木星是否将金星推入失控的温室

金星最近引起了很多关注，尽管主要是在科学界，因为有关这颗行星的最后一部好莱坞电影于1960年代发行。这部分是由于它与地球的巨大差异，以及这种差异对于系外行星的研究可能意味着什么。如果我们能够更好地了解金星形成期间发生的事情，使其成为如今的地狱景观，那么我们也许能够更好地了解真正构成其他恒星周围可居住区域的因素。

最近，许多行星科学家一直专注于金星的形成和大气发展。现在，有一篇新论文提出金星可能早在十亿年前就已经在其表面上有液态水。而导致水消失的原因可能是一个不太可能的罪魁祸首：木星。

有证据表明木星实际上是从内部太阳系迁移到当前轨道的。诸如Grand Tack理论或Nice模型之类的理论显示了这种迁移的潜在途径。加州大学河滨分校的行星科学家斯蒂芬·凯恩博士及其合著者感兴趣的是，迁移可能对金星产生什么影响。

因此，他们模拟了早期太阳系形成过程中木星的数十万条迁移路径。在许多模拟场景中，金星或其他地球行星之一被抛出太阳系，而这些奔跑被丢弃了。但是，在许多情况下，金星的轨道也受到严重影响。轨道的一种度量称为偏心率，从本质上讲，它是椭圆形的轨道。一些木星的迁移模型使金星的离心率比实际轨道大44倍。

这很重要，因为金星目前有一个极低的偏心率的圆形轨道。如果木星通过早期太阳系的迁移模型导致金星具有高偏心率，那么偏心率又去了哪里呢?

这个问题最有趣的答案是它被液态水弄湿了。液态水可以在很长一段时间内抑制轨道偏心，因为它绕行星表面的运动通过潮汐消散将其推向更规则的模式。

潮汐消散的一个有趣结果是，它可能会导致地球上的温室失控，但是，作者计算出，很可能在年轻的金星上并非如此。他们还排除了导致温室效应失控的另一个潜在原因：行星上入射的阳光。但是这些模型表明，在金星处于高度椭圆轨道的情况下，虽然最大入射太阳光会大大增加，但仅靠它本身并不会造成温室世界。

但是，高轨道偏心率会对液态水产生另一种影响。他们导致它消失。这是一个两步过程。首先，高度偏心的轨道会引起明显的季节变化，当行星离恒星较远时，它可能使水冻结成雪或冰层，或者当行星离恒星较近时，其会蒸发成云。当行星靠近恒星时，它也会遭受大量增加的紫外线。这种紫外线具有分裂水分子的附加作用，仅留下元素氢和氧。这样，较轻的氢可以很容易地被太阳风从行星的大气层中剥离出来，而不会重新结合成水。

实际上，蒸发到大气中的水蒸气比现在的维纳斯大气中存在的二氧化碳更有效。在将其从紫外线和太阳风的组合中剥离出来之前，它可能潜在地在地球上造成了一个称为“潮湿温室”的时期。由于降水是碳酸盐-硅酸盐循环的重要组成部分，因此二氧化碳还可能被困在地球的构造板块中，这也可能有助于金星大气中CO 2的上升。

这些提出的金星演化理论提出了一些其他问题。例如，如果金星上有那么多的水，那么从水分子中剥离出来的所有氧气都去了哪里?凯恩博士也在一个科研小组中，希望通过在不久的将来将一个着陆器送至金星来回答这个问题，以测试自由基氧可能与之结合的表面上是否存在氧化物。

也有对金星比其他轨道偏心率的衰减其他可能的原因的水。一种潜在的影响是地球本身。为了测试是否存在这种情况，研究人员希望能更多地了解所谓的米兰科维奇循环，这是地球轨道参数周期性变化的模型。如果地球对金星产生阻尼作用，那么从金星的轨道模式中去除的动能将被地球吸收。地球轨道能量的巨大变化当动量转移发生时，本来会在时代周围完全偏斜的米兰科维奇周期中表现出来。尽管到目前为止还没有任何数据支持这一理论，但未来的古气候研究可能会揭示出地球本身是否消除了其最接近的邻居的某些怪癖。

但是，对这种偏心的最初原因的最佳估计仍然是木星的迁移。而且，如果天然气巨头的迁徙碰巧将金星推入它所遭受的失控的温室状态，那么这对于我们可能会发现绕其他恒星运行的任何金星类似物都具有重大意义。随着我们用于探测系外行星的仪器变得更加精确，我们可能会发现更多的行星像金星。了解我们太阳系中该类型行星的唯一模型究竟发生了什么，对于理解恒星的可居住区变得更加重要。带着所有新的兴趣，金星甚至可能在不久的将来引起好莱坞的注意。

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