Venus (Kim Tinh): Hành tinh xếp thứ hai và bị thiêu đốt trong hệ mặt trời

Màu sắc của Sao Kim

Màu sắc của Sao Kim là màu vàng sáng. Điều này có thể được nhìn thấy rõ khi quan sát Sao Kim từ Trái đất bằng mắt thường hoặc thông qua kính thiên văn. Màu sắc này xuất hiện do bề mặt của Sao Kim phản chiếu ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, do áp suất khí quyển cao và lớp mây dày đặc, màu sắc thực tế của bề mặt Sao Kim không được xác định rõ ràng và cần các phương pháp khác như đo quang phổ để tìm hiểu.

Sao Kim rất dễ nhìn thấy từ Trái đất do các đám mây phản chiếu của nó. Trên bầu trời, sao Kim xuất hiện như một vật thể màu trắng rực rỡ, là một trong những thứ tự nhiên sáng nhất trên bầu trời đêm. Theo NASA. (Để so sánh, mặt trăng có kích thước xấp xỉ -14, Độ lớn của vật thể càng thấp, mắt càng sáng.)

Ở gần, NASA cho biết màu sắc của sao Kim là “màu gỉ sắt”, nhưng không phải loại gỉ màu đỏ đậm mà người ta có thể tìm thấy trên hành tinh sao Hỏa. Thay vào đó, những bức ảnh mà NASA và những người khác gửi về từ Sao Kim gợi ý một thế giới có các màu đỏ, nâu và vàng. Đại học Cornell gợi ý (mở trong tab mới) rằng màu sắc đến từ số lượng đá núi lửa rải rác trên bề mặt, vì sao Kim là một thế giới hoạt động mạnh.

Tuy nhiên, không thể nhìn thấy màu sắc “thực” của sao Kim từ quỹ đạo do các đám mây axit sulfuric bao quanh hành tinh. Do đó, hình ảnh của Sao Kim chỉ có thể nhìn thấy nếu một vệ tinh quay quanh có khả năng nhìn xuyên qua những đám mây dày. Để một nhà thám hiểm con người có thể nhìn thấy bề mặt, họ cần phải đi xuống và sống sót trong nhiệt độ giống như lò nướng và áp suất cao ở dưới đó. Môi trường khắc nghiệt đó có thể có nghĩa là hiện tại, chúng ta sẽ sử dụng các nhà thám hiểm robot để xem xét Sao Kim cho chúng ta.

Quỹ đạo của sao Kim nằm dọc theo đường hoàng đạo, cũng là con đường mà các hành tinh khác, mặt trời và mặt trăng cũng đi trong hệ mặt trời của chúng ta. Đó không phải là ngẫu nhiên, vì hoàng đạo đại diện cho “mặt phẳng” hoặc hướng của hệ mặt trời của chúng ta, tất cả đều quay trở lại cách hệ mặt trời của chúng ta hình thành. Trên thực tế, việc sao Kim quá gần với các thế giới khác có nghĩa là sự liên kết, hoặc sự gặp gỡ gần gũi giữa các thiên thể, là điều khá phổ biến trên bầu trời Trái đất. Một vài lần trong năm, bạn sẽ thấy sao Kim xếp hàng với mặt trăng và hiếm hơn là với các hành tinh khác.

Sao Kim: Kích thước, thành phần và nhiệt độ

Sao Kim và Trái đất thường được gọi là anh em sinh đôi vì chúng giống nhau về kích thước, khối lượng, mật độ, thành phần và lực hấp dẫn. Sao Kim chỉ nhỏ hơn một chút so với hành tinh quê hương của chúng ta, với khối lượng bằng khoảng 80% Trái đất.

Sao Kim không phải là một hành tinh khí, mà là một hành tinh đá. Bên trong của Sao Kim được làm bằng một lõi sắt kim loại rộng khoảng 2.400 dặm (6.000 km). Lớp phủ đá nóng chảy của Sao Kim dày khoảng 3.000 dặm (3.000 km). Vỏ sao Kim chủ yếu là đá bazan và ước tính dày trung bình từ 6 đến 12 dặm (10 đến 20 km).

Tại sao sao Kim là hành tinh nóng nhất trong hệ mặt trời là khá phức tạp. Mặc dù sao Kim không phải là hành tinh gần mặt trời nhất, bầu khí quyển dày đặc của nó giữ nhiệt trong một phiên bản chạy trốn của hiệu ứng nhà kính mà chúng ta thấy tận mắt trên Trái đất với hiện tượng ấm lên toàn cầu. Kết quả là, nhiệt độ trên sao Kim lên tới 880 độ F (471 độ C), đủ nóng để nấu chảy chì. Tàu vũ trụ đã sống sót chỉ vài giờ sau khi hạ cánh xuống hành tinh này trước khi bị phá hủy.

Với nhiệt độ thiêu đốt, sao Kim cũng có bầu khí quyển địa ngục, chủ yếu bao gồm carbon dioxide với các đám mây axit sulfuric và chỉ có một lượng nhỏ nước. Bầu khí quyển của Sao Kim nặng hơn bất kỳ hành tinh nào khác, dẫn đến áp suất bề mặt gấp 90 lần Trái đất – tương tự như áp suất tồn tại sâu 3.300 feet (1.000 mét) trong đại dương.

Bề mặt sao Kim cực kỳ khô. Trong quá trình tiến hóa của hành tinh, tia cực tím từ mặt trời làm bốc hơi nước nhanh chóng, giữ cho sao Kim ở trạng thái nóng chảy kéo dài. Ngày nay không có nước lỏng trên bề mặt của nó vì sức nóng thiêu đốt được tạo ra bởi bầu khí quyển chứa đầy ôzôn của nó sẽ khiến nước ngay lập tức sôi lên.

Khoảng hai phần ba bề mặt sao Kim được bao phủ bởi các vùng đồng bằng phẳng, mịn bị hoen ố bởi hàng nghìn ngọn núi lửa, một số trong số đó vẫn đang hoạt động cho đến ngày nay, rộng từ 0,5 đến 150 dặm (0,8 đến 240 km), với các dòng dung nham khắc. những con kênh dài ngoằn ngoèo có chiều dài lên đến hơn 3.000 dặm (5.000 km).

Sáu vùng núi chiếm khoảng một phần ba bề mặt sao Kim. Một dãy núi, được gọi là Maxwell, dài khoảng 540 dặm (870 km) và cao tới khoảng 7 dặm (11,3 km), khiến nó trở thành đối tượng địa lý cao nhất trên hành tinh.

Sao Kim cũng sở hữu một số đặc điểm bề mặt không giống bất cứ thứ gì trên Trái đất. Ví dụ, sao Kim có hào quang hay còn gọi là vương miện – những cấu trúc giống như chiếc nhẫn có chiều rộng từ khoảng 95 đến 1.300 dặm (155 đến 2100 km). Các nhà khoa học tin rằng những thứ này hình thành khi vật chất nóng bên dưới lớp vỏ hành tinh dâng lên, làm cong bề mặt hành tinh. Sao Kim cũng có các khu vực nhô cao, hay các ô gạch, trong đó nhiều rặng núi và thung lũng đã hình thành theo các hướng khác nhau.

Sao Kim không có mặt trăng nào được biết đến, điều này khiến nó gần như là duy nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Hành tinh duy nhất được chỉ định không có mặt trăng là sao Thủy, khá gần với mặt trời. Các nhà khoa học vẫn chưa rõ lý do tại sao một số hành tinh có mặt trăng và một số thì không, nhưng họ có thể nói rằng mỗi hành tinh có một lịch sử độc đáo và phức tạp và điều đó một phần có thể góp phần vào cách các mặt trăng hình thành hoặc không hình thành.

Quỹ đạo của Sao Kim như thế nào?

Sao Kim mất 243 ngày Trái đất để quay trên trục của nó, đây là hành tinh chậm nhất trong số các hành tinh chính. Trên thực tế, ngày của nó dài hơn năm của nó, và đó có thể là do bầu khí quyển dày của sao Kim đóng vai trò như một lực hãm lớn đối với vòng quay của hành tinh. Và, do sự quay chậm chạp này, lõi kim loại của nó không thể tạo ra một từ trường tương tự như của Trái đất. Từ trường của sao Kim gấp 0,000015 lần từ trường của Trái đất.

Thông số quỹ đạo sao Kim

Theo NASA: (mở trong tab mới)

Khoảng cách trung bình từ mặt trời: 67 triệu dặm (108 triệu km).

Điểm cận nhật (cách gần mặt trời nhất): 66.785.000 dặm (107.480.000 km).

Aphelion (khoảng cách xa nhất so với mặt trời): 67.692.000 dặm (108.941.000 km).

Nếu nhìn từ trên cao, sao Kim quay trên trục của nó theo hướng ngược lại với hầu hết các hành tinh. Điều đó có nghĩa là trên sao Kim, mặt trời sẽ mọc ở phía tây và lặn ở phía đông. Trên Trái đất, mặt trời mọc ở phía đông và lặn ở phía tây.

Năm sao Kim – thời gian nó quay quanh mặt trời – dài khoảng 225 ngày Trái đất. Thông thường, điều đó có nghĩa là những ngày trên sao Kim sẽ dài hơn hàng năm. Tuy nhiên, do sự quay ngược dòng kỳ lạ của Sao Kim, thời gian từ một lần mặt trời mọc đến lần tiếp theo chỉ dài khoảng 117 ngày trên Trái đất. Lần cuối cùng chúng ta nhìn thấy Sao Kim di chuyển trước mặt trời là vào năm 2012 và lần tiếp theo là vào năm 2117.

Khí hậu sao Kim (Venus)

Lớp trên cùng của các đám mây của sao Kim quay quanh hành tinh này sau mỗi bốn ngày Trái đất, được đẩy bởi gió bão di chuyển với tốc độ khoảng 224 dặm / giờ (360 km / giờ). Sự siêu quay của bầu khí quyển của hành tinh này, nhanh hơn khoảng 60 lần so với tốc độ quay của bản thân Sao Kim, có thể là một trong những bí ẩn lớn nhất của Sao Kim.

Các đám mây cũng mang các dấu hiệu của các hiện tượng khí tượng được gọi là sóng trọng lực, gây ra khi gió thổi qua các đặc điểm địa chất, gây ra các lớp không khí lên và xuống. Gió trên bề mặt hành tinh chậm hơn nhiều, ước tính chỉ vài dặm một giờ.

Các sọc bất thường trong các đám mây phía trên của Sao Kim được mệnh danh là “chất hấp thụ màu xanh lam” hoặc “chất hấp thụ tia cực tím” vì chúng hấp thụ mạnh ánh sáng có bước sóng màu xanh lam và tia cực tím. Chúng đang hấp thụ một lượng năng lượng khổng lồ – gần một nửa tổng năng lượng mặt trời mà hành tinh này hấp thụ. Vì vậy, chúng dường như đóng một vai trò quan trọng trong việc giữ cho Sao Kim trở nên giống như địa ngục của nó. Thành phần chính xác của chúng vẫn chưa chắc chắn; Một số nhà khoa học cho rằng nó thậm chí có thể là sự sống, mặc dù nhiều thứ sẽ cần được loại trừ trước khi kết luận đó được chấp nhận.

Tàu vũ trụ Venus Express, một sứ mệnh của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu hoạt động từ năm 2005 đến năm 2014, đã tìm thấy bằng chứng về tia sét trên hành tinh, hình thành trong các đám mây axit sulfuric, không giống như sét của Trái đất, hình thành trong các đám mây nước. Tia chớp của sao Kim là duy nhất trong hệ mặt trời. Nó được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm vì có khả năng phóng điện từ sét có thể giúp hình thành các phân tử cần thiết để bắt đầu sự sống, đó là điều mà một số nhà khoa học tin rằng đã xảy ra trên Trái đất.

Thám hiểm sao Kim (Venus)

Hoa Kỳ, Liên Xô, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản đã triển khai nhiều tàu vũ trụ đến Sao Kim – hơn 20 chiếc cho đến nay. Mariner 2 của NASA đến cách Sao Kim 21.600 dặm (34.760 km) vào năm 1962, khiến nó trở thành hành tinh đầu tiên được quan sát bởi một tàu vũ trụ đi qua. Venera 7 của Liên Xô là tàu vũ trụ đầu tiên hạ cánh trên một hành tinh khác, đáp xuống Sao Kim vào tháng 12 năm 1970. Venera 9 đã quay lại những bức ảnh đầu tiên về bề mặt Sao Kim. Tàu quỹ đạo sao Kim đầu tiên, Magellan của NASA, đã tạo ra bản đồ của 98% bề mặt hành tinh, cho thấy các đặc điểm có chiều ngang nhỏ tới 330 feet (100 mét).

Tàu Venus Express của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã dành tám năm trên quỹ đạo xung quanh Sao Kim với rất nhiều thiết bị và xác nhận sự hiện diện của tia sét ở đó. Vào tháng 8 năm 2014, khi vệ tinh bắt đầu hoàn thành sứ mệnh của mình, các bộ điều khiển đã tham gia vào một cuộc điều động kéo dài một tháng để đưa tàu vũ trụ vào các lớp ngoài của bầu khí quyển của hành tinh. Venus Express sống sót sau cuộc hành trình táo bạo, sau đó chuyển sang quỹ đạo cao hơn, nơi nó đã trải qua vài tháng. Đến tháng 12 năm 2014, tàu vũ trụ hết thuốc phóng và cuối cùng bốc cháy trong bầu khí quyển của Sao Kim.

Sứ mệnh Akatsuki của Nhật Bản được phóng lên Sao Kim vào năm 2010, nhưng động cơ chính của tàu vũ trụ đã chết trong một vụ cháy chèn quỹ đạo trục, khiến tàu bay vào không gian. Sử dụng động cơ đẩy nhỏ hơn, nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã thực hiện thành công một vết cháy để điều chỉnh hướng đi của tàu vũ trụ. Một vụ cháy sau đó vào tháng 11 năm 2015 đã đưa Akatsuki vào quỹ đạo xung quanh hành tinh. Năm 2017, Akatsuki phát hiện một “sóng trọng lực” khổng lồ khác trong bầu khí quyển của Sao Kim. Tàu vũ trụ vẫn quay quanh Sao Kim cho đến ngày nay, nghiên cứu các kiểu thời tiết của hành tinh và tìm kiếm các núi lửa đang hoạt động.

Ít nhất là vào cuối năm 2019, NASA và Viện Nghiên cứu Không gian của Học viện Khoa học Nga đã thảo luận về việc hợp tác trong sứ mệnh Venera-D, bao gồm một tàu quỹ đạo, một tàu đổ bộ và có lẽ là một tàu bay chạy bằng năng lượng mặt trời.

“Chúng tôi đang ở giai đoạn viết và viết, nơi chúng tôi đang xem xét những câu hỏi khoa học nào … chúng tôi muốn sứ mệnh này trả lời và những thành phần nào của sứ mệnh sẽ trả lời tốt nhất cho những câu hỏi đó”, Tracy Gregg, một nhà địa chất hành tinh tại Đại học tại Buffalo, nói với Space.com vào năm 2018. “Ngày phóng sớm nhất có thể mà chúng tôi sẽ xem xét là năm 2026 và ai biết được liệu chúng tôi có thể đáp ứng được điều đó hay không.”

NASA gần đây đã tài trợ cho một số khái niệm sứ mệnh cực kỳ ban đầu có thể nhìn vào Sao Kim trong những thập kỷ tới, theo Chương trình Các khái niệm Nâng cao Sáng tạo của NASA. Điều này bao gồm một tàu lượn “steampunk” sẽ sử dụng đòn bẩy kiểu cũ thay vì thiết bị điện tử (có thể hoạt động trong bầu khí quyển của Sao Kim) và một khinh khí cầu sẽ kiểm tra Sao Kim từ độ cao thấp. Một cách riêng biệt, một số nhà nghiên cứu của NASA đang nghiên cứu khả năng sử dụng khí cầu để khám phá các vùng ôn đới hơn của bầu khí quyển Sao Kim.

Vào năm 2021, NASA đã công bố hai sứ mệnh mới tới Sao Kim sẽ khởi động vào năm 2030. Cơ quan này đã thông báo vào ngày 2 tháng 6 năm 2021, rằng họ sẽ gửi các sứ mệnh DAVINCI + và VERITAS, được chọn từ danh sách rút gọn bốn tàu vũ trụ, cho vòng tiếp theo của các sứ mệnh Khám phá tới Sao Kim.

DAVINCI (Điều tra sâu trong bầu khí quyển Sao Kim về Khí quý, Hóa học và Hình ảnh) sẽ lặn qua bầu khí quyển của hành tinh, nghiên cứu xem nó thay đổi như thế nào theo thời gian. VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy) sẽ lập bản đồ bề mặt hành tinh từ quỹ đạo của nó bằng cách sử dụng radar.

Vào ngày 12 tháng 6 năm 2021, ESA đã công bố tàu quỹ đạo Sao Kim tiếp theo của mình – EnVision. Günther Hasinger, giám đốc khoa học của ESA, cho biết trong một tuyên bố: “Một kỷ nguyên mới trong việc khám phá người hàng xóm Hệ Mặt trời gần nhất, nhưng cực kỳ khác biệt của chúng ta, đang chờ đợi chúng ta. “Cùng với các sứ mệnh Sao Kim do NASA dẫn đầu mới được công bố, chúng tôi sẽ có một chương trình khoa học cực kỳ toàn diện tại hành tinh bí ẩn này trong thập kỷ tới.” ESA hy vọng sẽ khởi động sứ mệnh tới Sao Kim vào đầu những năm 2030.

Các nhà thám hiểm không gian tư nhân cũng đang để mắt tới Sao Kim. Rocket Lab đã công bố vào năm 2020 rằng họ có kế hoạch đưa một tàu vũ trụ lên Sao Kim để triển khai một tàu thăm dò trong bầu khí quyển. Con tàu vũ trụ, theo một bài báo năm 2022, có một dụng cụ nặng 2 pound (1 kg) trên tàu và được thiết kế để tồn tại năm phút trong các đám mây của sao Kim ở một vùng ôn hòa hơn, giống như Trái đất, khoảng 30 đến 37 dặm (48 đến 60 km) trên bề mặt. Tất cả đều là một phần của cuộc tìm kiếm lớn hơn về sự sống trên sao Kim, khởi đầu vào năm đó từ một nghiên cứu mới hấp dẫn.

Có sự sống trên Kim tinh (Venus) không?

Trong khi các điểm đến trong hệ mặt trời của chúng ta như mặt trăng Enceladus hoặc Titan hoặc thậm chí hành tinh sao Hỏa hiện đang là những điểm nên đến để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống ngoài Trái đất.

Nhưng một khám phá khoa học đột phá vào năm 2020 đột nhiên khiến các nhà khoa học thảo luận về việc liệu có khả năng sự sống bằng cách nào đó có thể tồn tại trong bầu khí quyển địa ngục ngày nay của sao Kim hay không.

Giờ đây, các nhà khoa học cho rằng rất có thể hàng tỷ năm trước, sao Kim đã có thể sinh sống được và khá giống với Trái đất ngày nay. Nhưng kể từ đó, nó đã trải qua một hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng dẫn đến sự lặp lại hiện tại của Sao Kim với nhiệt độ bề mặt thiêu đốt và bầu khí quyển mà nhiều người mô tả là “địa ngục”.

Tuy nhiên, vào năm 2020, các nhà khoa học đã tiết lộ việc phát hiện ra một chất hóa học kỳ lạ trong các đám mây của hành tinh mà một số người cho rằng có thể là dấu hiệu của sự sống: phosphine.

Phosphine là một hợp chất hóa học đã được nhìn thấy trên Trái đất cũng như trên Sao Mộc và Sao Thổ. Các nhà khoa học nghĩ rằng, trên sao Kim, nó có thể xuất hiện giống như trên Trái đất, trong một khoảng thời gian rất ngắn trong bầu khí quyển của hành tinh.

Nhưng khám phá về phosphine này có liên quan gì đến việc tìm kiếm sự sống?

Vâng, trong khi phosphine tồn tại theo những cách kỳ lạ như thuốc diệt chuột, nó cũng được phát hiện cùng với các nhóm vi sinh vật nhất định và một số nhà khoa học cho rằng, trên Trái đất, hợp chất này được tạo ra bởi vi khuẩn khi chúng phân hủy về mặt hóa học.

Điều này khiến một số người nghi ngờ rằng, nếu vi khuẩn có thể tạo ra phosphine, thì có lẽ vi khuẩn có thể là nguyên nhân tạo ra phosphine trong bầu khí quyển của sao Kim. Kể từ khi phát hiện ra, đã có những phân tích tiếp theo khiến người ta nghi ngờ liệu hợp chất này có phải do vi khuẩn tạo ra hay không, nhưng các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục điều tra, đặc biệt là với các sứ mệnh mới được lên kế hoạch cho hành tinh.

Hơn nữa, các nhà khoa học đã tìm kiếm bằng chứng về chất thải vi khuẩn (hoặc phân) trong một nghiên cứu năm 2022 và không tìm thấy bằng chứng nào về bất kỳ hoạt động nào. Các tác giả cho biết không có “dấu vân tay” quang phổ nào cho thấy sự sống đang hoạt động trong khí quyển, điều này khiến tiền đề của sự sống khó có thể chứng minh được bằng chứng thuyết phục hơn, các tác giả cho biết.

Venus đề tài nổi bật trong phim khoa học vũ trụ

Khoa học viễn tưởng tràn ngập các kịch bản trong đó các phi hành gia tạo hình một hành tinh để làm cho nó giống Trái đất hơn. Làm thế nào điều này có thể xảy ra và liệu nó có khả thi hay không là những vấn đề rất không chắc chắn. Thông thường, các nhà khoa học và những người hâm mộ khoa học viễn tưởng nói về việc tạo địa hình sao Hỏa vì Hành tinh Đỏ dễ sinh sống hơn một chút đối với con người so với Sao Kim (khi bắt đầu không có các vụ phun trào lớn đang hoạt động).

Tạo địa hình cho bất kỳ hành tinh nào chắc chắn sẽ đặt ra những câu hỏi đạo đức về cách bảo vệ bất kỳ sự sống nào có thể tồn tại ở đó, cùng với cách bảo tồn bất kỳ thông tin nào mà sự sống để lại. (Sao Kim không thích sự sống như chúng ta biết, nhưng người ta không bao giờ có thể chắc chắn được.)

Giả sử chúng ta muốn đi trước việc tạo địa hình sao Kim, việc nghiên cứu điều này sẽ đòi hỏi một đại dương và một số loại quá trình phong hóa, một đề xuất từ ​​năm 2020 cho thấy. Với đủ nước (giả sử chúng ta có thể tiếp cận với một lượng lớn đồ vật) thì có thể loại bỏ bụi khỏi không khí và làm cho khí cacbonic ngưng tụ trên bề mặt. Một cách khả thi để điều này xảy ra có thể là ném vô số vật thể băng giá, như sao chổi, vào bầu khí quyển của sao Kim; Tất nhiên, làm thế nào để điều đó xảy ra là một câu hỏi khác.

Một đề xuất năm 1991 từ nhà khoa học người Anh Paul Birch có một phương pháp thay thế: bằng cách nào đó gửi đi hàng nghìn tỷ tấn hydro từ các hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc. (Ông nói, hydro sẽ biến carbon dioxide trong khí quyển thành nước, với một mặt lớn là đá granit.) Sao Kim cũng cần được làm mát khỏi mặt trời thiêu đốt bằng cách sử dụng một số loại bóng nắng, có tác dụng phụ là thu năng lượng mặt trời. năng lượng cho con người hoặc rô bốt sử dụng tiềm năng.