Sao Kim là hành tinh gần Trái đất nhất và cả hai có kích thước và khối lượng rất giống nhau. Chúng dường như ít nhiều được làm từ cùng một loại vật liệu, lõi giàu sắt với lớp vỏ đá và hiểu biết tốt nhất của chúng ta về lịch sử của Hệ Mặt trời cho chúng ta biết rằng chúng hình thành cùng lúc, từ một đám mây bụi nguyên thủy. và khí bao quanh Mặt trời trẻ, khoảng 4,5 tỷ năm trước.
Vì những lý do này, Trái đất và Sao Kim thường được gọi là các hành tinh song sinh. Sự tương đồng gần gũi giữa cả hai làm cho sự khác biệt tồn tại trở nên thú vị hơn.
Sao Kim gần Mặt trời hơn, vì vậy chúng ta có thể mong đợi nó ấm hơn và nhiều mây hơn. Chắc chắn, khuôn mặt mà sao Kim thể hiện trước một người quan sát dù chỉ sử dụng một chiếc kính viễn vọng khiêm tốn nhất cũng bị che phủ vĩnh viễn trong một lớp mây dày gần như không có gì đặc biệt.
Đọc thêm về sao Kim:
Trong nhiều thế kỷ, người ta tự hỏi điều gì nằm bên dưới: biển, sa mạc, rừng rậm ẩm ướt, hoặc có lẽ là tất cả những thứ này.
Ngay cả trước khi sao Kim được thăm dò bởi tàu thăm dò không gian đầu tiên – Mariner 2 vào tháng 12 năm 1962 – một số manh mối đã bắt đầu xuất hiện.
Các nhà thiên văn vô tuyến đã quay những chiếc đĩa lớn của họ về phía hành tinh này và tìm thấy một mức năng lượng vi sóng cao bất ngờ đến từ sao Kim.
Không rõ liệu đây có phải là sự phát xạ nhiệt, điều này cho thấy sao Kim nóng bất ngờ hay một loại hiệu ứng cực quang, sét hoặc bức xạ từ các hạt bị mắc kẹt trong một số vành đai Van Allen của sao Kim tương đương với Trái đất.
Mariner 2 mang theo một máy đo phóng xạ vi sóng nhỏ để giải quyết câu hỏi này. Câu trả lời là rõ ràng.
Sự phát xạ là từ bề mặt của Sao Kim, nó phải là nhiệt và nhiệt độ trên Sao Kim phải ở trong vùng 400ºC.
Vài năm sau, bắt đầu từ năm 1970, một số tàu thăm dò Venera của Nga đã hạ cánh xuống Sao Kim và đo nhiệt độ trực tiếp.
Nó không chỉ nóng đáng kể mà áp suất bề mặt còn cao hơn gần 100 lần so với trên Trái đất – cao hơn nhiều so với dự kiến của bất kỳ ai.
Thêm vào những khác biệt này, quang phổ từ Trái đất đã chỉ ra rằng những đám mây phong phú trên Sao Kim được tạo thành từ những giọt nước, không phải nước mà là axit sunfuric đậm đặc.
Các vết đánh dấu xuất hiện trong các đám mây khi chúng được xem qua bộ lọc tia cực tím; chúng cho thấy những chuyển động nhanh xung quanh đường xích đạo theo các mô hình có tổ chức, cho thấy gió lớn và sóng và thủy triều ở quy mô hành tinh.
Tốc độ và tính nhất quán của gió trên Sao Kim thật đáng ngạc nhiên, vì các phép đo radar cho thấy hành tinh rắn này quay rất chậm so với Trái đất: cứ 243 ngày mới quay một lần.
Hơn 30 tàu vũ trụ hiện đã đến thăm Sao Kim, bao gồm tàu bay ngang qua, tàu quỹ đạo và tàu đổ bộ, loại thứ hai tồn tại trong thời gian ngắn trong các điều kiện khắc nghiệt được tìm thấy trên bề mặt.
Cùng với nhau, nhiều chi tiết đã được thêm vào bức tranh mà chúng ta có về Sao Kim, bao gồm sự hiện diện của những ngọn núi lửa khổng lồ và đồng bằng phẳng trên bề mặt, cũng như sự vắng mặt hoàn toàn của từ trường hành tinh.
Không có đại dương – nó quá nóng – và không có nhiều nước, chỉ là một chút hơi nước trong khí quyển và một số chất lỏng liên kết với axit sunfuric trong các giọt mây.
‘Siêu quay’ nhanh chóng của bầu khí quyển dẫn đến các xoáy khổng lồ, giống như những cơn bão trên Trái đất nhưng lớn hơn và dai dẳng hơn, tập trung ở các cực bắc và nam.
Vì vậy, trong khi sao Kim chắc chắn là một người gần như sinh đôi với Trái đất về các thuộc tính chính của nó, thì nó dường như không hành xử giống Trái đất chút nào, đặc biệt là khi có liên quan đến bầu khí quyển và khí hậu.
Một số người coi hành tinh này, vật thể sáng nhất và đẹp nhất trên bầu trời đêm của chúng ta khi không có Mặt trăng, như một cặp song sinh sai lầm hoặc thậm chí xấu xa, bởi vì các điều kiện bề mặt rất khắc nghiệt đối với những du khách đến từ Trái đất.
Ngay cả máy móc của chúng ta cũng không thể tồn tại lâu ở đó, và ngày mà con người đi bộ trên bề mặt thực sự phải còn rất xa.
Những người du hành vũ trụ sẽ từ chối sao Kim vì những chất thải đóng băng của sao Hỏa khi lên kế hoạch cho các chuyến du hành xuyên không gian của con người và mơ ước thiết lập các căn cứ và thuộc địa.
Chúng ta có thể không vội đến đó, nhưng liệu chúng ta có thể giải thích hành vi của sao Kim không?
Thật bối rối khi thấy rằng những kỳ vọng của chúng ta về người hàng xóm gần nhất lại sai lầm đến thế.
Đây không phải là một mối quan tâm trừu tượng: người ta thường nói rằng những gì sao Kim có là một phiên bản cực đoan của hiện tượng nóng lên toàn cầu, do hiệu ứng nhà kính được tạo ra phần lớn (trên cả hai hành tinh) bởi hơi nước, mây và carbon dioxide trong khí quyển.
Trái đất đang trở nên giống sao Kim hơn một chút và dường như vì cùng một lý do cơ bản: tăng khí nhà kính.
Khi chúng tôi phân tích vấn đề, được hỗ trợ bởi các phép đo được thực hiện bởi chương trình thăm dò do Hoa Kỳ và Liên Xô thực hiện từ năm 1962, sao Kim bắt đầu xuất hiện.
Cấu trúc nhiệt độ của bầu khí quyển trên mức áp suất một bar, nơi có mật độ tương đương với Trái đất, không khác lắm so với những gì chúng ta mong đợi.
Dưới mức đó, do có nhiều bầu khí quyển được tạo thành chủ yếu từ carbon dioxide, nhiệt độ phải tiếp tục tăng.
Cuối cùng, khi áp suất đạt khoảng 92 bar trên bề mặt, nó sẽ vượt quá nhiệt độ nóng chảy của các kim loại như chì và thiếc.
Vì vậy, điều đáng ngạc nhiên không thực sự là nhiệt độ, mà là khối lượng của bầu khí quyển – tại sao sao Kim lại có nhiều không khí hơn chúng ta có trên Trái đất?
Một manh mối là trong khi Sao Kim có thể có nhiều bầu khí quyển, thì nó lại không có đại dương.
Nếu các hành tinh là cặp song sinh theo nghĩa hình thành cùng nhau và ở gần nhau, thì khi Hệ Mặt trời ra đời – các thiên thể có cùng kích thước lẽ ra phải có sự phân bổ gần như giống nhau của cả hai.
Nhìn kỹ hơn, chúng ta thấy rằng sao Kim đã có đại dương nước từ rất sớm và Trái đất có nhiều carbon dioxide trong khí quyển hơn.
Điều dường như đã xảy ra là nước trên Trái đất ngưng tụ thành đại dương và biển hòa tan phần lớn carbon dioxide và cuối cùng biến nó thành đá carbonat, chẳng hạn như đá vôi ở vách đá trắng Dover.
Trên sao Kim, nước bốc hơi nhanh hơn và bị mất khỏi hành tinh do bị bức xạ cực tím từ Mặt trời phân ly ở tầng khí quyển phía trên, tạo thành hydro và oxy.
Đặc biệt, hydro có thể sôi vào không gian. Ngay cả oxy cũng tương đối dễ dàng bị dòng chảy của các hạt từ Mặt trời – gió Mặt trời – lấy đi tương đối dễ dàng bởi vì sao Kim, không giống như Trái đất, không được bảo vệ bởi từ trường.
Bức tranh tiến hóa trong đó sao Kim mất đi đại dương trong khi Trái đất mất đi khí carbon dioxide đã nhận được sự ủng hộ từ nhiều phát hiện khác nhau.
Tỷ lệ của đồng vị nặng hơn của hydro (đơteri) so với loại thông thường là rất cao trên Sao Kim, phù hợp với tỷ lệ phân đoạn được mong đợi nếu một lượng lớn cả hai bị thất thoát vào không gian.
Các ước tính về lượng carbon dioxide được lưu trữ dưới dạng khoáng chất trên Trái đất đã đưa ra đủ để tạo ra một bầu khí quyển giống như sao Kim nếu nó được giải phóng trở lại thành khí.
Lượng nitơ trong bầu khí quyển của sao Kim, mặc dù chỉ chiếm khoảng 3% trong tổng số, gần bằng với lượng trên Trái đất, mặc dù nó là thành phần chính ở đây với khoảng 80%.
Vì nitơ không được biến thành khoáng chất một cách hiệu quả cũng như không bị mất nhanh chóng vào không gian, nên điều này phù hợp với mong đợi.
Do đó, quan điểm hiện đại cho rằng Sao Kim và Trái đất thực sự là cặp song sinh, chúng chỉ lớn lên khác nhau. Chúng tôi thậm chí có một ý tưởng hợp lý về lý do tại sao họ chuyển hướng như họ đã làm.
Các kỹ sư Nga đã có thể hạ cánh các phương tiện trên Sao Kim 10 lần trong những năm 1970 và 1980. Đây là Venera 7 đến 14, và Vega 1 và 2.
Tàu đổ bộ Venera phát hiện ra rằng bề mặt của Sao Kim dường như chủ yếu là đá bazan, đá lửa núi lửa cũng phổ biến trên Trái đất. Bản đồ radar cho thấy hai cao nguyên lục địa, Ishtar và Aphrodite, chiếm khoảng 10% bề mặt hành tinh. Phần còn lại là những ngọn đồi thoai thoải và những đồng bằng rộng lớn bị nghi ngờ là những lưu vực đại dương cổ đại.
Ngày nay, vùng đồng bằng nóng (trên 400ºC) và khô. Cùng với phần lớn hành tinh, chúng dường như đã được tái tạo bề mặt bằng dung nham trong quá khứ địa chất tương đối gần đây, 300 đến 500 triệu năm trước.
Một số lớp mây lấp đầy bầu khí quyển từ khoảng 30–65 km phía trên bề mặt Sao Kim.
Những điều này tiết lộ các kiểu thời tiết ấn tượng, khác nhau ở các tầng mây cao và thấp, gợi nhớ đến các hệ thống thời tiết trên Trái đất, nhưng lại khác biệt một cách kỳ lạ.
Lập bản đồ những thứ này và những thay đổi của chúng là trọng tâm lớn của Venus Express, mới đến hành tinh này.
Sứ mệnh châu Âu có một số lợi thế lớn so với các tàu thăm dò trước đó: quỹ đạo của nó rất lý tưởng cho các nghiên cứu khí quyển.
Nó đi qua cực bắc để đến gần xoáy cực khổng lồ và sau đó bay qua cực nam để bao phủ toàn cầu.
Thậm chí quan trọng hơn, gần đây người ta đã phát hiện ra rằng các đám mây của Sao Kim trong suốt ở các bước sóng nhất định trong quang phổ hồng ngoại.
Giờ đây, các camera quay quanh quỹ đạo, máy đo quang phổ và máy đo bức xạ có thể nhìn sâu vào các đám mây và xuyên xuống bề mặt, trên khắp hành tinh, điều mà trước đây chỉ có radar mới có thể làm được.
Kết quả cho thấy bầu khí quyển của sao Kim ổn định hơn so với Trái đất trong hoàn lưu kinh tuyến (từ xích đạo đến cực), nhưng kém ổn định hơn trong hành vi khu vực của nó (song song với đường xích đạo), tạo ra động lực ấn tượng nhìn thấy trong cấu trúc đám mây.
Sao Kim quay theo chiều kim đồng hồ và là một hành tinh hầu như không có sự thay đổi theo mùa do Mặt trời điều khiển. Nó quay quanh Mặt trời với khoảng cách trung bình là 108,2 triệu km, mất 224,7 ngày để hoàn thành một năm.
Nó quay cứ sau 5.832,5 giờ, hoặc 243 ngày Trái đất. Do đó, một ngày sẽ dài 2.802 giờ hoặc 116,75 ngày Trái đất.
Quỹ đạo gần tròn, với độ lệch tâm chỉ 0,007, trong khi độ xiên 177,4º có nghĩa là sao Kim quay từ đông sang tây, ngược lại với hầu hết các hành tinh khác, kể cả Trái đất và không có mùa.
Sao Kim được bao phủ bởi các ngọn núi lửa và được bao phủ rộng rãi bởi các dòng dung nham, nhiều trong số đó kéo dài rất xa.
Bầu khí quyển đầy khí và chất ngưng tụ có chứa các hợp chất lưu huỳnh; những thứ này gần như chắc chắn bắt nguồn từ khí thải từ núi lửa.
Tuy nhiên, chúng ta chưa bao giờ nhìn thấy một ngọn núi lửa đang hoạt động trên sao Kim và chúng ta không biết mức độ hoạt động của núi lửa trên sao Kim ngày nay.
Việc sao Kim có tương đối ít miệng núi lửa trên bề mặt của nó được cho là nhờ sự bảo vệ của bầu khí quyển dày đặc và do dung nham tràn ngập lớn trong quá khứ.
Có một số bằng chứng từ số lượng miệng núi lửa cho thấy sự tái tạo bề mặt này đã xảy ra trong một giai đoạn biệt lập, khoảng 500 triệu năm trước.
Một số nhà khoa học cho rằng hành tinh này ‘lưu trữ’ hoạt động núi lửa của nó và giải phóng tất cả trong những đợt dâng trào lớn. Tuy nhiên, hoạt động liên tục nhưng thay đổi có nhiều khả năng hơn.
Sao Kim có đường kính bằng 95% Trái đất và 81% khối lượng, tương ứng với mật độ không nén gần như giống nhau.
Thực tế này, cộng với niềm tin rằng các hành tinh đất đá được hình thành cùng nhau, khiến chúng ta kỳ vọng rằng, giống như Trái đất, phần bên trong của Sao Kim có lõi kim loại nóng chảy một phần, lớp phủ bằng đá và lớp vỏ.
Người ta biết rất ít, nhưng hoạt động núi lửa rõ ràng đang hoạt động, quay chậm và không có từ trường hành tinh có thể là manh mối về phần bên trong của Sao Kim vẫn chưa được giải thích và giải quyết.
Sông Styx
Kênh này trên sao Kim dài 6.800 km và rộng khoảng 2 km. Rõ ràng là kết quả của sự xói mòn, người ta không biết chất lỏng nào đã khắc lên nó hoặc dòng chảy đó xảy ra khi nào trong lịch sử của sao Kim, hoặc thậm chí nếu nó vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.
Maxwell Montes
Với chiều cao 11 km, Maxwell Montes là ngọn núi cao nhất trên sao Kim, với một bên là sườn dốc thoai thoải và một bên là vách đá kỳ ảo. Miệng núi lửa gần đỉnh là Cleopatra có đường kính khoảng 100km.
Alpha Regio
Mái vòm bánh kếp, giống như mái vòm trên Alpha Regio, thường có đường kính 25km và cao 750m. Chúng hình thành khi dung nham đùn ra từ từ dưới áp suất cực lớn trên sao Kim. Điều tương tự cũng xảy ra ở đáy đại dương sâu thẳm của Trái đất.
Aphrodite Terra
Aphrodite Terra là một khu vực gồm các rặng núi và thung lũng giao nhau có diện tích bằng châu Phi, được tìm thấy ở bán cầu nam của sao Kim gần đường xích đạo. Các mô hình phức tạp là kết quả của các lực do chuyển động của vỏ trái đất theo các hướng khác nhau.
c. 4000 TCN
Ví dụ đầu tiên được ghi lại về việc thờ cúng sao Kim, bởi những người Sumaria ở Mesopotamia, những người tin rằng hành tinh này là một vị thần tên là Inanna.
1520
Montezuma có thể đã quan sát thấy sự đi qua của sao Kim ở Mexico, vì chắc chắn ông đã thực hiện các quan sát về mặt trời vào thời điểm này. Nền văn minh Maya gắn sao Kim với vị thần chính của nó, Quetzalcoatl, và hóa thân của ông, Kulkulkan.
1610
Galileo Galilei là người đầu tiên quan sát các pha của Sao Kim bằng cách sử dụng thiết bị khúc xạ của mình, chứng minh rằng nó quay quanh Mặt trời, từ đó hỗ trợ mạnh mẽ cho mô hình nhật tâm của Hệ Mặt trời.
9 tháng 1 năm 1643
Giovanni Riccioli ở Bologna báo cáo quan sát bằng kính viễn vọng đầu tiên về ánh sáng màu tro, một vệt sáng mờ tạo thành các hoa văn ở phía ban đêm của Sao Kim.
1896
Percival Lowell báo cáo các quan sát về mô hình kênh xuyên tâm trên Sao Kim. Tuy nhiên, hiện nay người ta tin rằng do kỹ thuật quan sát còn kém, ông đã thực sự nhìn thấy các mạch máu trong võng mạc của chính mình.
14 tháng 12 năm 1962
Mariner 2 trở thành tàu vũ trụ đầu tiên đến thăm Sao Kim. Nó quét hành tinh bằng tia hồng ngoại và bức xạ vi sóng mạnh mẽ, tiết lộ rằng Sao Kim có những đám mây mát mẻ và bề mặt nóng.
15 tháng 12 năm 1970
Venera 7 hạ cánh ở 5°S, 351°E trên Sao Kim lúc 05:34 UT, trở thành tàu vũ trụ nhân tạo đầu tiên hạ cánh trên một hành tinh khác và truyền dữ liệu về Trái đất. Nó xác nhận nhiệt độ bề mặt cao, dao động từ 457 đến 474ºC.
22 tháng 10 năm 1975
Venera 9 quay quanh Sao Kim và thả một tàu đổ bộ truyền hình ảnh đầu tiên về bề mặt về Trái đất.
4 tháng 12 năm 1978
Pioneer Venus Orbiter trở thành vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Mỹ về sao Kim, sáu tuần sau Venera 9 của Nga. Các thiết bị của nó thực hiện các phép đo trong một thập kỷ cho đến khi tàu vũ trụ bốc cháy trong bầu khí quyển của sao Kim vào tháng 8 năm 1992.
8 tháng 6 năm 2004
Sao Kim đi qua khuôn mặt của Mặt trời. Lần cuối cùng điều này xảy ra là vào năm 1882 và nó lại xảy ra vào năm 2012. Lần tiếp theo sẽ là vào tháng 12 năm 2117.
11 tháng 4 năm 2006
Sứ mệnh châu Âu đầu tiên tới Sao Kim, Venus Express, đi vào quỹ đạo và truyền lại dữ liệu đầu tiên vào ngày hôm sau. Tìm hiểu những gì Venus Express đã khám phá ở đây.
Fred là Giáo sư Vật lý Halley tại Đại học Oxford. Bài viết này lần đầu xuất hiện trong số tháng 7 năm 2006 của Tạp chí BBC Sky at Night .