 ▼
 01 令人困惑：科学家疑发现一些星系并没有暗物质宇宙正在极速膨胀。每一秒钟，恒星都在相互航行，星系都在进入新的宇宙领域，奇怪的是，这一切都发生得太快了。即使是最优雅的计算也表明，空间中没有足够的物质来解释这种快速的运动。这就是暗物质出现的地方。我们看不到它，我们也不太清楚它是什么，但如果我们能感觉到它呢？  在暗物质是真实存在的情况下，专家认为它可能是无处不在的。如果整个宇宙都在膨胀，那么导致这种膨胀的东西应该几乎到处都存在--不过也可能不是。天文学家称他们已经找到了六个似乎只有很少的暗物质或者完全没有暗物质的星系。他们将这一发现发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上。提到他们之前被告知"再次测量，你会发现你的星系周围会有暗物质"，研究人员将目标锁定在一个看似没有暗物质的区域，即AGC 114905，以加强他们的证据。潜伏在距离地球2.5亿光年的地方，它的大小与银河系差不多，但恒星数量要少一千倍。所以它相当暗淡。  研究人员使用了一种标准技术来检测AGC 114905中暗物质的存在，其中包括绘制该星系气体的位置和旋转速度。在用新墨西哥州的高功率甚大阵射电望远镜进行了40个小时的检查后，他们发现气体的运动完全可以仅用正常物质来解释。来自格罗宁根大学卡普特恩天文研究所的Pavel Mancera Piñabut--同时也是这项研究的作者--在一份声明中指出：“问题仍然是，理论预测AGC 114905中必须有暗物质。观测结果表明不存在 -- 事实上，理论和观测之间的差异只会越来越大。”没有暗物质的地方的证据Mancera Piñabut的团队并不是第一个提出没有暗物质的星系概念的人。事实上，AGC 114905所属于的特定星系类别即所谓的“超弥散星系”已经有一些成员被怀疑至少在某种程度上没有暗物质力量。更为奇特的是，虽然所有的星系都被认为是由暗物质维系在一起的，但超弥散星系--它的光度很低--却特别被认为含有透明现象。这是一个巨大的难题。Mancera Piñabut研究团队提供的丰富新证据则是又一个特别有力的步骤，它证明了并非每个星系都拥有这种难以捉摸的力量。不过团队指出，有一点需要注意的是，也许他们观察AGC 114905的角度影响了他们的观测结果。来自荷兰射电天文学研究所的天文学家、该研究的共同作者Tom Oosterloo在一份声明中说道：“但这个角度必须跟我们的估计有很大的偏差才会有暗物质的空间。”但如果他们是正确的呢？研究小组为AGC 114905可能没有任何暗物质提出了几个理由。比如如果附近的超级大星系以某种方式剥夺了它的力量呢。不过，作为反驳，Mancera Piñabut称附近似乎没有任何这样的星系。此外，他表示：“在最著名的星系形成框架中，即所谓的冷暗物质模型中，我们将不得不引入远远超出通常范围的极端参数值。另外，通过使用修正的牛顿动力学即冷暗物质的替代理论，我们无法重现星系内气体的运动。”总而言之，暗物质可能并不像科学家曾经认为得那样有力。 02 研究发现磁场跟神秘的恒星中年危机存在关联根据今日发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters》上的新研究，中年恒星可以经历它们自己的中年危机，在跟我们的太阳差不多的年龄段，它们的活动和自转率出现了戏剧性的中断。  这项研究为测量过了中年的恒星年龄的既定技术的不明原因的崩溃提供了新的理论基础，也为类似太阳的恒星向磁力不活跃的未来过渡提供了理论基础。天文学家早就知道，恒星经历了一个被称为 “磁刹车”的过程：一股稳定的带电粒子流--太阳风--随着时间的推移从恒星中逸出并带走了恒星的少量角动量。这种缓慢的消耗会导致像我的太阳这样的恒星在数十亿年的时间里逐渐减慢了它们的旋转。反过来，较慢的旋转导致了磁场的改变和恒星活动的减少--太阳黑子、耀斑、爆发及恒星大气中类似现象的数量，这些都跟它们的磁场强度有着内在的联系。由于角动量的逐渐丧失，这种活动和自转率会随时间的推移而减少，预计将是平稳和可预测的。这个想法催生了被称为“恒星陀螺仪”的工具，其在过去20年中被广泛用于根据恒星的旋转周期来估计其年龄。  然而最近的观察表明，这种亲密的关系在中年前后就已经破裂了。来自印度加尔各答印度科学教育和研究所(IISER)的Bindesh Tripathi、Dibyendu Nandy教授和Soumitro Banerjee教授进行的新工作为这种神秘的疾病带来了一个新的解释。该研究小组利用恒星磁场生成的动力模型发现，在大约太阳的年龄，恒星的磁场生成机制突然变得次要或不那么有效。这使得恒星能以两种不同的活动状态存在--低活动模式和活跃模式。像太阳这样的中年恒星通常可以切换到低活动模式，导致磁化恒星风的角动量损失急剧减少。Nandy教授评论道：“这种类似太阳的恒星的亚临界磁动力的假说为多种多样的太阳-恒星现象提供了一个自洽的、统一的物理基础，如为什么超过中年的恒星不会像年轻时那样快速旋转下来、恒星陀螺仪关系的破裂以及最近的发现表明太阳可能正在过渡到一个磁不活跃的未来。”这项新工作为太阳近代史上存在的低活动期提供了关键性见解，这些低活动期被称为大极点，即几乎看不到任何太阳黑子。其中最著名的也许是1645年至1715年的蒙德极小期，当时很少有太阳黑子被观察到。研究小组希望，这还将能阐明最近的观察结果，即表明太阳相对不活跃并对我们自己的恒星邻居的潜在长期未来具有关键的影响。 03 NASA宣布10名新的宇航员候选人 一些人有朝一日可以飞往月球美国宇航局（NASA）周一宣布了最新一届宇航员的选拔结果：6名男子和4名女子从2020年3月向该航天局申请的12000多人中脱颖而出。一旦他们接受训练并成为正式的宇航员，这些被选中的人将有一些令人兴奋的航天机会摆在他们面前，可能包括在未来有一天飞往月球。  周一宣布的宇航员是所谓的“ Artemis Generation”的一部分。这个名字是指NASA的阿尔忒弥斯（Artemis）计划，该计划旨在最早于2025年将第一位女性和第一位有色人种宇航员送上月球表面（这个着陆日期被认为是非常雄心勃勃的）。该计划要求用NASA新的大型火箭，即太空发射系统（或称SLS）进行一系列飞行，最终以人类再次登陆月球为目标。NASA约翰逊航天中心主任Vanessa Wyche在宣布这些宇航员名单的演讲中说：“这些NASA宇航员将计划、训练和飞行任务，前往国际空间站和月球，并最终进入火星。”NASA尚未为与Artemis计划相关的任何任务分配机组人员，因此从技术上讲，这些任务仍有待于竞争。然而，在2020年12月，NASA披露了Artemis团队，18名已经加入该航天局的宇航员有可能被选中参加Artemis任务。据推测，周一被选中的候选人将加入NASA选择的人才库。除了月球任务外，NASA仍然定期用SpaceX公司的载人龙飞船运送宇航员往返国际空间站。最终，当波音公司的CST-100 Starliner被认为准备就绪时，它也将把宇航员带到国际空间站。但是，在新成员能够飞行之前，他们必须接受训练。宇航员将在休斯顿的NASA约翰逊航天中心经历大约两年的训练，其中包括在该机构的T-38喷气机机队中飞行，太空行走训练，机器人工作以及更多。如果一切顺利，他们最终将毕业成为正式宇航员。“今天，我们欢迎10位新的探索者--Artemis Generation的10位成员，”NASA局长比尔·纳尔逊在仪式上说。“之前是阿波罗一代，为许多人做了很多事情。现在是阿尔忒弥斯一代。”新一届的宇航员候选人包括：
04 哈勃捕捉到造型惊人的NCG 7329“恒星漩涡”哈勃捕捉到一个造型惊人的“恒星漩涡”，这个恒星漩涡是一个名为NCG 7329的螺旋星系，它被哈勃的广域相机3（WFC3）拍摄到。有趣的是，使用像哈勃这样的望远镜来制作一幅色彩斑斓的图像，并不像手机拍照那样按一下就可以得到，商业相机通常会尽可能多地收集所有可见波长的光线，以创造出最生动的图像，相比之下，哈勃收集的原始图像总是单色的。这是因为天文学家通常希望在任何时候都能捕捉到非常具体的光的波长范围，以便做最好、最准确的科学分析。为了控制哪些波长的光会被收集，哈勃的相机配备了各种各样的滤光片，这些滤光片只允许某些波长的光到达相机的CCD（CCD是相机光传感器的一种，部分老式的手机相机和数码相机同样用的是CCD）。既然哈勃的原始图像是单色的，那么彩色的哈勃图像是如何实现的呢？这是通过结合使用不同的滤光片对同一物体进行不同的观测来完成的。例如，这幅图像是用四个不同的滤光片对哈勃观测结果进行处理的，每个滤光片都跨越了光谱的不同区域，从紫外线到光学和红外线。专业的图像处理人员和艺术家可以对所使用的每个滤光片最对应的光学颜色做出判断。然后他们可以对使用该滤镜拍摄的图像进行相应的着色。最后，用不同的滤光片拍摄的图像被堆叠在一起，然后形成了下面我们看到的一张来自极其遥远的深空的彩色图像，其颜色已经尽可能地代表现实状况。  05 从地球尽头飞过的飞机上捕捉到的南极日全食现场图像2021年12月4日星期六，出现了一次只有在地球尽头才能看到的日全食。为了捕捉这一不寻常的现象，一些坐着天文爱好者的飞机准时出发，南大洋云雾缭绕的海景下飞行。  特写图片（上图）显示了一个壮观的拍摄画面，其中的亮点是太阳的外日冕，而参与日食过程的月球则是中心的黑点。在图片的左侧和底部可以看到飞机的机翼和发动机，而在最左侧可以看到另一架观察日食的飞机。被食的太阳周围的天空中的黑暗区域被称为影锥。它之所以是黑暗的，是因为你正看着被月球阴影笼罩的一条长长的空中走廊。仔细观察被食的太阳，不难发现位于其右边的水星。下一次日全食阴影将于2023年4月穿过澳大利亚和印度尼西亚的部分地区，而之后的一次将于2024年4月穿过北美。 06 今年第一颗长周期彗星将于本月12日通过地球在亚利桑那州图森附近的莱蒙山天文台工作的天文学家Gregory J. Leonard发现了今年的第一颗长周期彗星，C/2021 A1 Leonard。在发现时，它的亮度为+19等，距离地球为5个天文单位（约为木星与太阳的距离）。  在一个8万年的入轨轨道上，A1伦纳德彗星在明年初通过近日点后将会离开太阳系。这颗彗星在大约3.5万年前在奥尔特云中达到远日点，距离3500AU。即将于2022年1月3日通过的近日点将距离太阳0.62AU，位于金星轨道的内部。  A1 Leonard可能是一个内太阳系长期访客，在接近太阳时亮度有可能激增。目前的预测是，这颗彗星亮度会达到+4等，而且它可能会达到肉眼可以观测到的程度。这颗彗星在12月12日经过地球时仅距离地球0.233AU（2170万英里或3490万公里）。  目前对于北半球的观测者来说，A1 Leonard在黎明时分位于天蝎座位置，并在本月上半月开始向太阳急速坠落。我们将在12月8日穿过彗星的轨道平面，而彗星可能会在这个时候表现出一个尖锐的倒置尾巴，向太阳倾斜。  另一个耐人寻味的效应也可能会在12月出现，从12月9日到12月22日，太阳-地球-彗星的相位角将大于120度，并在12月14日达到最大的160度，就在12月12日它通过最接近地球的地方。这为亮度激增创造了理想的条件，将尾巴的亮度反射到彗星本身上。  12月19日金星将穿过A1 Leonard彗星尾部，在这个过程中可能会产生一场金星流星雨。目前，只有日本宇宙航空研究开发机构的Akatsuki探测器在围绕金星的轨道上活动。不幸的是，在12月15日左右A1 Leonard彗星观测时间从早晨变到黄昏，对于北半球的观测者来说，这颗彗星会在黄昏时分停留在低空。然而，南半球的观测者将获得更好的视野，因为这颗彗星会逐渐消失，在2022年初退到奥斯特里努斯星座的方向。  07 SHIELD团队研究太阳系保护性"磁力场"的团队取得突破性进展美国国家航空航天局资助的SHIELD团队的天体物理学家在了解日光层的探索中达到了另一个里程碑。一个总部设在波士顿大学的多机构天体物理学家团队在BU天体物理学家Merav Opher的领导下，在我们对塑造太阳系周围保护性气泡的宇宙力量的理解上取得了突破性发现，这个气泡为地球上的生命提供庇护，被太空研究人员称为日光层。  天体物理学家认为，日光层保护我们太阳系内的行星免受来自超新星的强大辐射，超新星是整个宇宙中垂死的恒星的最后爆炸。他们认为，日光层远远超出了我们的太阳系，但尽管日光层为地球上的生命形式提供了巨大的宇宙辐射缓冲，没有人真正知道日光层的形状，或者说，它的大小。Opher的团队根据建立在可观测数据和理论天体物理学基础上的模型，构建了一些最引人注目的日光层计算机模拟。在BU的空间物理中心，哈佛文理学院的天文学教授Opher领导着一个NASA DRIVE（多样性、实现、整合、冒险、教育）科学中心，该中心由130万美元的NASA资金支持。该团队由Opher从其他11所大学和研究机构招募的专家组成，开发日光层的预测模型，该团队称之为SHIELD（太阳风与氢离子交换和大规模动力学）。  这就是日光层的样子吗？由BU领导的研究表明是这样的。保护我们的太阳系不受致命的宇宙射线伤害的磁性"力场"的大小和形状，长期以来一直被天体物理学家所争论。自从BU的NASA DRIVE科学中心在2019年首次获得资金以来，Opher的SHIELD团队一直在为几个令人困惑的问题寻找答案。日球层的整体结构是什么？它的电离粒子如何演变并影响日光层的过程？日光层是如何与星际介质（存在于恒星之间的物质和辐射）相互作用和影响的？宇宙射线又是如何被日光层过滤或通过日光层传输的？"SHIELD团队将理论、建模和观测结合起来，建立全面的模型，"Opher说。"所有这些不同的组成部分一起工作，以帮助理解日光层的谜题"。而现在，Opher和合作者在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文显示，来自太阳系外的中性氢粒子流很可能在我们日光层的形成方式中发挥了关键作用。在他们的最新研究中，Opher的团队想了解为什么日光层喷流--绽放的能量和物质柱，与整个宇宙中发现的其他类型的宇宙喷流相似--会变得不稳定。"为什么恒星和黑洞以及我们自己的太阳会喷射出不稳定的射流？"奥弗尔说。"我们看到这些射流投射出不规则的柱子，[天体物理学家]多年来一直想知道为什么这些形状会出现不稳定。"同样，SHIELD模型预测，与我们的太阳同步行进并包括我们太阳系的日光层似乎并不稳定。由其他天体物理学家开发的其他日光层模型倾向于将日光层描述为具有类似彗星的形状，在其身后有一个喷流或"尾"流。相比之下，Opher的模型表明，日光层的形状更像一个羊角面包甚至是一个甜甜圈。其原因是什么？中性氢粒子，所谓的中性氢粒子是因为它们有等量的正负电荷，从理论上讲，这样的不稳定性将导致太阳风和从我们的太阳发出的射流的干扰，导致日光层分裂其形状--变成一个羊角面包的形式。尽管天体物理学家还没有开发出观察日光层实际形状的方法，但Opher的模型表明，撞向我们太阳系的中子的存在将使日光层不可能像射出的彗星那样均匀流动。有一件事是肯定的--中子肯定在太空中经历了猛烈撞击。这一模型为日光层的形状在北部和南部地区破裂的原因提供了第一个明确的解释，这影响我们对银河系宇宙射线如何进入地球和近地环境的理解，这与辐射对地球上的生命构成的威胁相关，也会影响到太空中的宇航员或未来试图前往火星或其他星球的先驱者。"宇宙并不安静，"Opher说。"我们的BU模型并不试图切断混乱，这使我能够准确地找到[日光层不稳定的]原因.... 中性氢粒子"。具体来说，中性粒子的存在与日光层的碰撞引发了物理学家所熟知的一种现象，称为瑞利-泰勒不稳定性，当两种不同密度的材料发生碰撞时，较轻的材料会对较重的材料产生推力。当石油悬浮在水面上，以及当较重的液体或材料悬浮在较轻的液体上时，就会发生这种情况。重力发挥了作用，并产生了一些疯狂的不规则形状。在宇宙射流的情况下，中性氢粒子和带电离子之间的阻力产生了类似于重力的效果。例如，在著名的马头星云中看到的"手指"正是由瑞利-泰勒不稳定性造成的。Opher说："这一发现是一个真正的重大突破，它真正为我们确定了一个方向，即发现为什么我们的模型会得到其独特的羊角形日光层，而其他模型则没有"。 08 NASA“毅力号”火星车捕捉到令人惊叹的火星日落等宝贵的科学图像美国宇航局（NASA）的“毅力号”漫游车配备了一套大型相机，确切地说，是23台，它们共同实现了广泛的科学调查和工程活动。自从该漫游车在杰泽罗陨石坑着陆后，这些相机就成为在火星地面上的“眼睛”。在不到一年的时间里，该漫游车已经传回了数千张关于当地地表特征的令人惊叹的图像，这些图像为科学家提供了关于陨石坑底部和陨石坑保存完好的三角洲内的岩石的首次现场观察。从火星车相机获得的图像对于解释陨石坑的地质历史和确定杰泽罗陨石坑岩石记录中潜在的生物特征至关重要，这是任务的一个主要重点。  然而，这些相机不仅仅被用来拍摄岩石。每周，漫游车团队还获取大量漫游车周围的天空和大气的图像，这使研究人员能够研究环境动态和天气模式。火星车的Navcam通常被用来搜索天空中的云彩和表面尘埃扬起的证据，例如被称为“尘魔”的充满尘埃的旋涡，以及其他由风驱动的尘埃事件。从火星环境动力学分析仪的SkyCam拍摄的图像经常被用来研究大气不透明度 (tau)，它的波动取决于大气中的灰尘量。通常情况下，每个太阳日（sol）都会获得两到四张SkyCam图像，故意分布在不同的地方时间，以评估灰尘负荷的昼夜变化。Mastcam-Z图像有时也被用来补充SkyCam tau的观测。  仅仅在过去的两周里（sol263-276），就有超过60个以大气为重点的活动使用了漫游车相机，包括超过40个SkyCam图像，大约10个Navcam“尘魔”观测，少数Navcam云图像，以及超过12个Mastcam-Z tau图像。在第257天，这些Mastcam-Z图像中的一张提供了一个偶然的观察结果：虽然四张tau图像中的最后一张被安排在晚间，无法用于不透明度的测量，但它却适时地提供了任务中的第一张日落图像。  在毅力号对杰泽罗陨石坑探索的剩余时间里，漫游车团队将继续定期收集大气观测，以研究天气和扬尘过程。表面的图像将被用来研究当地的地质学和寻找古代生命的迹象，而天空的图像将被用来描述火星的气候特征，并为未来人类探索火星做准备。 09 科学家通过对火卫一进行“假飞越”来解开这颗火星卫星之谜据了解，通过在火卫一实际不存在的时候对其进行的“飞越”，欧航局(ESA)的Mars Express轨道器为研究人员提供了一个受控实验，进而让他们得以了解更多关于火星卫星和太阳风之间神秘的、间歇性的互动。  半个世纪以来对火星的研究产生了一长串的发现，可以用一句简单的话来概括。火星是一个非常令人惊讶的星球。尽管它是太阳系中最像地球的目的地，但它在很多方面都非常不同，以至于我们往往很难真正掌握红色星球附近发生的事情。一个典型的例子是太阳风如何与火星及其两颗卫星--火卫一和火卫二相互作用。在地球系统中，月球反射来自太阳的带电粒子是公认的。火卫一虽然比月球小得多，但也是一个没有磁场的岩石体，它正围绕着位于内太阳系的一颗陆生行星运行，因此它应该以类似的方式反射这些粒子。  然而，当2003年12月进入火星轨道的Mars Express对火卫一进行反复飞越时，它只在2008年和2016年1月看到了这种反射--或反向散射的证据。从逻辑上讲，火卫一正在受到太阳风的轰击，所以问题是，这些粒子发生了什么？一种可能性是，带电粒子根本没有被反射，探测是Mars Express的一个伪装，当它移动其太阳电池阵列和传感器以关注火卫一时它可能将它们反射到自己身上。为了测试这一假设，任务控制中心命令Mars Express在2017年再进行三次飞越，跟之前的飞越相同，但有一个重大区别。火卫一不会出现在那里。换言之，这些是假飞越。  这些假飞越观察到航天器没有反射太阳风，而火卫一应该在的区域（但不是）被读成空的空间。ESA表示，这跟用假飞越作为对照、跟真正的飞越进行比较的实验室实验基本相同，这使得科学家能够消除Mars Express作为反射的来源。虽然令人欣慰，但这仍留下了一个问题：为什么航天器只是间歇性地看到来自火卫一的反向散射。这可能是由于火卫一和月球的大小不同，火卫一上有一个未被发现的磁场、表面成分的不同或其他因素。“总体来说，这些断断续续的粒子很可能是从火卫一表面反射出来的，但我们不能排除另一个神秘的来源，”瑞典空间物理研究所的Yoshifumi Futaana表示“然而，‘假’飞越可以帮助我们更好地了解情况、明确显示Mars Express不是来源。为了了解更多，我们需要更多Mars Express在不同配置下飞越火卫一。即使在这些飞越过程中没有看到反射粒子，即使没有信号也会提供有价值的统计数据。” 10 哈勃太空望远镜对行星状星云的观察揭示了其复杂的结构NGC 6891是一个明亮的、不对称的行星状星云，位于海豚座（Delphinus）。这张哈勃图像显示了丰富的结构，包括一个比内部星云膨胀更快的球形外晕，以及至少两个方向不同的椭圆“壳”。该图像还显示了星云内部的丝状物和结状物，围绕着中央的白矮星向外分布。根据它们的运动，天文学家估计其中一个“壳”有4800年的历史，而外面的光环则有大约28000年的历史，这表明在不同的时间，垂死的恒星有着一系列的爆发。  哈勃太空望远镜拍摄的NGC 6891图像作为衡量星云距离的努力的一部分，哈勃重点研究了NGC 6891，并进一步了解它们的结构是如何形成和演变的。NGC 6891是由被中央白矮星电离的气体组成的，白矮星从星云的氢原子中剥离出电子。当通电的电子通过与氢原子重新结合，从高能状态恢复到低能状态时，它们以光的形式发射出能量，结果是星云的气体向外发出光线从而被我们看到。 11 幽灵般的玻色子云可能解开暗物质之谜对引力波，也就是由重大宇宙灾难引起的空间和时间涟漪的追寻可能有助于解决宇宙的另一个热门之谜--玻色子云以及它们是否是暗物质的一个主要竞争者。研究人员正在使用强大的仪器，如先进的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）、先进的Virgo和KAGRA，这些仪器可以探测到数十亿光年外的引力波，以定位潜在的玻色子云。  玻色子云由几乎不可能探测到的超轻亚原子粒子组成，被认为是暗物质的一个可能来源--暗物质占宇宙中所有物质的85%左右。 现在，由澳大利亚国立大学（ANU）的研究人员共同领导的在LIGO-Virgo-KAGRA合作中进行的一项新的重大国际研究，通过搜索由绕过黑洞的玻色子云引起的引力波提供了迄今为止追捕这些亚原子粒子的最佳线索之一。澳大利亚国立大学引力天体物理学中心的Lilli Sun博士说，这项研究是世界上第一次为寻找来自快速旋转的黑洞附近可能的玻色子云的预测引力波而定制的全空天范围调查。  "在地球上几乎不可能探测到这些超轻的玻色子粒子，"Sun博士说。"因为这些粒子，如果它们存在的话质量会极小，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。暗物质是不能直接看到的物质，但是我们知道暗物质的存在，因为它对我们可以观察到的物体有影响。"但是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。我们的搜索也可以让我们排除某些超轻玻色子粒子，我们的理论说它们可能存在，但实际上并不存在。"Sun博士也是ARC引力波发现卓越中心（OzGrav）的副研究员，引力波探测器允许研究人员检查快速旋转的黑洞所提取的能量，如果它们存在的话。"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，形成了一个与之共舞的云。这种微妙的舞蹈持续了数百万年，并不断产生引力波，在太空中匆匆掠过。虽然研究人员还没有从玻色子云中探测到引力波，但Sun博士说，引力波科学已经"打开了以前被科学家锁住的大门"。"引力波的发现不仅提供了关于宇宙中神秘的紧凑物体的信息，如黑洞和中子星，它们还允许我们寻找新粒子和暗物质，"她说。"未来的引力波探测器肯定会开启更多的可能性。我们将能够深入宇宙，发现更多关于这些粒子的见解。"例如，使用引力波探测器发现玻色子云将带来关于暗物质的重要见解，并帮助推进其他暗物质的搜索。它还将更广泛地推进我们对粒子物理学的理解。"在另一项重大突破中，该研究还通过考虑玻色子云的年龄，对玻色子云在我们银河系中存在的机会有了更多的了解。任何引力波的强度都取决于云的年龄，较老的云发出的信号较弱。玻色子云在通过发出引力波而失去能量的时候会缩小。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，而高达1000万年的云不可能存在于离地球大约3260光年的范围内。 12 向北进入Séítah - Ingenuity火星直升机继续其返回初始着陆点的旅程随着第17次腾空而起，Ingenuity继续其返回Octavia E. Butler着陆点的Wright Brothers Field（莱特兄弟机场）的旅程。其第17次飞行是这次旅程的第三次飞行，计划不早于12月5日星期日进行，其探测数据不早于同一天晚些时候返回地球。  美国宇航局的Ingenuity火星直升机在其第9次飞行中获得了这张图片。17号航班将再次飞过这个地形，并在图像的右上角附近降落第17次飞行距离大约是第9次飞行的一半，这是对Ingenuity迄今为止最具挑战性的飞行之一。穿越火星Jezero陨石坑的"Séítah"区域将至少需要两次飞行，在中途会有一次停留。这一停留是必要的，原因有二，由于转子转速已经被调节得相较额定转速高，让Ingenuity的留空时间缩短，这意味着Ingenuity需要设法飞得更快才能完成同样的距离，然而飞得更快会增加飞行过程中积累的导航不确定性，这意味着需要更大的着陆椭圆曲线。而通过慢速飞行，Ingenuity可以更好地瞄准位于"Séítah"南部的降落点。第二个原因是，"Séítah"南部的地形比西部的地形更危险。在第9次飞行中，我们知道Ingenuity在着陆地点上会有较大的不确定性，但这是可以接受的，因为该地区相对来说情况较好。而这次的情况却不是这样。通过两次飞行，Ingenuity可以更好地瞄准Séítah东侧的安全着陆点，而不会在着陆时出现过多的风险。在第17次飞行中，Ingenuity预计将在10米的高度上飞行187米，在空中停留117秒。 13 南极日全食的惊人太空照片：月球的阴影让白色大洲黯然失色2021年12月4日，南极洲的少数人看到了清晰的日全食，这是2021年唯一一次日全食。南半球的其他地区可以看到日偏食。日食在世界时（UTC）07:44达到全食，持续了不到2分钟，使南极夏季的天空变暗，而此时太阳在南极的地平线上已经没有下山几个月。  在日全食期间，太阳、月亮和地球依次排开，月亮在太阳和地球之间。月球在地球的部分表面投下阴影。对于那些位于月影中心的人来说，太阳被完全或部分遮挡，天空变得非常黑暗。在晴朗的天空和合适的设备或眼镜的情况下，观众通常可以观察到太阳的外层大气，或称日冕。通常情况下，它被太阳表面的亮度所掩盖。 上面的图片是由深空气候观测站（DSCVR）上的地球多色成像相机（EPIC）在日食期间获得的。该卫星在拉格朗日点1的位置上对地球进行了持续的全球观测，拉格朗日点是太阳和地球之间的一个引力稳定点，距地球约150万公里。在07:58 UTC获得的这个视角中，可以看到月球的阴影落在南极洲。  下面的自然色图像是由Landsat 8卫星上的陆地成像仪（OLI）分别于2019年12月15日和2021年12月4日获取的。两张图片都显示了罗恩冰架以南的彭萨科拉山。2021年12月的图像是在07:37 UTC获得的，在日食达到食甚之前几分钟。请注意从南到北的黑暗程度略有不同，因为朝南的山坡从地平线上得到一些微弱的阳光。  极地地区的日全食很罕见，因为它们占地球陆地面积较少，而且太阳只在一年中的部分时间照亮每个极点。南极洲的最后一次日全食发生在2003年11月。下一次将于2039年12月发生。 14 天线星系的碰撞：ALMA天文台庆祝开台10年的非凡科学成就ALMA正在进行双重庆祝：一方面，10月是智利的科学月，另一方面，ALMA正纪念该天文台拍下第一张图像以来的10年。十年前，2011年10月3日，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）正式向天文界敞开大门，发布了它的第一张图像：天线星系碰撞，展示了它的潜力，预示着天文学十年的成功开始。  庆祝活动在周年纪念日的前一个月开始，活动之一的内容是收集公众对66根ALMA天线的名字建议。名称分两个类别：天体和昆沙语，昆沙语是阿塔卡梅诺人的语言，是天文台的原住民邻居。公众通过ALMA网站及其社交网络投票选出了200多个符合这一标准的概念。投票的结果可在此查阅：https://www.almaobservatory.org/en/almanames/10th-anniversary-of-the-first-alma-image/ ALMA阵列位于智利北部的Chajnantor高原，在首次开放科学观测时，它的66根天线中只有12根在5000米高度运行。在其正式启用之前，有900多个观测建议，这表明了科学界对使用这个新设施是多么的兴奋。从那时起，在过去的十年中，ALMA不断收到来自全世界天文学家的高要求。观测需求远远超过了可用的时间，每年都有许多激动人心的创新项目提交。ALMA的天线可以相隔长达16公里。它们作为一个单一的巨型望远镜一起工作，以毫米和亚毫米波长的光线观察宇宙，大约比可见光的波长长一千倍。这些波是由空间中一些最冷的物体发出的，比如形成恒星和行星的密集气体云和宇宙尘埃，以及早期宇宙中非常遥远的物体。利用干涉测量法，ALMA的最大空间分辨率比NASA/ESA的哈勃太空望远镜在可见光波段的分辨率更高。即使在十年之后，ALMA仍然是在毫米和亚毫米范围内运行的最大和最强大的望远镜。在它的第一个十年里，全世界的天文学家利用ALMA实现了许多重要发现。到目前为止，ALMA已经为近2500篇科学文章提供了数据。重点包括：观察年轻恒星HL Tau周围的原行星盘，彻底改变了我们对行星如何形成的认识。爱因斯坦环的图像提供了遥远宇宙中恒星形成的最详细的图片。在一个年轻恒星系统中探测到复杂的有机分子。此外，ALMA是作为事件地平线望远镜（EHT）合作的一部分的八台地面望远镜之一，用于捕捉黑洞的第一张图像，即星系M87中心的超大质量物体。ALMA是ESO（代表其成员国和地区）、NSF（美国）和NINS（日本）与NRC（加拿大）、MOST和ASIA（台湾地区）以及KASI（韩国）的合作项目，并与智利共和国合作。ALMA联合观测站由ESO、AUI/NRAO和NAOJ运营。 15 研究发现中子星碰撞是重元素的“金矿”大多数比铁轻的元素是在恒星的核心中形成的。恒星的白热化中心为质子的聚变提供了动力，将它们挤压在一起以形成逐渐变重的元素。但除了铁之外，科学家们一直困惑于什么会产生金、铂和宇宙中其他的重元素，它们的形成需要比恒星所能提供的更多能量。  由麻省理工学院和新罕布什尔大学的研究人员展开的一项新研究发现，在两个长期被怀疑的重金属来源中，有一个比另一个更像是一个金矿。今日发表在《Astrophysical Journal Letters》上的这项研究报告称，在过去的25亿年里，在双中子星合并（即两颗中子星之间的碰撞）中产生的重金属比在中子星和黑洞之间的合并中产生的更多。这项研究是首次比较这两种合并类型的重金属产量，另外还表明双中子星可能是我们今天看到的黄金、铂金和其他重金属的宇宙来源。这些发现还可以帮助科学家确定整个宇宙中重金属的产生速度。这项研究的论文首席作者、麻省理工学院卡夫里天体物理学和空间研究所的博士后Hsin-Yu Chen说道：“我们对我们的结果感到兴奋的是，在某种程度上我们可以说双中子星可能比中子星-黑洞合并更像是一个金矿。”Chen的共同作者还包括来自麻省理工学院物理学助理教授Salvatore Vitale和UNH的Francois Foucart。一个有效的闪光当恒星进行核聚变时，它们需要能量来融合质子以形成更重的元素。恒星在搅动从氢到铁的较轻元素方面是高效的。然而融合超过铁中的26个质子，在能量上会变得低效。Vitale说道：“如果你想超越铁，建造更重的元素如金和铂，那么你需要用其他方式把质子扔在一起。”科学家们已经怀疑超新星可能是一个答案。当一颗巨大的恒星在超新星中坍塌时可以想象其中心的铁会跟极端落下的较轻元素结合以产生较重的元素。然而在2017年，一个有前景的候选者得到了确认，其形式是双中子星合并，分别由美国和意大利的引力波观测站LIGO和Virgo首次探测到。探测器探测到了引力波或说是时空的涟漪，它源于距离地球1.3亿光年的两颗中子星之间的碰撞，中子星是大质量恒星坍缩的核心，其中充满了中子，是宇宙中密度最大的物体之一。宇宙的合并发出了闪光，其中含有重金属的特征。Chen表示：“合并中产生的黄金的数量相当于地球质量的几倍。这完全改变了情况。计算结果表明，跟超新星相比，双中子星是创造重元素的一种更有效的方式。”一个二进制的金矿Chen和她的同事想知道中子星合并与中子星和黑洞之间的碰撞相比如何？这是被LIGO和Virgo探测到的另一种合并类型，有可能成为一个重金属工厂。科学家们怀疑，在某些条件下，黑洞可能会扰乱中子星，使其在黑洞完全吞噬该星之前就会产生火花并喷出重金属。研究小组着手确定每种类型的合并通常可以产生多少黄金和其他重金属。为了进行分析，他们把重点放在LIGO和Virgo迄今对两个双中子星合并和两个中子星-黑洞合并的探测上。研究人员首先估计了每次合并中每个物体的质量以及每个黑洞的旋转速度。他们认为，如果一个黑洞的质量过大或过慢它就会在有机会产生重元素之前吞下一颗中子星。另外他们还确定了每个中子星对被破坏的抵抗力。一颗星的抵抗力越强它就越不可能搅动出重元素。他们还能根据LIGO、Virgo和其他观测站的观测结果，估算了一个合并跟另一个合并的发生频率。最后，研究小组使用Foucart开发的数值模拟计算出在天体的质量、旋转、破坏程度和发生率的不同组合下，每次合并将产生的黄金和其他重金属的平均数量。平均而言，研究人员发现，双中子星合并产生的重金属比中子星和黑洞之间的合并多2到100倍。他们的分析所依据的四次合并估计是在过去25亿年内发生的。他们得出的结论是，至少在这一时期，双中子星合并产生的重金属元素比中子星和黑洞之间的碰撞要多。如果黑洞具有高自旋和低质量，天平就会倾向于中子星-黑洞合并。然而科学家们还没有在迄今为止探测到的两个合并中观察到这些类型的黑洞。Chen和她的同事们希望，随着LIGO和Virgo明年恢复观测，更多的探测将改善研究小组对每个合并产生重元素的速率的估计。这些速率，反过来可能会帮助科学家根据其各种元素的丰度来确定遥远星系的年龄。“你可以使用重金属，就像我们使用碳来确定恐龙遗骸的日期一样，”Vitale说道，“因为所有这些现象都有不同的内在速率和重元素的产量，这将影响你如何给一个星系附上时间戳。因此，这种研究可以改进这些分析。” 16 物理学家量化宇宙中所有可见物质的信息量研究人员长期以来一直怀疑信息和物理宇宙之间的联系，用各种悖论和思想实验来探索信息如何或为什么可以在物理物质中编码。数字时代推动了这一研究领域的发展，表明解决这些研究问题可以在物理学和计算机的多个分支中产生切实的应用。  在一项新研究中，朴茨茅斯大学的一名研究人员试图阐明究竟有多少这种信息存在，并提出了一个对宇宙中所有可见物质中的编码信息量的数字估计--大约为6×10^80 比特。虽然不是第一个此类估计，但这项研究的方法依赖于信息理论。研究作者Melvin M. Vopson说：“半个多世纪以来，宇宙的信息容量一直是一个辩论的话题。已经有各种尝试来估计宇宙的信息含量，但在这篇论文中，我描述了一种独特的方法，它额外地假设有多少信息可以被压缩到一个基本粒子中。”为了得出这一估计，作者使用香农信息论，将可观察到的宇宙中每个基本粒子所编码的信息量量化为1.509比特的信息。数学家克劳德·艾尔伍德·香农，因其在信息理论方面的工作而被称为“信息论之父”，其在1948年定义了这种量化信息的方法。“这是第一次在测量宇宙的信息含量时采取这种方法，它提供了一个明确的数字预测，”Vopson说。“即使不完全准确，该数字预测也提供了一个潜在的实验测试途径。”最近的研究揭示了信息和物理学的互动方式，例如信息如何从黑洞中流出。然而，信息的精确物理意义仍然难以捉摸，但多种激进的理论认为信息是物理的，可以被测量。在以前的研究中，Vopson假设信息是与固体、液体、气体和等离子体并列的第五种物质状态，而难以捉摸的暗物质可能是信息。Vopson的研究还包括推导出一个公式，准确地再现了众所周知的“爱丁顿”数，即可观察到的宇宙中质子的总数。虽然这项研究中的方法忽略了反粒子和中微子，并对信息传输和储存做了某些假设，但它为估计每个基本粒子的信息含量提供了一个独特的工具。现在可以用实际的实验来检验和完善这些预测，包括研究证明或反驳信息是宇宙中物质的第五种状态这一假设。 17 新研究为岩质行星与其宿主恒星之间的成分联系提供经验性证据长期以来，天文学界一直认为行星和它们各自的主星之间存在着成分上的联系。现在，一个由伯尔尼大学和苏黎世大学的国家研究中心（NCCR）PlanetS的研究人员参加的科学家团队首次提供了支持这一假设的经验性证据--同时也与之部分矛盾。  恒星和行星是由相同的宇宙气体和尘埃形成的。在形成过程中，一些物质凝结并形成岩质行星，其余的要么被恒星积累，要么成为气态行星的一部分。因此，关于恒星和其行星组成之间的联系的假设是合理的，并且得到了证实，例如在太阳系中，大多数岩质行星。然而，假设，特别是在天体物理学中，并不总是被证明是真实的。10月15日发表在《科学》杂志上的一项由葡萄牙天体物理学和西班牙科学研究所（IA）领导的研究，也有来自伯尔尼大学NCCR PlanetS和苏黎世大学的研究人员参与，为这一假设提供了第一个经验证据--同时也部分推翻了这一假设。为了确定恒星及其行星的成分是否相关，研究小组比较了两者的非常精确的测量结果。对于恒星，他们的发射光被测量，这带有其成分的特征光谱“指纹”。岩质行星的组成是间接确定的。它们的密度和成分是由它们测量的质量和半径得出的。直到最近，才有足够多的行星被精确地测量出来，从而有可能进行这类有意义的调查。“但是，由于恒星和岩质行星在本质上是完全不同的，所以比较它们的组成并不直接，”正如该研究的共同作者、伯尔尼大学天体物理学讲师和NCCR PlanetS成员Christoph Mordasini开始解释的那样。“相反，我们将这些行星的组成与它们的恒星的理论上的冷却版本进行比较。虽然恒星的大部分物质--主要是氢和氦--在冷却时仍然是气体，但有一小部分会凝结，由铁和硅酸盐等岩石形成的物质组成。”在伯尔尼大学，"伯尔尼行星形成和演变模型"自2003年以来一直在不断发展。Christoph Mordasini说：“对参与行星形成和演化的多种过程的洞察力被整合到了这个模型中”。利用这个模型，研究人员能够计算出冷却下来的恒星的这种岩石形成材料的成分。Mordasini说：“然后我们将其与岩质行星进行比较。”行星宜居性的迹象“我们的结果表明，我们关于恒星和行星组成的假设并没有根本性的错误：岩质行星的组成确实与它们的主星的组成密切相关。然而，这种关系并不像我们预期的那样简单，”该研究的主要作者 Vardan Adibekyan说。科学家们所预期的是，恒星的这些元素的丰度设定了可能的上限。"然而，对于一些行星来说，行星中的铁丰度甚至高于恒星中的铁丰度，"Caroline Dorn解释说，她是这项研究的共同作者，是NCCR PlanetS的成员，也是苏黎世大学的Ambizione研究员。研究人员说：“这可能是由于对这些行星的巨大撞击，打破了一些外部的、较轻的材料，而密集的铁核心仍然存在。因此，该结果可以为科学家提供有关这些行星历史的线索。”“这项研究的结果对于约束根据质量和半径测量得出的计算密度而假设的行星成分也非常有用，”Christoph Mordasini解释说。Mordasini说：“由于不止一种成分可以适合某种密度，我们的研究结果告诉我们，我们可以根据主星的成分缩小潜在的成分。而且，由于行星的确切成分会影响，例如，它含有多少放射性物质或它的磁场有多强，它可以决定这个行星是否对生命友好。”使用"行星形成和演化的伯尔尼模型"可以对一个行星是如何形成和如何演化作出说明。伯尔尼模型自2003年以来在伯尔尼大学不断发展。对涉及行星形成和演化的多种过程的洞察力被整合到该模型中。例如，这些是吸积（行星核心的增长）或行星如何在引力上相互作用和相互影响的子模型，以及形成行星的原行星盘中的过程。该模型还被用来创建所谓的种群综合，它显示了在原行星盘的特定条件下，哪些行星的发展频率如何。 18 新的撞击模型：小行星和彗星撞击如何延缓地球大气层的演变在25亿到40亿年前，也就是被称为太古宙的时期，地球的天气经常可以被描述为多云，有可能出现小行星撞击事件。那时，小行星或彗星撞击地球的情况并不罕见。事实上，当时最大的小行星（直径超过6英里），改变了地球最早的大气层的化学成分。虽然这一切已经被地质学家普遍接受，但一直没有被很好地理解的是，这些大型小行星会多长时间撞击地球一次，以及这些撞击产生的尘埃究竟如何影响大气层，特别是氧气水平。一个研究小组现在认为他们有了一些答案。  在一项新研究中，哈佛大学地球和行星科学副教授Nadja Drabon所在的团队分析了古代小行星的残骸，并对其碰撞的影响进行了建模，表明这些撞击发生的频率比以前认为的要高，并且可能推迟了氧气开始在地球上积累的时间。新的模型可以帮助科学家们更准确地了解这个星球何时开始走向我们今天所知的地球。Drabon说：“大气中的自由氧对于任何使用呼吸作用产生能量的生物都是至关重要的。如果没有大气中氧气的积累，我们可能就不会存在。”这项工作发表在《自然-地球科学》上，由科罗拉多州博尔德的西南研究院（SwRI）的科学家Simone Marchi领导。研究人员发现现有的行星轰击模型低估了小行星和彗星撞击地球的频率。新的、更高的碰撞率表明撞击天体大约每1500万年撞击一次地球，比目前的模型高10倍左右。科学家们在分析了看似普通的岩石碎片的记录后意识到这一点。它们实际上是古老的证据，被称为撞击球粒，在每次大型小行星或彗星撞击地球时的火热碰撞中形成。结果，撞击产生的能量融化和汽化了地壳中的岩石材料，将它们射成一个巨大的羽状物。云层中的熔岩小水滴随后会凝结和固化，作为沙子大小的颗粒落回地球，并沉淀在地壳上。这些古老的标记很难找到，因为它们在岩石中形成的层次通常只有大约一英寸左右。"你基本上只是去长途跋涉，你看你能找到的所有岩石，因为撞击球粒是如此之小，"Drabon说。"它们真的很容易被错过。"  然而，像Drabon这样的科学家，已经抓住了突破口。她说：“在过去的几年里，发现了一些以前没有认识到的额外撞击的证据。”这些新的球粒层增加了早期地球时期已知的撞击事件的总数。这使得西南研究院的团队能够更新他们的轰击模型，发现碰撞率被低估了。研究人员随后模拟了所有这些撞击将如何影响大气层的情况。他们基本上发现，直径大于6英里的天体的陨石撞击的累积效应可能创造了一个氧气汇，将大部分氧气从大气中吸走。这些发现与地质记录相吻合，地质记录显示大气中的氧气水平是变化的，但在早期的太古宙时期保持相对较低的水平。这种情况一直持续到大约24亿年前，在这个时期的尾部，轰击速度减慢。然后，地球经历了一个由氧气水平上升引发的表面化学的重大转变，被称为大氧化事件。Marchi在一份声明中说：“随着时间的推移，碰撞逐渐变得不那么频繁，而且规模太小，无法显著改变大氧化事件后的氧气水平。地球正在成为目前的星球的过程中。”Drabon说，该项目的下一步包括将他们的建模工作进行测试，看看他们能在岩石本身中建立什么模型。Drabon想知道：“我们能否在岩石记录中实际追踪到氧气是如何被从大气中吸走的？” 19 研究：一个巨大“磁力隧道”可能围绕着地球及整个太阳系多伦多大学一位天文学家的研究表明，太阳系被一个可以在无线电波中看到的磁力隧道所包围。邓拉普天文学和天体物理学研究所的副研究员Jennifer West正在提出一个科学论据，即在天空对面看到的两个明亮的结构--以前被认为是独立的--实际上是连接在一起的，其由绳索状的细丝组成。这种连接形成了看起来像是一个围绕我们太阳系的隧道。West的研究的数据结果已经发表在《Astronphysical Journal》上。“如果我们抬头看天空，”West说道，“我们几乎在每一个方向都会看到这个类似隧道的结构--也就是说，如果我们有一双能看到无线电光的眼睛的话。”West表示，被称为“北银极支(North Polar Spur)”和“扇形区域(Fan Region)”的这两个结构实际上天文学家已经知道有几十年时间了。但大多数的科学解释都集中在它们各自身上。而West和她的同事们认为，他们是第一个将它们作为一个单元联系起来的天文学家。  这些结构由带电粒子和磁场组成，形状像长绳，位于离我们约350光年的地方--长度约为1000光年。“这相当于在多伦多和温哥华之间旅行两万亿次的距离，”West说道。自第一次看到射电天空的地图以来，West已经断断续续地思考这些特征15年了。最近，她建立了一个计算机模型，以计算出当她改变长绳的形状和位置时从地球上看无线电天空会是什么样子。这个模型允许West“建造”我们周围的结构并向她展示了通过我们的望远镜看到的天空是什么样子。正是这种新的视角帮助她将模型跟数据相匹配。  West表示：“几年前，我们的一位合著者Tom Landecker告诉我一篇1965年的论文--来自射电天文学的早期，West表示，“根据当时的粗略数据，作者（Mathewson和Milne）推测这些偏振的无线电信号可能来自于我们对银河系本地臂的看法，来自于它的内部。那篇论文启发了我发展这个想法，并将我的模型跟我们的望远镜今天提供给我们的大量更好的数据联系起来。”West以地球的地图为例。北极在上面，赤道在中间穿过--除非从不同的角度重新绘制地图。我们银河系的地图也是如此。“大多数天文学家看地图的时候，银河系的北极在上，银河系中心在中间。激发这个想法的一个重要部分是用中间不同的点来重新制作该地图。”  “这是极其聪明的工作，”邓拉普研究所的教授和该出版物的作者Bryan Gaensler说道，“当Jennier第一次向我推销这个时，我认为这太‘离谱’了，它不可能成为一种可能的解释。但她最终还是说服了我。现在，我很高兴看到天文学界的其他人士如何反应。”作为研究星系和星际介质中的磁性的专家，West期待着跟这项研究有关的更多可能的发现。“磁场不是孤立存在的，它们都必须相互连接。因此，下一步是更好地了解这个局部磁场是如何与更大范围的银河系磁场，以及跟我们太阳和地球的更小范围的磁场相连接的。”与此同时，West也赞同新“隧道”模型不仅给科学界带来了新的见解，而且对我们其他人来说也是一个开创性的概念。“我认为想象一下，每当我们抬头看向夜空时，这些结构无处不在，这实在是太棒了，”West说道。 20 当太阳风撞上地球的磁层时出现了令人惊讶的静止状态来自太阳风的能量与地球周围的磁层"气泡"相互作用，产生了似乎静止的能量波。这项由帝国理工学院科学家领导的研究的新发现，提高了我们对地球周围促成"空间天气"的条件的理解，太阳耀斑产生的粒子可以影响我们的通信技术，从轨道上的通信卫星到地面上的电力线。  太阳释放的带电粒子流称为太阳风，在地球表面，我们受到磁层的保护，免于受到这种冲击，磁层是由地球的磁场产生的一个气泡。当太阳风击中磁层时，能量波沿着两者之间的边界转移。科学家们认为这些波应该朝着太阳风的方向荡漾，但最近发表在《自然通讯》上的新研究显示，一些波的作用正好相反。此前，来自帝国理工学院物理系的首席研究员马丁·阿彻博士和他的同事们确定了磁层的边界像鼓一样振动。当来自太阳风的鼓槌状脉冲撞击到我们磁层气泡的最前端时，波浪向地球的磁极奔去，并被反射回来。"这类似于如果你试图走上一个向下的运行扶梯会发生什么。它将看起来像你根本没有移动，即使你付出了大量的努力。"最新的工作考虑了在整个磁层表面形成的波，使用了模型和美国宇航局THEMIS（亚暴期间事件和宏观互动的时间历史）卫星的观测结果的组合。研究人员发现，当太阳风脉冲袭击磁层时，形成的波不仅沿着地球的场线来回奔跑 |
