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【天文宇宙】超过四分之一的类太阳恒星可能以行星为食;天文学家研究显示流入星系的物质比流出物质要干净得多

2021-9-1 01:08| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 16882| 评论: 0

摘要: ▼天文学家研究显示流入星系的物质比流出物质要干净得多研究：超过四分之一的类太阳恒星可能以行星为食太阳系中运行速度最快的小行星：只需113天就完成太阳公转NASA“毅力号”探测器为第二次火星岩石采样尝试做准备 ...

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天文学家研究显示流入星系的物质比流出物质要干净得多
研究：超过四分之一的类太阳恒星可能以行星为食
太阳系中运行速度最快的小行星：只需113天就完成太阳公转
NASA“毅力号”探测器为第二次火星岩石采样尝试做准备
天体物理学家对天文学中的一个老问题提出了新的数学解决方案
NASA的GOLD任务发现赤道周围带状粒子的快速运动行为
聂海胜太空拍北京夜景有一个亮点：原来是大兴机场
国际空间站宇航员迎来50岁生日：地面为其送去冰淇淋“外卖”

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天文学家研究显示流入星系的物质比流出物质要干净得多

由来自ARC全天空天体物理学卓越中心（ASTRO 3D）的Alex Cameron和Deanne Fisher领导的一个天文学家小组使用夏威夷WM Keck天文台的一个新的成像系统证实，流入星系的东西比流出的东西要干净得多。这项研究今天（2021年8月30日）发表在《天体物理学杂志》上。研究人员表示，巨大气体云被拉入星系，用于制造恒星。在气体云进入的途中，它是由氢和氦组成的。现在天文学家通过使用一种叫做凯克宇宙网成像仪的新设备确认，由这种新鲜气体构成的恒星最终会以超新星形式，将大量的物质赶回宇宙，但是这些物质不再是漂亮和干净的，它包含很多其他元素，包括氧气、碳和铁等等。

原子涌入星系被称为"吸积"，它们最终被排出被称为"外流"，这是管理星系的增长、质量和大小的一个重要机制。之前天文学家只能猜测内流和外流的组成，这项研究是第一次在银河系以外的星系中确认了整个周期。研究人员将注意力集中在一个叫做Mrk 1486的星系上，该星系距离太阳大约500光年，正在经历一个非常快速的恒星形成期。研究人员发现气体进出有一个非常清晰的结构，星系是一个旋转的飞盘，气体从外面的宇宙中进入相对没有污染的地方，然后凝结形成新的恒星。当这些恒星后来爆炸时，它们通过顶部和底部将包含其他元素的气体推出。这些元素包括元素周期表中一半以上的元素，通过核聚变在恒星核心深处锻造而成。当恒星崩溃或变成超新星时，这些元素被弹射到宇宙中，在那里它们形成了较新的恒星、行星、小行星以及地球上的生命。

研究：超过四分之一的类太阳恒星可能以行星为食

天文学家表示，他们有强有力的证据表明，多达1/4的类太阳恒星可能有一个讨厌的习惯，即从其系统中的行星中获取大量食物。不过不用担心。事实证明，这对我们成为恒星零食的机会来说是个好消息，甚至可能有助于在宇宙其他地方寻找另一个地球。

近年来，随着科学家对更多双星系统的研究，他们发现双星系统比预期的更不同，特别是两颗恒星的化学组成往往不同。这跟理论假设相矛盾，即两者都是由相同的原始“炖菜”形成，因此两者在化学意义上应该或多或少是相同的。一个由四大洲的天文学家组成的国际团队研究了107对类太阳双星的样本。他们发现33个双星存在“化学异常”的现象，它们的铁含量很高，跟目前人们对恒星如何演化的理解不太相符。对于这种恒星怪异现象，有两种主流的可能解释：一种是孪生恒星可能从诞生时就以某种方式由不同的物质组成；另一种是其中一颗恒星随后会吞噬一颗或三颗行星。该团队表示，他们的研究表明后一种选择的可能性更大。由帕多瓦意大利国家天文台的Lorenzo Spina领导的研究小组发表在《Nature Astronomy》上的一篇论文写道：“这些观测结果跟恒星被其行星系吸积的类地物质污染的情况相一致。”在担心太阳表现出饥饿感之前，Spina和他的同事们指出，这一发现对我们太阳系的行星来说实际上是一个好消息，因为我们的太阳系一直非常稳定。我们的太阳几乎没有迹象表明它很快就会吞噬水星，至少在它变成红色超巨星并膨胀到吞噬包括地球在内的大部分太阳系内部之前不会。

太阳系中运行速度最快的小行星：只需113天就完成太阳公转

太阳有了一位新邻居，它隐藏在平淡的暮色中。一颗只用113天绕太阳公转的小行星是已知小行星公转周期最短也是太阳系中仅次于水星的第二短的天体。这颗小行星是卡内基的Scott S. Sheppard在布朗大学的Ian Dell'Antonio和Shenming Fu拍摄的黄昏照片中发现的。

这颗新发现的小行星名为2021 PH27，大小约为1公里，轨道不稳定，穿过水星和金星的轨道。这意味着在几百万年之内，它很可能会在跟这些行星或太阳的碰撞中被摧毁或被逐出当前的位置。研究这样的天体可以帮助科学家了解小行星的起源以及形成太阳系结构的力量。Sheppard说道，“很有可能2021 PH27从木星和火星之间的主小行星带移出，内部行星的引力使其轨道形成了目前的形状。尽管如此，基于它32度的大倾角，2021 PH27有可能是一颗来自太阳系外的灭绝彗星，它冒险离其中一颗行星太近，因为它的航行路径使它接近了太阳系内。”

由于2021 PH27非常接近太阳的重力场，所以它经历了所有已知太阳系天体中最大的广义相对论效应。随着时间的推移，它的椭圆轨道会发生轻微的角偏移，这种运动被称为岁差，大约每世纪发生一弧分。对水星进动的观测一直困扰着科学家们，直到爱因斯坦的广义相对论解释了它随时间变化的轨道调整。2021 PH27的岁差甚至比水星的还要快。Sheppard说道：“2021 PH27离太阳非常近，其表面温度可达到900华氏度左右，热到足以熔化铅。”
未来对该天体的观测将进一步揭示其起源。将2021 PH27跟地球外轨道上的天体进行比较将提高研究人员对其组成和使其在这些极端条件下生存的材料的了解。像2021 PH27这样的天体由于接近太阳会经历巨大的热应力和内部压力。对地球轨道附近和内部的小行星进行普查对于识别那些可能影响地球的小行星至关重要，然而却很难发现，因为它们在白天接近地球。这些类型的小行星不容易被大多数观测所发现，通常是在夜间观测。这颗小行星很快就会从太阳后面经过，在明年年初之前，地球都无法观测到它。届时，观测者将能把它的轨道精确到需要给它一个正式的名字的程度。

要发现比地球轨道更近的绕太阳运行的小行星的唯一有效方法是在太阳落下或升起时拍摄图像，DELL 'Antonio和Fu使用智利国家科学基金会Blanco 4米望远镜上的暗能量照相机做到了这一点。他们的主要研究是局部体积完整星系团调查的一部分，该调查正在对附近宇宙中的大多数大质量星系团进行更详细的观测。通过跟Sheppard的合作，Dell'Antonio和Fu从关注宇宙中最遥远的天体转向了最近的天体，他们利用了8月13日黄昏的前几分钟拍摄的照片。Sheppard在拍摄后几小时后找到了2021 PH27。夏威夷大学的Dave Tholen说道：“因为这个天体已经在太阳的强光下，并且越来越靠近太阳，所以在它消失在我们的中央恒星后面之前我们必须确定它的轨道。我推测，这么大的一颗小行星要隐藏这么长时间，它一定有一个轨道从而使它离太阳非常近，这从地球的位置非常难探测到。”他测量了这颗快速移动的小行星在天空中的位置并在最初发现后预测了它的位置。第二天晚上，他们利用位于智利卡耐基拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦望远镜及NSF的Blanco 4米望远镜获得了更多的图像。为了确定这颗新小行星消失前的轨道，需要进行第三晚的后续观测，但由于智利多云的天气，拉斯坎帕纳斯天文台全球1米望远镜的广泛网络的激活，这引发了一场绕世界各地的长途跋涉，来到了南非。为了确定这颗新小行星消失前的轨道，需要进行第三晚的后续观测，但由于智利多云的天气，拉斯康伯雷斯天文台(Las Cumbres Observatory)全球1米望远镜的广泛网络的激活，但智利多云的天气引发了人们环游世界到南非的长途跋涉。Sheppard说道：“尽管望远镜的时间非常宝贵，但国际性质和对未知的热爱使天文学家非常愿意超越自己的科学和观察去跟踪类似这样的新发现。我们非常感谢我们所有的合作者，他们让我们能够迅速对这一发现采取行动。”

NASA“毅力号”探测器为第二次火星岩石采样尝试做准备

美国宇航局（NASA）的“毅力号”团队在8月早些时候收集的第一个火星岩石样本不幸破碎，他们得到的只是一个空管。漫游车现在准备用不同的、希望不那么容易破碎的岩石再次尝试取样。这次取样行动令人振奋，部分原因是NASA计划有一天派出一个任务，从杰泽罗陨石坑采集样品，并将它们带回地球进行研究。

NASA已将目光锁定在一块绰号为"Rochette"的岩石上。漫游车将用一个研磨工具对岩石进行一些粗加工，以获得更好的外观，并帮助团队决定这是否确实是他们想要采样的岩石。如果可以的话，漫游车将钻进岩石，收集一个铅笔厚的核心部分，并将其封入一个样品管。毅力号正在检查一个名为"CitaDELLe"的峭壁山脊。NASA在上周四的一份声明中说：“山脊上有一层岩石，似乎可以抵御风的侵蚀，这表明它更有可能在钻探过程中坚持下去。”NASA在Twitter上发布了关于该地区和潜在岩石目标的一些观点。

在第一次样品尝试出现令人惊讶的结果后，研究团队将使用火星车的一个摄像头来观察样品管，并在密封之前确保里面有岩石。第一个管子不会被浪费。NASA的科学家们对这个没有岩石的管子反而充满了火星的大气感到兴奋。“通过将样本送回地球，我们希望能回答一些科学问题，包括火星大气的组成，”“毅力号”项目科学家Ken Farley说。“毅力号”正在捕捉火星景观的图像，研究地质和天气，寻找古代微生物生命的迹象。

天体物理学家对天文学中的一个老问题提出了新的数学解决方案

瑞士伯尔尼大学的理论天体物理学家Kevin Heng取得了一项罕见的成就。他为计算行星和卫星的光反射所需的一个古老的数学问题得出了新的解决方案。现在，可以用一种简单的方式来解释数据，例如了解行星大气层。新的公式可能会被纳入未来的教科书中。

几千年来，人类一直在观察月相的变化。当月球向我们展示它的不同“面貌”时，月球反射的太阳光的上升和下降，被称为"相位曲线"。测量月球和太阳系行星的相位曲线是天文学的一个古老分支，至少可以追溯到一个世纪以前。这些相位曲线的形状编码了关于这些天体的表面和大气的信息。在现代，天文学家利用空间望远镜，如哈勃、斯皮策、TESS和CHEOPS，测量了系外行星的相位曲线。这些观测结果与理论预测进行了比较。为了做到这一点，人们需要一种计算这些相位曲线的方法。这涉及到寻求一个有关辐射物理学的困难数学问题的解决方案。自18世纪以来，计算相位曲线的方法已经存在。这些解决方案中最古老的可以追溯到生活在18世纪的瑞士数学家、物理学家和天文学家约翰·海因里希·兰伯特。计算太阳系行星反射光的问题是由美国天文学家亨利·诺里斯·罗素在1916年一篇有影响力的论文中提出的。另一个著名的1981年的解决方案归功于美国月球科学家Bruce Hapke，他是在印度裔美国人诺贝尔奖获得者Subrahmanyan Chandrasekhar于1960年所做的经典工作的基础上提出的。Hapke开创了使用相位曲线的数学解法研究月球的先河。苏联物理学家Viktor Sobolev在其1975年出版的具有影响力的教科书中也对天体反射光的研究做出了重要贡献。受到这些科学家工作的启发，伯尔尼大学空间和可居住性中心CSH的理论天体物理学家Kevin Heng发现了一整个计算相位曲线的新数学解决方案系列。这篇论文由Kevin Heng与伯尔尼大学与日内瓦大学共同管理的国家研究中心NCCR PlanetS的Brett Morris以及CSH的Daniel Kitzmann合作撰写，刚刚发表在《自然-天文学》杂志上。

普遍适用的解决方案“我很幸运，这些伟大的科学家已经完成了这一丰富的工作。Hapke发现了一种更简单的方法来写下Chandrasekhar的经典解决方案，他著名地解决了各向同性散射的辐射转移方程。Sobolev已经意识到，人们至少可以在两个数学坐标系中研究这个问题。” Sara Seager在她2010年的教科书中对这个问题进行了总结，从而引起了Kevin Heng的注意。通过结合这些见解，Kevin Heng能够写下反射强度（反照率）和相位曲线形状的数学解决方案，既完全在纸上又不需要借助计算机。“这些解决方案的突破性方面是，它们对任何反射法都有效，这意味着它们可以被用于非常普遍的方式。当我将这些纸笔计算与其他研究人员使用计算机计算的结果进行比较时，决定性的时刻到来了。”Kevin说：“我被他们的匹配程度吓到了。”对木星相位曲线的成功分析Kevin说：“让我兴奋的不仅仅是新理论的发现，还有它对解释数据的重大意义。”例如，卡西尼号航天器在21世纪初测量了木星的相位曲线，但以前没有对这些数据进行深入分析，可能是因为计算成本太高。有了这个新的解决方案系列，Kevin能够分析卡西尼号的相位曲线，并推断出木星的大气层充满了由不同大小的大型不规则颗粒组成的云。这项研究刚刚由《天体物理学杂志》发表，与美国德克萨斯州休斯顿大学的卡西尼号数据专家和行星科学家李立明合作。分析空间望远镜数据的新可能性Kevin表示：“在纸上写下反射光相位曲线的数学解决方案的能力，意味着人们可以在几秒钟内用它们来分析数据。”它开辟了以前不可行的解释数据的新方法。Kevin正在与Pierre Auclair-Desrotour（目前在巴黎天文台）合作，进一步推广这些数学解决方案。Kevin说：“Pierre Auclair-Desrotour是一个比我更有天赋的应用数学家，我们承诺在不久的将来会有令人兴奋的结果。”在《自然-天文学》发表的论文中，Kevin和他的合作者展示了一种分析开普勒太空望远镜中系外行星Kepler-7b相位曲线的新方法。Brett Morris 领导了该论文的数据分析部分。“Brett Morris在我的研究小组中领导CHEOPS任务的数据分析，他的现代数据科学方法对于成功地将数学解决方案应用于真实数据至关重要，”Kevin解释说。他们目前正在与美国领导的TESS空间望远镜的科学家合作，分析TESS相位曲线数据。Kevin设想，这些新的解决方案将带来分析即将到来的、耗资100亿美元的詹姆斯-韦伯太空望远镜的相位曲线数据的新方法，该望远镜将于2021年晚些时候发射。Kevin说：“最让我兴奋的是，这些数学解决方案在我离开后仍将长期有效，并可能进入标准教科书。”https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abe872

NASA的GOLD任务发现赤道周围带状粒子的快速运动行为

美国宇航局围绕地球运行的航天器之一名叫GOLD（Global-scale Observations of the Limb and Disc）。该航天器一直在轨道上提供了地球大气层的观测数据已经有很长一段时间了。它还揭示了一些环绕地球赤道的带电粒子的令人惊讶的行为。

GOLD处于地球静止轨道，这让它在地球旋转时保持在同一位置。地球静止轨道使卫星能够扫描同一地区并观察随时间的变化。GOLD特别关注距离地表约50至400英里高度的高层大气部分。GOLD主要关注的两个层是热力层和电离层。电离层是由带电粒子组成的。电离层中的粒子对延伸到大气和近地空间的磁场和电场都有反应。上层大气的层次由几个因素形成，包括地磁暴和地球上的天气。GOLD观察的目标之一是被称为赤道电离异常或简称EIA的带状粒子，EIA根据电离层的条件发生巨大的变化，而且这些带状粒子可以移动位置。GOLD允许科学家长期观察这些带状粒子。由于GOLD的协助，科学家能够观察到一些挑战以前理论的东西。在2018年底，南部带状粒子更加向南漂移，而北部带状粒子保持稳定。在这次观察之前，理论上认为带状粒子的快速变化将是对称的。在这个例子中，它的移动只花了两个小时，而这种类型的移动通常需要长达8小时。观察到的不对称的漂移的确切原因仍然是未知的。

聂海胜太空拍北京夜景有一个亮点：原来是大兴机场

8月31日，中国载人航天工程办公室官方发布了神舟十二号航天员在轨拍摄的高清大图，让众多网友大呼过瘾，我们终于也有了自己的太空大片！其中，聂海胜拍下的北京夜景备受关注。8月24日晚上9点29分，当核心舱组合体划过北京上空时，聂海胜记录下了这一瞬间。

眼尖的网友立刻发现，在如同电路图、神经元的这张照片上，有一处金黄色的亮点，金光熠熠，特别惹眼。那么，这颗特别的“星星”是什么呢？原来，它就是北京大兴国际机场。这可是世界上最大的单体航站楼，庞大的面积，金色的顶棚，辉煌的灯火，使之在太空也异常亮眼。除了大兴机场，北京市西北方向的首都机场，同样清晰可辨。另外，有照片上的地球边缘出现了一圈黄绿色，仿佛给地球带上了光环，其实那一层是大气辉光，是地球大气分子夜晚的跃迁发光现象。

汤洪波小卧室的窗户也是个亮点

国际空间站宇航员迎来50岁生日：地面为其送去冰淇淋“外卖”

能够在太空中过生日，估计这个生日将终生难忘了。据外媒报道，国际空间站（ISS）的一名宇航员迎来了她50岁的生日，并且获得了来自地球的“外卖”——载有冰淇淋和其他食物的补给船。这位来自美国的宇航员梅根·麦克阿瑟（Megan McArthur）表示，十分感动，因为之前从未从来没有人送我“宇宙飞船”这样的生日礼物。美国东部时间29号凌晨3点14分，太空探索技术公司（SpaceX）猎鹰9号火箭搭载着龙飞船（Dragon），从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，执行该公司第23次向国际空间站的货物补给任务。

此次任务，携带超过4800磅（约2177公斤）的补给品前往国际空间站。其中包括测量宇航员视力变化的仪器、用于骨再生研究的干细胞以及一个在空间站内部执行任务的新型机械臂。除此之外，还有柠檬、樱桃蕃茄（圣女果）、鳄梨和冰淇淋，供麦克阿瑟和其他六名机组人员食用。据了解，2000年，麦克阿瑟被选为美国国家航空航天局（NASA）宇航员。

2009年，乘坐亚特兰蒂斯号航天飞机发射升空，参与维修哈勃太空望远镜任务。她在太空中度过了12天21小时，操纵航天飞机的机械臂，捕获望远镜等。2020年7月，NASA宣布SpaceX龙飞船任务名单，梅根·麦克阿瑟将担任此次飞行任务的飞行员。美国东部时间2021年4月23日5时49分，SpaceX猎鹰9号火箭搭载龙飞船从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，执行商业载人航天任务Crew-2。包括梅根·麦克阿瑟在内的4名宇航员前往国际空间站，开展为期6个月的任务。