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【天文宇宙】另一个星系的详细截面揭示了与银河系的惊人相似之处;巨大的等离子体喷流揭示了远在天边的畸形磁场

2021-5-26 03:00| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 5479| 评论: 0

摘要: ▼另一个星系的详细截面揭示了与银河系的惊人相似之处NASA 2023年将发射VIPER任务以在月球上寻找水资源NASA Ingeunity火星直升机计划展开大胆的第六次飞行俄罗斯宣布:将使用中国重型火箭发射本国载人登月飞船巨大的 ...





  1. 另一个星系的详细截面揭示了与银河系的惊人相似之处


  2. NASA 2023年将发射VIPER任务以在月球上寻找水资源


  3. NASA Ingeunity火星直升机计划展开大胆的第六次飞行


  4. 俄罗斯宣布:将使用中国重型火箭发射本国载人登月飞船


  5. 巨大的等离子体喷流揭示了远在天边的畸形磁场


  6. NASA确定周三发射VIPER探空火箭 旨在研究甚低频无线电波的逃逸


  7. 哈勃望远镜拍摄的最新图像展示了炫目的星系团“动物园”


  8. 太阳耀斑大爆发可能在本周引发明亮的极光


  9. 科学家发现迄今观测到的最古老螺旋星系


  10. 宇航员从国际空间站拍下一张地球看起来像火星的照片



  11. 超级红月亮观赏攻略:5月26日现身、我国绝大多数地区肉眼可见




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另一个星系的详细截面揭示了与银河系的惊人相似之处


周一发表的第一个与银河系大体相似的星系的详细截面显示,我们的星系是逐渐演变的。这一发现使银河系的起源故事受到了怀疑。这个被称为UGC 10738的星系,原来有明显的 “厚”和“薄 ”盘,与银河系的星系盘相似。这表明,与之前的理论相反,这种结构并不是很久以前与一个较小的星系发生的罕见碰撞的结果。它们似乎是更温和的变化的产物。

而这是一个改变游戏规则的因素。这意味着我们的螺旋星系家园并不是一个畸形事故的产物。相反,它是典型的。这一发现是由 Nicholas Scott 和Jesse van de Sande领导的团队做出的,他们来自澳大利亚ARC三维全天空天体物理学卓越中心(ASTRO 3D)和悉尼大学。Scott博士说:“我们的观测结果表明,银河系的薄盘和厚盘并不是因为巨大的混杂而产生的,而是星系形成和演变的某种‘默认’路径。从这些结果中,我们认为具有银河系特殊结构和属性的星系可以被描述为‘正常’的星系。”这一结果发表在《天体物理学杂志通讯》上,有两个深远的意义。Scott博士表示:“人们认为,银河系的薄盘和厚盘是在一次罕见的暴力合并之后形成的,因此可能不会在其他螺旋星系中发现。”“我们的研究表明这可能是错误的,它是在没有灾难性干预的情况下‘自然’进化的。这意味着银河系类型的星系可能非常普遍。这也意味着我们可以利用现有的对银河系的非常详细的观测作为工具,更好地分析更遥远的星系,由于明显的原因,我们不能很好地看到这些星系。”研究表明,UGC 10738和银河系一样,有一个主要由古老恒星组成的厚盘--通过它们的铁与氢和氦的低比率来识别。它的薄盘恒星更近,含有更多的金属。太阳是一个薄盘恒星,包括大约1.5%比氦重的元素。尽管以前在其他星系中也观察到过这样的圆盘,但是无法判断它们是否拥有相同类型的恒星分布--因此也就没有类似的起源。Scott、 van de Sande 及其同事通过使用欧洲南方天文台在智利的甚大望远镜来观察位于3.2亿光年外的UGC 10738,解决了这个问题。这个星系的角度是“边缘朝上”的,因此观察它实际上提供了它的结构的一个横截面。“使用一个叫做多单元光谱探测器的仪器,或者说MUSE,我们能够评估其厚盘和薄盘中恒星的金属比率,”van de Sande博士解释说。“他们与银河系中的恒星基本相同--厚盘中的古老恒星,薄盘中的年轻恒星。我们正在研究其他一些星系以确定,但这是相当有力的证据,证明这两个星系以同样的方式演化。”Scott博士说,UGC 10738的边缘方向意味着很容易看到每个圆盘中的恒星类型。他说:“这有点像区分矮人和高人。如果你试图从上方做这件事,那是不可能的,但是如果你从侧面看,那就相对容易了。”研究共同作者、澳大利亚国立大学的 Ken Freeman 教授说:"这是理解盘状星系在很久以前如何形成的重要一步。我们对银河系是如何形成的了解很多,但一直担心银河系不是一个典型的螺旋星系。现在我们可以看到,银河系的形成与其他盘状星系的形成方式相当典型。"ASTRO 3D主任Lisa Kewley教授补充说:“这项工作显示了银河系是如何融入螺旋星系如何在130亿年的宇宙时间里形成的更大的谜题中的。”其他研究合著者来自澳大利亚麦考瑞大学和德国的马克斯-普朗克外行星物理研究所。
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NASA 2023年将发射VIPER任务以在月球上寻找水资源


虽然月球跟地球相比是很小的,但它还是足够大,因为即便是现在我们人类对它的探索也只是触及它的表面。曾经人们认为月球不过是一块苍白的、布满灰尘的、被环形山覆盖着的岩石,但研究人员逐渐揭示,月球实际上是一个非常特殊的地方。此前,我们从未将水跟月球联系在一起,但事实上,月球上可能拥有大量的水,尽管这些水很可能以冰的形式被锁在月球土壤中,即所谓的风化层中。现在,作为NASA Artemis计划的一部分,该计划将见证人类在未来几年重返月球。NASA计划在2023年底发射VIPER任务。


VIPER是挥发物调查极地探测车(Volatiles Investigating Polar Exploration Rover)的缩写,它将被送往月球南极寻找未来任务所需的资源。这个想法很简单:如果月球拥有深空任务可以使用的资源,那么在深入太阳系之前在月球上停下来收集这些资源是很有意义的。此外,如果我们希望在月球上建立永久或临时的基地,那么将需要月球本身能够提供的资源。这一任务对于未来的人类太空旅行非常重要,因为它可能会改NASA深入太空旅行的计划,但在短期内,它将揭示当Artemis宇航员最终到达月球时可用的资源。NASA行星科学部的Lori Glaze介绍称:“来自VIPER的数据拥有帮助我们科学家在月球上确定精确的位置和冰浓度的潜力并将帮助我们在为Artemis宇航员作准备的月球南极评估环境和潜在资源。这是机器人科学任务和人类探索如何携手并进的又一个例子以及为什么在我们准备在月球上建立可持续存在时两者都是必要的。”据了解,月球车将配备用于月球表面取样的专用钻头、用于研究材料和发现有用的挥发性物质的仪器以及有史以来第一次出现在月球阴影区域的车头灯。“VIPER的设计要求使用月球车上的第一个车头灯来帮助探索月球永久的阴影区域,”NASA写道,“这些地区已经数十亿年没有见过阳光了,是太阳系中最冷的一些地方。通过利用太阳能,VIPER将需要在月球南极的光明和黑暗中快速机动。”目前,NASA希望在2023年年底发射这一任务。该家机构的计划包括在2024年将人类送上月球,但这个日期似乎一直有点不现实。展望未来,预计对这一日期做出改变是明智的,但至少在此期间,大家可以看到月球车在月球上巡航。
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NASA Ingeunity火星直升机计划展开大胆的第六次飞行


NASA的Ingenuity火星直升机计划下周在这颗红色星球上进行第六次飞行。这次飞行将会是该直升机操作演示阶段的首次执行,其中包括从空中侦察多种地表特征、在不同的机场降落。在这个新阶段,从飞行中获得的数据和图像将在飞行后几天返回地球。“毅力号”不会记录直升机飞行时的图像。

Ingenuity的飞行计划将让直升机上升到33英尺(10米),然后向西南方向飞行约492英尺(150米)的纪录。当它达到这个距离时,旋翼机将开始获取感兴趣区域的彩色图像,因为它要转换到南部约50-66英尺(15-20米)。该地点的沙波和明亮岩石露头的立体图像将有助于证明空中透视对未来任务的价值。完成图像收集后,Ingenuity将向东北方向飞行约164英尺(50米),在新行动基地--被称为Field C--着陆。Ingenuity计划在第六次飞行期间继续扩大其性能范围。这架飞机的最高飞行速度预计为9mph(4m/s),飞行时间约为140秒。这也是该直升机第一次降落在之前一次任务中没有进行空中勘测的机场。相反,Ingenuity团队依靠的是NASA火星侦察轨道器上的HiRISE摄像机收集的图像,这表明这个新的操作基地相对平坦且很少有表面障碍。
04

俄罗斯宣布:将使用中国重型火箭发射本国载人登月飞船


俄罗斯媒体报道称,俄方将使用中国研发的重型火箭发射该国的载人登月飞船,这还是第一次。据俄罗斯卫星通讯社报道,俄罗斯国家航天集团执行总监亚历山大·布洛申科日前参加斯科尔科沃创新中心的“初创村”(Startup Village)会议上表示,俄方打算用中国的超重型运载火箭发射本国登月载人飞船。

实际上这次合作是双向的,布洛申科称“双方商定将俄罗斯超重型运载火箭与中国载人飞船相整合,并将中国的超重型火箭与俄罗斯载人飞船相整合。”布洛申科表示,接下来需要为相互整合制定技术规程。俄罗斯目前正在为载人登月任务建造“叶尼塞”号超重型运载火箭和“鹰”号载人飞船。中国则计划为载人登月任务建造长征九号超重型运载火箭和载人飞船。今年3月9日,经两国政府批准,中国国家航天局局长张克俭与俄罗斯国家航天集团公司总经理罗戈津通过视频会议签署《中华人民共和国政府和俄罗斯联邦政府关于合作建设国际月球科研站的谅解备忘录》。中国国家航天局与俄罗斯国家航天集团公司将秉持“共商、共建、共享”原则,推动国际月球科研站广泛合作,面向所有感兴趣的国家和国际伙伴开放,加强科学研究交流,推进全人类和平探索利用太空。
05

巨大的等离子体喷流揭示了远在天边的畸形磁场


射电望远镜图像为研究数百万光年外的星系团的磁场提供了一种新的方法。得益于射电望远镜和超级计算机模拟的帮助,研究人员首次在6亿光年外的一个巨大星系团中观察到与磁场相互作用的等离子体喷流。这些发现发表在《自然》杂志上,可以帮助澄清这种星系团是如何演变的。

星系团可以包含多达数千个被引力束缚在一起的星系。Abell 3376是一个巨大的星系团,它是两个子星系团之间激烈碰撞的结果。人们对存在于这个星系团和类似星系团中的磁场知之甚少。名古屋大学天体物理学家Tsutomu Takeuchi说:"一般来说,很难直接检查星系团内的磁场结构,我们的结果清楚地表明了长波长无线电观测如何能够帮助探索这种相互作用。"一个国际科学家团队一直在使用南非北开普省的MeerKAT射电望远镜来了解更多关于阿贝尔3376的巨大磁场。该望远镜的一个非常高分辨率的图像显示了一些出乎意料的发现:由该星团中的一个超大质量黑洞发出的等离子体喷流在向外延伸到326156光年以外的距离时弯曲形成一个独特的T形。这个黑洞位于MRC 0600-399星系中,它靠近Abell 3376的中心。研究小组将他们的MeerKAT射电望远镜数据与欧洲航天局空间望远镜XXM-牛顿的X射线数据相结合,发现等离子体喷射弯曲发生在MRC 0600-399所在的亚星系的边界。"这告诉我们,来自MRC 0600-399的等离子体喷流正在与受热气体中的某些东西相互作用,这些气体被称为星系团内介质,存在于阿贝尔3376的星系之间,"Takeuchi解释说。为了弄清楚发生了什么,研究小组使用位于日本国家天文台的世界上最强大的天文计算领域的超级计算机ATRUI II进行了三维"磁流体动力学 "模拟。模拟结果显示,由MRC 0600-399黑洞发出的喷射流最终到达星系亚团边界并与磁场发生作用。喷射流压缩了磁场线并沿着它们移动,形成了特有的T型。这是科学界首次发现星系团等离子体喷流与星系团内磁场之间的互动。一个国际团队刚刚开始建造计划中的世界上最大的射电望远镜,称为平方公里阵列(SKA)。而像SKA这样的新设施有望揭示宇宙磁力的作用和起源,甚至帮助我们了解宇宙是如何演变的。而最新的研究就是一个很好的例子,它说明了射电观测的威力,这是天文学的前沿阵地之一。
06

NASA确定周三发射VIPER探空火箭 旨在研究甚低频无线电波的逃逸


美国宇航局(NASA)正准备发射一枚亚轨道探测火箭,以研究地球电离层逃逸的无线电波是如何影响轨道上的卫星的。5 月 26 日,NASA 将从瓦勒普斯岛基地发射“VLF 跨电离层传播实验火箭”(简称 VIPER),以测量这些逃逸的无线电波与如何与范艾伦辐射带中的电子相互作用的。


范艾伦辐射带示意图(图自:NASA)尽管肉眼可观察到的太空很是空旷,但从电子波频谱的角度来看,空间轨道上其实充满了来自太阳、其它行星、乃至地球本身的各种辐射源。这些辐射的相互作用,构成了所谓的“太空天气”。在严重的情况下,甚至可能导致太空中或地面上的设备遇到各种麻烦。以甚低频(VLF)无线电为例,这些无线电波可由雷电作用而自然产生,但也被潜艇用于水下通讯的一种方式。


一枚 Terrier 改进型 Malemute 探空火箭(来自:NASA Wallops)在白天,地球大气中足够致密的电离层,能够确保 VLF 不被泄露出去。但在夜间,密度较小的电离层就可能让某些 VLF 波段通过磁力线泄露出去。作为一个潜在的问题,它们很可能与环绕地球的范艾伦辐射带中的电子产生相互作用,从而在 14300~23500 英里(23000~37800 公里)的高度上形成高能电子的剧烈波动。考虑到这也是 GPS 和地球同步卫星的运行高度,当 VLF 电磁波与电子相互作用时,很可能导致航天器依赖的通信 / 导航电子设备出现问题。


VLF 吸收的高度分布(来自:CU Boulder / Robert Marshall)美东时间周三夜间 9:15,两级 Terrier 火箭将蹿升至 94 英里(151 公里)的高度。在 VLF 目标范围内开展测量之后,没有回收计划的它将坠落到大西洋的某处。与此同时,位于缅因州、北卡罗来纳州、乔治亚州、科罗拉多州、弗吉尼亚州和其它地区的地面站也将对测量数值进行比较,以期新数据有助于验证电磁场和电离层的现有模型。感兴趣的朋友,可留意当天夜间 8:55 在 Wallops IBM 网站上开启的流媒体直播。https://video.ibm.com/channel/nasa-tv-wallops
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哈勃望远镜拍摄的最新图像展示了炫目的星系团“动物园”


美国宇航局(NASA)在一篇新的博客文章中展示了一张由哈勃太空望远镜拍摄的照片,重点是一个名为ACO S 295的星系团。这是一个由各种形状和大小的单个星系组成的巨大集合,从壮观的螺旋形到巨大的恒星云、行星、卫星等等。

这张图片有几个隐藏的“复活节彩蛋”,乍一看可能不明显。例如,其螺旋星系(如该图像中心的星系)几乎面朝上出现,而一些边缘螺旋星系仅能看到细细的光条。没有任何东西能够逃脱引力的作用,甚至是光本身,因此,由于所谓的引力透镜效应,来自星团后面的星系的光通常会弯曲。引力透镜效应是爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象,而现代技术已证明他是正确的。如果在观测者到光源的直线上有一个大质量的天体,观测者会看到由于光线弯曲而形成的一个或多个像。美国宇航局对该图像的描述:
各种形状和大小的星系充斥着这幅图像,从壮观的螺旋形到模糊的椭圆形不等。这个星系群拥有一系列的方向和大小,其螺旋星系(如该图像中心的星系)几乎面朝上出现,而一些边缘螺旋星系仅能看到细细的光条。无论是从视觉上还是从物理上,星系团都占据了这张图片的中心位置。星系团巨大的质量使背景星系的光线产生了引力,使它们的形状变得扭曲和模糊。除了为天文学家提供一个天然的放大镜来研究遥远的星系之外,引力透镜效应还巧妙地将这幅图像的中心框起来,产生了一个视觉上引人注目的场景。
根据估计,银河系拥有1000亿到4000亿颗恒星。在这张哈勃图像中,我们看到了数百个星系,每个星系都有自己巨大的恒星、行星和卫星集合。
08

太阳耀斑大爆发可能在本周引发明亮的极光


本周太阳将释放一系列的太阳耀斑和日冕物质抛射。据SpaceWeather.com的天文学家Tony Phillips说,一个名为AR2824的太阳黑子在5月22日释放了一系列快速发射的太阳耀斑,“这与我们多年来所看到的任何东西都不同”。

耀斑是不同波长的电磁光和能量的爆发,在几分钟内到达地球。这个爆发的能量非常大,在射电望远镜上发出了很大的噪音。用新墨西哥州的射电望远镜记录下这次耀斑的Thomas Ashcraft告诉SpaceWeather.com:“这肯定是一个非常热和动态的耀斑。在所有的频率上都出现了强烈的太阳无线电发射。”


在这种情况下,耀斑还伴随着多个日冕物质抛射,这是一种定向的粒子爆炸,比耀斑移动得更慢,当它们与我们星球的磁场碰撞时,会产生各种有趣的影响。这种碰撞可以引发所谓的地磁暴,在高纬度甚至一些中纬度地区产生明亮的极光。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的太空天气预测中心预测,从周二晚上开始到周三,最南边的芝加哥都可以看到极光。该中心预测可能出现G2级(中等)地磁暴,这被认为可能干扰高纬度地区的一些电力系统和包括短波无线电在内的某些无线电。周末看到的最强耀斑是一个中等规模的M级耀斑。太阳目前正处于其太阳周期的时期,其活动开始增加,因为它正朝着预测的十年中期左右的高峰发展。因此,我们现在看到的可能只是未来几年更强耀斑和太阳风暴的序幕。
09

科学家发现迄今观测到的最古老螺旋星系


在地球上,螺旋星系对我们非常重要。我们的太阳系位于银河系的一个螺旋臂上。现在螺旋星系的历史书有了一个新的序幕,这要感谢智利的阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜,即ALMA望远镜。

ALMA观察了BRI 1335-0417--一个可以追溯到124亿年前的星系。在宇宙大爆炸后14亿年,它成为了迄今为止观测到的最古老的星系。虽然螺旋星系在现在的宇宙中非常普遍,但研究人员发现,随着他们对时间的深入研究,螺旋星系比例更少。这就引出了一个巨大的问题:螺旋星系是什么时候开始出现的?尽管BRI 1335-0417引出了更多关于它是如何在如此久远的时间内形成独特螺旋形状的问题,但仍有助于回答这个问题。我们的银河系一开始并不是现在的风车状。2013年,科学家利用哈勃太空望远镜的数据进行了一项研究,该研究表明,银河系最初是一个“微弱的、蓝色的、含有大量气体的低质量物体”。对于螺旋臂的历史目前仍在研究中。研究人员认为,星系BRI 1335-0417的旋臂可能因跟另一个较小星系的宇宙碰撞而领先。“追踪螺旋结构的根源将为我们提供太阳系诞生环境的线索,”这项研究的论文合著者Satoru Iguchi表示,“我希望这项研究能得到进一步发展。”
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宇航员从国际空间站拍下一张地球看起来像火星的照片


地球和火星看起来非常不同。火星是一个干燥的尘土飞扬的红色星球,而地球看起来是蓝色和绿色的,有旋转的白色云层。然而欧空局宇航员Thomas Pesquet本月从国际空间站拍下了一张地球看起来很像火星的照片,他不得不怀疑自己在太阳系的什么地方。

“眼前没有云,红色和赭石色延伸到地平线,”Pesquet写道。“这是我想象中的毅力号探测器在接近着陆时看到火星的样子。”在Pesquet在社交媒体上分享了这张照片后,欧空局上周再次发布了这张图片。Pesquet表示:"当我看到这个景色时,我一时没反应过来:不是火星,而是我们自己的神奇星球!"


如果从适当的角度看,地球上广阔的沙漠可以作为火星的“分身”。尽管最初看起来,有一些线索表明这不是火星。在图片的右侧有云层的暗示,横跨顶部的弯曲蓝色区域是我们星球更丰富的大气层的提示性标志。Pesquet是今年4月抵达国际空间站的SpaceX Crew-2任务的一部分。他最近一直在关注地球上的沙漠地区,并捕捉到了 "撒哈拉之眼 "的美好景色,这是非洲毛里塔尼亚的一个圆顶形地质结构。


这位欧空局宇航员利用拍摄地球/火星照片的机会,向目前在红色星球上执行任务的各个科学团队发出了呼声:“火星机器人探索和人类探索携手并进:探索更远,扩大人类的存在。”
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超级红月亮观赏攻略:5月26日现身、我国绝大多数地区肉眼可见


这个月最值得期待的天象要来啦,5月26日晚即将出现,其就是" 超级月亮 + 月全食 " 的天文奇观。我国除西藏西部和新疆西部以外,其他地区可见“带食而出”。越往东的地区,看到的月食越完整,全食持续时间也越长。从19点09分食既,到19点28分生光,全食过程持续不足20分钟,这个时段,月球在人们视线中并不会消失,而是呈现出神秘而优雅的古铜色,即人们眼中所谓的“红月亮”。20点53分月面将会完全走出地影。据国家气象中心副首席预报员张峰介绍,5月26日当天,我国的新疆北部、甘肃河西地区、内蒙古西部、宁夏、陕西北部等地的天气条件将比较有利于赏月。


而包括山西和京津冀在内的华北地区天气条件虽然也属于较为适合,但26日当晚这几个省市的部分地区可能会出现阵雨天气,将会影响大家的观赏;非常遗憾的是,26日当天,受高空槽和低层切变线影响,新一轮降水过程将影响我国南方地区,带来大范围的阴雨天气,而且降水主要集中在当天的傍晚至夜间。预计26日,江汉东部、江淮、江南中北部、贵州南部等地的部分地区将有大到暴雨,局地大暴雨。上述地区的小伙伴儿还是乖乖在家里,线上赏月吧!与此同时,我国东北地区当日也会有阴雨天气,晚上上空云量会比较大,很难观赏到这一次的“超级红月亮”。需要注意的是,26日对于上述适宜赏月的地区,将会受一次弱冷空气影响,气温下降4-6℃。同时26日午后,在宁夏、陕西北部、山西和内蒙古西部等地有5-6级风,部分地区阵风可达7-8级以上,虽然夜间风力会有所下降,但在室外赏月时还是要注意远离一些易被大风吹动的搭建物,并注意增添衣物。





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