k5 z
" H7 H2 ]. v- M- @3 q( ^. I- K過去的研究已經發現在金星非日照面、也就是夜晚區域的大氣層有原子氧,這次是首次直接檢測出金星日照面有原子形式的氧,研究人員也在非日照面大氣層中,檢測到原子氧。
, g1 S$ w. t1 i1 T0 ]- M) C1 i3 D. I; Z& ^% p4 v9 ?
研究人員認為,這些原子氧是因日照的光解作用,分解一氧化碳、二氧化碳分子而形成,然後被金星上的強風帶到非日照面,有可能在那裡形成分子氧或者和其他元素交互作用。( \+ z7 a# u2 g8 s
+ Q. b7 M9 M3 k0 ~: m$ [這份研究報告7日在《自然通訊(Nature Communications)》期刊發表。報告共同作者、德國「馬克斯普朗克無線電天文學研究所(Max Planck Institute for Radio Astronomy)」天文物理學家威瑟梅爾(Helmut Wiesemeyer)說,「這次探測到金星上的原子氧,直接證明存有光解作用以及金星大氣層的風輸送這些反應後的產物」,這些原子氧的存在,可能對金星帶來冷卻作用,造成金星大氣層上層溫度較低。