50多年来，人类一直试图拨开金星厚厚的云层来研究其表面。大多数观测都利用了雷达的长波长来穿透云层。现在，科学家们结合了对金星表面进行的长期雷达观测，试图阐明金星一天长度背后一个长期存在的谜团。在地球上，测量一天持续多长时间很容易。你只需选择一个特征并跟踪太阳回到相同位置所需的时间。金星则不那么简单。在金星上，一天持续大约243个地球日。这比这颗行星完成绕太阳公转所需的时间还要长。因此，金星的一年实际上只有225个地球日。云层使得情况更加复杂。它们覆盖了地表，使得难以定位特征。尽管如此，多亏了雷达和像美国宇航局的麦哲伦任务（该任务在1990年代初期访问金星四年）这样的航天器，天文学家们曾认为他们已经掌握了金星一天的长度。但当欧洲航天局的“金星快车”任务返回这颗行星时，一个科学家团队发现了一些奇怪的事情。在2012年发表的研究中，他们表明，1991年至2007年间的平均自转周期比麦哲伦在1991年至1993年间测量的平均自转周期短。
这个谜团使得理解金星表面发生的事情变得困难，而这些信息可以帮助解释为什么一个最初与地球如此相似的世界会变成一个极热的环境。知识的缺乏也可能使向金星发送着陆器变得困难，尽管这个目标最近获得了重要的科学支持。
现在，研究人员结合了近30年的地球对金星的观测数据，计算出这颗行星的平均自转速率。新的平均值比麦哲伦在明显短得多的487天观测期内计算的平均值慢。
“金星快车”只看到了确实存在差异，但存在相当大的不确定性，”研究作者、史密森尼学会行星科学家布鲁斯·坎贝尔（Bruce Campbell）在华盛顿特区说，“我们已经将这种不确定性降低到更精细的水平。”
新结果表明，在1988年至2017年这29年间，金星的平均自转周期为243天30.5分钟。这与麦哲伦测得的平均243天26.6分钟形成对比。
“理想情况下，你希望能够每年精确测量事物，”坎贝尔说。“主要感兴趣的是，这些测量结果如何影响地表某个点长期预测的位置，”他说。换句话说，如果你想将一个机器人探测器降落在行星的某个区域，你需要知道那个点旋转的速度有多快。
“麦哲伦”号和“金星快车”号都只在短短几年内详细观测了这颗行星。新的测量结果发表在《伊卡洛斯》杂志上，通过使用波多黎各的阿雷西博天文台和西弗吉尼亚州的绿岸天文台，回顾了数十年的自转情况。虽然它们没有精确确定这颗行星的自转每年如何变化，但它们提供了一个可用于访问航天器的长期平均值，这个平均值与两次航天器测量结果都吻合。
“如果二十年后，我们想降落在金星的某个特定地点，我希望我的预测尽可能可靠，”坎贝尔说。“我不想二十年后预测着陆地点，却发现它偏离了5、10、15公里。”
金星日长的变化
早在航天器造访金星之前，地球上的望远镜就已经在努力揭开它的奥秘。在20世纪60年代，科学家利用雷达确定金星的自转方向与它的公转方向相反，天文学家称之为逆行自转。在接下来的20年里，天文学家们持续追踪金星的特征，以期确定一天的长度。
因此，当“麦哲伦”号抵达金星时，它测得的金星日长已经比雷达测量值长了将近5分钟。将近20年后，“金星快车”号将日长又往回拨了7分钟，更接近地球仪器最初的计算结果。
那么，是什么改变了这颗行星的自转速度呢？之前的研究表明，金星比地球厚重得多的稠密大气层可以影响行星的自转。来自地球和太阳的引力牵引也可能在改变日长方面发挥作用。这意味着金星上的任何一天（再次强调，一天持续243个地球日）可能会比前一天略长或略短，这取决于天气。
金星不会停止旋转
这些变化不一定是永久性的。尽管新的研究揭示的平均日长与之前的测量值不同，但坎贝尔和他的同事们警告说，他们的发现并不意味着这颗行星总有一天会停止自转。总的来说，金星的自转是由太阳对大气和固体行星本身的潮汐引力之间的平衡决定的。
“我们不知道金星的自转是正在减速还是正在加速，”参与新发现的加州大学洛杉矶分校行星科学家让-吕克·马戈特说。“事实上，金星的自转速度现在很可能正在加速。”
解决行星自转问题的一部分原因在于缺乏精确度。
2012年研究的负责人、德国航空航天中心研究员尼尔斯·穆勒说：“对于金星，我们没有高精度的测量数据。”
由于航天器已在火星和月球表面着陆，因此对它们的自转测量更为精确。坎贝尔希望在金星上也能实现这种精确度。在20世纪70年代，“阿波罗”号宇航员在月球表面留下了反射镜，研究人员可以从地球向月球发射激光束并接收反射。火星着陆器也有无线电信号将其位置传回地球。两者都允许精确测量自转。坎贝尔说：“我们对金星没有这些。”
这种情况在不久的将来可能会改变。
坎贝尔说：“现在，人们对重返金星感到非常兴奋。”美国宇航局正在探索一项名为VERITAS的拟议任务，即金星发射率、无线电科学、InSAR、地形和光谱学，该任务将创建金星的高分辨率地图。欧洲航天局也有一项名为EnVision的任务提案。与VERITAS一样，EnVision也将进行高分辨率雷达测绘。
“这两项任务都能显著提高图像分辨率，超越麦哲伦号，”坎贝尔说。这两项任务都尚未获得资金。
[编者注：本文已更新，纠正了多处错误，包括对金星自转的不正确描述以及让-吕克·马戈特与这项新研究的关系。]
