牧夫天文网 › 首页 ›天文書庫› 天文知识 › 查看内容

【天文宇宙】NASA研究表明可能存在比之前预估得更多的褐矮星;超过三分之一的类太阳恒星都已吞噬了它们的行星

2021-9-2 00:57| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 37648| 评论: 0

摘要: ▼NASA研究表明可能存在比之前预估得更多的褐矮星超过三分之一的类太阳恒星都已吞噬了它们的行星普渡大学开发空间碎片清理拖曳帆将帮助运载火箭组件脱离轨道NASA要求美国公司分享对月球地形车的解决方案的意见Astro ...

▼

NASA研究表明可能存在比之前预估得更多的褐矮星
超过三分之一的类太阳恒星都已吞噬了它们的行星
普渡大学开发空间碎片清理拖曳帆将帮助运载火箭组件脱离轨道
NASA要求美国公司分享对月球地形车的解决方案的意见
Astroscale公司的ELSA-d航天器首次捕捉到轨道上的“空间碎片”
SpaceX货运龙飞船成功完成跟国际空间站的对接任务
哈勃望远镜发现了一个看起来像一把太空光剑的罕见天体

关注视频号，发现更多精彩

NASA研究表明可能存在比之前预估得更多的褐矮星

太空中更有趣的物体之一是位于气态巨行星和恒星之间的褐矮星。美国宇航局进行了一项新的研究，暗示在银河系中可能有更多他们以前认为的这些物体。这项研究正在观察一个名为WISEA J153429.75-104303.3的天体，它被昵称为"The Accident"，这颗名叫意外的天体是一颗褐矮星，科学家们想知道它是如何形成的。

褐矮星是一种奇怪的天体，它缺乏能支持核聚变的质量，而核聚变是导致恒星产生热量和光的过程。科学界对褐矮星的了解并不像他们所希望的那样多，但对这些天体的特征大多有所了解。正如它的名字所暗示的那样，"The Accident"是在正常的搜索方法忽略了它之后意外发现的，因为它与之前发现的其他2000颗已知的褐矮星并不相似。随着褐矮星的老化，它们会冷却，它们的亮度会在各种波长的光中发生变化。这个事故令人困惑，因为它在常见的褐矮星波长中很微弱，表明它很老而且很冷，但在其他波长的光中很亮，表明温度较高。从本质上讲，它违背了人们对褐矮星如何表现自己的期望。该事故是由2009年发射的美国宇航局WISE航天器发现的。褐矮星的大部分输出是在红外波段，人眼无法看到。科学家们想弄清楚为什么这个天体的特性似乎是自相矛盾的，一些波长表明它是冷的，而另一些则表明它是更热的。因此，科学家们在夏威夷对"The Accident"进行了地面望远镜观测。

有趣的是，它在褐矮星们当中的波长显得非常微弱，以至于无法被探测到，这证实了它是非常冷的。科学家们又试图确定它为什么如此暗淡，以及这是否是因为它离地球比预期的要远。距离测量确定它大约在50光年之外，而且它的移动速度非常快，每小时大约50万英里。这比其他已知的与地球有类似距离的褐矮星的速度高得多。这一发现表明它非常古老，并且很可能因为长期遇到大质量物体而被加速了。最终，美国宇航局的研究人员确定，"The Accident"的特性可能是由于它的年龄所致。他们现在相信，它奇特光线轮廓与非常古老的褐矮星相吻合，这些褐矮星是在银河系缺碳时形成的，这意味着它今天的大气中几乎没有甲烷。

超过三分之一的类太阳恒星都已吞噬了它们的行星

就像希腊神话中的赫洛诺斯（Chronos），很多恒星都吞噬了它们的孩子。一项新的研究表明，超过三分之一的恒星吞噬了它们自己的一个或多个行星。这些发现可以帮助天文学家排除不太可能包含类地世界的恒星系统。

NASA/ESA/G. Bacon虽然没有参与这项工作，但是美国宇航局喷气推进实验室的天文学家 Eric Mamajek 表示：“这可能会成为这个主题的经典论文奠基之一”。研究人员几十年来一直知道，恒星有时会吞噬它们的后代。岩石行星富含铁、硅和钛等重元素，而恒星主要包含氢、氦、氧和碳等较轻的物质。当一颗行星被吞噬时，它的重元素在恒星的外层散开，在其光线中留下明显的吸收特征。

领导这项研究、来自帕多瓦天文台的天体物理学家洛伦佐·斯皮纳（Lorenzo Spina）说：“如果一颗恒星的铁含量异常丰富，而其他元素，如碳和氧，这可以被解释为行星被吞噬的一个标志”。他和他的同事通过观察 107 个包含两颗类似太阳的恒星的双星系统来调查这种情况发生的频率--类似于《星球大战》中虚构的双星世界塔图因（Tatooine）。双星是从同一团气体和尘埃中诞生的，因此它们的化学成分应该是几乎相同的。研究小组还选择了在质量和温度上极为接近的伙伴--基本上是双胞胎。在这些配对中的33个中，其中一个同伴与另一个相比显示出较高的铁含量，这是行星吞噬的迹象。这些同样的伙伴也富含锂，使吞食世界的假说得到进一步证实。尽管类太阳恒星出生时就有大量的锂，但它们在生命的头一亿年内就会燃烧掉，因此在研究样本中的较年长的恒星中看到锂，表明它很可能来自一颗行星。研究小组还发现，异常的化学特征在最热的恒星中出现的频率更高。斯皮纳说，这是有道理的，因为热星的外层很薄--行星的物质会集中在一个较小的体积里，留下一个更明显的特征。利用这些不同的证据，研究小组能够建立这样的模型：20% 到 35% 的类太阳恒星会消耗一些类似于地球的后代。这样的事件可能发生在这样的系统中：行星之间的引力相互作用会把其中一颗行星甩到中心恒星上，或者使它足够接近恒星，从而慢慢蒸发并吞噬它。这些结果今天发表在《自然-天文学》上。https://www.nature.com/articles/s41550-021-01451-8

普渡大学开发空间碎片清理拖曳帆将帮助运载火箭组件脱离轨道

普渡大学的工程师们开发了一种名为Spinnaker3的空间碎片清理拖曳帆，旨在加快高达400英里（645公里）的空间垃圾的脱轨速度，使其在地球大气层中安全燃烧。Spinnaker3将在不久后在轨道高度约200英里（322公里）的废旧火箭助推器上进行测试。

根据法律规定，美国发射的卫星必须在停止运行的25年内脱离轨道或送入“安全墓地”。做到这一点的标准方法是，航天器使用其推进器将其送入正确的弃置轨道。问题是，这种推进器系统和最后改变轨道所需的额外燃料增加了卫星的质量，增加了成本并降低了其能力。另一种方法是使用一种不需要推进剂和复杂管道的系统。这方面的一个例子是拖曳帆，它散开并被动地捕捉低地球轨道上非常脆弱的大气层中的杂散分子，使飞行器的轨道衰减，直到它进入大气层。

研究人员之前已经测试过类似的装置，但Spinnaker3可以“挥舞”3米长（10英尺）的吊杆，展开194平方英尺（18平方米）的闪亮的半透明氟化聚酰亚胺塑料帆。这个帆足够大，不仅可以帮助卫星脱轨，还可以帮助助推火箭末级从高达400英里的高度脱轨。

Spinnaker3计划于11月搭乘Firefly Aerospace航空公司的Alpha火箭从加州范登堡空军基地升空。它将是Firefly Aerospace组织的七个"专用研究和教育加速器任务"（DREAM）学术和教育有效载荷之一。一旦进入轨道，Spinnaker3将被用来从大约200英里高的地方使Alpha的上级脱轨，只需15天，而不是在没有辅助的情况下估计需要25天。

Spinnaker3是在美国国家航空航天局第一阶段小企业创新研究奖下，在普渡大学太空飞行项目实验室的18名学生和研究生以及教职员工的帮助下，与初创公司Vestigo Aerospace LLC一起开发的。普渡大学在今年早些时候完成了地面测试，而加州理工大学提供了航空电子设备和成像系统，这些系统将从太空发回帆的照片。

普渡大学航空学和宇航学博士候选人Arly Black说：“很多东西都可以在大约一百年内自行脱轨，但这对我们没有任何好处，”他为Spinnaker3进行系统测试和性能分析。“我们想用拖曳帆来加快脱轨的速度。考虑到11月的预测大气条件，Firefly Aerospace航天公司的运载火箭可以在25天内自行在约200英里的低空脱轨。使用Spinnaker3，脱轨过程可以缩短到15天。”

NASA要求美国公司分享对月球地形车的解决方案的意见

美国宇航局（NASA）周二发布了一项新的信息请求，向美国公司寻求月球地形车（LTV）的想法。月球地形车是一种非封闭式漫游车，宇航员可以穿着宇航服在月球上行驶，需要至少持续 10 年，用于多个Artemis任务。这种月球地形车将能够把宇航员运送到月球南极，同时在月球的独特地形和漫长而寒冷的夜晚中幸存。

NASA对其下一次载人月球任务有很大的计划，理想的情况是，在2030年结束之前，宇航员将在月球表面进行各种科学实验。将人类送上月球有许多考虑因素，包括他们如何在这个天体上行走。根据其新的信息征询书（RFI）， NASA要求各公司分享他们对这种人类运输工具的“方法和解决方案的意见”。该航天局对其Artemis月球车有一些具体要求，指出这不会是 “你祖父在阿波罗任务期间使用的月球车”。除其他事项外，NASA说它需要知道公司是否愿意提供月球车，它将能够直接购买拥有和使用，或者这些公司是否反而能够作为商业服务提供这种类型的运输工具。NASA在很大程度上依靠商业航天公司作为其新的月球探索时代的一部分，并指出这样做可以节省资金并加快其任务时间表。至于目前的这个RFI，NASA正在接受美国公司的意见，直至10月1日。未来的月球运输工具将加入NASA的Artemis大本营和其他为人类在月球上长期存在而设计的基础设施。

Astroscale公司的ELSA-d航天器首次捕捉到轨道上的“空间碎片”

私营轨道碎片清除公司Astroscale已经验证了其旨在解决空间碎片问题的磁捕获系统。该公司的Astroscale-demonstration（ELSA-d）服务器卫星首次使用该系统成功地捕获了轨道上的一块模拟空间碎片。

空间碎片是一个严重的和日益增长的问题，因为地球轨道越来越多地被废弃的卫星、助推器和其他碎片所干扰，这些碎片以高超音速撞击工作中的航天器的概率增加，带来了危险。

近年来，已经有许多建议被提出来处理这个问题，包括安装在卫星上增加大气阻力的装置以及实验性的捕捉装置。一般来说，最有希望的技术涉及到安装在新航天器上的“寿命终结”系统，或者能够与仍然能够保持姿态的老化卫星会合的航天器，使其脱离轨道。

一个更棘手的问题是处理没有动力和失去控制的卫星和其他物体，而这些正是Astroscale用ELSA-d测试的技术所针对的，它由175千克（385磅）的服务器模块和17千克（37磅）的客户组成。

2021年3月22日从拜科努尔航天发射场发射后，ELSA-d在大约550公里（340英里）的高度进入轨道，然后经历了一个调试阶段，其系统被彻底测试和认证。现在，在演示阶段的第3a阶段，它已经证明了自己有能力重复捕获另一颗卫星。

在8月25日进行的测试中，服务器扩展了它的捕获机制，它被一个特殊的金属盘锁定在客户模块上，上面刻有光学目标。然后客户模块被推离服务器，服务器收回捕捉装置，然后重新伸出捕捉装置，并多次重新捕捉客户模块，同时任务操作和地面部分团队监督操作并校准交会传感器。

该项目现在计划进入第3b阶段，ELSA-d将在捕获之前在不翻滚的客户模块附近进行自主机动练习。接下来是第4阶段，这将涉及捕获一个翻滚的客户模块，然后是第5阶段，ELSA-d将围绕客户模块飞行并检查它。在第6阶段，ELSA-d将与客户模块一起脱离轨道，然后进入第7阶段，航天器在进入大气层之前倾倒所有推进剂和电池液体。

“这已经是验证在太空中进行交会和接近操作及捕获的所有关键技术的奇妙的第一步，”Astroscale的创始人兼首席执行官Nobu Okada说。“我们很自豪地证明了我们的磁力捕捉能力，并为利用ELSA-d推动在轨服务而感到兴奋。”

SpaceX货运龙飞船成功完成跟国际空间站的对接任务

美国东部时间8月30日周一上午10点30分，当国际空间站(ISS)在西澳大利亚州上空飞行约260英里时，SpaceX的“龙(Dragon)”货运飞船自动完成了跟轨道实验室的和谐号(Harmony)节点舱前方接口的对接。NASA的飞行工程师Shane Kimbrough和Megan McArthur负责监控飞行。

SpaceX第23次的NASA飞行任务向ISS运送了超4800磅的科学、研究、机组人员用品和运载工具硬件，供轨道实验室和机组人员使用。这是SpaceX跟NASA签订的商业再补给服务2号(Commercial Resupply Service-2)合同下的第三次任务。原定于8月28日（美国东部夏时令时间）凌晨3点37分发射，但由于天气原因取消。相反，它是在美国东部时间8月29日凌晨3点14分发射的。SpaceX的猎鹰9号火箭将把该公司的“龙”飞船送往空间站。

以下为该次任务用到的主要硬件盘点：发射：氧发生器系统(OGS)机架重定位工具包、清洗泵和分离器组件(PPSA)硬件、盐水处理器组件(BPA)过滤器组件、氢传感器、CO2样品容器相对湿度、啮齿动物研究栖息地和运输者。返回：水分离器、尿液处理组件(UPA)蒸馏组件、航空电子空气组件(AAA)风扇-、分离器管道组件(SPA)、国际空间站柔性太阳能阵列(IROSA)安装硬件、氮气/氧气补给系统(NORS)补给罐组件。

哈勃望远镜发现了一个看起来像一把太空光剑的罕见天体

最新发布的哈勃太空望远镜拍摄到的一束炽热气体，跟星宿密布的黑暗太空形成对比，这让人似乎非常有一种《星球大战》的感觉。欧洲航天局(ESA)周一在一份声明中说道，这个天体是“相对罕见的天体现象”。

大家在图像中看到的是一个名为HH111的赫比格-哈罗天体（以天文学家乔治·赫比格和吉列尔莫·哈罗命名）。背景是猎户座的一个恒星形成区域。喷射出的气体看起来像是cosplay的蓝色光剑。赫比格-哈罗天体有着极度戏剧性的起源故事。ESA介绍称：“新形成的恒星通常非常活跃，在某些情况下它们会喷出非常窄的快速移动的电离气体喷流--这种气体非常热，其分子和原子失去了电子，使气体高度带电。然后电离气体流以每秒数百公里的速度跟新形成的恒星周围的气体云和尘埃云相撞。”据悉，HH111的壮观景象来自哈勃的第三代广域相机，它可以看到光学（接近我们眼睛看到的）和红外。红外线的观测能力使哈勃望远镜能清晰地穿透气体和尘埃从而更好地观察像这样的天体。哈勃望远镜是NASA和ESA的联合项目。它已经花了31年的时间观察宇宙。它已经克服了许多技术困难，包括今年早些时候的一个严重的电脑故障。哈勃望远镜不会永远存在，但它仍可以持续数年，给我们人类提供了许多的图像。