金星的神秘霾层其实是宇宙尘埃

# 金星神秘的雾霭其实是宇宙尘埃 Source: https://arstechnica.com/science/2026/10/venus-mysterious-haze-is-actually-cosmic-dust/ 跳转到正文 (https://arstechnica.com/science/2026/10/venus-mysterious-haze-is-actually-cosmic-dust/#main) 一项物理模型显示，铁尘与硫酸恰好能产生所需的性质。 金星被一层神秘的面纱笼罩。大气底部的黄色“低层雾霭”由 Venera 和 Pioneer Venus 探测器 (https://ui.adsabs.harvard.edu/scan/manifest/2002ESASP.514...13T) 于 1970 年代发现。这些航天器是最早成功将该行星的图像传回地球的探测器之一，但它们所看到的雾霭在此后数十年里一直无法解释。如今，金星保守的秘密终于被揭开。 当时没人知道的是，这层雾霭其实是陨石颗粒的堆积。在大气中烧毁的“流星”会留下宇宙尘埃颗粒，而硫酸与这些颗粒相互作用后，就会留下一层雾霭。日本仙台市东北大学的行星科学家 Hiroki Karyu 及其研究团队最终利用微物理模型弄清了这层雾霭是如何形成的。这类模型涉及微物理学 (https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7507216/)——即地球上及其他天体上形成云和降水的微观尺度过程。 “持续不断的宇宙尘埃输入，足以支撑起这层低层雾霭，并维持着着陆探测器所观测到的颗粒尺寸分布，”Karyu 在发表于 Nature Astronomy 的一项研究中表示 (https://www.nature.com/articles/s41550-026-02843-4)，“这些源自宇宙的雾霭颗粒是高效的凝结核，即使距离最初的来源很远，也能促进主云层中的云的形成。” ## 雾霭与困惑 此前的推测认为，这层雾霭由火山灰形成。金星被认为是 (https://www.nature.com/articles/s41550-024-02272-1.epdf?sharing_token=UuRLsgyQAKDI27c2fqH4dtRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0MqXyEbo4E8LSoJcVX7v222M5F6St6imcJHdK7DohqR97j-ORmq9YTHahVXSKCJKtMxN4TvoBdNnjFKltjO0Wvt00-bat-pb8aU2lglF9LK08b-bckuP7_LGfFgFhqnuoSU4161n916i5xyWYU82SpTI65c6kpCdBe5qudSKYDsI9Xf7rlbwSm8LxVFJUZtomU%3D&tracking_referrer=www.newsweek.com) 太阳系中火山活动最剧烈的行星，20 世纪 90 年代初 Magellan 探测器 (https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm7735) 首次观测到了火山活动的迹象。近期研究发现，这颗行星的火山活动比先前认为的更为活跃，但研究人员发现，金星火山喷出的火山灰并非雾霭颗粒的来源。 地表尘埃也被排除在外。Karyu 发现，即使金星上有远比现在更多的火山尘或地表尘输入，这些颗粒仍然无法以正确的方式与大气中的硫相互作用，从而形成雾霭。 金星的雾霭并非只是尘埃的简单堆积，而是通过一种过程形成的，其开端与地球上云的形成方式 (https://www.noaa.gov/jetstream/clouds/how-clouds-form) 相似。云是通过凝结核产生的，即飘浮在大气中的微小气溶胶颗粒。这些颗粒可以是尘埃、烟灰，也可以是火山灰甚至海盐。液态水也可以在冰晶周围凝结。水分子在空气中通常过于稀疏，无法彼此结合，但它们会附着在这些吸湿性颗粒的表面，形成云滴的核心。随后这些液滴逐渐积聚成云。 Karyu 及其团队利用微物理模拟展示了宇宙尘埃如何形成低层雾霭。当太空岩石被行星引力拉入时，它们会高速穿越大气，与气体颗粒发生摩擦。陨石下坠得越快、越深，遭遇的摩擦就越多，这会使它燃烧殆尽，并在身后留下一道颗粒轨迹。就像地球上水汽在尘埃周围凝结一样，硫酸液滴会凝结在飘浮于金星上空的陨石颗粒表面。 ## 云很重，金属也很重 研究人员发现，陨石颗粒会增加金星的云产量，因为它们为凝结提供了更多机会。但出人意料的是，颗粒增多并不意味着云滴增多。相反，若干颗粒会先粘连在一起，形成更大的团簇，随后硫酸才在其周围凝结。这些凝结物形成的云不断变重，最终沉入灼热的 (https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Venus_Express/The_unexpected_temperature_profile_of_Venus_s_atmosphere) 低层大气中，在温度高达 100°C（212°F）的环境下，硫酸随之蒸发。 留下的裸露颗粒便构成了这层雾霭。 弄清金星低层雾霭的成因，还意外解决了另一个谜团。金星大气中一直有某种物质在吸收紫外线，但在此之前，科学家们并不确切知道那是什么。 陨石通常含有镁、硅和铁等金属，此前有推测认为铁化合物就是这种吸收剂。陨石中发现的镁和硅都是极差的紫外线吸收体。而铁更有希望；Venera 和 Vega 探测器 (https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-receives-first-signals-from-soviet-vega-space-probes/) 都曾探测到大气中的铁，而 Pioneer Venus 大型探测器 (https://science.nasa.gov/mission/pioneer-venus-2/) 上的质谱仪则发现了硫酸铁化合物，但这些发现在此后数十年里一直未能得到解释。 人们对铁化合物是神秘吸收剂的怀疑始终挥之不去，而当研究人员发现硫酸铁与雾霭的性质相符时，这一怀疑得到了证实。 事实证明，对于处于特定高度（距地表 40 至 50 公里，约合 25 至 31 英里）的雾霭颗粒来说，凝结无法发生，因为颗粒的高能量形成了一道屏障，使硫酸液滴无法粘附到其表面。（这被称为成核壁垒 (https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2995260/)。）具有强成核壁垒的颗粒会被对流过程中上升的较热空气带到上层云层，在那里冷却到足以被并入硫酸颗粒的程度。此前的观测曾暗示了这一点，而 Karyu 的团队如今提供了更有力的证据。 这一发现对其他行星也具有启示意义。人们已经对气态巨行星的高层雾霭进行了大量研究，但主云层之下的微物理过程仍然是一个谜。金星或许揭示了雾霭的至少一部分秘密。在木星这样的行星上，那些无法蒸发的颗粒——例如来自陨石的颗粒——可能会沉降在云层的外层。进一步的研究有望让我们更深入地了解宇宙尘埃如何在木星、土星和海王星等行星上促进云和雾霭的形成。 “与金星一样，观测外行星大气中的金属层将有助于[确定][金属]在其大气中的沉降速率，进而[确定]由此产生的雾霭丰度，” Karyu 表示 (https://www.nature.com/articles/s41550-026-02843-4)，“这些效应确立了宇宙尘埃作为行星气候关键组成部分的地位，而这一角色很可能对系外行星同样至关重要。” Nature Astronomy，2026 年。DOI:10.1038/s41550-026-02843-4 (https://dx.doi.org/10.1038/s41550-026-02843-4) Elizabeth Rayne 的照片 (https://arstechnica.com/author/elizabeth-rayne/) Elizabeth Rayne 是一个以写作为生的生物。她的作品曾发表于 SYFY WIRE、Space.com、Live Science、Grunge、Den of Geek 和 Forbidden Futures。她和她的鹦鹉 Lestat 一起潜伏在纽约市郊。不写作的时候，她要么在变形，要么在画画，要么在扮演某个没人听说过的角色。在 Threads 和 Instagram 上关注她 @quothravenrayne。 4 条评论 (https://arstechnica.com/science/2026/10/venus-mysterious-haze-is-actually-cosmic-dust/#comments) 1. 最受欢迎故事第一篇的配图：Reddit 正在限制 Old.Reddit.com 的使用 (https://arstechnica.com/gadgets/2026/09/reddit-will-block-old-reddit-com-from-people-who-havent-used-it-in-6-months/)