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【天文宇宙】表象可能骗人:哈勃捕捉到的6个发光点实由3个天体组成;“好奇号”探索的是火星表面沉积物而非古代湖泊沉积物

2021-8-10 02:13| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 44222| 评论: 0

摘要: ▼表象可能骗人：哈勃捕捉到的6个发光点实由3个天体组成地质学家发现NASA“好奇号”探索的是火星表面沉积物而非古代湖泊沉积物NASA“洞察号”登陆器的地震观测揭示了火星的内部情况火星车所用金属玻璃齿轮扩大商用 ...

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表象可能骗人：哈勃捕捉到的6个发光点实由3个天体组成
地质学家发现NASA“好奇号”探索的是火星表面沉积物而非古代湖泊沉积物
NASA“洞察号”登陆器的地震观测揭示了火星的内部情况
火星车所用金属玻璃齿轮扩大商用推进协作机器人发展
波音Starliner的无人试飞任务因飞船检查工作再次被推迟
Rocket Lab将把美国宇航局的CAPSTONE卫星送上月球
NASA摄到一个遥远的黑洞周围的巨大环状物

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表象可能骗人：哈勃捕捉到的6个发光点实由3个天体组成

在这幅图像的中心聚集着六个发光的光点，其中四个围绕着一对中心形成了一个圆圈。然而表象可能是具有欺骗性的，因为这种形成不是由6个单独的星系组成的，而只有3个：准确地说，是一对星系和一个遥远的类星体。

另外，哈勃望远镜的数据还表明，在这颗遥远的类星体的正中央有第7个光点，这是一张遥远类星体的罕见的第5张图。这一罕见的现象是由前景中两个充当透镜的星系引起。据了解，这些星系被哈勃的广角相机3 (WFC3)拍下了壮观的细节画面。WFC3是在2009年展开的哈勃最后一次维修任务4(Hubble Servicing Mission 4)中安装在哈勃上的。WFC3计划运行到2014年，但在安装12年后，它仍在继续提供高质量的数据和奇妙的图像，比如说现在这个。图中中央的一对星系实际上是两个独立的星系。环绕在它们周围的四个亮点及最中央较暗的那个实际上是一个类星体--被称为2M1310-1714--的五个独立图像，这是一个非常明亮但遥远的物体。这种“五倍视觉”效应背后的原因是一种叫做引力透镜效应的现象。引力透镜效应发生在跟一个巨大天体质量如一对星系导致的空间扭曲中，这样光线从被弯曲和充分放大的遥远对象穿越空间。这张照片中的类星体实际上比这对星系离地球更远。由于类星体的巨大质量，它们发出的光在这对星系周围发生了弯曲，这给人一种难以置信的感觉：这对星系被四个类星体包围着--而实际上，只有一个类星体远在它们之外。

地质学家发现NASA“好奇号”探索的是火星表面沉积物而非古代湖泊沉积物

2012年，美国宇航局的“好奇号”漫游车降落在火星上的盖尔陨石坑，因为许多科学家认为该陨石坑是30多亿年前火星上一个古老湖泊的所在地。从那时起，漫游车一直在行驶，用它的一套仪器进行地质分析，时间超过3190个火星日（相当于3278个地球日）。在对数据进行分析后，香港大学理学院地球科学系的研究人员提出，漫游车在大部分任务期间测量的沉积物实际上并不是在湖中形成的。

该研究小组提出，在过去八年中探索和分析的大堆沉积岩实际上代表了作为大气层中的空气坠落和风的再加工而沉积的沙子和淤泥。由水和沙子之间的相互作用形成的改变矿物并没有发生在湖泊环境中。他们提出，“潮湿”的环境实际上代表了类似于古代大气中降雨下的土壤形成的风化作用，而古代大气与现在非常不同。这一发现最近发表在《科学进展》上，论文由研究生刘嘉成、他的导师Joe MICHALSKI博士副教授和共同作者周美夫教授领导，他们都隶属于地球科学系。研究人员使用化学测量和X射线衍射（XRD）测量，以及岩石纹理的图像，来揭示岩石的组成趋势与地质过程的关系。

Michalski博士说：“嘉成在岩石中展示了一些非常重要的化学模式，这在湖泊环境中是无法解释的。关键的一点是，有些元素是流动的，或者说容易溶于水，而有些元素是不流动的，或者换句话说，它们留在岩石中。一个元素是流动的还是不流动的，不仅取决于元素的类型，而且还取决于流体的属性。流体是否为酸性、盐性、氧化性等。嘉成获得的结果显示，不流动的元素是相互关联的，并且在岩石剖面的高处强烈富集。这表明自上而下的风化作用，正如你在土壤中看到的那样。此外，他的研究表明，随着风化作用的增加，铁被耗尽，这意味着当时的大气在古代火星上是还原性的，而不是像现代生锈的星球那样是氧化性的。”了解火星大气层以及整个地表环境是如何演变的，对于探索火星上可能存在的生命，以及我们对地球在早期历史中可能发生的变化的理解都很重要。“显然，研究火星是非常困难的，必须整合创造性和技术上的先进方法。刘嘉成和合著者通过利用遥感技术了解古代沉积物的化学成分，为其早期发展提供信息，进行了引人入胜的观察。他们的数据对这些独特岩层的沉积环境和它们形成的大气条件的现有假设提出了挑战--具体而言，作者展示了在类似于沙漠的亚热带环境中还原性大气下的风化过程的证据，而不是在水湖环境中的形成。事实上，这项工作将为未来的研究激发新的和令人兴奋的方向。”来自地球科学系的副教授Ryan McKenzie博士补充道。

NASA“洞察号”登陆器的地震观测揭示了火星的内部情况

根据最新发表的三项研究，来自美国宇航局（NASA）的“洞察号”（InSight）登陆器的首次直接地震观测为火星的组成提供了线索。这些研究中的研究人员报告了“洞察号”任务的初步发现，并开始首次绘制地球以外的行星的内部地图。

Sanne Cottaar和Paula Koelemeijer在相关的《Perspective》中写道：“这三项研究为火星现今的结构提供了重要的制约因素，也是提高我们对该行星在数十亿年前如何形成并随时间演变的关键。”研究一个星球的内部层--它的地壳、地幔和地核--可以揭示出对其形成和演变的关键见解，并揭示出它所承载的任何地磁和构造活动。这种深层内部区域可以通过测量地震事件（如地震）发生后穿越行星主体的波来探测。这种方法在调查地球的内部特征方面发挥了作用。

2019年初，NASA的火星登陆器InSight（“利用地震调查、大地测量学和热传输进行内部探索”的缩写）开始从其在火星表面的位置探测和记录火星地震，包括几个类似于地球上构造事件的地壳下地震。Brigitte Knapmeyer-Endrun及其同事利用火星地震和环境地震噪声对InSight着陆点以下的火星地壳结构进行成像，发现了具有两个或三个界面的多层次地壳的证据。Knapmeyer-Endrun等人将这一数据推及整个星球，显示了火星地壳的平均厚度是如何在24至72公里（km）之间。Amir Khan等人利用来自8个低频火星地震的直接和表面反射地震波进行深入探测，揭示了火星地幔的结构，其深度接近800公里。他们的发现表明，一个厚厚的岩石圈位于火星地表下接近500公里的地方，像地球一样，它的下面可能有一个低速层。根据Khan等人的研究，火星的地壳层可能高度富含产热的放射性元素，它以牺牲行星的内部为代价加热这一区域。在更深的地方，Simon Stähler 及其同事利用火星地核-地幔边界反射的微弱地震信号来调查火星地核。他们发现，火星相对较大的液态金属地核的半径接近1830公里，大约从行星表面和中心的一半开始，这表明该行星的地幔只由一个岩石层组成，而不是像地球那样有两个。根据Stähler等人的说法，这些发现表明，铁镍核心的密度比以前认为的要小，而且富含较轻的元素。

Cottaar和Koelemeijer写道：“对火星的直接地震观测代表了行星地震学的一个重大飞跃。在未来的几年里，随着更多的火星地震的测量，科学家们将完善这些红色星球的模型，并揭示火星的更多神秘之处。”

火星车所用金属玻璃齿轮扩大商用推进协作机器人发展

尽管技术的进步让机器人行业快速发展，但真正进入日常生活的仅限于智能扫地机器人等，和我们在科幻片中看到的机器人相去甚远。NASA 衍生公司 Amorphology 首席技术官 Glenn Garrett 表示，造成这种情况的主要原因有两个：成本和安全性。

大多数自动化机械仍然只有那些能进行重大投资并期望长期节省的大型制造商才能负担得起。虽然机器人占据了越来越多的工厂车间，但出于安全考虑，它们通常与人类同事隔离 - 基本上对周围环境一无所知，它们既强壮又笨拙。而降低机器人成本的重要突破口就是金属玻璃，利用 3D 打印技术可以合成坚硬、光滑的表面。这使金属玻璃齿轮具有较长的使用寿命，无需使用液体润滑剂，这使它们对在寒冷环境中运行的 NASA 机器人具有吸引力。此前在这种环境中，需要在运行前加热润滑剂。NASA 的好奇号火星车每次穿越火星时，都要花费大约三个小时为其齿轮加热润滑油。为了帮助未来的漫游车节省时间和能源，美国宇航局投资了大块金属玻璃，用于不需要润滑的齿轮。

Garrett 表示：“这就是机器人行业的发展方向”。现在，总部位于加利福尼亚州帕萨迪纳的 Amorphology 希望通过最初为从未用于人类交互的机器人（NASA 的行星漫游者）而取得的进步降低协作机器人的价格。NASA 漫游车上的齿轮与地球上的大多数齿轮一样，都是由钢制成，既坚固又耐磨。但是钢齿轮需要液体润滑，而油在月球或火星表面等寒冷环境中效果不佳。因此，例如，美国宇航局的好奇号火星车每次准备开始滚动时都会花费大约三个小时来预热润滑剂，消耗了大约四分之一的可支配能量，否则这些能量本来可以用于科学。着眼于解决这个问题和其他与材料相关的问题，2010 年，喷气推进实验室聘请了 Hofmann，当时他是加州理工学院的一名研究科学家，拥有材料科学和工程背景。美国宇航局在喷气推进实验室资助了一个新的冶金设施，以探索齿轮的替代品并开发新的金属合金。从他在加州理工学院管理喷气推进实验室开始，霍夫曼就熟悉一类新兴的特殊工程材料，称为块状金属玻璃，也称为非晶金属。这些是金属合金，可以在它们的原子形成所有其他金属共有的晶格结构之前从液态快速冷却到固态。相反，原子像玻璃一样随机排列，赋予玻璃和金属的材料特性。根据它们的组成元素——通常包括锆、钛和铜——它们可以非常坚固，并且因为它们不是结晶的，所以它们是有弹性的。霍夫曼解释说，大多数组合物还会形成坚硬、光滑的陶瓷氧化物表面，并指出这些特性共同使由一些非晶态金属制成的齿轮具有较长的使用寿命而无需润滑。这对 NASA 非常重要，因为您可以在不润滑变速箱的情况下运行变速箱。

但是非晶态金属还有另一个特性，使它们对地球上的齿轮具有吸引力：“这些合金的设计熔点很低，因为要制造金属玻璃，必须使合金的冷却速度快于它的结晶速度，”Hofmann说。这种低熔点，加上它们的天然强度和固化时体积几乎不变化的事实，使大块金属玻璃易于用于注塑成型，这可以显着降低制造齿轮等零件的成本。Hofmann 说，这就是使用非晶态金属成型可以带来最大节省的地方：它的成本大约是用钢加工应变波齿轮的一半。成型小型、高性能行星齿轮和应变波齿轮成为 Hofmann 于 2014 年共同创立的 Amorphology 的核心业务计划。通过加州理工学院，该公司获得了他为 NASA 开发的多项技术专利。

波音Starliner的无人试飞任务因飞船检查工作再次被推迟

波音公司希望第二次发射其Starliner乘员舱，试图与国际空间站对接。早在2019年12月，波音公司的第一次尝试未能达到正确的轨道，但为其提供了宝贵的数据。该公司似乎已经准备好再次尝试，但其发射尝试在上周二被取消了--这是不到一周内的第二次延迟。波音公司目前正在评估 8月份 Starliner 的多个发射机会。

波音公司上周二表示，在周一该地区发生风暴之后，工程师在对航天器进行检查时“检测到了推进系统中意外的阀门位置指示”。目前还不确定风暴是否是造成技术问题的原因。该公司和美国宇航局考虑将周三作为一个新的发射时间的可能目标，但是阀门问题继续困扰着这项任务。“工程团队已经排除了一些潜在的原因，包括软件，但需要额外的时间来完成评估，”美国宇航局周二晚上说。根据两天后提供的简短新闻稿，航天器在8月4日被移出发射平台并返回到一个机库（或"垂直整合设施"），它将被"通过各种程序来帮助理解这个问题"。随着对Starliner进行进一步测试，NASA表示它将继续向国际空间站发射货物，该任务由诺斯罗普·格鲁曼公司协助。目前还不清楚Starliner何时可能飞行，目前也没有新的发射日期。发射的时间越晚，预计该飞船在调度方面遇到的麻烦就越多。现在是国际空间站的繁忙时期，诺斯罗普·格鲁曼公司的天鹅座发射和SpaceX的货物补给任务将在8月29日进行。星际客机将需要在SpaceX的飞行器停靠之前进出。该任务原定于周五起飞，但由于周四俄罗斯国际空间站的一个模块在与空间站对接后不久就启动了推进器，导致该任务被推迟。NASA在7月29日的一份声明中说：“国际空间站团队将利用这段时间继续对新抵达的俄罗斯宇航局‘科学号’功能实验室舱（MLM）进行工作检查，并确保空间站将为Starliner的到来做好准备。”当Starliner最终发射时，它将由联合发射联盟（ULA）的Atlas V火箭升空。舱内将装载大约400磅的乘员用品和货物。如果一切顺利，它将在大约24小时后与空间站对接。NASA电视台也将对对接进行现场报道。软件缺陷和通信链路问题导致最初的波音试飞在2019年过早结束，尽管CST-100 Starliner太空舱安全降落在地球上。即将进行的轨道飞行测试-2（OFT-2）任务是波音公司在由三名美国宇航员组成的机组人员乘坐Starliner之前彻底审查其硬件和软件的机会。波音和SpaceX都是NASA商业乘员计划的一部分，该计划的目的是将宇航员从美国本土送往国际空间站。SpaceX现在已经向国际空间站运送了10名宇航员，波音公司希望能够赶上。但首先，它需要证明它的Starliner能够安全抵达国际空间站并返回地球。

Rocket Lab将把美国宇航局的CAPSTONE卫星送上月球

Rocket Lab是一家专门从事使用小型火箭将轻型有效载荷放入轨道的美国私营公司，他们使用的是自行研发的名为Electron的运载火箭。今天，该公司宣布，它将从其位于新西兰的发射场为美国国家航空航天局发射一颗卫星到月球。目前该发射计划定在2021年第四季度的某个时候进行。

这次发射将把美国宇航局的一项名为CAPSTONE（Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment）的任务送入轨道，这是一颗由先进空间公司建造的55磅的卫星。该卫星将作为第一个测试独特的椭圆月球轨道的航天器。该任务是Gateway和其他Artemis任务要素的前奏任务。Artemis是美国宇航局的任务，目标是自阿波罗时代以来首次将人类送回月球。Artemis还将把第一位女性和第一位有色人种送上月球，同时寻求在这颗地球的天然卫星上建立一个长期存在。CAPSTONE旨在通过验证绕月新椭圆轨道所需的导航技术和动力学，帮助减少未来航天器的风险。火箭实验室指出，这次任务是它首次将其Photon航天器平台用于月球置入阶段，将卫星置于进入月球轨道的轨迹上。Rocket Lab表示，Photon将分离并使用其HyperCurie引擎提供推进力，使CAPSTONE离开地球轨道并向月球进发。在Photon部署NASA的卫星后，它将继续沿着轨道飞越月球，CAPSTONE利用其推进系统进入新颖的等月轨道。CAPSTONE需要三到四个月的时间才能到达月球，进入其近乎直线的光环轨道。这个轨道是独特的，因为它是高度椭圆的，并在月球两极上空移动，可以一览无余地看到地球。CAPSTONE将进行为期六个月的主要任务，验证维持该轨道的推进要求。它还被设计用来测试一个新的航天器对航天器的导航解决方案。

NASA摄到一个遥远的黑洞周围的巨大环状物

美国宇航局正在对一个黑洞进行观测，它是名为V404 Cygni的双星系统的一部分。该系统位于距离地球7800光年的地方，黑洞正在积极地从其伴星上吸取灰尘和物质，它的伴星的质量约为太阳的一半。

虽然我们看不到黑洞本身，但它从其伴星上收集的物质已经形成了一个围绕黑洞的圆盘。这个圆盘是可见的，因为它在X射线中发光，因此被称为"X射线双星"。来自V404 Cygni的X射线爆发是在2015年6月5日用SWIFT天文台发现的。爆发产生的高能环是由被称为光回波的现象造成的，当来自黑洞的爆发性X射线在V404 Cygni和地球之间的尘埃云中反弹时，就产生了光回波。美国宇航局指出，太空中的尘埃云并不像你可能在家里清理的灰尘，而更像是由微小固体颗粒组成的烟雾。上面看到的图像是一张新的X射线合成图像，其中浅蓝色的数据来自钱德拉X射线天文台，光学数据来自PAN-STARRS望远镜，显示了视场中的星体。NASA的图像显示了由2015年观察到的V404 Cygni耀斑发出的X射线在不同的尘埃云中反射而形成的同心环。美国宇航局的图像是简化的，只显示了八个环中的四个。科学家们分析了2015年使用SWIFT在6月30日至8月25日之间进行的50次观测。钱德拉在同年7月11日至25日之间观察了该系统。这些星环很有趣，因为它们让天文学家了解到黑洞行为的细节以及V404 Cygni和地球之间的景观。美国宇航局说，X射线中的环的直径突出了光线影响的尘埃云的距离。当云层离地球较近时，环显得较大，反之亦然。与较宽的环相比，较窄的环表明X射线爆发持续的时间较短。