金星的自转一直很奇怪。虽然它绕太阳公转一周需要相当于地球的 225 天，但金星固体行星本体自转一周却需要大约 243 个地球日。而这还不是最奇怪的事情。奇怪之一在于，这 243 天的自转周期并不完全准确。对其自转速度的估算随时间变化，令科学家们非常困惑。
现在，研究人员认为他们找到了原因。在本周发表于《自然·地球科学》杂志上的一篇论文中，行星科学家们利用日本“晓”号探测器的数据发现，金星的自转实际上可能随时间变化，这归因于大气层在自转过程中对行星上某些山脉的推挤作用。
“过去我们对自转速度有不同的估算，但奇怪的是，不同的测量结果并不匹配，”论文的主要作者、加州大学洛杉矶分校的博士后研究员托马斯·纳瓦罗说。“一种可能性是自转速度存在波动。我们长期以来一直怀疑大气层是造成自转速度变化的原因之一。但我们当时不知道具体是通过哪种机制发生的。现在，通过山脉波，我们提供了一种解释。”
“晓”号项目的研究人员于 2015 年 12 月首次在金星大气中注意到一个特征，这是一个始终出现在地表山脉上方的驻波。
虽然固体行星绕太阳公转一周需要大约 243 天，但金星的大气层却每 4-5 天就完成一次环绕行星的运动，科学家称之为“超旋转”。大气之所以运动如此之快，是因为其风只朝一个方向——西方——吹。这意味着，当这些波遇到阻碍时（例如赤道附近的山脉），流过的风会在上空膨胀成巨大的波浪。
这些被称为重力波。它们与黑洞或中子星的碰撞无关。那些事件产生的是“引力波”，只能用高度先进的探测器才能看到。相反，大气重力波，有时也被称为山脉波，当某些东西（如山脉）迫使空气向上时发生，而空气最终被重力拉回。这些波也会发生在地球上，但远没有那么剧烈——我们多风的行星从不允许波浪长得太大，因为它们在诞生后不久就会破裂。
“在金星上，这个波的大小真的非常非常大，巨大无比，宽达 10,000 公里 [6,214 英里]，而在地球上，它要小得多，也更局部，”纳瓦罗说。“之所以尺寸差异如此之大，是因为在金星上，风几乎从不改变方向。在地球上，风可以向西或向东吹，而在金星上，风向始终是相同的。”
纳瓦罗等人将“晓”号的数据输入大气模型，发现当这个波活跃时，它足够强大，足以牵动行星，并将其自转速度在短时间内改变多达几分钟。
现在，这并不意味着金星在不断加速或减速。金星的自转就更奇怪了：由于金星绕轴自转比绕太阳公转所需时间长，并且由于它以相反的方向（从东向西）自转，因此金星的昼夜周期与其自转完全不一致。相反，金星完成一个昼夜周期（也称为太阳日）大约需要 117 个地球日。
这对于自转很重要，因为那个牵动行星的山脉波只在金星的下午出现，而下午持续大约一个月。其余时间，行星会恢复到其静止的自转速度。
现在，这仅仅是导致自转速度变化的潜在解释之一。另一个可能与该理论协同作用的解释是，自转可能因太阳对固体行星的潮汐引力而改变。要确切了解发生了什么，研究人员还需要更多数据。
有许多拟议的金星探测任务，包括“Venera-D”（美俄合作项目）、欧洲轨道器“ENVISION”，以及多个美国本土任务，但目前还没有任务获得批准（和资金）前往这颗行星。
更多地了解我们的邻近行星有助于解决纳瓦罗等人正在努力回答的一些未解之谜，但它也可能对其他天文学研究有所帮助。
“我们需要探索金星，因为它是一个系外行星的原型，”纳瓦罗说。“在接下来的几年里，当我们去收集越来越多的系外行星和潜在宜居系外行星的观测数据时，我们将看到的许多行星将是像金星一样明亮的物体。为了理解我们将要观测到的系外行星更像地球还是更像金星，我们需要研究它为什么会变成今天这样，以及它为什么与地球如此不同。”
