金星身上的諸多謎團(tuán)可能都與一次巨大的天體撞擊事件有關(guān)。

“信使”探測(cè)器拍攝的金星。在可見(jiàn)光波段，我們無(wú)法看到金星表面，只能看到籠罩著金星的濃厚云層。

NASA / Johns Hopkins University

太陽(yáng)系的早期，天體撞擊是家常便飯。地球在一次巨大的撞擊后獲得了月球；火星也可能是在被天體撞擊后，有了不對(duì)稱(chēng)的地表特征。那么，地球的“姊妹”——金星是否也有相似經(jīng)歷？

金星和地球軌道相鄰，且二者的體積、質(zhì)量都相仿。但今天的金星不僅擁有氣壓超高的濃厚硫酸大氣和酷熱的溫度，其自轉(zhuǎn)特征也極為異常。它是太陽(yáng)系中唯一一個(gè)逆向自轉(zhuǎn)的行星，它的自轉(zhuǎn)周期極長(zhǎng)，大約相當(dāng)于243個(gè)地球日。其表面環(huán)境和地球迥異。而且金星還沒(méi)有衛(wèi)星。

金星反常的逆向自轉(zhuǎn)很容易讓人聯(lián)想到天體之間的碰撞。但其身上的其他特性，是否也與之相關(guān)？

以瑞士蘇黎世大學(xué)M. Bussmann博士為首的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，近日使用一種被稱(chēng)為“平滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）”的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，通過(guò)精準(zhǔn)追蹤物質(zhì)在極端碰撞過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)和變化，重現(xiàn)了金星在誕生早期被巨型天體撞擊的多種場(chǎng)景。研究人員試圖通過(guò)這種方式，解釋金星身上的這些異常特性。

研究人員假設(shè)金星在形成初期已是一個(gè)內(nèi)部“差異化”的行星——它擁有一個(gè)占總質(zhì)量的30%鐵質(zhì)核，以及一個(gè)占總質(zhì)量70%、主要成份為橄欖石（鎂橄欖石）的幔。

這樣一個(gè)金星在模擬中被質(zhì)量相當(dāng)于地球1%至10%的天體撞擊——以今天的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，這些天體確實(shí)巨大無(wú)比。模擬撞擊的速度從每秒10千米至15千米不等，撞擊角度從正面“硬剛”到側(cè)向“碰瓷”皆有。研究人員還測(cè)試了不同初始溫度與自轉(zhuǎn)姿態(tài)對(duì)撞擊結(jié)果的影響。

通過(guò)這樣的數(shù)字化“撞擊實(shí)驗(yàn)”，研究人員得以對(duì)金星的自轉(zhuǎn)狀態(tài)在被撞擊后會(huì)發(fā)生怎樣的變化，以及撞擊產(chǎn)生的碎片是否會(huì)形成環(huán)繞金星運(yùn)行的物質(zhì)盤(pán)進(jìn)行分析。

結(jié)果令人吃驚——模擬顯示，無(wú)論是“靜止”的金星遭遇正面撞擊，還是自轉(zhuǎn)的金星被火星般大的天體斜向擦過(guò)，均有可能導(dǎo)致金星的自轉(zhuǎn)變得如今天般緩慢異常。

而在所有能夠產(chǎn)生符合金星今天自轉(zhuǎn)特征的撞擊場(chǎng)景中，都只有極少量的碎片能夠形成物質(zhì)盤(pán)，而且這些物質(zhì)盤(pán)都位于金星的同步軌道以?xún)?nèi)，導(dǎo)致它們最終都會(huì)落回金星表面，沒(méi)有充足的時(shí)間形成衛(wèi)星。

研究人員由此得出結(jié)論：金星可能經(jīng)歷過(guò)一次巨大的天體碰撞，這次撞擊不但極大地改變了它的自轉(zhuǎn)特征，還無(wú)法為其帶來(lái)衛(wèi)星。撞擊對(duì)后續(xù)的熱演化也有影響，最終推動(dòng)金星變成了一個(gè)地獄般的世界。

“麥哲倫”探測(cè)器使用雷達(dá)技術(shù)穿透金星云層測(cè)繪的金星表面。

NASA / JPL-Caltech

參考 The possibility of a giant impact on Venus https://arxiv.org/pdf/2508.03239