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【天文宇宙】甚大望远镜发现离地球最近的一对新黑洞;​12月4日的日全食将只在南极洲可见 NASA将进行直播

2021-12-3 00:48| 发布者: imufu| 查看: 76942| 评论: 0

摘要: ▼NASA SOFIA的观测揭示了螺旋星系看不见的“对立旋臂”甚大望远镜发现离地球最近的一对新黑洞NASA宇航员发起挑战:你能从太空照片中发现珠穆朗玛峰吗?12月4日的日全食将只在南极洲可见 NASA将进行直播天文学家在年 ...





  1. NASA SOFIA的观测揭示了螺旋星系看不见的“对立旋臂”


  2. 甚大望远镜发现离地球最近的一对新黑洞


  3. NASA宇航员发起挑战:你能从太空照片中发现珠穆朗玛峰吗?


  4. 12月4日的日全食将只在南极洲可见 NASA将进行直播


  5. 天文学家在年轻超级木星周围发现有可能形成卫星的尘埃盘


  6. NASA称阿尔忒弥斯任务宇航员要到2025年才能登陆月球


  7. 天文学家调查双体黑洞合并的旋转 以揭示它们是如何形成和演化的


  8. 研究:宇宙的膨胀可能是减缓暗物质接管的原因


  9. 填补ELM白矮星如何产生空白 天文学家发现罕见双星系统


  10. 一颗破坏力比核弹还强的巨大小行星正向我们飞来


  11. NASA以不同寻常的视角提供了全新好奇号火星车的自拍照


  12. 哈勃拍下行星状星云“埃及艳后之眸”倩影


  13. 引力波探测工作的大丰收:35个新信号发现更多值得研究的来源


  14. 三大太空望远镜新系列将为天体物理学的未来服务


  15. 研究称黑洞可能从宇宙本身的膨胀中获得质量


  16. 火星上的番茄酱:亨氏为未来在红色星球上的调味品做准备


  17. 研究:引力波或可揭示黑洞周围的暗物质云


  18. 超级计算机模拟演示了拥有巨大威力的黑洞喷射


  19. 为何说宇宙中最可怕的东西是黑洞?天文学家解释原因


  20. 120亿光年外的星系的新发现:研究揭示氟是如何在宇宙中形成的


  21. 太阳耀斑指南:强大的X级会产生怎样的影响?


  22. 引力波天文台迎来新镜面涂层 有望将LIGO探测范围扩展至全宇宙


  23. 天文学家发现“超级木星”系外行星周围有一个形成卫星的圆盘


  24. NASA确认PRIME-1月球南极挖矿实验计划的着陆地点


  25. 一个分层岩石被NASA视为潜在的火星岩石样本采样点




关注视频号,发现更多精彩

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NASA SOFIA的观测揭示了螺旋星系看不见的“对立旋臂”


NGC 7479(也被称为Caldwell 44)是一个条形螺旋星系,其中心呈条形,充满了恒星。这也是大多数螺旋星系的特点,其旋臂呈S形。但是观察NGC 7479在肉眼下隐藏的特征,可以发现另一对S形旋臂,与可见星系的弯曲方向相反。

来自这些小的、所谓的“对立旋臂”的无线电波发射以前就被观察到了,但是在SOFIA的帮助下--连同ALMA的观测和其他一些天文台的档案数据--它们的存在现在也被X射线、电离碳和一氧化碳发射所证实。SOFIA对“对立旋臂”的新观察可以帮助揭示它们的起源。“在这个星系中,真正重要的是两个小的对立旋臂,它们与射电中看到的光臂方向相反,但是没有人在X射线中看到过它们,”最近一篇描述该分析的论文的主要作者Dario Fadda说。“在X射线中看到它们是很重要的,因为它表明有能量从原子核中出来,有东西从原子核中产生的喷流中出来"。”这些喷流起源于该星系的中心,这一事实意味着该星系拥有一个活跃的核--一个超大质量黑洞。当喷流沿着棒状物接近密集的分子云时,它的一些动量被云吸收,导致喷流向与星系旋转相反的方向弯曲。这个过程是造成“对立旋臂”方向的原因。通过比较射流的X射线排放与同一地区的电离碳和二氧化碳排放的比例(这两者都被认为是恒星形成的指标),研究人员发现了一个异常现象。“对立旋臂”内的某些热点有太多的电离碳,这意味着X射线发射不能完全用恒星形成来解释。Fadda表示:“我们知道这些对立旋臂,并试图用SOFIA观察电离碳是否真的由恒星形成产生,或者是否有一些额外的成分可以来自活跃星系核注入的能量。”这就对电离碳和恒星形成之间的关系提出了质疑,并可能对研究比NGC 7479更遥远的星系产生影响。“这就是SOFIA变得独特有用的地方。”Fadda说:“研究这些离我们很近的星系的情况,以便对我们到更高红移研究星系和更远的宇宙时遇到的情况有一个概念。”SOFIA在这些观测中的作用推动了其能力的极限。SOFIA主要适用于研究离我们银河系相当近的天体,它的空间和光谱分辨率刚好足以分辨出NGC 7479感兴趣区域的电离碳。具体来说,SOFIA的远红外场成像线光谱仪(FIFI-LS)被用来绘制该地区的电离碳。
02

甚大望远镜发现离地球最近的一对新黑洞


欧洲南方天文台(ESO)的天文学家利用甚大望远镜(VLT)扫描天体以寻找恒星、黑洞、星系和行星来进行研究。最近,天文学家利用VLT发现了迄今为止发现的离地球最近的一对超大质量黑洞。最终,这对黑洞组合将合并成一个巨大的黑洞。这一发现位于一个名为NGC 7727的星系中,它位于宝瓶座。虽然这些超大质量黑洞是有史以来发现的离地球最近的黑洞,但它们离我们的星球仍有8900万光年的惊人距离。然而,它们比之前最近的一对超大质量黑洞要近得多,后者距离我们有4.7亿光年。除了是离地球最近的一对黑洞之外,这对黑洞还比其他任何一对已知的黑洞都有明显更小的间隔。NGC 7727中的这对黑洞之间只有1600光年的距离。虽然这仍是一个巨大的距离,但天文学家指出,这是第一次发现一对超大质量黑洞如此接近对方。1600光年的距离还不到之前纪录保持者的一半。通常情况下,超大质量黑洞生活在星系的中心。然而当星系合并时,它们可以成为一对,将它们置于碰撞的过程中,在它们合并之前可能需要数百万年。

科学家们通过研究黑洞所走的路径、它们的分离距离以及它们的速度确定了这对黑洞将在未来2.5亿年内合并成一个超大质量黑洞。天文学家认为,这样大小的一对黑洞的合并可以解释宇宙中最大质量的黑洞是如何诞生的。天文学家Karina Voggel和她的团队使用了一种确定黑洞质量的技术以观察它们的引力如何影响它们周围的恒星。这是第一次用这种方法测量一对黑洞的质量。使用这种方法进行测量是可能的,因为这对黑洞离地球非常近。研究人员在工作中依靠智利帕拉纳尔天文台使用一种叫做MUSE(多单元光谱探测器)的工具进行观测。天文学家还利用哈勃太空望远镜收集的数据来确认这对黑洞被归类为超大质量黑洞。

这对黑洞右边的黑洞位于NGC 7727的核心,其质量是太阳的近1.54亿倍。这对黑洞中的另一个质量明显较小,只有太阳的630万倍。天文学家曾怀疑NGC 7727有两个黑洞,但过去一直无法证实他们的猜测,因为缺乏来自周围的高能辐射。高能辐射的存在将证实黑洞的存在。没有高能辐射的超大质量黑洞的发现表明,可能还有许多类似的黑洞隐藏在散布于宇宙的星系中。天文学家认为他们的发现可能表明,已知宇宙中超大质量黑洞的总数比以前认为的要多30%。当ESA在本十年晚些时候开始运行其新的极大型望远镜(ELT)时,发现更多隐藏的超大质量黑洞对将变得更加容易。该望远镜将被放置在智利的阿塔卡马沙漠中。该望远镜将有一个名为HARMONI的仪器,它能在离地球很远的地方进行这样的发现,这要比目前可能的要远。

天文学家们让VLT几乎一直在工作并在宇宙中做出发现。比如在今年11月中旬,天文学家利用VLT发现了一个遥远的星团内的黑洞。在那个例子中,以前未知的超大质量黑洞在银河系之外,它是通过观察它如何影响附近的一颗恒星而被发现的。当然,VLT也会有黑洞以外的发现。2021年8月,天文学家利用VLT调查了围绕一颗遥远的恒星运行的岩石系外行星。这颗恒星是L 98-59,天文学家之所以热衷于调查这个行星系统是因为这颗恒星和它的系外行星很像我们的内太阳系。该行星系统中更有趣的发现之一是一颗质量只有金星一半的岩质系外行星。这颗行星是使用一种被称为径向速度的技术测量的最轻的系外行星。2020年10月,VLT天文学家发现了一个超大质量的黑洞,其周围散布着六个星系。这组星系在宇宙不到10亿年的时候就已经存在了,这也是第一次在大爆炸后这么短的时间内发现这种类型的紧密组合。天文学家表,超大质量黑洞周围的星系群有助于提高我们对该类型的黑洞如何能迅速变得如此巨大的理解。2020年5月的另一个有趣VLT发现是,有迹象表明一颗行星正在一个遥远的恒星周围诞生。这颗行星正在形成的年轻恒星被称为AB Aurigae。天文学家在他们的观察中发现了一个突出的螺旋结构,它的扭曲表明一个行星可能正在形成的地方。由于科学家们热衷于了解更多关于行星是如何形成的,像这样的发现是对人类不断增长的对这一过程的了解的欢迎补充。
03

NASA宇航员发起挑战:你能从太空照片中发现珠穆朗玛峰吗?


国际空间站上的宇航员们喜欢给自己提出摄影挑战,无论是拍摄埃及的金字塔还是中国的长城。美国宇航局(NASA)宇航员 Mark Vande Hei 一直试图拍摄喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰,他终于做到了。

周二,Vande Hei在Twitter上发布了两张图片,并发出挑战:“在尝试了许多许多次之后,我终于能够从空间站找到珠穆朗玛峰。你能在这些照片中找到它吗?”



珠穆朗玛峰是地球上是海拔最高的山峰,但当宇航员们在轨道上以每小时17000英里(27359公里)的速度旅行,并试图在下面的正确位置训练一台相机时,它很容易消失在更广阔的风景中。根据Twitter上的回复,一些敏锐的太空爱好者指出了这座山峰,并分享了一些关于这座山峰的额外太空照片。


04

12月4日的日全食将只在南极洲可见 NASA将进行直播


 12月4日南半球将会迎来一次日全食,但此次日全食将只在南极洲可见。然而美国宇航局(NASA)指出,"圣赫勒拿岛、纳米比亚、莱索托、南非、南乔治亚岛和桑威奇群岛、克罗泽群岛、马尔维纳斯群岛、智利、新西兰和澳大利亚部分地区的观众将在12月4日看到日偏食。"

前往Timeanddate.com查看日食路径图,如果人们在有限的观测区域内,可以获得他们所在地的时间。NASA提醒说,许多符合条件的地点将在日出或日落之前、期间或之后捕捉到行动,这意味着“观众将需要在日出或日落期间获得清晰的地平线视野,以看到日食”。


如果天气允许,NASA希望从南极洲的联合冰川开始直播日全食,时间是太平洋时间12月3日晚上10点30分(美国东部时间12月4日凌晨1点30分)。NASA的资料是由JM Pasachoff南极探险队提供的。https://www.youtube.com/watch?v=21X5lGlDOfg
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天文学家在年轻超级木星周围发现有可能形成卫星的尘埃盘


由莱顿大学的科学家领导的一个国际天文学家小组首次描述了一个年轻超级木星周围的尘埃盘的特征。据悉,这颗超级木星要么是一颗巨行星要么是一颗褐矮星。科学家们使用了所谓的中红外波长的直接成像观测。他们检测到来自圆盘的辐射并推测可能已经形成了卫星。

研究人员将相关研究报告发表在《The Astronomical Journal》上。天文学家一直期望年轻的气体巨星和棕矮星周围有一个可以形成卫星的尘沙盘,就像在年轻恒星周围的尘沙盘中形成行星一样。例现在,研究人员第一次详细检查了一个巨大超级木星周围的气体和尘埃盘的热辐射。距离地球500光年据悉,这个尘埃盘和一颗名为GQ Lupi b的巨大行星或褐矮星有关。该行星位于狼疮星座南部,距离地球约500光年。GQ Lupi B比木星重得多,围绕其主恒星的轨道比木星围绕太阳的轨道宽20多倍。这类天体的起源是个谜。目前尚不清楚GQ Lupi B是通过类行星还是类恒星路径形成的。GQ Lupi B是在2004年拍摄GQ Lupi恒星的高对比度照片时被发现的。从那时起,来自世界各地的天文学家一直在研究这颗超级木星的大气层和轨道运动。甚大望远镜在最近的研究中,天文学家使用了NACO和MUSE仪器。这些都跟位于智利的欧洲南方天文台的超大望远镜有关。通过利用NACO的红外摄像机,天文学家观测到了来自尘盘的红外光。由此,天文学家确定该盘的温度比GQ Lupi b的高温大气要低得多。研究人员认为,低温表明盘的中心有一个空洞。他们怀疑这些尘埃可能是在卫星形成时被扫到这里的。不过也可能是圆盘受到GQ Lupi B磁场的影响引起的。研究人员通过利用MUSE测量了所谓的H-alpha辐射。这表明GQ Lupi B仍在增长,这要归功于它自身的圆盘提供的气体,也可能来自这颗超级木星环绕的恒星的圆盘。在未来,研究人员希望能更详细地检查GQ Lupi B的圆盘。“詹姆斯-韦伯太空望远镜将很快发射并提供令人兴奋的机会,”研究负责人Thomas Stolker说道,“韦伯可以拍摄中红外波长的光谱。这对地球来说是非常具有挑战性的。通过这样做,我们可以了解更多关于GQ Lupi B的物理和化学过程,这可能会使卫星的形成成为可能。”是巨型行星还是褐矮星?随着新系外行星的发现,人们并不总是清楚这个天体是行星还是褐矮星。对于像GQ Lupi B这样直接观测的天体来说,这一点尤其难以确定,因为它们的质量往往是不确定的。这就是为什么研究人员倾向于保持开放的心态,同时谈论一颗巨大的行星或褐矮星。这就是为什么GQ Lupi B中的B有时用大写字母表示(因为它是一颗褐矮星),有时用小写字母表示(因为它是一颗行星)。
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NASA称阿尔忒弥斯任务宇航员要到2025年才能登陆月球


美国宇航局(NASA)并没有遵守特朗普政府为其阿尔忒弥斯(Artemis)计划制定的时间表,该计划最初旨在到2024年将宇航员送回月球表面。“我很清楚,该机构需要做出重大改变,”NASA局长比尔·纳尔逊周二在与记者的电话中说。

纳尔逊表示,Artemis II 任务将在不尝试着陆的情况下搭载宇航员绕月飞行,现在的目标是不早于2024年5月发射。Artemis III 是首次载人登月,很可能不早于 2025 年。这位航天局负责人指出,NASA“在诉讼中损失了七个月”,指的是在 SpaceX 的星际飞船被选为阿尔忒弥斯计划的唯一月球着陆器后,蓝色起源和 Dynetics 提出的投诉和诉讼。纳尔逊还引用了因 COVID-19 大流行而损失的时间,并并补充说,在 2024年再次登上月球的目标“并非以技术可行性为基础”。尽管在蓝色起源的诉讼未决期间NASA自愿暂停与SpaceX在星际飞船项目上的工作,但埃隆·马斯克的公司仍在其德克萨斯州的工厂继续开发下一代航天器。该诉讼于上周四被驳回 ,NASA 宣布将恢复与 SpaceX 的合作。自 1972 年人类上次登上月球以来,已经过去了将近半个世纪。NASA 已承诺通过阿尔忒弥斯将第一位女性宇航员送上月球表面,并利用这一举措在月球上建立永久基地,同时也致力于实现人类首次登陆火星。星际飞船目前正在等待美国联邦航空管理局的环境许可和发射许可证,以进行首次轨道飞行,该飞行将从德克萨斯州发射,并在夏威夷海岸附近降落。
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天文学家调查双体黑洞合并的旋转 以揭示它们是如何形成和演化的


随着双体黑洞合并目录的不断增加,研究人员可以研究这些系统的整体自旋特性,以揭示它们是如何形成和演化的。最近的工作描绘了一幅我们对合并的双体黑洞的自旋大小和方向的理解的矛盾画面,指出了不同的形成情况。最新得研究发表在《天体物理学报》上,解决了这些冲突,使我们能够了解双体黑洞的自旋分布。

形成双体黑洞的途径主要有两条:第一条是通过"孤立"演化,这个过程是由双体中的两颗恒星的核心坍缩形成黑洞双体;第二条是"动态"演化,密集恒星群中的黑洞之间的相互作用可以导致一对黑洞相互捕捉,形成黑洞双体。然而,这些途径在双体黑洞合并的自旋分布中显示出明显的特征。通过孤立演化形成的双星往往具有与轨道角动量紧密结合的自旋,而动态形成的系统的自旋是随机定向的,并且具有各向同性的自旋倾角分布。在LIGO-Virgo的最新群体研究中,我们看到了这两种渠道的证据,然而,Roulet等人2021年的一项最新研究表明,该群体只与孤立的渠道一致。这种不一致性引出了一个问题:我们如何能从同一个群体中获得不同的结论?答案是模型的错误规格化。以前的自旋模型并不是为了捕捉模型中可能的尖锐特征或自旋的亚种群而设计的。新的研究利用44个双星黑洞合并的目录,发现了黑洞双星自旋分布中的两个群体的证据:一个是可忽略不计的自旋,另一个是适度自旋,优先与轨道角动量对齐。这一结果可以通过孤立的形成方案得到充分解释。大多数黑洞的原生者在恒星包层被双星伴星移除时失去角动量,形成自旋现象可被忽略的黑洞双星,而一小部分双星的第二生黑洞通过潮汐力相互作用旋转起来。这项研究开辟了许多有趣的探索途径,例如,对这些不同亚群的质量和自旋之间的关系进行调查。调查这种相关性可以帮助提高我们模型的准确性,并使我们能够更好地区分双生黑洞的不同演化途径。
08

研究:宇宙的膨胀可能是减缓暗物质接管的原因


暗物质是宇宙的一个核心组成部分,但我们最终是如何获得维持宇宙的确切数量的呢?对此,物理学家们提出了一个新的机制,即早期宇宙中的暗物质粒子将常规物质成倍地转化为暗物质,然后被宇宙的膨胀所减缓。

物理学家估计,暗物质粒子的数量比常规物质多五倍,而暗物质在宇宙的大尺度结构中起着关键作用。它的引力影响不仅使恒星和星系首先形成,而且今天它仍能将星系和星团固定在一起。如果没有这种特定密度的暗物质,宇宙将沿着非常不同的路线演化。那么如何能够达到这种暗物质密度的呢?对此,研究小组提出了一个新的机制,他们称这是相对简单的,可以用未来的观察来检验。许多模型表明,暗物质是从“热浴”中诞生的,即早期宇宙中常规物质粒子的原始等离子体。从那里,研究小组的新假说遵循了所谓的冻结模型--基本上,这个想法是,一开始并没有多少暗物质,但随着时间的推移,常规粒子的热浴创造了暗物质粒子,一直到它达到我们今天看到的密度。但团队的模型为这个故事增加了一个新的问题:暗物质粒子可以将普通粒子转化为更多的暗物质。然后,这种新暗物质可以将更多的常规物质转向暗面并导致暗物质的指数式增长。当然,这个模型最终会导致一个由暗物质主导的宇宙,但在我们对宇宙的理解中已经有一个自我限制机制:膨胀。在早期宇宙中,暗物质的水平可以增长得非常快,因为当时常规物质的密度非常大,但随着宇宙的膨胀和物质的扩散,这个过程的燃料越来越少,它的速度也就变得越来越慢。研究人员指出,该模型可以解释目前的暗物质密度,并能跟一系列暗物质粒子的质量相配合。另外,它还有助于修补其他模型中的漏洞,进而让这些模型可以很好地解释观测结果。重要的是,这个想法可以被测试。研究小组表示,这种机制会在宇宙微波背景辐射上留下一个特定的指纹,而这可以通过未来的观测发现或排除。
09

填补ELM白矮星如何产生空白 天文学家发现罕见双星系统


我们可以将宇宙视为恒星博物馆。近处,太阳正处于中年时期;在更远的地方,一些白矮星接近其生命的终点;而再往深处看,你会发现超密集的中子星即将变成黑洞。现在,科学家们首次发现了一个恒星展览,更准确的说是双星系统,也就是一颗恒星围绕着另一颗恒星运行。


在这种情况下,通常较小的伴星正在吞噬较大的恒星,而且很快,被吞噬的闪光球体将成为一种罕见的白矮星形式--极低质量(extremely low mass,ELM)白矮星。他们在本月的《皇家天文学会月报》上发表了一篇论文,解释了他们的发现。虽然本身很吸引人,但是看到这颗不断恶化的双星也可以填补一个长期存在的宇宙难题中的空档。论文的主要作者、哈佛大学史密森天体物理学中心理论与计算研究所的研究员 Kareem El-Badry 在一份声明中说:“这很令人兴奋;它是我们一直在寻找的双星形成模型中缺失的进化环节”。从双星本身放大来看,El-Badry 的发现填补了我们对 ELM 白矮星首先是如何产生的知识空白。我们知道ELM 白矮星的存在,因为科学家已经确定了它们的位置,但是这些恒星体带来了一个难题。专家说,根据天文计算,如果一颗恒星要自然达到ELM白矮星的质量,它需要在138亿年前诞生。问题是,宇宙本身只有138亿年的历史 -- 所以这与我们迄今为止对宇宙的了解并没有什么意义。https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/508/3/4106/6368873?redirectedFrom=fulltext&utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news
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一颗破坏力比核弹还强的巨大小行星正向我们飞来


巨大的太空岩石继续威胁着地球,据悉,本月又有一颗大型小行星向地球飞来。如果发生小行星撞击,其威力可能比核弹还要大。根据NASA的小行星追踪器,2018 AH有华盛顿纪念碑那么大,其路径将在12月从地球附近经过。

资料图该机构表示,如果这颗小行星撞上地球,那么它可能造成的破坏力远远超过原子弹。幸运的是,这颗小行星在经过时不太可能撞上地球,因为它目前的路径使它在约450万公里处经过。那是地球和月球之间距离的12倍多。大规模小行星撞击时间可能导致数百万人死亡虽然450万公里并不完全接近,但2018 AH在过去曾更接近。早在2018年,它的路径使它距离地球296758公里。这还不到地球和月球之间的距离。不过最糟糕的是,这颗小行星的昏暗程度使科学家几乎不可能看到它的到来。自第一次经过以来,没有其他这么大的小行星离地球这么近,而且预计在2028年的某个时候之前都不会有。这颗小行星被称为153814或2001 WN5,预计它也不会撞击地球。然而它将在约249,000公里外经过该行星。这甚至比2018 AH在近四年前第一次经过时还要近。几周后,另一颗和埃菲尔铁塔一样高的小行星预计将经过地球,但它应该会转向足够远的地方且不会造成任何损害。不过,如果小行星撞击发生则有可能会使数百万人遭受破坏。通常情况下,可能很难猜测一颗小行星会造成多大的破坏。这个数字可能会根据大小和撞击地点而发生很大的变化。然而像2018 AH这样大小的小行星曾经撞击过地球结果会是毁灭性的。以往的小行星撞击事件1908年,一颗跟2018年AH差不多大小的小行星在俄罗斯的石泉通古斯河上方撞上了地球。许多人认为,这颗小行星的大小跟2018 AH大致相同,甚至可能更小。不过在小行星撞击的时候,它产生了12百万吨的爆炸。那次爆炸的影响在数千公里范围内都能感受到和看到。作为参考,第二次世界大战中在广岛上空引爆的原子弹约为15千吨,而在长崎上空引爆的是20千吨的原子弹。幸运的是,通古斯加上空的撞击(现在被称为通古斯加事件)造成的死亡人数非常低。事实上,低到只有三个人被认为死于这次撞击。但损失仍是广泛的。超8000万棵树被夷为平地,该地区周围出现了27公里/时的风。据报道,这次撞击引起了震颤和阵风,远在印度尼西亚和华盛顿的人都能感觉到。这一事件是历史上有记录的最大的小行星撞击,尽管在过去10年里,我们遭遇了其他更小的小行星撞击。不过2018 AH约有190米宽,如果它发生撞击将留下更大的破坏。值得庆幸的是,这并不是我们必须担心的事情。此外,NASA已经在研究反小行星的措施如DART系统。
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NASA以不同寻常的视角提供了全新好奇号火星车的自拍照


美国宇航局(NASA)的好奇号为我们带来了一张新的自拍照,它既是关于红色星球的风景,也是关于火星车的。NASA本周分享的这张图片显示,火星车位于中央,周围是令人眼花缭乱的岩石。这张360度的自拍照是由好奇号机械臂末端的火星手透镜成像仪在11月20日拍摄的81张图片组成。

好奇号正在探索盖尔陨石坑,任务是了解火星是否曾经适合微生物生命居住。在这张自拍照中,有一些值得注意的地标。漫游车后面的岩石结构被称为Greenheugh Pediment。右边的一座山被命名为拉斐尔·纳瓦罗-冈萨雷斯山,以纪念拉斐尔·纳瓦罗-冈萨雷斯,他是好奇号任务的天体生物学家,于今年年初去世。另一个重要的地点是火星车后面和左边的一个U形开口。好奇号在继续探索的过程中会朝那边走。同时,好奇号的“同胞”漫游车毅力号正在另一个火山口收集岩石样本,而中国的祝融号漫游车仍然活跃,这三辆火星车正在发回地质和大气数据。
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哈勃拍下行星状星云“埃及艳后之眸”倩影


“埃及艳后之眸(Cleopatra's Eye)”--即NGC 1535--是位于埃里达努斯星座的一个行星状星云。这个星云有一个不寻常的结构,跟更著名的NGC 2392相似,其有一个外部区域和一个更明亮的内部中心。行星状星云是在一颗约跟我们太阳一样大小的恒星死亡时形成,当核心变成一颗白矮星时,它的外层会被呼出到太空。

通过早期的望远镜,这些天体类似于行星--因此得名--但行星状星云跟实际的行星无关。哈勃观察到这个星云则是对100多个有附近恒星的行星星云的研究的一部分。这些恒星的接近程度表明附近的恒星和星云的中心恒星之间可能存在引力联系。对NGC 1535中心星及其可能的伴星之间距离的观测表明,埃及艳后之眸确实是一个受引力约束的双星系统的一部分。
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引力波探测工作的大丰收:35个新信号发现更多值得研究的来源


天文学家报告了新的引力波探测工作的大丰收。这35个新信号组成了第三个引力波暂存目录(GWTC-3),帮助科学家更详细地探测宇宙的深处。引力波是时空本身的涟漪,在黑洞合并和中子星碰撞等宇宙灾难中产生。它们在20世纪初首次被预测,但直到2015年才被直接探测到,在此后的6年中记录了几十个信号。

而现在随着GWTC-3的出现,这个名单又增加了35个,使探测到的总数达到了90个。这些新事件是由LIGO、Virgo和KAGRA设施在观察运行3(O3b)的第二部分期间探测到的,观察运行3是在2019年11月至2020年3月进行的,后来因COVID-19大流行而中断了。绝大多数新的探测结果来自于合并的黑洞对,但有两个事件似乎是由黑洞吞噬中子星产生的。不过,另外一个探测特别奇怪--它涉及一个黑洞与一个质量约为太阳2.8倍的"神秘物体"相撞。根据目前的定义,这个质量太大,不可能是中子星,但又太轻,不可能是黑洞。研究小组说,最可能的解释是一个低质量的黑洞。中子星的质量上限在物理学上似乎是相当明确的,大约是2.1个太阳质量。但是黑洞的下限,设定为大约5个太阳质量,主要是基于观测,所以这个新的探测--以及2019年8月的一个类似信号--可能表明我们需要修改我们对黑洞可以有多小的理解。在尺度的另一端,新的观测运行也发现了一些绝对意义上的怪物。一个名为GW200220_061928的信号涉及到质量为87和61个太阳质量的黑洞之间的碰撞,最终产生了141个太阳质量的黑洞(缺少的7个太阳质量被转化为能量,以引力波的形式被带走)。这直接属于恒星型黑洞和超大质量黑洞之间未经研究的中间类别。

迄今为止探测到的引力波的完整清单,包括每个来源天体的质量和最终物体的质量天文学家们能够从引力波信号中推断出一些黑洞的旋转。在两个案例中,似乎在它们合并之前,黑洞相对于它们围绕对方的轨道来说是反向旋转的。研究人员说,新数据的宝库可以帮助天文学家揭开宇宙的主要奥秘。这项研究的作者苏珊-斯科特教授说:"这确实是引力波探测的一个新时代,越来越多的发现揭示了关于整个宇宙中恒星的生命和死亡的如此多的信息。观察这些双星系统中黑洞的质量和自旋,表明这些系统首先是如何走到一起的。它还提出了一些真正迷人的问题。例如,该系统最初是由两颗恒星形成的,它们一起经历了它们的生命周期并最终成为黑洞?或者这两个黑洞是在一个非常密集的动态环境中被推到一起的,比如在一个星系的中心?"GWTC-4将于2022年底开始。这项研究已经提交出版,目前可以在预印本服务器arXiv上找到。
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三大太空望远镜新系列将为天体物理学的未来服务


2020年天文学和天体物理学十年调查已经推荐了一系列新的三个伟大的天文台--或天基望远镜--作为美国国家未来空间天体物理学的首要任务。Lynx X射线观测站被列为这一设想的一部分。哈佛大学天体物理中心和史密森学会的几十位科学家和工程师与世界各地的同事合作,确定了该天文台的科学目标,将其设计概念化,并致力于关键技术的研究。

该报告被称为 “十年调查”,对天体物理学和天文学项目进行评估,并为未来十年的变革性科学确定优先次序。调查的结果作为建议提交给美国宇航局、国家科学基金会和能源部,以指导未来10年天体物理学的资金申请和分配。哈佛-史密森天体物理中心 (CfA) 主任Charles Alcock说:“我很高兴听到科学界赞同包括Lynx在内的新大天文台的愿景。Lynx将改变我们对宇宙的理解,因为它提供了迄今为止最敏感的X射线视野,可以看到原本不可见的宇宙。”天体物理中心的科学家们是十年前首次构思一个革命性的X射线观测站的小组的关键部分。在过去的几年里,70多位CfA的科学家和工程师与来自美国宇航局两个中心的研究人员、几十所大学和几个航天工业伙伴合作,进行了美国宇航局委托的Lynx任务概念研究。这份广泛的报告概述了Lynx的科学潜力、初步设计和相关的先进技术。

“Lynx将比它的前身钱德拉X射线观测站有一个非凡的进步,”Lynx科技小组的联合主席、CfA的天文学家Alexey Vikhlinin说。“它将在关键指标方面提供100到1000倍的改进,如探测和定位微弱源的灵敏度,以及高分辨率光谱学,以测量从附近恒星到遥远的类星体的能量分布。Lynx将实现天文学历史上最大的性能飞跃之一。”人眼看不见X射线,但可以用专门设计的望远镜和照相机来研究。对于天文来源来说,X射线不能从地面探测到,因为它们被地球的大气层吸收了。为了克服这个问题,Lynx将在离地球约100万英里的地方盘旋,围绕太阳运行。“Lynx X射线天文台将属于所有的天文学家,并将有助于对我们的宇宙进行革命性的发现,”CfA天文学家Harvey Tananbaum说,他共同领导了现在的钱德拉X射线天文台的提案。“Lynx将揭示宇宙中看不见的驱动力,”CfA的天文学家和Lynx概念研究小组的成员Grant Tremblay说。“它将作为一个不可或缺的力量倍增器,使三个天文台在一起将比它们分开时更伟大。”
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研究称黑洞可能从宇宙本身的膨胀中获得质量


在过去6年中,引力波观测站一直在探测黑洞的合并,验证了爱因斯坦引力理论的一个重要预测。但是有一个问题--许多这些黑洞都出乎意料地大。现在,来自夏威夷大学马诺阿分校、芝加哥大学和密歇根大学安娜堡分校的一个研究小组为这个问题提出了一个新的解决方案:黑洞随着宇宙的膨胀而增长。

自从2015年激光干涉引力波天文台(LIGO)首次观测到合并的黑洞以来,天文学家们一再对它们的巨大质量感到惊讶。尽管黑洞不发光,但通过它们发射的引力波--爱因斯坦的广义相对论所预测的时空结构中的涟漪--来观察黑洞合并。物理学家最初预计,黑洞的质量将小于太阳的40倍,因为合并的黑洞来自于大质量的恒星,如果它们变得太大,就无法维持自己。然而,LIGO和Virgo天文台已经发现了许多质量大于50个太阳的黑洞,其中一些黑洞的质量达到了100个太阳。许多形成方案被提出来以产生如此大的黑洞,但是没有一个方案能够解释迄今为止观察到的黑洞合并的多样性,而且对于哪种形成方案的组合在物理上是可行的也没有一致意见。这项发表在《天体物理学杂志》上的新研究首次表明,大黑洞和小黑洞的质量都可以通过单一途径产生,其中黑洞从宇宙本身的膨胀中获得质量。天文学家通常在一个不能膨胀的宇宙内建立黑洞模型。夏威夷大学马诺阿分校物理和天文学系教授 Kevin Croker说:“这是一个简化爱因斯坦方程的假设,因为一个不增长的宇宙需要跟踪的东西少得多。但有一个权衡:预测可能只在有限的时间内是合理的。”

因为LIGO-Virgo所探测到的单个事件只持续几秒钟,在分析任何单一事件时,这种简化是合理的。但是这些同样的合并有可能是数十亿年的过程。在两个黑洞的形成和它们最终合并之间的时间里,宇宙在深刻地成长。如果仔细考虑爱因斯坦理论中更微妙的方面,就会出现一种惊人的可能性:黑洞的质量可能与宇宙同步增长,这种现象被Croker和他的团队称为“宇宙学耦合”。宇宙学耦合物质的最著名的例子是光本身,它随着宇宙的增长而失去能量。“我们认为要考虑相反的效果,”研究的共同作者、夏威夷大学马诺阿分校物理和天文学教授Duncan Farrah说。“如果黑洞是宇宙耦合的,并且在不需要消耗其他恒星或气体的情况下获得能量,LIGO-Virgo会观察到什么?”为了研究这一假设,研究人员模拟了数百万对大型恒星的诞生、生活和死亡。任何两颗恒星都死亡形成黑洞的配对,然后与宇宙的大小联系起来,从它们死亡的时间开始。随着宇宙的继续增长,这些黑洞的质量也随着它们的螺旋式上升而增长。其结果是,当黑洞合并时,不仅质量更大,而且合并的次数也更多。当研究人员将LIGO-Virgo的数据与他们的预测相比较时,他们达成了合理的一致。“我不得不说我一开始不知道该怎么想,”研究的共同作者、密歇根大学教授Gregory Tarlé说。“这是一个如此简单的想法,我很惊讶它的效果这么好。”根据研究人员的说法,这个新模型很重要,因为它不需要对我们目前对恒星形成、演化或死亡的理解做任何改变。新模型和我们目前的数据之间的一致性来自于简单地承认现实的黑洞不存在于一个静态的宇宙中。然而,研究人员强调,LIGO-Virgo的大质量黑洞之谜远远没有得到解决。“合并黑洞的许多方面并不为人所知,例如主要的形成环境和贯穿其生命的复杂物理过程,”研究的共同作者、美国宇航局哈勃研究员Michael Zevin博士说。“虽然我们使用了一个模拟的恒星群,反映了我们目前拥有的数据,但仍有很大的回旋余地。我们可以看到,宇宙学耦合是一个有用的想法,但我们还不能测量这种耦合的强度。”研究的共同作者、夏威夷大学马诺阿分校物理和天文学教授Kurtis Nishimura对这一新想法的未来测试表示乐观。“随着引力波观测站在未来十年继续提高灵敏度,数据数量和质量的增加将使新的分析技术成为可能。这将很快被测量出来。”
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火星上的番茄酱:亨氏为未来在红色星球上的调味品做准备


《火星救援》中的剧情有个下次,主角不应该只种植土豆,而应该再种植一些西红柿,并着眼于制造太空番茄酱。因为如果没有任何调料来蘸,那么在火星上吃薯条还有什么意义?亨氏,一个你可能听说过的番茄酱品牌,邀请了一个天体生物学家团队来回答我们这个时代最紧迫的问题。未来人类在火星上的定居者是否能够自己制作番茄酱?海因茨与佛罗里达理工大学奥尔德林太空研究所的14名天体生物学家合作,在模拟的火星土壤中种植西红柿。


"该团队成功产出了一茬亨氏番茄,来自该品牌专有的番茄种子,具有严格的品质,通过了严格的质量和口味标准,成为其标志性的番茄酱,"该公司周一在一份声明中说。虽然你在火星无法买到一瓶亨氏番茄酱,但你可以感到安慰,因为你知道你的曾-曾-(曾?)-孙子住在红色星球的马斯克维尔穹顶里,将能够在他们的汉堡包与薯条上涂抹一些好东西。虽然这是一个聪明的营销,但确实也有一些严肃的科学事实发生。"在此之前,围绕发现在火星模拟条件下的生长方式的大多数努力是短期的植物生长研究。这个项目所做的是着眼于长期的食物收获。"领导这个为期两年的项目的天体生物学家安德鲁-帕尔默(Andrew Palmer)说:"实现具有成为亨氏番茄酱质量的作物是梦想的结果,我们实现了。"帕尔默和他的团队已经提交了几篇关于番茄种植努力的论文供发表。
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研究:引力波或可揭示黑洞周围的暗物质云


暗物质是科学界最令人困惑的谜团之一,有大量的候选粒子正在接受调查。在一项新的研究中,天文学家搜寻了可能聚集在黑洞周围并通过发出引力波使自己为人所知的假设性超轻粒子云。


我们每天看到的和与之互动的所有物质,从人到行星,只占宇宙中物质的大约15%。它的绝大部分被束缚在暗物质中,这种神秘的物质似乎只通过其引力影响与常规物质相互作用。暗物质到底是什么,它可能有什么属性,在哪里可以找到它,以及如何检测它,都是正在进行的猜测和调查的主题。超轻玻色子就是这样一个候选者。玻色子是一类粒子,包括光子和传说中的希格斯玻色子,但一些模型表明,未被发现的版本可能存在质量极小的玻色子。如果它们真的存在,它们可能有助于填补我们对宇宙的理解中最大的漏洞之一。这项研究的共同主要作者孙丽丽博士说:“在地球上几乎不可能探测到这些超轻的玻色子粒子。这些粒子,如果它们存在的话,质量极小,而且很少与其他物质相互作用--这是暗物质似乎具有的关键特性之一。”因此,为了这项新研究,研究小组在天空中寻找超轻玻色子云团可能产生的那种信号。由于暗物质主要是通过引力相互作用,天文学家们转向了引力波--时空结构中的涟漪。自2015年以来,已经检测到几十个引力波信号,通常是在黑洞和中子星等紧凑物体之间的碰撞中产生的。但它们也可能来自更微妙的现象,在特定频率下产生更长、更温和的波。研究小组表示,超轻玻色子可能聚集在快速旋转的黑洞周围的云中,它们在那里"拖"住物体并减缓其旋转。最终,随着玻色子湮灭成其他粒子,云层本身开始缩小,这就产生了引力波,探测器可以捕捉到一个特殊的“指纹”。“我们相信这些黑洞在其强大的引力场中捕获了大量的玻色子粒子,创造了一个与它们共同旋转的云,”孙丽丽说。“这种微妙的‘舞蹈’持续了数百万年,并不断产生引力波,在太空中急速穿梭。通过搜索这些云层发出的引力波,我们也许能够追踪到这些难以捉摸的玻色子粒子,并可能破解暗物质的密码。”为了检查这些信号,研究人员检查了高级LIGO探测器第三次观测运行期间收集的数据。不幸的是,没有检测到这种信号,但这并没有完全排除这种假设。相反,它对可能涉及的玻色子的类型,以及云的年龄和距离提出了限制。由于云层随着年龄的增长而缩小,较老云层的引力波信号会比年轻云层弱得多。“我们了解到,一种特定类型的小于1000年的玻色子云不可能存在于我们银河系的任何地方,而在距离地球约3260光年的范围内,高达1000万年的云不可能存在,”孙丽丽说。未来更敏感的探测器仍然可以从较老的云层中发现较弱的信号,或者是较年轻的云层,它们距离更远。或者,当然,暗物质也可能完全是别的东西。该研究可在预印本服务器ArXiv上查阅。https://arxiv.org/abs/2111.15507
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超级计算机模拟演示了拥有巨大威力的黑洞喷射


Messier 87 (M87)位于距离地球5500万光年的处女座。它是一个拥有12000个球状星团的巨大星系,相比之下,银河系的200个球状星团就显得微不足道了。在M87的中心,藏着一个65亿太阳质量的黑洞。这是第一个有图像的黑洞,由国际研究合作机构Event Horizon望远镜于2019年创建。

这个黑洞(M87*)以接近光速的速度喷射出等离子体,即所谓的相对论喷射,规模为6000光年。为这种喷射提供动力所需的巨大能量可能来自于黑洞的引力,但像这样的喷射是如何产生的以及是什么让它在巨大的距离上保持稳定,目前还没有完全搞清楚。

黑洞M87*吸引着物质,这些物质在一个圆盘中则以越来越小的轨道旋转,一直直到被黑洞吞噬。喷流是从M87周围的吸积盘中心发射出来的,歌德大学的理论物理学家跟来自欧洲、美国和中国的科学家一起现已经对这个区域进行了非常详细的建模。他们使用了高度复杂的三维超级计算机模拟,每次模拟使用的CPU时间达到了惊人的100万小时,另外还必须同时解决阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论方程、詹姆斯·麦克斯韦的电磁学方程和莱昂哈德·欧拉的流体动力学方程。

得到的结果是一个模型,其中温度、物质密度和磁场的计算值跟从天文观测中推断出的结果非常吻合。在此基础上,科学家们能追踪光子在射流最内部区域的弯曲时空中的复杂运动并将其转化为无线电图像。然后,研究人员能够将这些计算机模拟的图像跟过去30年中使用众多射电望远镜和卫星进行的观测进行了比较。这项研究的论文首席作者Alejandro Cruz-Osorio博士评论称:“我们对M87的电磁辐射和喷流形态的理论模型跟无线电、光学和红外光谱的观测结果惊人地吻合。这告诉我们,超大质量黑洞M87*可能是高度旋转的,等离子体在喷流中被强烈磁化并将粒子加速到数千光年的范围内。”来自法兰克福歌德大学理论物理研究所的Luciano Rezzolla教授表示:“我们计算出的图像跟天文观测结果如此接近,这又一次证明了爱因斯坦的广义相对论是对星系中心超大质量黑洞存在的最精确和自然的解释。虽然仍有替代解释的空间,但我们的研究结果使这个空间小了很多。”
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为何说宇宙中最可怕的东西是黑洞?天文学家解释原因


黑洞--太空中引力强大到没有东西可以逃脱的区域--是最近新闻中的一个热门话题。罗杰·彭罗斯在2020年获得了诺贝尔物理学奖的一半奖金,因为他的数学工作表明,黑洞是爱因斯坦引力理论的一个不可避免的结果。安德烈亚·盖兹和莱因哈德·根泽尔分享了另一半奖金,因为他们证明了一个巨大的黑洞位于我们银河系的中心。


黑洞是可怕的,原因有三。如果物质掉进一颗恒星死亡时留下的黑洞,会被撕碎。另外,在所有星系中心看到的巨大黑洞都有“贪得无厌的胃口”。而黑洞是物理学规律被抹去的地方。亚利桑那大学天文学杰出教授Chris Impey研究黑洞已经超过30年了。Impey特别关注潜伏在星系中心的超大质量黑洞。大多数时候它们是不活跃的,但当它们活跃起来并吞噬恒星和气体时,靠近黑洞的区域会比承载它们的整个星系更加耀眼。黑洞活跃的星系被称为类星体。在过去的几十年里,我们对黑洞有了充分的了解,但仍有许多谜团有待解开。


当一颗大质量恒星死亡时,预计会形成黑洞。在恒星的核燃料耗尽之后,它的核心会坍缩成可以想象的最密集的物质状态,比原子核的密度大一百倍。那是如此密集,以至于质子、中子和电子不再是离散的粒子。由于黑洞是黑暗的,它们在围绕正常恒星运行时被发现。正常恒星的特性使天文学家能够推断出它的黑暗“同伴”--黑洞的特性。第一个被证实的黑洞是Cygnus X-1,它是天鹅座中最亮的X射线源。从那时起,大约有50个黑洞被发现在正常恒星围绕黑洞运行的系统中。它们是预计散布在银河系中的大约1000万个黑洞中最近的例子。

黑洞是物质的“坟墓”;没有什么能逃出它们,甚至光也不能。任何人落入黑洞的命运将是痛苦的意大利面化(spaghettification),这是霍金在他的《时间简史》一书中推广的一个想法。在过去的30年里,哈勃太空望远镜的观测结果表明,所有的星系在其中心都有黑洞。更大的星系有更大的黑洞。大自然知道如何在一个惊人的质量范围内制造黑洞,从几倍于太阳质量的星体“尸体”到数百亿倍的“怪物”。天文学家此前公布了有史以来第一张黑洞及其事件视界望远镜的照片,这是一个位于M87椭圆星系中心的“怪物”黑洞,其质量是太阳的70亿倍。它比我们银河系的黑洞大一千多倍,其发现者获得了今年的诺贝尔奖。这些黑洞在大多数时候都是黑暗的,但是当它们的引力把附近的恒星和气体拉进来时,它们就会爆发出强烈的活动,并释放出大量的辐射。大质量黑洞在两个方面是危险的。如果靠得太近,巨大的引力会把物质等吸进去。如果它们处于活跃的类星体阶段,就会被高能量的辐射所轰击。迄今为止发现的最大黑洞的重量是太阳质量的400亿倍,或太阳系大小的20倍。它的外缘以一半的光速移动。像所有的黑洞一样,巨大的黑洞被一个事件视界所遮挡。在它们的中心是一个奇点,一个空间中密度无限的点。关于大质量黑洞的好消息是,虽然它们的重力更强,但拉伸力比小黑洞要弱。坏消息是,事件视界标志着深渊的边缘。没有什么能从事件穹界内逃脱。根据霍金的说法,黑洞正在慢慢蒸发。在宇宙的遥远未来,在所有恒星都已死亡,星系被加速的宇宙膨胀从视野中拉开后很久,黑洞将是最后幸存的天体。
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120亿光年外的星系的新发现:研究揭示氟是如何在宇宙中形成的


一项新发现揭示了氟是如何在宇宙中形成的,这是一种在我们的骨骼和牙齿中以氟化物形式存在的元素。一个天文学家小组利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)在一个非常遥远的星系中检测到了这种元素,该星系的光线经过120多亿年才到达我们这里。这是第一次在如此遥远的恒星形成的星系中发现氟。

来自英国赫特福德大学的Maximilien Franco说:“我们都知道氟,因为我们每天使用的牙膏以氟化物的形式含有它。”他领导了于11月4日发表在《自然-天文学》上的这项新研究。像我们周围的大多数元素一样,氟是在恒星内部产生的,但是,直到现在,科学家们还不知道这种元素到底是如何产生的。研究人员表示:“我们甚至不知道哪种类型的恒星产生了宇宙中大部分的氟!”Franco和他的合作者在遥远的星系NGP-190387的大型气体云中发现了氟(以氟化氢的形式)。由于恒星在到达其生命的终点时,会排出它们在核心中形成的元素,因此这一探测意味着创造氟的恒星一定经历相对短暂的生命周期。研究小组认为,Wolf–Rayet 恒星,即寿命只有几百万年的非常大的恒星,是最有可能产生氟的地点。他们表示,需要用它们来解释研究小组发现的氟化氢的数量。Wolf–Rayet 恒星以前曾被认为是宇宙氟的可能来源,但天文学家直到现在才知道它们在早期宇宙中生产这种元素方面有多重要。

“我们已经表明,Wolf–Rayet恒星是已知质量最大的恒星之一,在其生命的最后阶段会发生剧烈的爆炸,在某种程度上帮助我们保持良好的牙齿健康!”弗朗哥开玩笑说。除了这些恒星,过去的研究还提出了氟如何产生和排出的其他情况。一个例子包括质量达到我们太阳几倍的巨型进化恒星的脉动,这些恒星被称为渐近巨星。但是研究小组认为,这些情况(其中一些需要数十亿年才能发生)可能不能完全解释NGP-190387中的氟的数量。“对于这个星系来说,只用了几千万或几亿年的时间,氟的水平就可以与在银河系的恒星中发现的氟水平相媲美,而银河系的年龄是135亿年。这是一个完全出乎意料的结果,”赫特福德大学的教授Chiaki Kobayashi说。“我们的测量为氟的起源增加了一个全新的制约因素,对氟的研究已经进行了20年。”NGP-190387的发现标志着在银河系及其邻近星系之外首次发现了氟。天文学家以前曾在遥远的类星体中发现过这种元素,类星体是由一些星系中心的超大质量黑洞驱动的明亮天体。但是以前从未在宇宙历史上如此早的恒星形成的星系中观察到这种元素。

该小组对氟的探测是一个偶然的发现,这要归功于空间和地面观测站的使用。NGP-190387最初是由欧洲航天局的赫歇尔空间天文台发现的,后来由位于智利的ALMA观测,就其距离而言,它是非常明亮的。ALMA的数据证实,NGP-190387的特殊亮度部分是由另一个已知的大质量星系造成的,它位于NGP-190387和地球之间,非常接近视线。这个大质量星系放大了Franco和他的合作者所观察到的光线,使他们能够发现NGP-190387中的氟在数十亿年前所发出的微弱辐射。未来用极大望远镜(ELT)对NGP-190387进行研究--ESO的新旗舰项目,正在智利建造,将在十年内开始运行--可能会揭示这个星系的进一步秘密。“ALMA对寒冷的星际气体和尘埃所发出的辐射很敏感,”智利的ESO研究员杨辰涛说。“有了ELT,我们将能够通过恒星的直射光来观测NGP-190387,获得关于这个星系的恒星含量的关键信息。”
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太阳耀斑指南:强大的X级会产生怎样的影响?


太阳耀斑是太阳上突然和大规模的能量释放过程,将能量、光线和高速粒子送入太空。这些耀斑通常与被称为日冕物质抛射(CME)的太阳磁暴有关。太阳耀斑的数量大约每11年增加一次,而太阳目前正朝着另一个太阳极大期发展。这意味着更多的耀斑将会到来,有些小,有些大,足以将其辐射一直发送到地球。




最大的耀斑被称为“X级耀斑”,它是根据太阳耀斑的强度来划分的分类系统。最小的是A级(接近背景水平),其次是B、C、M和X级。类似于地震的里氏震级,每个字母代表能量输出增加10倍。因此,X级是M级的10倍,是C级的100倍。在每个字母等级中,还有一个更细的等级,从1到9。C级和更小的耀斑太弱,不会明显影响地球。M级耀斑会在两极造成短暂的无线电停电和轻微的辐射风暴,可能会危及宇航员。然后是X级耀斑。虽然X级是最后一个字母,但有的耀斑的威力是X1的10倍以上,所以X级耀斑可以高于9级。用现代方法测量的最强大的耀斑是在2003年,它是如此强大,以至于使测量它的传感器超载。传感器在X28时中断了。



最大的X级耀斑是迄今为止太阳系中最大的爆炸,观看起来非常震撼。当太阳的磁场相互交叉并重新连接时,几十倍于地球大小的环形物从太阳表面跃起。在最大的事件中,这种重新连接过程所产生的能量相当于十亿颗氢弹。

如果它们指向地球,这样的耀斑和相关的CMEs可以产生长期的辐射风暴,可以伤害卫星、通信系统,甚至地面技术和电网。例如,2006年12月5日和12月6日的X级耀斑触发了一个CME,干扰了发送到地面接收器的GPS信号。


NASA和NOAA--以及美国空军气象局(AFWA)和其他机构--持续关注太阳,监测X级耀斑及其相关磁暴。有了预先的警告,许多卫星和航天器就可以免受最坏的影响。
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引力波天文台迎来新镜面涂层 有望将LIGO探测范围扩展至全宇宙


自从 2015 年首次探测到一对黑洞碰撞产生的引力波信号以来,LIGO 和位于欧洲的 Virgo 天文台,后续又记录了数十次类似的“宇宙涟漪”。SCI Tech Daily 指出,由美国国家科学基金会(NSF)资助的 LIGO 天文台,分别位于美国华盛顿州的汉福德、以及路易斯安那州的利文斯顿。不久后,它们还将迎来重大的升级。

完整测量需耗费数小时,支持完全自动化 / 远程控制。(图自:Caltech)通过持续的升级,研究人

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