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 天文学家研究一颗褐矮星大气以获取更多超级木星行星信息在我们的太阳系中，木星是最大的行星。它是一颗巨大的气体巨星，比地球大很多倍。尽管木星很大并且是太阳系中最大的行星，但跟围绕其他恒星运行的气体巨星相比，它还是非常小的。这些类型的超大质量行星被称为超级木星，其质量可达木星的13倍。  天文学家已经分析了一些超级木星行星的组成并对它们的大气进行了总体研究，但这样的研究是困难的，因为这些行星的大气细节会在行星所环绕的恒星的耀眼光芒中消失。研究人员正试图通过研究围绕褐矮星运行的行星来解决这个问题。褐矮星是一种质量为木星质量80倍的失败恒星。它们跟恒星一样，由坍缩的气体云形成，但质量不够高，这使得它的温度不足以维持核心的核聚变。褐矮星跟超级木星有关，这两种星球有着相似的温度和巨大的质量。另外，褐矮星也有复杂多变的大气层。据了解，褐矮星和超级木星之间唯一真正的区别是它们的形成方式。超级木星是围绕恒星形成，而褐矮星通常是孤立形成的。天文学家利用夏威夷凯克天文台研究了附近一颗名为2MASS J220811363+2921215的自由漂浮褐矮星的层饼云结构。科学家们正在研究这颗褐矮星的层状云结构的近红外光、颜色和亮度变化。该团队正在使用一种名为Multi-Object Spectrographic for Infrared Expiration（红外失效多目标光谱仪）的仪器来分析云层中各种化学元素的指纹以及它们是如何随时间变化的。这项研究标志着该仪器首次用于此类工作。收集到的数据使天文学家对褐矮星周围的气体云有了全面的了解，这比以前的观测提供了更多的细节。这颗特殊的褐矮星之所以被研究，是因为它非常年轻、非常明亮、其在近红外波段强烈辐射热量。数据显示，云光谱中含有热沙粒和其他外来元素--包括高层大气中的碘化钾痕迹，也包括镁硅酸盐云。大气层的下一层是碘化钠和硅酸镁云。最后一层是氧化铝云。这颗褐矮星的大气层总深度为446英里。 天文学家展示Tatooine行星如何在双星系统中形成而不被摧毁来自剑桥大学和马克斯·普朗克地外物理研究所的研究人员展示了双星系统中的系外行星--如NASA开普勒太空望远镜发现的Tatooine行星--是如何在它们混乱的诞生环境中没有被摧毁的情况下形成的。  他们研究了一种双星系统，其中较小的伴星约每100年绕较大母星运行一次，我们最近的邻居半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)就是这样一个系统的例子。来自剑桥大学应用数学和理论物理系的论文合著者Roman Rafikov博士说道：“这样的一个系统相当于天王星所在的第二个太阳，这将使我们的太阳系看起来非常不同。”Rafikov和他的合著者、马克斯·普朗克地外物理研究所的Kedron Silsbee博士发现，要在这些系统中形成行星，星子--围绕年轻恒星运行的行星构建块--需要从直径至少10公里开始，而围绕恒星的尘埃、冰和气体组成的圆盘--行星在其中形成--需要呈现相对圆形。这项研究将发表在《Astronomy and Astrophysics》上，它将双星行星形成的研究提升到了一个新的现实水平，另外还解释了这类行星是如何形成的。据信，行星的形成始于围绕一颗年轻恒星运行的原行星盘--主要由氢、氦、冰和尘埃的微小粒子组成。根据目前关于行星形成的主要理论，即核心吸积理论，尘埃粒子相互粘在一起并最终形成越来越大的固体。如果这个过程提前停止，结果可能是一颗类似地球的岩石行星。如果这颗行星变得比地球还大，那么它的引力就足以从圆盘中捕获大量气体从而形成像木星一样的气体巨行星。Rafikov说道：“这个理论对于围绕单一恒星形成的行星系来说是有意义的，但在双星系统中行星的形成就更复杂了，因为伴星就像一个巨大的打蛋器，动态地刺激原行星盘。”“在一个只有一颗恒星的系统中，圆盘中的粒子以低速运动，所以当它们碰撞时很容易粘在一起并让它们生长，”Silsbee表示，“但由于双星伴星的引力‘打蛋器’效应，那里的固体粒子以更高的速度相互碰撞。所以当它们碰撞时，它们会互相摧毁。”许多系外行星已经在双星系统中被发现，所以问题是它们是如何到达那里的。一些天文学家甚至认为，这些行星可能是漂浮在星际空间中，然后被双星的引力吸进去的。Rafikov和Silsbee进行了一系列模拟来帮助解决这个谜题。他们开发了一个详细的二进制行星生长数学模型，其使用了现实的物理输入并解释了一些经常被忽视的过程如气体盘对其内部星子运动的引力效应。“已知圆盘通过气体阻力直接影响星子，就像一种风，”Silsbee说道，“几年前，我们意识到，除了气体阻力之外，圆盘本身的引力还极大地改变了星子的动力学，在某些情况下，即使有伴星造成的引力扰动，行星也能形成。”Rafikov指出：“我们建立的模型将这项工作和之前的其他工作结合在一起从而来检验行星形成理论。”他们的模型发现，行星可以在像半人马座阿尔法星这样的双星系统中形成，前提是微星的直径至少为10公里，原行星盘本身接近圆形，没有很大的不规则性。当这些条件满足时，星盘某些部分的微星最终相对彼此移动得足够慢，以至于它们粘在一起而不是互相破坏。这些发现支持了微星形成的一种特殊机制，被称为流动不稳定性，这是行星形成过程的一个组成部分。这种不稳定性是一种集体效应，包括气体中存在的许多固体粒子，它能集中鹅卵石到卵石大小的尘埃颗粒并产生一些大的微星，而这些微星能在大多数碰撞中存活下来。这项工作的结果为双星和单星周围的行星形成理论以及对双星中原行星盘的流体动力学模拟提供了重要的见解。未来，该模型还可以用来解释Tatooine行星的起源--围绕双星的两个组成部分运行的系外行星。 BepiColombo光学观测：可帮助发现潜在威胁小行星日前，外媒scitechdaily刊文称：BepiColombo是欧洲航天局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的一项联合任务，它的目标是水星。BepiColombo于2018年底发射，其复杂的轨道包括在2020年4月10日飞越地球。我们利用这次活动组织了一场协调一致的观察活动。其主要目标是计算并比较观测到的飞越轨道属性跟任务控制中心提供的值。我们设计的方法可以在未来针对可能跟地球相撞的自然物体的观测活动中得到改进。  探测器的进入轨道限制了地面的可观测性，只有几个小时的时间，这约是它最接近地球的时间。我们使用的望远镜网络是由ESA的近地天体协调中心(NEOCC)开发的，由于其具有快速观察即将发生的撞击物的能力，所以能呈现出类似的轨道。我们的团队利用各种仪器成功地捕捉到了目标如6ROADS智利望远镜、澳大利亚的1.0米Zadko望远镜、ISON望远镜网络及位于希腊科林西亚的1.2米Kryoneri望远镜。由于该物体在天空中极快的角运动，观测非常困难。在某一时刻，望远镜看到探测器在天空中每分钟覆盖两倍月球大小。这对望远镜的跟踪能力和计时精度提出了挑战。在拍摄图像时，每个望远镜都以预测的目标瞬时速度移动、“跟踪”宇宙飞船。场星以轨迹的形式出现，而BepiColombo本身是一个点源，但前提是观测恰好在正确的时刻开始。由于探测器移动得非常快，望远镜图像的任何日期误差都会转化为探测器的位置误差。为了达到0.1米的精确测量，图像的日期需要有100毫秒的精度。最终结果被压缩成两个可测量的量，它们可以直接跟任务控制(Mission Control)的量、近地点距离和探测器最接近地球的时间进行比较。如果这两个数字完全吻合，那么久证明我们的方法是成功的：它计算出了BepiColombo轨道的更准确预测，同时它也为未来观测跟地球相撞的物体提供了宝贵的见解：纯光学观测活动可以提供亚公里和亚秒级的飞行轨迹信息；类似的运动将使任何碰撞物体进入大气层的时间和位置精度达到亚公里和亚秒；100毫秒以下的计时精度对于最近的观测是至关重要的；组织覆盖几乎每一个大洲的天体测量活动是可能的。   Science视频号  按此关注微信视频号 Science科学 了解未知 开启认知  按此关注中文公众号 Science科学英语平台 THE SCIENCE OF EVERYTHING  按此关注英文公众号 TechEdge 科技 点亮未来  按此关注中文公众号  ◢ 豁然开朗请打赏 ◣  分享“票圈”，逢考必过，点亮“在看”SCI录用率提高18%  |
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