金星大氣驚現巨型極化環 2010年36分鐘觀測揭超自轉之謎

一篇發表喺《行星科學期刊》（The Planetary Science Journal）嘅論文，由荷蘭代爾夫特理工大學嘅Gourav Mahapatra領導嘅國際團隊報告，響金星反射陽光嘅偏振通量中，發現咗微弱、覆蓋成個行星嘅同心環。數據嚟自2010年一次偶然嘅36分鐘觀測，用嘅係加那利群島威廉·赫歇爾望遠鏡上嘅極端偏振儀（ExPo）。

呢啲環嘅對比度大約係百萬分之一（10⁻⁶），響普通總通量影像中完全睇唔到——只有當隔離出偏振光時先至會現形。十幾年後先識別到呢個信號嘅研究人員，花咗幾年時間嘗試證明呢個只係儀器誤差，但最後結論係呢個圖案真實存在。

呢啲環係點樣形成㗎？

團隊用數值輻射傳輸模擬顯示，金星雲頂上面薄氣層中5-10%嘅密度變化，可以產生觀察到嘅偏振模式。最合理嘅物理解釋係，呢啲環係大氣重力波——即係響上層大氣中傳播嘅漣漪狀密度波，就好似水面嘅漣漪咁。

呢啲環嘅中心稍微偏離咗太陽直射點嘅下風方向，響可見光波段嘅唔同濾鏡下都睇到，但同期嘅總通量觀測中就唔明顯。

點解話係「候選」發現而唔係確認？

研究人員將呢個發現形容為「候選」而唔係確認發現，係有重要原因嘅：ExPo響呢啲環響存檔數據中被識別之前已經拆咗。所以呢個36分鐘嘅數據集係唯一嘅觀測記錄。冇辦法用同一儀器重複測量，亦未有其他儀器或太空船獨立確認呢個信號。

作者好謹慎，冇聲稱係確定性發現，而係將呢啲環呈現為一個物理上合理嘅候選現象，值得有針對性嘅後續觀測。

同超自轉嘅關係

金星嘅上層大氣轉動速度遠快過行星本身——呢個現象叫「超自轉」，係行星科學中一個仲未解開嘅大謎團。重力波攜帶嘅動量方向同超自轉相反，當佢哋響高海拔消散時，會對平均氣流產生減速作用。

如果證實呢啲行星級嘅環就係重力波，就會直接證明上層大氣中存在大規模波動活動——呢個一直以來被理論認為係塑造同調節金星超自轉嘅關鍵機制。偵測同表徵呢類波動，可以大幅改進金星大氣動力學同能量平衡嘅模型。

下一步係咩？

呢次偶然發現凸顯咗專業儀器存檔數據嘅價值。研究人員而家呼籲用現有或未來嘅儀器，對金星進行有針對性嘅偏振觀測，以確認呢個環現象。如果得到確認，唔單止可以解開一個困擾咗天文學界好耐嘅金星大氣之謎，仲可以展示一種技術，將來可以用嚟研究系外行星大氣——因為對呢啲行星嚟講，直接影到呢類波動係冇可能嘅。