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 天文学家测量出接近太阳系的最大已知彗星的宽度 ：约150千米一颗绝对巨大的彗星目前正在向太阳系飞去--而新观测结果已经确定了它到底有多大。一个天文学家小组已经测量出它的宽度约为150千米，这使其成为迄今为止发现的最大彗星。另外，关于它的轨道和其他细节也变得更加清晰。  据悉，这颗彗星被正式称为C/2014 UN271 Bernardinelli-Bernstein（以下简称BB）。其中，2014表示它在技术上首次被发现的年份。然而，直到2021年6月，天文学家Pedro Bernardinelli和Gary Bernstein才发现了它的存在，现在这个天体则以他们的名字命名。虽然BB彗星的亮度表明它很大，至少有100千米宽，但它到底有多大仍非常模糊。这主要是因为它是在29个天文单位(AU)的距离被观测到的--几乎和海王星一样远--这是迄今发现的彗星的最大距离。现在，进一步的观察已经更精确地缩小了它的大小。由Bernardinelli和Bernstein自己领导的一项新分析发现，根据其亮度，该彗星核约有150千米宽。如果是这样的话，这使得它成为有史以来发现的最大的彗星，幅度相当大。大多数彗星只有几千米到几十千米宽，而一些特别大的彗星如Hale-Bopp，则可能宽达80千米。之前的纪录保持者--Sarabat's Comet of 1729被估计约有100千米宽。另外，该研究团队还能更详细地计算出BB彗星的轨道。这个天体正在进行令人难以置信的漫长太阳系的往返之旅--在它最遥远的地方，大约150万年前，它大概在40400 AU之外。上一次它在我们地球附近摆动则是在约350万年前，当时它处在太阳的18 AU范围内。  但它目前的内向旅程将是其迄今为止最接近的一次。天文学家已经计算出，等到2031年，BB彗星将在10.9AU处达到峰值，几乎达到土星的轨道。尽管非常微弱，但这颗彗星的彗星和尾巴也都已经被探测和研究。新数据表明，根据简单的升华热力学，二氧化碳或氨正在从其表面汽化。其他科学家已经探测到了来自彗星的气体爆发。Las Cumbres天文台的另一个小组报告称，它在9月9日的几个小时内出现了大幅变亮的情况。虽然很难准确预测未来会发生什么，但新研究称，它有可能变得比以前想象的更亮--高达9级，或比土星的卫星泰坦更暗一点。最初预计它只会变得和冥王星一样亮。然而如果形成了水冰的外壳则最终可能会变得更暗。无论结果如何，BB彗星无疑将会成为未来十年及以后的一个引人入胜的观测目标。 LLNL科学家使用机器学习研究冰巨星中“超离子水”的行为天王星和海王星的内部所含水量大约是地球海洋的5万倍，一种被称为“超离子水”的水被认为稳定存在于超过天王星和海王星半径约三分之一处的深度中。超离子水是水的一个阶段，其中氢原子变成液态，而氧原子在晶格上保持固态。尽管超离子(superionic)态在30多年前就被提出来了，但它的光学特性和氧晶格只是在最近由劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的Marius Millot和Federica Coppari在实验中精确测量的，这种热“黑冰”的许多特性仍然是未知的。  LLNL的科学家们开发了一种新的方法，使用机器学习以前所未有的分辨率研究“超离子水”的相行为。科学家称，埋藏在行星核心深处的，宇宙中的大部分水可能是“超离子水”。了解它的热力学和传输特性对行星科学至关重要，但却很难通过实验或理论来探测。在冰巨星行星中发现的压力和温度下，第一原理分子动力学（FPMD）模拟预测这种水的大部分处于超离子态。然而，这种量子力学模拟传统上仅限于较短的模拟时间（10几皮秒）和较小的系统规模（100多个原子），导致相界位置的重大不确定性，如熔化线。在超离子水的实验中，样品的准备是非常具有挑战性的：氢的位置无法确定，动态压缩实验中的温度测量也不直接。通常情况下，实验在设计阶段和解释结果时都会受益于量子分子动力学模拟提供的指导。在最近的研究中，该团队通过利用机器学习技术从量子力学计算中学习原子相互作用，在处理大系统规模和长时间尺度的能力上取得了飞跃。然后，他们使用该机器学习的潜力来驱动分子动力学，并使先进的自由能采样方法得以使用，以准确确定相界。LLNL物理学家Sebastien Hamel说：“我们使用机器学习和自由能方法来克服量子力学模拟的局限性，并描述极端条件下水的氢扩散、超离子过渡和水在极端条件下的相行为，”他是发表在《自然-物理学》上的论文的共同作者。研究小组发现，与现有实验观测结果一致的相界有助于解决冰巨星内部的绝缘冰、不同的超离子相和液态水的比例。构建有效的相互作用势，保持量子力学计算的准确性是一项艰巨的任务。这里开发的框架是通用的，可以用来发现或描述其他复杂的材料，如电池电解质、塑料、惯性约束聚变（ICF）胶囊中使用的纳米晶金刚石，以及与行星科学有关的氨、盐、碳氢化合物、硅酸盐和相关混合物的新相。Hamel说：“我们对超离子水的定量理解为天王星和海王星等行星的内部结构、演变和磁场以及越来越多的冰冷系外行星提供了启示。” 美国宇航局Lucy任务准备发射 将研究特洛伊小行星木星特洛伊小行星被认为是 "行星形成的化石"。美国宇航局Lucy任务准备发射，准备探测这些小行星。美国宇航局已经测试了Lucy的功能，这是该机构第一个研究木星特洛伊小行星的航天器。美国宇航局为它装满了燃料，并准备将它装入一个太空舱，于2021年10月16日星期六发射。这些小行星以希腊神话中的人物命名，以两组形式环绕太阳，其中一组在木星的轨道上领先，另一组则在木星的后面拖着。露西将是第一个访问这些小行星的航天器。通过近距离研究这些小行星，科学家们希望了解我们太阳系行星是如何在45亿年前形成的，以及为什么它们最终会变成目前的样子。  Lucy团队成员在过去的八周里在佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心，为Lucy发射做准备。工程师们测试了Lucy的机械、电气和热系统，并在肯尼迪和科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁航天公司的任务操作中心练习执行发射程序。8月初，工程师们安装了Lucy的高增益天线，这是继太阳能电池阵列之后Lucy的第二个最突出特征，它将使航天器能够与地球通信。  Lucy计划不早于10月16日星期六发射。在其12年的主要任务中，Lucy将探索创纪录数量的小行星，飞过太阳系的一颗小行星和七个特洛伊小行星。此外，Lucy飞行路线将绕回地球三次，以获得重力辅助，使其成为有史以来第一个从外太阳系返回地球附近的航天器。9月18日，推进器工程师完成了向Lucy燃料箱填充约1600磅（725公斤）的液态肼和液态氧的工作，它们占航天器质量的40%。燃料将用于精确的机动，推动Lucy号如期到达小行星目的地，而太阳能电池阵列每个都有一辆校车那么宽将为电池充电，为航天器的仪器提供动力。10月初，封装好的航天器将被运送到卡纳维拉尔角空军基地的飞行器集成设施，在那里它将与联合发射联盟的Atlas V 401火箭合成一体。阿特拉斯五号火箭将从41号航天发射场升空。火箭将携带Lucy离开地球大气层，开始前往特洛伊小行星的漫长旅程。 NASA“露西号”任务将把爱因斯坦和披头士等人的名言带入太空NASA对跟木星相关的特洛伊小行星的首次任务将携带智慧之言，以此来激励遥远的未来人类。露西号航天器定于10月发射，它最近被装上了一块牌子，将作为一个时间胶囊。虽然“露西号(Lucy)”是以人类祖先的骨骼化石命名的，但这个名字还有受披头士乐队在1967年发型的经典歌曲《Lucy in the Sky with Diamonds》的启发。据了解，该航天器的牌匾上刻有乐队成员约翰·列侬、保罗·麦卡特尼、林戈·斯塔尔和乔治·哈里森的名言。以下这些是它将携带的文字：“最终，你所获得的爱跟你所创造的爱是相等的。”- 保罗·麦卡特尼“我们都在发光......就像月亮、星星和太阳。”- 约翰·列侬“和平与爱。”- 林戈·斯塔尔“当你的眼光超越了自己，那么你可能会发现心灵的平静正在那里等待着。”- 乔治·哈里森除了披头士乐队成员之外，牌匾还有来自阿尔伯特·爱因斯坦、诗人乔伊·哈乔、作家石黑一雄、小马丁·路德·金、皇后乐队的布莱恩·梅、小野洋子、卡尔·萨根等人的语录。因为在乔·拜登总统的就职典礼献诗而出名的阿曼达·戈尔曼也为该牌匾贡献了一首诗。  “露西号”的冒险将把它带到一系列小行星，这些小行星则都在木星的路径上运动。NASA表示，这些小行星“被认为是形成外行星的原始物质的残留物”。该航天器将研究这些天以便我们人类能更多地去了解我们太阳系的历史和行星的起源。另外，NASA还正在考虑未来的牌匾以便我们的后代在许多千年后可能发现“露西号”仍在太空中运动。“在露西号于2033年完成访问创纪录数量的小行星的单一任务后（八个小行星在六个独立的绕太阳轨道上），露西号航天器将继续在特洛伊小行星和地球轨道之间旅行至少数十万年甚至数百万年，”该机构在周一的一份声明中说道。 研究：火星灾难性洪水帮助雕刻了一些已知的最深峡谷火星是我们太阳系中最小的行星之一，但它也是人类或机器人眼睛所看到的一些最大、最深、最引人注目的峡谷和山谷系统的所在地。新研究表明，这些火星特征中的许多则都是由灾难性气候驱动事件而形成的，这种事件目前正在成为地球上的一个更重要的威胁。  行星科学研究所(PSI)研究科学家Alexander Morgan在一份声明中解释称：“我们发现，火星山谷网络的总侵蚀量中至少有1/4是由湖泊破损的洪水雕刻而成。”Morgen是周四发表在《自然》上的一篇论文的共同作者，该论文解释了这颗红色星球上的古代湖泊是如何膨胀到足以超过其边缘的。而由此产生的巨大洪水在星球的表面刻下了深深的峡谷和山谷。Morgan说道：“人们已经知道，一些特定的火星山谷是由湖泊溢出的洪水形成的，但是我们的研究是第一个全球性的分析。”Morgan及其同事将算法应用于火星的全球地图以计算由湖泊决堤洪水形成的山谷的总侵蚀量。“我们的结果显示，许多火星山谷实际上更类似于地球上的灾难性洪水，像在最后一个冰川期结束时塑造美国西北部的那些洪水，”Morgan说道。喜马拉雅山脉和落基山脉的一些深峡谷和山谷都是下面的湖泊在15000多年前冰川融化时溢出河岸的过程中形成的。在火星和地球上，灾难性、改变地貌的洪水都是由气候变暖驱动的。火星最终失去其大部分的大气和地表水。在地球上，由于人类造成的气候变化，气候最近也出现了加速变暖。不过研究人员并没有深入研究古代火星和当代地球上的全球变暖之间的任何联系，但在这个星球上，现在的冰川湖溃决洪水(GLOFs)看起来非常像塑造古代火星和史前地球的力量，尽管规模较小。上述来自PSI的视频深入则探讨了火星上的古代洪水跟地球上的冰川冰碛崩溃之间的区别。据悉，前者是由撞击坑壁变成湖岸的失败造成的。“它们所引发的破坏背后的科学是相同的，”PSI说道。在今天的安第斯山脉和喜马拉雅山脉，冰川融化的增加正在使湖泊膨胀并增加了爆发洪水的风险。对这些洪水的关注并不在于它们如何重塑地貌，而是它们对下面肥沃和人口密集的山谷中的生命和财产构成的破坏性威胁。地球上的气候变化不会像在古代火星上那样雕刻出可跟大峡谷相媲美的新峡谷，但了解我们邻近星球的气候和地质历史则会又一次提醒我们人类现在正在直接影响的自然力量的力量。 研究：火山口湖泊溢出的大量洪水在“塑造”火星地表方面发挥巨大作用在地球上，河流的侵蚀通常是一个缓慢的过程。但是根据得克萨斯大学奥斯汀分校（UT-Austin）科学家领导的一项新研究，在火星上，来自火山口湖泊溢出的大量洪水在“塑造”火星地表方面发挥了巨大的作用，它们产生了深深的裂缝，并移动了大量的沉积物。  9月29日发表在《自然》杂志上的这项研究发现，可能只持续了几周的洪水侵蚀了足够多的沉积物来完全填满苏必利尔湖和安大略湖。"如果我们考虑到古代火星上的沉积物是如何被移过地表的，湖泊决堤的洪水在全球范围内是一个非常重要的过程，"主要作者、UT杰克逊地质科学学院的助理教授Tim Goudge说。"而这是一个有点令人惊讶的结果，因为长期以来它们一直被认为是一次性的异常现象。"几十亿年前，当这颗红色星球的表面有液态水时，火山口湖泊在火星上很常见。但是，当水变得无法容纳时，它就会冲破火山口的边缘，造成灾难性的洪水。Goudge领导的2019年的一项研究确定，这些事件发生得很快。  围绕火星运行的卫星拍摄的遥感图像使科学家能够研究被冲破的火星火山口湖泊的遗迹。然而，火山口湖泊及其河谷大多被单独研究，Goudge说。这是第一项研究，调查整个红色星球的262个破损湖泊是如何塑造整个火星表面的。这项研究需要审查火星上预先存在的河谷目录，并将河谷分为两类：从火山口边缘开始的河谷，这表明它们是在湖泊溃决的洪水中形成的；而在地貌其他地方形成的河谷，这表明是随着时间的推移而逐渐形成。从那里，科学家们比较了不同类型河谷的深度、长度和体积，发现由火山口湖断裂形成的河谷远远超过了它们的重量，尽管只占河谷总长度的3%，却侵蚀了红色星球河谷体积的近四分之一。  研究报告的共同作者、行星科学研究所的研究科学家Alexander Morgan说：“这种差异是由于出口峡谷明显比其他河谷更深。”在559英尺（170.5米）处，裂口河谷的中位深度是其他河谷的两倍多，后者的中位深度约为254英尺（77.5米）。此外，尽管这些裂缝是在地质学上瞬间出现的，但它们可能对周围的景观产生了持久的影响。该研究表明，这些裂缝将峡谷冲刷得如此之深，可能影响了附近其他河谷的形成。作者说这是对独特的火星河谷地形的一个潜在的替代性解释，这种地形通常是由气候造成的。这项研究表明，湖堤河谷在塑造火星表面方面发挥了重要作用，但Goudge说这也是一个关于期望的教训。地球的地质学已经抹去了大多数火山口，使河流侵蚀在大多数情况下成为一个缓慢而稳定的过程。但这并不意味着它在其他世界上也会这样运作。“当你用水填满（火山口）时，那里有很多储存的能量要释放，”Goudge说。“在这种情况下，火星可能比地球更倾向于被灾难性的东西所塑造，这是有道理的。”https://www.nature.com/articles/s41586-021-03860-1 NASA在出现异常后推迟火星直升机Ingenuity的第14次飞行美国宇航局（NASA）的火星直升机Ingenuity在尝试下一次飞行之前正在进行短暂的“休息”。该旋翼机原定于9月18日进行短暂的悬停演习。“结果是一次不平静的飞行，因为Ingenuity决定不起飞，”副运营负责人Jaakko Karras在本周的状态更新中说。  NASA表示，在对这架直升机系统进行例行的飞行前检查时检测到两个飞行控制伺服电机出现了异常情况。飞行任务取消意味着Ingenuity要到10月中旬以后的某个时候才会尝试再次起飞。推迟任务的原因是“火星合日”现象，这可能会导致地球和在红色星球及其周围的机器人“探险家”之间的通信问题。NASA将在10月2日至10月16日期间暂停发送指令。随着季节的变化，Ingenuity在火星上面临着挑战，由于大气密度的降低，它需要在飞行方式上做出一些调整。旋翼机成功地完成了高速旋转测试，以了解它是否能够补偿这些变化，该测试进行得很顺利。下一步是尝试悬停，这就是异常情况发生的时候。Ingenuity团队正在做一些故障排除。Karras建议，由于旋翼机的飞行次数比原计划多很多，移动部件可能出现了一些磨损的迹象，但对这种异常现象有各种可能的解释。Ingenuity已经克服了一个技术故障，并在火星上的挑战性条件下执行任务。Karras表示：“我们有很多工具可以用来解决这个异常现象，我们很乐观，我们会很快克服它，重新开始飞行。” 研究：在火星土壤中注入有益细菌，农作物会长得更好很显然，Uber Eats运送到火星的费用会很高，所以红色星球的第一批殖民者将需要想办法在当地种植自己的食物。一项新研究表明，在类似火星的贫瘠土壤中给植物添加共生细菌可以极大地改善其生长。  极其干燥和多尘赋予了这颗红色星球特有色彩的岩石土地，而这对耕作来说是非常糟糕的。众所周知，火星岩缺乏来自植物和动物的通常的有机物，而这些有机物为农作物提供了营养，这意味着仅在这种土壤中种植东西的尝试会让科学家们感到饥饿。但只要有一点帮助，它就可以变得可行。以前的研究表明，添加草屑、粪便和蠕虫等东西可以极大地改善火星土壤并帮助植物生长。现在，拼图的另一个缺失部分已经被添加并取得了令人鼓舞的结果。氮或多或少是植物最重要的营养物质，而火星岩中缺乏含氮分子成为了一个重大打击。在这项新研究中，科罗拉多州立大学的研究人员则着手通过土壤细菌从空气中固定氮气的方式将其重新加入。研究小组在模拟的火星土壤样本中种植三叶草，其中一些植物跟一种叫做Sinorhizobium meliloti的固氮细菌配对。果然，那些带有共生微生物的植物生长得更好，其根和芽的生长比单独在雷公岩中的三叶草要多75%。但有趣的是，经过处理的植物周围的土壤中的含氮分子水平并没有增加。如果它增加了，这可能是一个有用的方法，其可以随着时间的推移改善再生石，从而使其越来越适合种植农作物。尽管如此，这些结果确实表明，这些关键的微生物可能是未来火星农民的一个重要成分。这项研究的论文作者指出：“这项研究表明，形成细菌Sinorhizobium meliloti的节已被证明可以在火星雷公岩中进行结结，在温室试验中让三叶草（黄香草木樨）的生长得到显著增长。这项工作增加了我们对植物和微生物相互作用的理解，这将有助于帮助在火星上进行岩土改造的努力。”   Science视频号  按此关注微信视频号 Science科学 了解未知 开启认知  按此关注中文公众号 Science科学英语平台 THE SCIENCE OF EVERYTHING  按此关注英文公众号 TechEdge 科技 点亮未来  按此关注中文公众号  ◢ 豁然开朗请打赏 ◣  分享“票圈”，逢考必过，点亮“在看”SCI录用率提高18%  |
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