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【天文宇宙】科学家认为一颗流星的爆炸可能启发了《圣经》中的索多玛故事

2021-9-27 00:55| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 45541| 评论: 0

摘要: ▼科学家认为一颗流星的爆炸可能启发了《圣经》中的索多玛故事探索系外行星：新的麦片盒大小的CUTE卫星或帮助实现远大的目标NASA“毅力号”火星车相机以前所未有的方式拍摄火星景观InSight终于在火星上探测到大型地 ...

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科学家认为一颗流星的爆炸可能启发了《圣经》中的索多玛故事
探索系外行星：新的麦片盒大小的CUTE卫星或帮助实现远大的目标
NASA“毅力号”火星车相机以前所未有的方式拍摄火星景观
InSight终于在火星上探测到大型地震
研究：低空磁重联可能是木星神秘极光的驱动因素
SpaceX计划在Inspiration4任务之后扩大“龙飞船”船队规模
科学家开发将二氧化碳转化为燃料的新方法或可用于制造火星燃料
国际空间站忙碌的周末：啮齿动物研究、微生物取样等等

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科学家认为一颗流星的爆炸可能启发了《圣经》中的索多玛故事

《圣经》中的一个重要故事是索多玛古城（Sodom）的毁灭。一项新研究提出，这个圣经故事的基础是一颗大约3600年前在古城上空爆炸的流星。研究小组在Tall el-Hammam古城发现了突然毁灭的证据，包括倒塌的建筑、融化的陶器等等。

理论表明，这次陨石爆炸比1908年发生在俄罗斯的通古斯大爆炸事件更大。在那次事件中，陨石爆炸的能量是投在广岛的原子弹能量的1000多倍。项目研究人员还认为，他们的理论解释了一块土地如何能够在3000年内肥沃到足以支持大量人口，然后突然变得荒芜了数百年。该研究中最有趣的方面是，科学家们认为流星可能是《圣经·创世记》19章24-25节中讲述的上帝毁灭索多玛的故事的基础。这个故事讲述了由于邪恶而导致的人民、城市和土地的毁灭。

然而，研究人员承认，对于Tell el-Hammam是否是圣经中的索多玛城还存在争议。研究小组说，他们在研究中调查的城市是否是索多玛，不在他们的研究范围之内。该研究指出，《圣经》中的描述与目击者对陨石爆炸的描述一致。调查结果与《圣经》故事中对事件的描述相吻合，包括对石头从天而降、烟雾和火焰的描述。爆炸可能使地面也无法生长农作物。该研究指出了不少于14个主要证据，支持该城市被爆炸的陨石摧毁。https://www.nature.com/articles/s41598-021-97778-3?utm_source=Iterable&utm_medium=email&utm_campaign=campaign_2918892

探索系外行星：新的麦片盒大小的CUTE卫星或帮助实现远大的目标

科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室（LASP）设计和建造的一个新的微型卫星正在证明，“可爱”的东西可以接受大的科学挑战。“科罗拉多紫外线过境实验”（CUTE）预计将于2021年9月27日发射到太空。这项任务的主要研究人员、LASP研究员Kevin France说，这个耗资约400万美元的航天器是一种比通常的卫星类型更小的卫星，被称为“立方体卫星(CubeSat)”，其大小与 “家庭大小的Cheerios麦片盒”差不多。

但它有远大的目标：在大约7个月的时间里，该任务将跟踪一类远离地球的极热行星周围的挥发性物理现象。这是美国宇航局（NASA）资助的第一个观察这些遥远世界的立方体卫星任务--标志着对小型航天器可能具有的能力的一个重要测试。天体物理学和行星科学系教授France说：“这是NASA正在进行的一项实验，看看用一颗小卫星能完成多少科学任务。这很令人兴奋，但也有点令人生畏。”

这项任务将由联合发射联盟的Atlas V火箭从加州范登堡空军基地发射升空，与Landsat 9卫星一起发射。一旦CUTE进入围绕地球的轨道，它将把目光投向被称为"热木星"的一组系外行星。正如它们的名字所示，这些气态行星既大又热，温度高达华氏数千度。这颗卫星的发现将帮助科学家更好地了解这些行星以及其他许多行星是如何演变的，甚至在数十亿年里如何萎缩。近年来，LASP已经领导开发了多个CubeSat任务，以探索从太阳活动到遥远星系中的超新星的一切。与大型太空任务不同的是，这些任务的价格往往高达数亿美元，而工程师们可以廉价生产CubeSats。LASP主任Daniel Baker说：“就在十年前，太空界的许多人表示，CubeSat任务只不过是‘玩具’而已。人们认识到，小型航天器可以作为教学和培训工具，但人们普遍怀疑用这种小型平台可以完成前沿科学。我很高兴LASP和科罗拉多大学已经带头证明了用小包装也能完成非凡的科学。CUTE和其他CU CubeSat任务正在改变基础研究的格局。”

热木星以及超热木星是一类特别环境恶劣的气态世界。以KELT-9b为例，这颗行星位于距离我们的恒星系统大约670光年的地方，其质量几乎是木星的三倍。但是KELT-9b的轨道离它的母星更近--近到该行星上的温度达到了令人难以置信的7800华氏度。France说：“由于这些行星停在离母星如此之近的地方，它们接受了大量的辐射。”随着时间的推移，这种辐射会对一个星球造成损失。在这样的温度下，热木星的大气层开始膨胀，甚至可能撕裂并逃到太空。这就是CUTE的作用所在。在整个任务期间，该航天器将测量气体从至少10颗热木星（包括KELT-9b）逃逸的速度。它将利用其独特的矩形望远镜设计实现这一壮举，该设计是由LASP开创的。

“最终CUTE有一个主要目的，那就是研究这些非常热的、相当多气体的系外行星的膨胀大气，”Arika Egan说，他是LASP的一名研究生，曾帮助开发这项任务。“这些系外行星大气层所经历的膨胀和逃逸，其规模在我们自己的太阳系中是看不到的。”France补充说，研究小组的发现可能会告诉科学家们很多东西，不仅仅是关于热木星，而是关于银河系中存在的所有行星。这包括像地球和它的近邻这样的小型和岩石世界。(例如，火星在近30亿年的时间里也失去了大部分的大气层，使该星球不适合人类居住。）“我们对大气逃逸了解的地方越多，我们对整个大气逃逸的了解就越好，”France说。“然后我们可以将这些发现应用于不同类型的行星。”他指出，CUTE非常适用于探测外星世界的大气层。与哈勃太空望远镜等大型太空任务不同，这颗卫星只有一项工作要做。在其短暂的生命期内尽可能多地扫描热木星。

France说，在科罗拉多大学博尔德分校研究人员花了四年时间开发CUTE后，他和他的团队对这项任务的即将发射感到苦乐参半。Egan则渴望这个微型卫星能够在关于地球在银河系中的位置的问题上做出一点贡献。Egan说：“当你仰望天空，看到成千上万的星星，这本身就是一种存在。但是你再想想我们在这些恒星周围发现的行星，成千上万的行星。我们只是勉强触及了描述它们的表面，了解它们的多样性。我们知道的太少了，而加入到学习更多知识的努力中来是令人欣慰的。”

NASA“毅力号”火星车相机以前所未有的方式拍摄火星景观

美国宇航局（NASA）的“毅力号”探测器已经在杰泽罗陨石坑探索了超过217个地球日（211个火星日），那里的尘土飞扬的岩石开始揭示它们的故事--关于一个流淌着熔岩和水的年轻火星。这个延续了数十亿年的故事正在展开，这在很大程度上要归功于“毅力号”上的七台强大的科学相机。这些专门的相机能够从很远的地方对小的特征进行定位，对火星景观进行大范围的扫描，并放大微小的岩石颗粒，这些相机还帮助火星车团队确定哪些岩石样本为了解红色星球上是否曾经存在过微小的生命提供了最好的机会。

世界各地共有约800名科学家和工程师组成了更大的“毅力号”团队。这包括较小的团队，从几十人到多达100人，负责漫游车的每台相机和仪器。而相机背后的团队必须协调每一个关于成像的决定。位于南加州的NASA喷气推进实验室的“毅力号”第一次科学活动的共同负责人Vivian Sun说：“成像相机是一切的重要组成部分。我们每天都会在科学上使用它们中的很多。它们绝对是关键任务。”在“毅力号”于2月着陆后不久，故事就开始了，随着多个相机进行科学调查，令人惊叹的图像也在不断堆积。以下是它们的工作原理，以及迄今为止发现的一些样本。

“毅力号”的两个导航相机支持漫游车的自主驾驶能力。在每一站，漫游车首先使用这两台相机，以360度的视角来了解土地的情况。Vivian Sun说：“导航相机的数据真的很有用，有了这些图像，就可以用更高分辨率的仪器如SuperCam和Mastcam-Z进行有针对性的科学跟踪。”“毅力号”的六台避险相机，或称Hazcams，包括前面的两对（任何时候只有一对在使用），以帮助避开麻烦点，并将漫游车的机械臂放在目标上；后面的两台Hazcams提供图像，以帮助漫游车在更广泛的景观背景中定位。Mastcam-Z是漫游车桅杆上的一对"眼睛"，是为大画面而建的：全景彩色拍摄，包括3D图像，具有缩放能力。它还可以捕获高清视频。

亚利桑那州立大学的 Jim Bell 领导Mastcam-Z团队，该团队一直在高速工作，为更大的团体制作图像。他说：“我们在这次任务中的部分工作是一种分类。我们可以穿过大片的区域，对地质和颜色进行一些快速评估。这一直在帮助团队确定在哪里使用仪器。”颜色是关键。Mastcam-Z图像使科学家们能够将火星勘测轨道飞行器（MRO）从轨道上看到的特征与他们在地面上看到的特征联系在一起。该仪器还具有低分辨率光谱仪的功能，将其捕获的光线分为11种颜色。科学家们可以分析这些颜色，以了解发出光线的材料的组成，帮助他们决定用任务的真正光谱仪来放大哪些特征。例如，3月17日有一个著名的系列图像。它显示了一个宽阔的悬崖，又称"三角洲悬崖"，它是很久以前在火山口形成的扇形河流三角洲的一部分。在Mastcam-Z提供了广阔的视野后，任务转向SuperCam进行近距离观察。科学家们利用SuperCam来研究矿物学和化学，并寻找古代微生物生命的证据。在“毅力号”桅杆上的Mastcam-Z附近，它包括远程微型成像仪，或称RMI，它可以从一英里以外放大一个垒球大小的特征。一旦Mastcam-Z提供了陡坡的图像，SuperCam RMI就会瞄准它的一个角落，提供特写，然后将这些特写拼接起来，以获得更清晰的视图。

对于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室SuperCam的主要研究人员Roger Wiens来说，这些图像充分说明了火星的远古时代，当时的大气层足够厚，也足够温暖，允许水在表面流动。"这显示了巨大的巨石，"他说。“这意味着一定有一些巨大的山洪发生，把巨石从河床上冲到这个三角洲的形成中。”块状的地层告诉他更多信息。"这些大石块在三角洲地层的部分位置，"Wiens说。"如果湖床是满的，你会在最上面找到这些。因此，在山洪发生时，湖水并没有充满。总的来说，这可能表明了不稳定的气候。也许我们并不总是有这种非常平和、平静、适合居住的地方，我们可能喜欢养一些微生物。"此外，科学家们还发现了在这个早期时期火山口地面上由熔岩或岩浆形成的火成岩的迹象。这可能意味着不仅是流动的水，而且是流动的熔岩，在湖泊本身形成的时间之前、期间或之后。这些线索对于该任务寻找古代火星生命的迹象和潜在的可居住环境至关重要。为此，该探测器正在采集火星岩石和沉积物的样本，未来的任务可能会将这些样本送回地球进行深入研究。“毅力号”的各种相机协助选择这些样本，包括WATSON（用于操作和工程的广角地形传感器）。WATSON位于漫游车机械臂的末端，提供岩石和沉积物的极端特写，将微小颗粒的种类、大小、形状和颜色--以及它们之间的"水泥"--锁定在这些材料中。这些信息可以帮助我们了解火星的历史以及潜在样本的地质背景。

WATSON还帮助工程师定位火星车的钻头，以提取岩芯样品，并生成样品来源的图像。该成像器与SHERLOC（用拉曼和发光技术扫描宜居环境的有机物和化学品）合作，其中包括一个自动对焦和背景成像器（ACI），这是火星车的最高分辨率相机。SHERLOC使用紫外线激光来识别岩石和沉积物中的某些矿物，而同样在机械臂上的PIXL（X射线岩石化学行星仪器）则使用X射线来确定化学成分。这些相机与WATSON协同工作，帮助捕捉地质数据--包括火山口地面上的火成岩的迹象--其精确度令科学家感到惊讶。SHERLOC在JPL的主要研究人员Luther Beegle说：“我们得到了在水环境中形成的材料的非常酷的光谱--例如，硫酸盐和碳酸盐。”工程师们还使用WATSON来检查漫游车的系统和底盘--以及拍摄“毅力号”自拍照。Beegle说，不仅是成像仪器的强大性能，而且它们能够忍受火星表面的恶劣环境，使他对“毅力号”获得重大发现的机会有信心。他说：“一旦我们靠近三角洲，那里应该有非常好的保存生命迹象的潜力，如果有的话，我们有非常好的机会看到一些东西。”

InSight终于在火星上探测到大型地震

虽然InSight在火星上已经待了很长一段，但它却一直没有检测到强度大的地震。不过最近NASA宣布，InSight终于在火星上探测到了上大于4级的地震。其中一次地震非常有趣，持续时间超过90分钟。虽然对于火星地震来说时间很长，但它产生的能量也比以前探测到的任何地震都要多五倍。

NASA对终于探测到大地震感到兴奋，因为它们使科学家能一窥火星的核心。这次大地震始于上周六，震级为4.2级。这一事件正是科学家们自2018年底InSight登陆火星以来一直在等待的结果。上个月，登陆器记录了另外两次地震。8月25日，登陆器记录了4.2级和4.1级的地震。在这些地震之前，NASA记录的最大地震是发生在2019年的3.7级地震。截止到目前，研究人员对为什么小地震似乎比大地震多感到困惑。大的火星地震对了解这个星球非常重要，因为较大的地震及其地震波使研究小组能更多地了解火星内部的构成。自登陆红色星球以来，InSight已经探测到700多次地震。调查还显示，火星的地壳并不像以前认为的那样厚。迄今为止了解到的关于该星球地壳的另一个重要细节是，火星的地壳比地球更像月球的地壳。他们认为火星的地壳已经被小行星撞击打碎。InSight已经了解到，火星地震往往比地球地震持续的时间长，通常跨度在10到40分钟之间。

研究：低空磁重联可能是木星神秘极光的驱动因素

在行星云顶上方不远处的磁重联事件或许可以解释为何“朱诺号”还没有观测到木星极光的来源。与地球一样，木星的磁场将带电粒子导入其大气层，导致在其两极附近形成明亮的极光。然而，木星极光的亮度和种类超过了我们星球上产生的极光。特别令人感兴趣的是那些来自于比主要极光更近的发射斑块，这一特征在木星显得比地球或土星强得多。

极地地区的发射可能是转瞬即逝的，持续几分钟，有时甚至只有几秒钟。极地极光区可以进一步划分为三种形态：最小发射的"黑暗"区域，强烈发射的"活跃"区域，以及在最高纬度的湍流发射的"漩涡"区域。美国宇航局（NASA）的“朱诺号”航天器已经探测到了可以解释主要发射的向下的粒子通量。然而，还没有发现可以解释大部分极地辐射的这种通量，特别是那些来自漩涡区域的辐射。科学家提出了一个“朱诺号”尚未观测到的机制：发生在木卫二云顶上方不远处的磁重联。作者进行了一维磁流体力学建模，以跟踪木星极地附近的单个磁力线的演变。他们对从行星大气层顶部开始并从该点延伸到2个木星半径区域进行建模。这个区域完全位于任何现存的航天器观测之下。在等离子体中移动的波从上面进入模型域，由行星磁层中更远处的相互作用产生。这些波的传播具有使理想化的磁力线从完全垂直的位置偏移的作用。这是一个很小的影响，大约为0.01°，但它可能足以启动相邻磁力线之间的磁重联事件。在重联过程中，相邻的磁力线断裂，并以一种能量上更有利的配置进行“重组”。这个过程释放了储存在场内的能量，这些能量被附近带电粒子的加速带走。作者认为，下行的高能电子可能是木星极地极光中漩涡区的来源。最后，作者认为，这种效应在地球或土星上并不重要，因为它们的磁场较弱。木星的磁场要强一个数量级以上，而重联率的增加大约是这个数值的平方。因此，木星有强大的极地极光，而地球和土星则没有。

SpaceX计划在Inspiration4任务之后扩大“龙飞船”船队规模

本月早些时候，SpaceX通过其Inspriation4任务成功地将第一个全民用机组人员送入和送出轨道。虽然这次飞行遇到了一些挑战，即飞船上的厕所问题，但这次任务并没有出现问题。SpaceX现在证实，在Inspriation4任务之后，它感受到了人们对民用太空飞行的兴趣增加。

鉴于兴趣的增加，SpaceX正在考虑增加其 “载人龙飞船(Crew Dragon)”船队的规模，以此来满足民用宇航员和运送NASA宇航员往返国际空间站的需要。目前，SpaceX和NASA之间的合同还有四次国际空间站飞行。另外，它还有四个将为Axiom Space向国际空间站运送宇航员的任务。在这两个合同之外，SpaceX还有第三个合同--跟一家名为Space Adventures的太空旅游公司签订的。该合同是一个独立的任务，类似于Inspiration 4，,将船员送入轨道但不会把他们带到国际空间站。除了将人类送入轨道和国际空间站的任务外，SpaceX还跟NASA签订了将货物送入和送出国际空间站的合同。不过SpaceX需要面临的一个挑战是，它目前拥有的“龙飞船”数量有限，而且每个太空舱只被认证可飞行五次。现在，两艘“龙飞船” 已经进行了两次飞行。该公司究竟还将建造多少艘这样的太空飞船，目前还是个谜。然而它已经证实，如果有需求，它可以建造更多。SpaceX表示，在Inspiraiton4任务之后，对私人太空飞行有着“大量的兴趣”。SpaceX正在开发Starship，目前还没有飞入轨道。Starship是一个比龙飞船大得多的航天器，一旦投入使用可以携带更多的人员和货物进入轨道。目前还不清楚它何时可能投入使用。

科学家开发将二氧化碳转化为燃料的新方法或可用于制造火星燃料

辛辛那提大学的工程师们正在开发将温室气体转化为燃料的新方法，以应对气候变化并让获得火星燃料。辛辛那提大学工程与应用科学学院副教授吴敬杰（音译）和他的学生在一个反应器中使用碳催化剂将二氧化碳转化为甲烷。该反应被称为"萨巴捷反应"，来自已故法国化学家保罗·萨巴捷，国际空间站用它来清除宇航员呼吸的空气中的二氧化碳，并产生火箭燃料以保持空间站在高轨道上。

但吴敬杰想得更远。火星大气几乎完全由二氧化碳组成。吴敬杰说，宇航员可以通过在红色星球上制造他们到达后所需的燃料来节省他们返程所需的一半燃料。他表示：“这就像火星上的一个加油站。你可以很容易地通过这个反应器泵送二氧化碳，并为火箭生产甲烷，”

辛辛那提大学的研究发表在《自然通讯》杂志上，合作者来自莱斯大学、上海大学和华东理工大学。吴敬杰通过研究电动汽车的燃料电池开始了他的化学工程生涯，但大约10年前开始在他的化学工程实验室研究二氧化碳转化。“我意识到，温室气体将成为社会的一个大问题，”吴敬杰说。“很多国家都意识到，二氧化碳是我们社会可持续发展的一个大问题。这就是为什么我认为我们需要实现碳中和。”拜登政府已经设定了一个目标，即到2030年实现温室气体污染物减少50%，到2050年实现依靠可再生能源的经济。“这意味着我们将不得不回收二氧化碳，”他说。

吴敬杰和他的学生们，包括主要作者和辛辛那提大学博士生张天宇，正在试验不同的催化剂，如石墨烯量子点--只有纳米大小的碳层--可以增加甲烷的产量。吴敬杰说，这个过程有希望帮助缓解气候变化。但它也有一个很大的商业优势，即作为副产品生产燃料。"这个过程比10年前的产量高100倍。所以你可以想象，进展会越来越快，"吴敬杰说。"在未来10年，我们会有很多创业公司将这项技术商业化。"吴敬杰的学生正在使用不同的催化剂，不仅生产甲烷，而且生产乙烯。乙烯被称为世界上最重要的化学品，用于制造塑料、橡胶、合成服装和其他产品。

"绿色能源将是非常重要的。在未来，它将代表一个巨大的市场。所以我想研究它，"张天宇说。吴敬杰说，当与太阳能或风能等可再生能源结合时，从二氧化碳中合成燃料变得更加具有商业可行性。"现在我们有多余的绿色能源，我们只是扔掉了。我们可以将这些多余的可再生能源储存在化学品中，"他说。这个过程是可扩展的，可用于能产生数吨二氧化碳的发电厂。而且它是有效的，因为转换可以在产生多余二氧化碳的地方进行。

吴敬杰说，利用二氧化碳生产燃料方面的进展使他对人类在有生之年踏上火星更有信心。"现在，如果你想从火星回来，你将需要携带两倍的燃料，这非常重，"他说。"而在未来，你将需要其他燃料。所以我们可以从二氧化碳中生产甲醇，并利用它们来生产其他下游材料。然后也许有一天我们可以在火星上生活。"

国际空间站忙碌的周末：啮齿动物研究、微生物取样等等

本周末，国际空间站变得异常忙碌。在啮齿动物研究、微生物取样之外，参与远征 65 任务的三名宇航员将准备下周从 Soyuz 载人飞船中转移到对接口中。美国宇航局飞行工程师梅根·麦克阿瑟（Megan McArthur）和谢恩·金布罗（Shane Kimbrough）度过了繁忙的周末，在位于日本 Kibo 号实验舱的生命科学手套箱（LSG）内再次观察小鼠。这项空间生物学研究正在帮助科学家确定基因，并观察受失重影响的细胞功能，影响皮肤过程。协助二人、来自欧空局（European Space Agency）的托马斯·佩斯凯（Thomas Pesquet）在下午继续进行小鼠观察。美国宇航局飞行工程师马克·范德黑（Mark Vande Hei）在周五的实验工作中负责 LSG的设置和收尾工作。

当天下午，Vande Hei 和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的指挥官 Akihiko Hoshide 花费了数小时时间，来装载 SpaceX Cargo Dragon 补给船以返回地球。Cargo Dragon 号将于美国东部时间周四上午 9:05 从和谐号舱的前部国际对接适配器上解锁。几个小时后，它将跳伞到佛罗里达州海岸边，由 SpaceX 和 NASA 人员回收。俄罗斯宇航局宇航员奥列格·诺维茨基（Oleg Novitskiy）和皮奥特-杜布罗夫（Pyotr Dubrov）当天审查了程序以及他们的联盟 MS-18 飞船移动到新对接口时将采取的路径。下周二上午 8 点 21 分，Vande Hei 将与他的俄罗斯乘员一起从拉斯韦特舱脱钩。他们将暂时向空间站的美国段移动，在那里他们将拍摄轨道上的实验室的配置。之后不久，他们将回到俄罗斯段，并在上午9点左右与Nauka多用途实验舱重新对接。