观看流星体进入地球大气层并在天空中划过，形成所谓的流星视觉奇观，它是地球上最令人惊叹的奇观之一，它们在穿过大气层时通常会呈现多种颜色，这通常会揭示它们的矿物成分。

金星可能是观测流星的最佳地点

但是，如果我们能够探测并观察流星划过其他拥有大气层的行星(如金星)的大气层，并利用这一点更好地确定流星体的成分和大小，那会怎样呢?

这正是最近被Icarus接受并目前发布在arXiv预印本服务器上的一项研究希望解决的问题，因为一对国际研究人员正在研究如何使用未来的金星轨道器来研究穿过金星厚厚大气层的流星。这项研究有可能帮助科学家更好地了解整个太阳系的流星体。

在这里，UniverseToday与阿马天文台和天文馆的天文学家ApostolosChristou博士讨论了这项研究，讨论了这项研究背后的动机、重要结果、潜在的后续研究、将这一概念变为现实的可能性以及在整个太阳系中观察其他行星上的流星的可能性。那么，这项研究背后的动机是什么呢?

克里斯托博士告诉《今日宇宙》：“我们想要解决的根本问题是测量太空中固体粒子的通量。”“最小的粒子(我们通常称之为‘灰尘’)可以用安装在航天器上的小面积撞击探测器有效地计数，而大于一米或两米的物体(小行星)我们可以通过望远镜找到。

“然而，任何介于几百微米和一米之间的粒子都属于一种间隙;它们太稀薄，无法用撞击探测器测量，也太小，无法用望远镜看到。寻找这些粒子的最佳方式是观察它们在大气中燃烧成流星的过程，本质上就是将整个行星视为区域探测器。”

在这项研究中，研究人员使用了一种名为SWARMS(太空广域流星记录模拟器)的勘测模拟工具包，以确定未来金星轨道器上的相机是否可以观测金星大气层内的流星。SWARMS的参数包括使用在地球上观测到的金星流星群，以及大气模型和仪器类型，研究人员将一台假想的流星相机安装在即将发射的欧洲航天局EnVision轨道器上。

最后，研究人员发现，他们的轨道器相机在金星大气层中可以观测到的流星数量将是地球上的1.5到2.5倍。该团队指出，这表明在金星大气层内观测流星是可行的，前提是数据能够成功传回地球。那么，这项研究最重要的结果是什么呢?

克里斯托博士告诉《今日宇宙》：“我认为两个主要结果是：(a)金星上的流星出现在云层上方很远的地方，(b)它们应该始终比地球上的流星更亮。(a)点消除了在轨道相机中检测这些粒子的一个潜在障碍，而(b)点告诉我们，任何在地球轨道上经过飞行验证的相机设计在金星上的表现至少应该与金星一样好，甚至可能更好。”

关于后续研究，克里斯托博士告诉《今日宇宙》：“研究中做出了许多假设，我们希望在后续工作中进行探索。其中一个假设是相机位于地面以上固定高度。我们希望更好地了解从椭圆轨道进行观察的含义，因为椭圆轨道的高度以及到目标的距离会随着时间和位置的变化而变化。

“此外，金星的轨道接近地球，可能可以用地面望远镜探测到最亮的流星(我们称之为火球)，就像我们对木星所做的那样。未来的研究将更好地量化这种可能性。”

这项研究正值美国宇航局计划在2029年至2031年之间的某个时间发射VERITAS(金星发射率、无线电科学、InSAR、地形和光谱)轨道器，其目标是利用合成孔径雷达和近红外光谱穿透金星厚厚的大气层，获取金星表面的高分辨率地图。

所获得的图像将提供20世纪90年代美国宇航局麦哲伦探测器的最新数据，因为这是有关金星表面活动的最新表面数据。此外，欧洲航天局计划于2032年发射EnVision，目标是使用合成孔径雷达绘制金星表面地图。

因此，既然这项研究涉及在EnVision轨道器上安装一个假想的流星相机，那么将这种相机安装在未来的航天器上有何计划呢?

Christou博士告诉《今日宇宙》：“据我所知，目前还没有具体的计划，但鉴于目前国际社会对探索金星的兴趣，我认为现在是倡导这一计划的正确时机。实际上，有一种名为Mini-EUSO的仪器可以记录来自国际空间站的流星，每月观测时间的探测率约为16,000颗流星。

“相比之下，我们在论文中探讨的流星调查需要每月探测约200颗流星。这表明该概念在技术上已经成熟，可以在未来5-10年内实施。”

金星是这项研究的唯一焦点，因为它拥有浓厚的大气层，同时也是类地行星中最浓厚的大气层，其他类地行星还包括水星、地球和火星。鉴于这项研究的结果，未来设计用于观察和探测金星大气层内流星的金星轨道器可能是可行的，同时提供有关整个太阳系流星体特性和种群的宝贵科学知识。

然而，金星并不是唯一一颗拥有厚厚大气层的行星，太阳系外的气态巨行星(木星、土星、天王星和海王星)拥有更厚的大气层，主要由氢和氦组成，下方没有可见的表面。因此，这种流星勘测方法是否可能用于识别这些行星上的流星?

Christou博士告诉《今日宇宙》：“从某种意义上说，我们已经发现了!1994年，全世界观测到彗星Shoemaker-Levy9的碎片进入木星大气层。最近，业余天文学家观测到由较小的十米级物体撞击行星圆盘而形成的流星。

“为了观测较暗的流星，人们必须将探测器和行星靠得更近，但考虑到气态巨行星的表面积比地球大1-2个数量级(一个数量级是10倍)，这种潜力肯定存在。

“实际上，旅行者1号在1979年的短暂相遇中就发现了这种较暗的流星，而朱诺号轨道器最近也再次发现了这种流星。这些事件预示着未来的轨道勘测将取得良好进展。”

研究流星体和流星可以让科学家更好地了解整个太阳系中其他行星体的组成和特性，这也让我们了解太阳系的形成和演化。随着未来几年对金星的探索不断扩大，研究金星浓密大气层中的流星可能会为我们如何形成提供更多线索。

克里斯托博士最后告诉《今日宇宙》：“流星应该在具有可观大气层的行星和卫星上随处可见。例如，人们应该可以在土卫六甚至海卫一上看到流星，海卫一是海王星最大的卫星，其表面气压比地球低100,000倍。”