面对未知的宇宙, 人类永远是个好奇的孩子。 ![]() “不得了,天文知识增加了!”【第13期】 Q1: 番寒洌【提问】请问怎么样才能在大城市里找到最佳观星地点呢?A: 可能很多刚刚接触天文的小白爱好者都不知道应该去哪里看星星,星星们当然一直存在我们头顶的夜空中,但当你下班路上真的抬起头来,似乎又一无所获。 很遗憾,大城市里确实难以寻觅合适的肉眼观星地点。光污染与雾霾使得城市上空日益朦胧,除了太阳系几个行星兄弟们,即使最为晴好的夏季夜晚,你可能也只能在车水马龙间找到夏季大三角一类的亮星;或是在寒冷的冬夜,发现夜空中高悬着三颗整齐排列的星星,并依稀找到猎户的身影。 ![]() 阳台上的天狼星与猎户星座 / 蜂岺膏 不过这并不意味着星星在城市的天空中全军覆没了,望远镜出色的集光能力依旧可以帮助你在城市中勘探星空——不过需要合适的地理位置。 ![]() 银河两侧的夏季大三角是城市当中也可以轻易看到的亮星 / 网络 寻找高楼的屋顶之上、或者避开路灯的庭院之中,这样可以减少一部分地面上的人造光线进入镜筒,也更容易看到暗弱的星星;扩大望远镜的口径同样是一个办法,一些天文爱好者甚至会用毯子来盖住自己的头和目镜,一些城市星空摄影师甚至会花费一年时间来观测并修正被公寓窗户扭曲的模糊星象。 ![]() 利用望远镜等设备,在城市中依然可以看到一些暗弱的恒星 / 网络 不过要注意的是,如果你是在室内观测,无论何时,将镜筒探出窗外都不是一个好主意,镜筒内温差导致的空气湍流可能会摧毁稳定的星象。 当然,最好的观星地点依旧是远离城市的高海拔郊区。在那些云量少,气温稳定并且没有光污染的地区,你甚至可以裸眼看到整个银河,那样的震撼是望远镜无法带来的。 ![]() 遥望猎户 摄影 / 杨友利 【智能(zhàng)机器人:无论你是否抬头,星星都在那里。】 Q2: 开心【提问】为什么地球会有大气层?A: 大气层,即因引力和磁场作用包裹在星球表面的气体圈层,通常由中性气体和电离气体组成。太阳系内,除了我们赖以生存的地球大气,其他行星甚至一些大只的行星卫星,也都拥有大气层。 ![]() 吸附在地球表面的大气层(地球仅显示轮廓)/ NASA 从本质上说,地球大气层内的气体分子并不神秘也不特殊,他们与人类一样,都被地球重力吸在地球表面,只不过人类平日只能在地面上旋转跳跃奔走,而大气中的气体分子通过太阳辐射带来的热能,能够在更大范围内游走、传递物质。 ![]() 地球大气 / 网络 当然,一个星球的大气层形成后,仍面临着“生存还是毁灭”的问题。如果气体分子从太阳辐射中吸收了足够的能量到达了地球逃逸速度,亦或受到太阳风的吹拂,那它很可能会脱离星球引力的影响。长此以往,大气层也会逐渐变得稀薄甚至消失。火星就是一个栗子,别看它现在的大气密度还不到地球的1%,但它也曾拥有过浓密的大气,只可惜没有足够强大的全球性磁场留住它们。根据NASA的MAVEN探测器发回的数据,科学家通过计算发现,火星绝大多数大气都是被太阳风吹散的。 ![]() 好在,地球与太阳的距离恰到好处,沐浴在强度刚好的太阳辐射下;而地球磁场的存在也极大削弱了太阳风的剥离作用。由此,地球的大气层才得以长久维系。 ![]() 【智能(zhàng)机器人:太阳:“我来抓人(大气)了。”】 Q3: 石头【提问】如何回答望远镜可以看多远的问题? A: 直白点,465亿光年,因为可视宇宙的范围就是这么大。然而我们并不可能看到这一位置的任何天体,这是由于在宇宙大爆炸之后,宇宙的婴儿时期并没有任何恒星存在,而这一时期宇宙中的光子——宇宙微波背景——已经红移至微波波段,不再能够被光学望远镜看到。 ![]() 宇宙微波背景已经红移到了微波波段,能量只有3K。 / NASA 人类迄今为止观测到的最遥远的星系是哈勃空间望远镜在2016年发现的GN-z11,它距离地球约322亿光年。但爱好者使用的小型光学望远镜根本不可能看到这一星系,望远镜的集光能力和我们自身肉眼的光学灵敏度都造成了限制。 通常来说,人类肉眼能看到的最远天体是仙女座大星系,它距地球254万光年。人眼尚且如此,望远镜当然能看得更远,从这个角度我们确实可以说,你能看多远,一定程度上来说取决于你的望远镜的性能。 ![]() 哈勃空间望远镜的极深场观测可以得到GN-z11的图像,这个星系在图像上也只有一个点罢了。/ NASA 实际上,影响我们能看多远的因素,还在于目标的亮度。即使是在某个极遥远的地方,只要这个天体足够足够亮(或许可能比太阳亮上亿倍),我们还是有可能在地面上看到它。毕竟如果不考虑星际物质对光子的吸收,光线可以在空间中无限传播,因此宇宙加速膨胀是唯一阻碍光线通过望远镜镜筒到达我们眼里的理由。 【智能(zhàng)机器人:望远镜:“我好累。”】 Q4: 杨峰【提问】小行星里面没有炸药,为什么撞上地球(或其它行星)的小行星会在大气层中爆炸,威力还特别大? A: 在回答问题之前,我们先来了解一下什么是“爆炸”。 “爆炸是某一物质系统在发生迅速的物理变化或化学反应时,系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功的过程。” 翻译一下就是,只要在极短时间内释放大量能量、产生高压,无论是否有“炸药”参与,都可称其为“爆炸”。所谓“条条大路通罗马”,“炸药”只是通往“爆炸”的一种途径,而不是唯一途径。爆炸威力也取决于冲击波的超压大小,与炸药没有必然联系。 ![]() 2013年俄罗斯车里雅宾斯克小行星“爆炸”图 / marateaman.livejournal.com 回到问题,小行星没有炸药却仍在空中发生爆炸,是因为大气层在极短时间内“夺”走了小行星的大量动能。 进入大气后,小行星面临着大气层的全方位打压:大气阻力剥夺小行星的速度,与大气的高速摩擦消耗小行星的质量,而高速导致的高压也在试图摧毁小行星的结构。当高压和高温超过了小行星能够承受的范围时——小行星会裂开! ![]() 这一裂起到了火上浇油的效果,碎片之间的间隔和缝隙大大增加了小行星与大气的接触面积,使大气对小行星质量、速度的消耗瞬间上了一个新的台阶,小天体的大量动能也因此迅速减少,转化为光、热等其他形式的能,于是产生了空爆现象。 【智能(zhàng)机器人:那如果我们给小行星装上炸药……】 Q5: Quasar【提问】恒星能吃吗? A: 恒星有许多类,在这里我们仅考虑主序星——也就是大部分成熟期的恒星。这些兆亿吨量级的肥美食材就像是果园中的蔬果一般挂在宇宙空间中,待君采撷回家烹饪一番。于是你随手摸起一个太阳——在主序星中也就算是个小家伙——但是成分表倒也差不太多。 ![]() 太阳营养成分表(伪) 74.9%的氢,23.8%的氦,前者是组成水的必要成分,一些营养学家宣称人每天要喝2-3公升的水,满打满算只要吃200立方厘米的太阳(以太阳体积为1.412*10^18立方千米来计算)就可以满足一天的氢元素需求,二三十口足矣。 ![]() 太阳:莫挨老子!/ CNA 当然,太阳一类的恒星中也含有碳、氮、氧,甚至是铁等重元素,对于补充人体微量元素也有一定贡献,由于恒星密度比较低——作为等离子体实际上它们的形态更接近于气体,所以吃起来应该会有棉花糖一般的口感,适合穿在签儿上涮烤。 关于“好吃吗”和“怎么吃”的问题回答完了,下面我们分析一下能不能吃。同样以主序星中算不上最亮最热的太阳为例,它的表面温度大约为5778K,地球上最热的熔岩温度或许可以达到1400摄氏度,差不多是太阳表面的四分之一。而太阳中心的温度据模型估计可达一千五百万摄氏度。对于任何物种来说,像这样的恒星恐怕都不是太好的食材(笑)。 ![]() 如果用太阳做烧烤,真的不知道是太阳被烤还是太阳烤人。 / ESA 真希望我们的料理人不会因为找不到合适的炊具烹调恒星而大发雷霆。当然如果你是塞巴蒂斯安·肖(X战警·第一战中的大反派,外号黑皇),想来这应该是一顿不错的美餐。 ![]() 【智能(zhàng)机器人:发出真香的声音~】 收获知识,收获快乐~ ![]() 【不得了,天文知识增加了!】栏目Q&A: Q1. 没有被精选留言是否都能看到? 当然啦,我们每周都会确定一次各平台的提问情况,并把问题汇总在一起。 Q2. 本期没有被选上的问题,是否意味着落选了? 大家提出的所有问题都会进入我们的汇总题库,每期由小编从中挑选抽取。由于问题量大,可能偶有遗漏,大家请反复多次敲击我们。另外,问题的需求量、时效性和趣味性会被优先考量,同类问题我们也会作出一些筛选,还请小星星们耐心等待,或许哪一期就被翻牌子咯? Q3. 提问的正确姿势是什么? 在所有平台的正确提问方式都是: 姓名 +【提问】:我这么可爱选我的问题好吗?(大误) 让我们再次复读: 在地球毁灭之前, 你可以通过以下四种途径, 把你的天文问题传达给我们: 1. 微信公众号: 在本条推送下留言,或以关键词【提问】为开头并发送你的问题到公众号后台。 2. 邮箱: 将姓名+问题发送至邮箱cinastronomy@163.com,邮件务必务必务必要注明【提问】哦。 3. 微博: 微博编辑#不得了,天文知识增加了!#并@中国国家天文,就可以进行提问啦。 4. 知乎: 中国国家天文也开通官方知乎账号啦(没想到吧,记得要去关注一下哦),同样以关键词【提问】为开头并编辑你的问题私信给中国国家天文知乎账号即可。 下面是投票时间~ 《中国国家天文》将为由大家票选出的“最佳问题”提问者送出精美礼物一份【下期公布】!另外每位问题入选者都将收到《中国国家天文》当期杂志一本—— 【不得了,天文知识增加了!】第十二期 “机智问题”获奖名单 最机智问题奖: 耿耿晓钟鸣 【问题】宇宙诞生自138亿年前,而可观测宇宙半径达465亿光年,面对这个比光“快”的速度我一直迷迷糊糊的,希望能予以解答? 另外几名提问者:佚名、外来的阳茗、逸、袁彬彬 也将获得《中国国家天文》12月刊一本,请以上几位小星星在本条推送下留言联系我们领取礼品。 点我,重温第12期 (๑˙ー˙๑) 天文问题持续接收ing 感谢奇怪天文知识智囊库的倾囊相助 / 黑尾 科学审核 / 苟利军 策划 / 黄京一 怀尘 编辑 / 怀尘 猫又 雪祺 ![]() 中国国家天文 Chinese National Astronomy 微信号:chineseastronomy 《中国国家天文》杂志由国家天文台主办。 本刊面向广大公众,提供科学性、文化性、艺术性、收藏价值兼备的天文学内容及文化生活。 新媒体投稿:cinastronomy@163.com 纸刊订阅请访问公众号下方国天商城 |
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