牧夫天文网 › 首页 ›天文書庫› 天文知识 › 查看内容

【天文宇宙】10年前的今天 NASA的朱诺号航天器发射升空以观察木;天文学家发现黑洞周围不寻常的巨大光环

2021-8-8 00:31| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 14740| 评论: 0

摘要: ▼天文学家发现黑洞周围不寻常的巨大光环10年前的今天 NASA的朱诺号航天器发射升空以观察木埃隆·马斯克展示完全堆叠的SpaceX星际飞船和超重型火箭关注视频号，发现更多精彩01天文学家发现黑洞周围不寻常的巨大光环 ...

▼

天文学家发现黑洞周围不寻常的巨大光环
10年前的今天 NASA的朱诺号航天器发射升空以观察木
埃隆·马斯克展示完全堆叠的SpaceX星际飞船和超重型火箭

关注视频号，发现更多精彩

天文学家发现黑洞周围不寻常的巨大光环

天文学家在一个带有伴星的黑洞周围发现了一组不寻常的X射线环。这些环是由光的“回波”产生的，这种现象类似于地球上声波在坚硬表面上反弹的回声。这些光环提供了关于黑洞、其伴星和中间的尘埃云的信息。

这张图片展示了一组围绕着黑洞的壮观的光环，是利用美国宇航局的钱德拉X射线天文台和尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台拍摄的。巨环的X射线图像揭示了位于我们星系中的尘埃的信息。这个黑洞是一个名为V404 Cygni的双星系统的一部分，位于离地球约7800光年的地方。这个黑洞正在积极地将物质从一颗质量约为太阳一半的伴星上“拉走”，拉到这个看不见的物体周围的一个圆盘中。这种物质在X射线下发光，因此天文学家将这些系统称为"X射线双星"。2015年6月5日，天文学家借助尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台发现了来自V404 Cygni的X射线爆发。这个爆发产生的高能环来自于一种被称为“光回波”的现象。与声波在峡谷壁上反弹不同，V404 Cygni周围的“光回波”是由来自黑洞系统的X射线爆发在V404 Cygni和地球之间的尘埃云上反弹产生的。

在这张合成图像中，来自钱德拉的X射线（浅蓝色）与来自夏威夷Pan-STARRS望远镜的光学数据相结合，显示了视野中的星星。该图像包含八个独立的同心环。每个环都是由2015年观察到的V404 Cygni耀斑的X射线产生的，这些射线在不同的尘埃云中反射。(一个艺术家的插图解释了钱德拉和尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台看到的环是如何产生的。为了简化图形，图中只显示了四个环而不是八个环）。)由麦迪逊威斯康星大学的Sebastian Heinz领导的研究小组分析了2015年6月30日至8月25日期间对该系统进行的50次斯威夫特观测，以及2015年7月11日和25日的钱德拉观测。这是一个如此明亮的事件，钱德拉的操作者特意将V404 Cygni放在探测器之间，以便另一个明亮的爆发不会损坏仪器。这些星环不仅告诉天文学家关于黑洞的行为，也告诉他们关于V404 Cygni和地球之间的景观。例如，X射线中环的直径揭示了光弹射到中间的尘埃云的距离。如果云层离地球更近，环就会显得更大，反之亦然。由于X射线爆发只持续了相对较短的时间，所以光的回波显示为窄环，而不是宽环或光环。研究人员还利用这些环来探测尘埃云本身的特性。他们将X射线光谱--即X射线在一定波长范围内的亮度--与具有不同成分的尘埃的计算机模型进行了比较。不同成分的尘埃将导致不同数量的低能量X射线被吸收，从而无法被钱德拉探测到。这提供了关于其结构和组成的信息。

研究小组确定，这些尘埃云最有可能包含石墨和硅酸盐颗粒的混合物。此外，通过用钱德拉分析内环，他们发现尘埃云的密度在各个方向上并不均匀。以前的研究假设它们不是这样的。一篇描述V404 Cygni结果的论文发表在2016年7月1日的《天体物理学杂志》上（预印本）。这项研究的作者是Sebastian Heinz、Lia Corrales（密歇根大学）；Randall Smith（哈佛-史密森天体物理学中心）；Niel Brandt（宾夕法尼亚州立大学）；Peter Jonker（荷兰空间研究所）；Richard Plotkin（内华达大学雷诺分校）；和Joey Neilson（维拉诺瓦大学）。这一结果与X射线双星Circinus X-1的类似发现有关，该双星包含一颗中子星而不是黑洞，发表在2015年6月20日的《天体物理学杂志》上的一篇论文中。从一个巨大的X射线光回波看圆规X-1的运动学距离"（预印本）。这项研究也是由Sebastian Heinz领导的。每年都有多篇论文发表，报告对2015年引起这些环的V404 Cygni爆发的研究。之前的爆发是在1938年、1956年和1989年记录的，所以天文学家可能还有很多年时间继续分析2015年的爆发。

10年前的今天 NASA的朱诺号航天器发射升空以观察木星

2011年8月5日，美国宇航局的朱诺号航天器发射升空，开始了为期五年的行星际旅行，前往巨型行星木星。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室负责管理朱诺任务及其运作。航天器的目标是进入围绕该行星的轨道，并使用其成套的科学仪器和照相机来观察木星的大气层、重力和磁场。

对该行星属性的了解可以揭示出有关其起源和演变的线索。朱诺号于2016年7月抵达木星，并进入围绕该行星的椭圆极地轨道。它继续对我们太阳系中最大的行星进行观测，传回了这个气态巨行星的壮观图像，直到今天，朱诺的使命还在继续。

木星是一颗气态巨行星，大到除了太阳之外，太阳系中的所有其他天体都可以装进它里面，木星系统就像一个小型太阳系，一共有79颗卫星围绕着这颗行星运行。

尽管木星是我们太阳系中肉眼可见的五颗行星之一，但它的卫星一直没有被发现，直到1610年意大利天文学家伽利略用他自制的望远镜观察到木星的四颗最大的卫星。今天，它们被称为伽利略卫星，以其发现者的名字命名。几个世纪以来，越来越好的望远镜，以及后来的其他探测仪器揭开了木星的神秘面纱，比如它的大红斑和大气中的多色带。随着1970年代第一个航天器飞越木星，我们对木星的了解成倍增加（先驱者10号、11号以及旅行者1号和2号），尤其是1990年代和2000年代的伽利略轨道器和大气探测器。其他几个航天器（尤利西斯号、卡西尼·惠更斯号和新视野号）对这颗巨大的行星进行了观察，同时利用其引力将它们加速到太阳系的其他目的地。与以前访问木星的航天器不同，朱诺号依靠的是太阳能而不是核能，它携带了三块有史以来放置在行星际航天器上的最大的太阳能板。

为了进行观测，朱诺号携带了一套九种仪器：微波辐射仪（MWR）：测量木星大气层深处的水和氨的丰度，并获得大气层的温度曲线。木星红外极光成像仪（JIRAM）：一个光谱仪，提供木星高层大气中极光的图像。磁强计（MAG）：绘制木星的磁场图，并确定该行星内部的动态。重力科学（GS）：通过测量航天器无线电信号的多普勒变化来绘制木星内部的质量分布图。木星极光分布实验（JADE）：测量木星极光中低能量的离子和电子的角度分布、能量和速度矢量。高能粒子检测仪（JEDI）：测量木星极光中高能量的离子和电子的角度分布、能量和速度矢量。无线电和等离子体波传感器（Waves）：确定界定木星无线电发射和极光粒子加速的极光电流区域。紫外线光谱仪（UVS）：提供极地磁层中紫外线极光辐射的光谱图像。朱诺相机（JCM）：一个可见光相机/望远镜，用于研究木星云层的动态，发回图像促进教育和推广。

埃隆·马斯克展示完全堆叠的SpaceX星际飞船和超重型火箭

随着“完全堆叠的星际飞船”的实现，SpaceX创始人埃隆·马斯克（Elon Musk）正在看到他对未来的愿景成为现实。周五，马斯克分享了星际飞船原型和超重型火箭一起在发射台上的照片。

马斯克此前在德克萨斯州博卡奇卡的SpaceX开发设施的发射台上发布了超重型火箭的照片--这是一个拥有29个引擎的庞然大物，旨在“护送”星际飞船首次试飞进入轨道。马斯克发布的照片集显示，星际飞船被提升到超重型火箭的顶部，并被放置在那里。这使其达到近400英尺（122米）的高度。

当被问及看到太空组合体完全堆叠的感觉时，马斯克在Twitter上回答说：“梦想成真”。SpaceX创始人估计可能需要两周时间来完成待办事项，包括在星际飞船上安装更多的热屏蔽装置。

SpaceX一直在德克萨斯州用星际飞船原型进行一系列短暂试飞，其中一些在试飞过程中“幸存下来”，另一些则发生了爆炸。星际飞船轨道试飞将是迄今为止最雄心勃勃的测试，也是第一次使用将其推向太空所需的巨大的超重型火箭。试飞的发射日期尚未确定，将取决于许多因素，包括完成星际飞船和超重型火箭的工作以及获得美国联邦航空管理局的批准。将星际飞船送入轨道将是朝着马斯克更大的梦想迈出的一大步：将人类带到月球和火星。