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【天文宇宙】2022年的第一场流星雨 象限仪座流星雨迎来极大;地球或许是宇宙中最奇怪的事物之一

2022-1-3 20:40| 发布者: imufu| 查看: 52151| 评论: 0

摘要: ▼地球或许是宇宙中最奇怪的事物之一天文学家发现新的银河系星云类别天文学家在银河系附近区域发现至少70颗“自由漂浮”的行星科学家发布了迄今最大的引力波事件目录天文学家首次观测到白矮星亮度突然彻底地“开启和 ...





  1. 地球或许是宇宙中最奇怪的事物之一


  2. 天文学家发现新的银河系星云类别


  3. 天文学家在银河系附近区域发现至少70颗“自由漂浮”的行星


  4. 科学家发布了迄今最大的引力波事件目录


  5. 天文学家首次观测到白矮星亮度突然彻底地“开启和关闭”


  6. NASA认为月球很快将拥有自己的互联网


  7. 第25个太阳活动周期已经到来 意味着将有更多机会看到极光


  8. 物理学家提出保护地球免遭宇宙岩石撞击的新方法


  9. 研究发现太阳系原行星盘中存有一个神秘空隙


  10. 新研究发现金星从未拥有过海洋和生命所需的条件


  11. 科学家正在跟踪几颗不会对地球构成真正威胁的近地小行星


  12. 科学家揭开超短周期系外行星的命运之谜


  13. 遥远的星系向我们展示了太阳系的未来


  14. 原始陨石中的恒星化石指向在太阳形成前就已死亡的古星


  15. 天文学家探索宇宙射线对星系形成的影响


  16. 2022年1月不可错过的观星亮点:象限仪座流星雨和火星升起


  17. 研究:陨石撞击的致命程度取决于被撞击岩石的成分


  18. 韦伯太空望远镜部署时间表调整 团队计划提前张紧遮阳板


  19. 新发现为研究人员带来了全新的热木星“实地指南”


  20. 哈勃太空望远镜捕捉到螺旋星系的奇妙同框 但它们并没有碰在一起


  21. 研究发现铁影响复杂生命形式发展的可能机制




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01

地球或许是宇宙中最奇怪的事物之一


宇宙中最奇怪的东西之一可能是--地球。已被人类发现证实、围绕其他恒星运行的数千颗行星中,我们没有发现任何与地球相当的行星。固然,有很多和地球大小相当的行星,也有很多像太阳这样的恒星,但是距离相当的目前只有一个,那就是我们赖以生存的地球。

这其中很大一部分可能是找到一颗姐妹行星的技术难度。我们在太空和地面上的望远镜,通过两种主要的方法找到其他恒星周围的行星:摇摆(wobbles)和阴影(shadows)。“摇摆”方式也称之为视向速度(Radial velocity) ,主要追踪行星微妙的来回运动。因为轨道上的行星由于重力的作用,会把它们的恒星拉向这边,然后拉向那边。拉扯越大,行星就越“重”,也就是说,其质量越大。而“阴影”方式则是猎取行星的望远镜在行星穿过其恒星的表面时等待着星光的微小倾斜--这种交叉被称为“transit”。凹陷越大,行星就越宽。通过这两种方式,相对于小行星,大行星更容易被发现。而在“transits”的情况下,与地球大小相当的小型岩质行星在被称为红矮星的极小恒星面前显示得更好。从某种意义上说,它们投下了更大的阴影,按比例遮住了小恒星的光线,所以像美国宇航局的 TESS 太空望远镜这样的仪器可以更容易地发现它们。当地球大小的行星经过时,一颗太阳大小的恒星不会变暗那么多,这使得它们的过境更难被发现。还有一个令人不安的问题:时间。一颗行星绕着地球与太阳的距离的恒星运行一圈大约需要365天--就像我们星球的"一年"。但是为了确认这样的轨道,你的望远镜必须盯着那颗恒星,比如说,365 天才能捕捉到哪怕是一次“transits”--而且为了确定它真的是一颗行星,你至少要看到两到三次这样的“transits”信号。所有这些困难都使得这样的行星在很大程度上被今天的仪器所忽略。我们已经发现了大量的小型岩质行星,但它们几乎都是围绕红矮星运行的。在我们的银河系中,红矮星远比像我们太阳这样的较大的黄色恒星更常见。这仍然为数十亿颗类似太阳的恒星留下了空间,而且,也许有相当数量的可居住的、地球大小的世界围绕着它们。
02

天文学家发现新的银河系星云类别


由天体和粒子物理系 Stefan Kimeswenger 领导的一个国际天文学家小组,与科学爱好者一起发现了一类新的银河系星云。这为理解恒星演化提供了一个重要的基石,并显示了大学研究和社区科学之间国际合作的重要性。


科学家们第一次从科学爱好者的发现出发,成功地提供了共包层系统(common-envelope-system,CE)充分发展的外壳的证据。在它们生命的最后阶段,正常的恒星会膨胀成红巨星。由于很大一部分恒星是在双星中,这影响了它们生命末期的演变。在接近的双星系统中,一个恒星膨胀的外部部分合并成一个围绕两个恒星的共同包膜。然而,在这个气体包层内,两颗恒星的核心几乎不受干扰,并像独立的单颗恒星一样遵循它们的演化。研究人员现在已经在《天文学与天体物理学》杂志上发表了他们的研究结果。许多已知的恒星系统都是这种演化的遗留物。它们的化学和物理特性可以作为一种指纹。另外,由于它们的特殊性和高亮度,那些刚要形成一个共同包层的恒星系统也已经被发现。然而,到目前为止,还没有人以这种形式观察到CE的完全发育的包膜及其射入星际空间。Kimeswenger 解释了新发现的银河系星云的重要性,并补充解释了为什么发现它们的概率很低。他说道:“这些包膜对于我们了解恒星在其最后阶段的演化具有重要意义。此外,它们有助于我们了解它们是如何用重元素丰富星际空间的,然后这些重元素又对行星系统的演化非常重要,比如我们自己的行星系统”。他继续说道:“它们对于现代望远镜的视场来说太大了,同时它们非常微弱。此外,它们的寿命相当短,至少从宇宙的时间尺度来看是如此。它只有几十万年”。这一独特发现的出发点是一群德国和法国的业余天文学家。他们以艰苦的工作在现在的数字化档案中搜索历史上的天体图像,寻找未知的天体,最终在1980年代的摄影板上发现了一个星云的碎片。
03

天文学家在银河系附近区域发现至少70颗“自由漂浮”的行星


利用来自美国国家科学基金会NOIRLab的几个观测站的观测和档案数据,以及来自世界各地和轨道上的望远镜的观测数据,天文学家们在银河系的一个附近区域发现了至少70颗新的“自由漂浮”行星--这些行星在没有母星的情况下在太空“游荡”。这是单一群体中发现的此类行星的最大样本,它几乎是整个天空中已知数量的两倍。

研究人员在银河系的一个附近区域发现了这群自由漂浮的行星--不围绕恒星运行的行星--被称为上天蝎座OB星协。通过检查20多年的观测数据,天文学家们至少发现了70颗,甚至多达170颗这些木星大小的行星。第一批自由漂浮的行星是在20世纪90年代发现的,但是最新的发现使已知的总数几乎翻了一番。为了找到这些行星,该研究的第一作者,法国波尔多大学波尔多天体物理实验室的Núria Miret-Roig和一个天文学家团队,使用了来自一些大型天文台的观测和档案数据,包括来自美国国家科学基金会NOIRLab的设施、欧洲南方天文台的望远镜、加拿大-法国-夏威夷望远镜和斯巴鲁望远镜,在20年的观测中共有8万张宽场图像。

波尔多天体物理实验室的天文学家,也是这项研究的项目负责人Hervé Bouy说,如果不能利用NOIRLab的天体数据档案和在社区科学和数据中心(CSDC)运作的天体数据实验室科学平台,发现这么多自由漂浮行星是不可能的。这些数据包括来自亚利桑那州基特峰国家天文台(KPNO)的NEWFIRM极宽视场红外成像仪的247张图像,来自同一NEWFIRM仪器在搬迁到智利Cerro Tololo美洲天文台(CTIO)后的1348张图像,来自以前在CTIO的Víctor M. Blanco 4米望远镜上运行的红外侧口成像仪的2214张图像,以及来自暗能量相机的3744张图像。“NOIRLab天体数据档案中的宝库对这项研究至关重要,”Bouy说。“我们需要在光学和近红外方面的非常深入和广域的图像,跨越一个很长的时间基线。因此,暗能量相机和NEWFIRM对我们的项目非常有吸引力,因为它们是世界上最敏感的宽场相机之一。”作为世界上最高性能的宽场CCD成像仪之一,暗能量相机是为美国能源部(DOE)资助的暗能量调查而设计的。它在DOE的费米实验室建造和测试,并在2013年至2019年间由DOE和美国国家科学基金会(NSF)运营。目前,暗能量相机被用于涵盖巨大科学范围的项目。对暗能量调查数据的分析得到了美国能源部和国家科学基金会的支持。

“这个项目说明了提供来自不同望远镜的档案数据的难以置信的重要性,不仅仅是在整个美国,而是在全世界,”美国国家科学基金会NOIRLab的项目官员Chris Davis说。“这是NOIRLab,特别是CSDC多年来一直在努力促成的事情,并在NSF的支持下继续这样做。”这些自由漂浮的行星位于上天蝎座OB星协中,该星协距离地球420光年。这个区域包含了许多最有名的星云,包括蛇夫星云、烟斗星云、巴纳德 68分子云和煤袋星云。自由漂浮的行星大多是通过微透镜观测发现的,在这种观测中,天文学家观察系外行星和背景恒星之间短暂的偶然对接。然而,微光事件只发生一次,这意味着后续观测是不可能的。这些新行星是用一种不同的方法发现的。这些行星潜伏在远离任何恒星照耀的地方,通常情况下是无法成像的。然而,Miret-Roig和她的团队利用了这样一个事实:在它们形成后的几百万年里,这些行星仍然热得发亮,使它们可以被大型望远镜上的敏感相机直接探测到。Miret-Roig的团队利用这8万次观测来测量该星协所有成员在广泛的光学和近红外波长范围内的光线,并将其与测量它们在天空中的运动方式相结合。“我们测量了大面积天空中数千万个来源的微小运动、颜色和亮度,”Miret-Roig解释说。“这些测量结果使我们能够安全地识别这个区域中最微弱的天体。”这一发现也为自由漂浮行星的起源提供了启示。一些科学家认为,这些行星可能是由太小的气体云坍缩形成的,从而导致恒星的形成,或者它们可能是从其母星系统中被“踢出来”的。但是哪一种是实际的机制仍然是未知的。抛射模型表明,可能有更多的自由漂浮的行星,它们的大小与地球一样。Miret-Roig说:“自由漂浮的木星质量的行星是最难被弹出的,这意味着甚至可能有更多自由漂浮的地球质量的行星在银河系中游荡。”研究人员预计薇拉·鲁宾天文台开始科学运作时,可以发现更多的自由漂浮行星。
04

科学家发布了迄今最大的引力波事件目录


包括宾夕法尼亚州立大学研究人员在内的一个国际合作组织发布了迄今为止最大的引力波事件目录。引力波是作为巨大的天文事件的余震产生的空间时间涟漪,如两个黑洞的碰撞。

通过利用一个全球探测器网络,研究小组确定了35个引力波事件,这使得自2015年开始探测工作以来观察到的事件总数达到90个。新的引力波事件是在2019年11月至2020年3月期间使用三个国际探测器观测的。位于美国路易斯安那州和华盛顿州的两个高级激光干涉仪引力波天文台(LIGO)探测器和意大利的Advanced Virgo探测器。来自这三个探测器的数据被来自LIGO科学合作组织、Virgo合作组织和KAGRA合作组织的科学家团队仔细分析。来自LIGO第三次观测运行后半段的新事件目录在一篇新论文中得到了描述。宾夕法尼亚州立大学博士后研究员、LIGO合作组织成员Debnandini Mukherjee说道:“在LIGO和Virgo的第三次观测运行中,我们已经开始探测更难以捉摸的引力波事件类型。这包括重质量黑洞、更极端的质量比双星及以更高的置信度探测到的中子星-黑洞凝聚。我们正处于一个令人兴奋的时代,这种观察已经开始质疑传统上已知的天体物理学并开始为更清楚地了解这种天体的形成做出贡献。”新的探测结果在探测到的35个事件中,有32个最有可能是黑洞合并--两个黑洞相互旋转并最终结合在一起,这一事件会发射出一阵引力波。参与这些合并的黑洞有一系列的大小,其中质量最大的黑洞约是我们太阳质量的90倍。由这些合并形成的几个黑洞的质量超过了太阳的100倍,它们被归类为中等质量黑洞。这标志着首次观察到这种类型的黑洞,而天体物理学家早就提出了这种理论。在35个事件中,有2个可能是中子星跟黑洞的合并--这是一种更为罕见的事件类型,而且是在LIGO和Virgo的最近一次观测中首次发现的。这些新探测到的合并中的一个似乎显示了一个质量约为太阳33倍的大质量黑洞跟一个质量约为太阳1.17倍的低质量中子星相撞。这是迄今为止利用引力波或电磁观测所探测到的最低质量的中子星之一。黑洞和中子星的质量是大质量恒星如何生存并最终在超新星爆炸中死亡的关键线索。宾夕法尼亚州立大学毕业生、宾夕法尼亚州立大学LIGO小组成员Becca Ewing说道:“在这次目录的最新更新中,我们终于能观察到黑洞跟中子星的合并,这在以前的任何一次观测中都没有发现。每一次新的观测运行,我们都会发现具有新的和不同性质的信号并扩大我们对这些系统的外观和行为的理解。通过这种方式,我们可以通过每一次新的观测开始越来越多地改善我们对宇宙的理解。”

最后的引力波事件则来自质量约为太阳24倍的黑洞跟质量约为太阳2.8倍的极轻黑洞或极重中子星的合并。研究小组推断它最有可能是一个黑洞,但不能完全确定。2019年8月,LIGO和Virgo发现了一个类似的含糊不清的事件。这个较轻天体的质量令人费解,因为科学家预计,中子星在坍缩形成黑洞之前的最大质量约是我们太阳质量的2.5倍。然而在电磁观测中没有发现质量低于约5个太阳质量的黑洞。这导致科学家们推断,在这个范围内,恒星不会坍缩成黑洞。新的引力波观测结果表明,这些理论可能需要被修正。重要的进展自2015年首次探测到引力波以来,探测到的数量以迅雷不及掩耳之势上升。在短短几年内,引力波科学家从第一次观察到宇宙结构中的这些振动到现在每个月都能观察到许多事件,甚至在同一天有多个事件。在这第三次观测期间,引力波探测器达到了有史以来的最佳性能,这要归功于为提高这些先驱性仪器的性能而进行的不断升级和维护计划。随着引力波探测率的提高,科学家们也改进了他们的分析技术从而确保结果的高度准确性。不断增长的观测目录将使天体物理学家能以前所未有的精度研究黑洞和中子星的特性。在最近这次运行中的另一个重大进展中,在最初的引力波探测的几分钟内,天文学家向世界各地的其他观测站和探测器发出了呼吁。这个由中微子探测器和电磁观测站组成的网络将注意力集中在波所来自的天空区域,以此对识别源事件展开尝试。而产生引力波的宇宙事件还可以产生中微子和电磁辐射,如果被探测到,则可以提供有关该宇宙事件的额外信息。然而新宣布的引力波都没有报告的对应物。宾夕法尼亚州立大学助理研究员、LIGO合作项目成员Bryce Cousins表示:“跟其他观测站快速沟通对于检测对应物并为多信使天文学作出贡献至关重要。通过多信号研究一个宇宙事件,我们不仅可以了解黑洞和中子星的具体属性,还可以研究更广泛的天体物理学领域如恒星演化和宇宙的膨胀。在这次观测运行中建立的警报系统和观测站网络对于探测我们在未来的观测运行中更好地理解这些主题所需要的对应物来说至关重要。”在预计于明年夏天开始的下一次全面观测中,日本的KAGRA观测站也将加入搜索。KAGRA位于一座山的深处,在2020年成功完成了第一次观测运行,但还没有加入LIGO和Virgo的联合观测。有了更多的探测器,潜在的事件就可以被更准确地定位。“KAGRA加入探测器网络可以为提高引力波候选源的天空定位区域做出贡献,约是2倍,然后这可以有利于对对应物的探测,因为知道源在天空中的精确位置对望远镜进行观测至关重要,”宾夕法尼亚州立大学的研究生和LIGO合作成员Shio Sakon说道,“随着探测管道的发展,LIGO和VIRGO的升级以及KAGRA对探测器网络的参与,我们预计将比以往更频繁地探测和分析引力波候选事件,而发出高质量的低延迟公共警报将对多信使天文学的发展至关重要。”
05

天文学家首次观测到白矮星亮度突然彻底地“开启和关闭”


天文学家利用一颗行星猎取卫星首次看到了白矮星亮度突然开启和关闭。由英国达勒姆大学领导的研究人员利用美国宇航局的凌日系外行星探测卫星(TESS)来观察这一独特现象。


白矮星是大多数恒星在燃烧掉自身氢燃料之后所变成的。它们大约有地球那么大,但质量更接近于太阳的质量。该小组观察到的白矮星是已知的,它正在从一颗轨道上的伴星中吸积,或进食。在新的观测中,天文学家看到它在30分钟内失去了亮度,这个过程以前只在吸积白矮星中发生过几天到几个月的时间。


一个吸积白矮星的亮度受到它所吸食的周围物质数量影响,所以研究人员说有什么东西干扰了它的食物供应。他们希望这一发现将帮助他们更多地了解吸积背后的物理学。黑洞、白矮星和中子星这样的物体吸食来自邻近恒星的周围物质。这些发现发表在《自然天文学》杂志上。


研究小组在白矮星双星系统TW Pictoris中观察到了这一现象,该系统距离地球约1400光年。TW Pictoris由一个白矮星组成,它从周围的吸积盘中获得食物,吸积盘的燃料是来自其较小伴星的氢气和氦气。随着白矮星的进食或吸积,它变得更加明亮。利用TESS提供的精确观测细节,研究团队看到了在如此短的时间尺度内,在吸积白矮星中从未见过的亮度突然下降和上升。因为从伴星流入白矮星吸积盘的物质是相对恒定的,它不应该在如此短的时间内对其亮度产生巨大的影响。相反,研究人员认为他们所见证的可能是白矮星表面磁场的重新分配。在"开"模式中,当亮度较高时,白矮星像往常一样从吸积盘上取食。突然间,该系统突然变成"关闭",其亮度骤降。研究人员说,当这种情况发生时,磁场的旋转速度如此之快,以至于一个离心屏障阻止了吸积盘中的燃料不断落到白矮星上。
06

NASA认为月球很快将拥有自己的互联网


自从宇航员最后一次作为阿波罗计划一部分踏上月球以来,已经过去了近50年。从那时起,无人探测器对太空探索经历了令人难以置信的技术发展和科学突破。最后,人类将在2024年作为NASA阿特米斯计划一部分返回月球表面。然而,在NASA开始将人们运送到我们的天然卫星之前,它必须在那里建立一个网络。这将超越地球的低轨道,以一种互联网连接的方式将太空与地球相连。NASA这种网络称之为LunaNet(月球网)。


这是1个庞大的网络,旨在为月球任务提供连接和服务。类似互联网架构的建议最初是在2019年提出的,准备为月球周围小型卫星群提供通信和导航解决方案。专家们聚集在一起发展这个概念,现在NASA团队已经在努力工作,将月球网转变为一个现实。这个"月球互联网"的主干是延迟/中断容忍网络(DTN)。DTN将确保数据通过网络并到达目的地,即使它遇到了可能的信号中断。


宇航员将能够通过许多节点使用月球网,并以我们在地球上使用Wi-Fi的同样方式与月球上和周围的工作人员进行交流。此外,使用该网络的任务将能够获得位置和时间信号,使宇航员和漫游车能够在崎岖的月球地形上航行并返回其基地。月球网还将使用空间气象仪器来识别潜在的危险的太阳活动,如从太阳爆发的耀斑,并向宇航员发出恶劣辐射的直接提醒。这些警告将与我们在遇到危险天气时在手机上收到的警告相媲美。该架构的能力还将包括月球搜索和救援能力。LunaNet科学服务将允许节点使用其无线电和红外光通信链路进行测量,以帮助地球上的研究人员更好地了解月球。例如,这些节点可以允许对我们的卫星进行基线观测,以深入分析月球环境。研究人员还可以使用月球网的天线来窥视深空,搜索来自遥远天体的无线电信号。总的来说,该架构的能力将为科学家提供一个新的平台来测试空间理论,使他们能够扩展他们的科学知识。
07

第25个太阳活动周期已经到来 意味着将有更多机会看到极光


第25个太阳活动周期正在进行中,这意味着有更多的机会看到极光--更常见的是北极光和南极光。近年来最好的机会之一发生在2021年10月11日至12日。

在2021年10月12日的凌晨,NOAA-NASA的Suomi NPP卫星上的可见光红外成像辐射仪套件(VIIRS)获取了北半球周围的极光,或北极光的图像。上面的场景是几个卫星通道的拼接图,显示了北美洲东部、北大西洋和格陵兰岛的极光。夜间的卫星图像是用VIIRS"日夜波段"获取的,它探测从绿色到近红外的一系列波长的光,并使用过滤技术来观察诸如气辉、极光、城市灯光和反射月光等信号。同一天晚上,宇航员Shane Kimbrough从他所在的国际空间站上拍摄到了极光(如下图)。这个夜晚为中纬度地区的观众带来了几年来第一次持续、广泛地看到北极光的机会。许多摄影师和极光追逐者在当晚拍摄了照片,其中一些照片被分享给Aurorasaurus公民科学项目。

传统上,一个太阳活动周期是由太阳黑子数量的上升和下降来衡量的,但它也与太阳耀斑、日冕物质抛射(CME)、无线电发射和其他形式的空间天气的增加相吻合。这些来自太阳大气层的磁化等离子体和高能波的爆发,给地球磁层中的气体和粒子带来了能量,并使它们在大气层上部的彩色灯光显示中骤然下降。科学家们预测,太阳活动的下一个高峰(太阳极大期)将在2025年中期达到。根据NOAA空间天气预测中心的数据,太阳在2021年10月9日爆发了太阳耀斑和CME,风暴在10月11日晚间抵达地球。地磁暴活动达到G2(在G1到G5的范围之间)。这很可能是新太阳周期的第一个正面的CME撞击。美国宇航局的日地关系观测站(STEREO-A)和太阳动力学观测站捕获了耀斑和CME的图像。
08

物理学家提出保护地球免遭宇宙岩石撞击的新方法


2013年2月,世界各地的天空观察者将他们的注意力转向2012 DA14小行星,这颗直径约150英尺(50米)的宇宙岩石将比为我们带来卫星电视的航天器更接近地球。当他们为这个几十年一遇的事件做准备时,他们没有意识到另一个天体碎片正在以更直接的方向向地球飞来。2013年2月15日,车里雅宾斯克流星,一颗直径约为62英尺(19米)的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克市上空爆炸,它以一个浅浅的角度进入地球大气。该次爆炸震碎了窗户、损坏了建筑物,近两千人受伤,不过幸好没有人死亡。加州大学圣巴巴拉分校物理学教授Philip Lubin表示:“事实证明,那天有两颗完全独立的小行星要经过,其中一颗我们知道会错过地球。另一颗,我们甚至不知道它的到来。”据悉,Lubin是期待2012 DA14近地交会的众多科学家之一。对于Lubin和像他一样的科学家来说,像这样的事件强调了强大的行星防御的重要性--探测、跟踪、定性和最终防御潜在的危险小行星和彗星。像车里雅宾斯克这样威胁城市的事件是罕见的,约每50到100年发生一次,但它们有可能是毁灭性的。这些事件中最近的一次是通古斯卡事件,1908年在西伯利亚东部上空发生的空爆摧毁了数百平方英里的森林。更少见的,但仍有可能发生的,是威胁到大规模灭绝的物体,如约6600万年前消灭了恐龙的希克苏鲁伯陨石撞击,或更近的(12800年前)空爆造成广泛的燃烧和被称为年轻干旱期的“撞击冬季”的开始。然而,我们不能排除更大的天体在不久的将来不舒服地接近地球的可能性。Apophis的直径为1214英尺(370米),将在2029年4月13日星期五近距离通过,而Bennu的直径为1608英尺(490米)预计将在2036年进行一次类似的通过。尽管预计它们不会撞击地球,但即使它们的轨道发生相对较小的变化,也可能导致它们进入被称为“钥匙孔”的引力袋,从而将它们置于更直接的轨道上朝向地球。

Lubin说道:“如果它穿过引力钥匙孔,它一般会在下一轮撞击地球。”行星防御的战略已经从研究更好的方法来了解威胁发展到努力偏转潜在的危险并改变它们的轨道。在提交给《Advances in Space Research》的两篇关于终端行星防御的论文中以及发表在《Scientific American》上的一篇评论文章中,Lubin和合作研究者Alexander Cohen提出了一种更加积极主动的方法来处理危险的地外空间碎片。该项目被称为Pulverize It,简称PI。为不可避免的事情做准备--做还是不做?“虽然我们经常说生活中除了死亡和税收没有什么是确定的,但我们当然也可以把人类的灭绝加入到这个名单中,”Lubin说道,“有一颗大型小行星或彗星潜伏在我们的太阳系中,上面写着‘地球’。我们只是不知道它在哪里,也不知道它将在什么时候撞击。”在过去的113年中,地球曾被两颗大型小行星击中,如果它们在大城市上空撞击,可能会威胁到数百万人的生命。然而人类是幸运的。研究人员表示,鉴于这种非常真实的威胁,现在是认真规划和执行行星防御计划的时候了。PI允许使用一种合理、具有成本效益的方法来实现最终的环境保护计划。分而治之PI战略的关键是部署一个穿透棒阵列,它可能被装满炸药然后铺设在小行星的路径上,进而通过“切片和切块”威胁性物体。穿透棒--直径约4-12英寸(10-30厘米),长6-10英尺--在小行星或彗星核以极快的速度撞向它们时将其击碎。至关重要的是,研究人员表示,该策略不是让物体偏转,而是让地球承受撞击,但首先将小行星分解成更小的碎片--通常有房子那么大--并让这些碎片进入地球的大气。然后,大气层可以吸收能量并进一步将房子大小的碎片汽化成不会撞击地面的小碎片。由于最初的小行星现在是作为一个大的、分布的小碎片云进入大气层的,它们在空间和时间上分布了撞击的能量,这使得每个碎片产生的爆炸波失去了关联性。这极大地减少了威胁,从灾难性的到更多的“烟花表演”并配有灯光和声音。Cohen表示:“如果你能把危险的大事件减少为一堆无害的小事件,你最终就减轻了威胁。这种方法的独特之处在于,你可以有令人难以置信的短的反应时间。像小行星偏转方法这样的其他技术所存在的一个问题是,它们的反应时间受到严重限制。换言之,它们依赖于在小行星接近地球之前很久,让资产将威胁全部偏转出去。”相反,PI的“切片和切块”方法在小行星或彗星接近地球时对其进行拦截并可由今天已经存在的运载火箭部署,像SpaceX的猎鹰9号和NASA的SLS(后者用于较大目标)。根据物理学家的计算,像车里雅宾斯克流星这样较小的目标可以在撞击前几分钟使用类似于洲际弹道导弹拦截器的更小的发射器进行拦截,而像Apophis这样构成更严重威胁的目标可以在撞击前10天就被拦截。研究人员表示,这么短的缓解时间是完全没有先例的。良好的进攻是最好的防御研究人员指出,该计划的另一部分是考虑采取积极主动的方法来保护我们的星球。Lubin说道:“就像我们接种疫苗以预防未来的疾病一样,正如我们现在痛苦地意识到的那样,我们可以通过使用穿透器阵列像疫苗注射的针头一样给地球接种疫苗来防止未来出现灾难性的生命损失。”在这种方法中,同样的系统可以用来主动消除像Apophis和Bennus这样的威胁性天体以保护子孙后代。“人们没有很好地认识到,像SApophis和Bennus小行星这样的大型威胁性天体是极其严重的。如果它们击中,它们中的每一个在撞击时的能量都相当于地球上所有的核武器的总和。想象一下,地球上所有的核武库在几秒钟内被引爆。有了PI,我们可以防止这种情况的发生,”Lubin继续说道。据Lubin和Cohen介绍称,这种新方法可以让行星防御变得相当可行并将允许为一个强大的行星防御系统提供一个合理的路线图。Lubin表示:“超乎寻常的快速反应是可能的。我们没有看到任何技术上的障碍。它跟当前一代运载火箭和其他即将推出的运载火箭有协同作用。此外,Lubin补充称,这种方法将跟未来的月球行动产生巨大的协同作用,月球可能作为一个行动的前沿基地。人类最终可以控制自己的命运并防止未来的大规模灭绝,就像以前地球上不屑于行星防御的住户--恐龙那样。”
09

研究发现太阳系原行星盘中存有一个神秘空隙


宇宙边界,或许是由年轻的木星或新兴的风造成,它很可能塑造了新生行星的组成。在早期的太阳系中,一个由尘埃和气体组成的“原行星盘”围绕着太阳旋转并最终凝聚成我们今天所知的行星。

麻省理工学院(MIT)和其他地方的科学家对古代陨石的一项新分析表明,约在45.67亿年前,在小行星带今日所处的位置附近,这个圆盘中存在着一个神秘缺口。该团队成果于2021年10月15日发表在《Science Advances》上,为这个缺口提供了直接证据。“在过去的十年里,观察结果表明,空洞、空隙和环在其他年轻恒星周围的盘中非常常见,”麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)EAPS的行星科学教授Benjamin Weiss说道,“这些都是气体和尘埃转变为年轻太阳和行星的物理过程的重要但不为人知的标志。”同样,在我们自己的太阳系中出现这种缺口的原因仍是一个谜。一种可能性是,木星可能是一种影响。当这个气体巨头成形时,它巨大的引力可能将气体和尘埃推向外围并在发展中的圆盘上留下了一个缺口。另一种解释可能跟从圆盘表面出现的风有关。早期的行星系统受强磁场的支配。当这些磁场跟旋转的气体和尘埃盘相互作用时,它们可以产生强大的风,这足以将物质吹出去并在盘中留下一个缺口。无论其起源如何,早期太阳系中的缝隙很可能是一个宇宙边界,使其两侧的物质无法相互作用。这种物理分离可能塑造了太阳系行星的组成。像在缝隙的内侧,气体和尘埃凝聚成陆地行星--包括地球和火星,而被归入缝隙较远一侧的气体和尘埃则在较冷的地区形成,像木星及其邻近的气体巨行星。“穿越这个缺口相当困难,一颗行星需要大量的外部扭矩和动力,”论文的主要作者和EAPS的研究生Cauê Borlina说道,“因此,这提供了证据,它表明我们的行星的形成被限制在早期太阳系的特定区域。”Weiss和Borlina的共同作者包括MIT的Eduardo Lima、Nilanjan Chatterjee和Elias Mansbach、牛津大学的James Bryson以及清华大学的Xue-Ning Bai。空间的分裂在过去的十年时间里,科学家们观察到了进入地球的陨石成分中的一种奇怪的分裂。这些太空岩石最初在太阳系形成的不同时间和地点形成。那些已经被分析过的陨石表现出两种同位素组合中的一种。很少有陨石被发现同时表现出两种同位素--一个被称为“同位素二分法”的难题。科学家们提出,这种二分法可能是早期太阳系圆盘中的一个缺口造成,但这种缺口还没有得到直接证实。Weiss的研究小组则通过对陨石的分析希望以此找到古代磁场的迹象。当一个年轻的行星系统成形时,它携带着一个磁场,其强度和方向可以根据不断演变的盘内的各种过程而改变。当古代尘埃聚集成被称为软骨颗粒的时候,软骨颗粒内的电子跟它们形成的磁场相一致。软骨颗粒可以比人类头发的直径还要小,并且在今天的陨石中被发现。Weiss的小组专门测量软骨颗粒从而确定它们最初形成的古代磁场。在以往的工作中,该小组分析了两个同位素组的陨石中的一个样本--被称为非碳质陨石。这些岩石被认为起源于一个“容器”或早期太阳系中相对靠近太阳的区域。Weiss的研究小组之前在这个靠近太阳的区域的样本中发现了古代磁场。陨石的错配研究人员在他们的新研究中想知道磁场是否会在第二组同位素的“碳质”陨石中出现,从它们的同位素组成来看,它们被认为起源于太阳系的更远处。他们分析了在南极洲发现的两块碳质陨石的软骨颗粒,每块的尺寸约为100微米。通过使用超导量子干涉装置即SQUID--Weiss实验室里的一台高精度显微镜,研究小组确定了每个软骨颗粒的原始、古代磁场。令人惊讶的是,他们发现它们的磁场强度比他们之前测量的更接近非碳质陨石的磁场强度要强。由于年轻的行星系统正在形成,科学家们预计,磁场的强度应该随着跟太阳的距离而衰减。相比之下,Borlina和他的同事们发现远处的软骨矿有一个更强的磁场,约是100微特斯拉,而在较近的软骨矿中,磁场是50微特斯拉。作为参考,今天地球的磁场约为50微特斯拉。一个行星系统的磁场是衡量其吸积率的一个标准,或是说它能在一段时间内把气体和尘埃吸到其中心的数量。根据碳质软骨柱的磁场,太阳系的外部区域一定比内部区域增加了很多质量。通过使用模型模拟各种情况,研究小组得出结论--对吸积率不匹配的最可能的解释是在内部和外部区域之间存在一个缺口,这可能减少了从外部区域流向太阳的气体和灰尘的数量。Borlina说道:“间隙在原行星系统中非常常见,我们现在(研究)表明在我们自己的太阳系中也有一个。这给出了我们在陨石中看到的这种奇怪的二分法的答案,并还提供了差距影响行星组成的证据。”
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新研究发现金星从未拥有过海洋和生命所需的条件


金星可以被看作是地球的邪恶双胞胎。乍一看,它的质量和大小跟我们的母星相当,其同样主要由岩石材料组成,拥有一些水和大气。然而仔细观察就会发现,它们之间存在着惊人的差异。金星厚厚的二氧化碳大气层、极端的表面温度和压力以及硫酸云,这些则跟地球上的生命所需的条件形成了鲜明的对比。然而情况可能并不总是这样的。

以往的研究表明,金星在过去可能是一个更加好客的地方,它有自己的液态水海洋。由日内瓦大学(UNIGE)和瑞士PlanetS国家研究中心(NCCR)领导的一个天体物理学家小组研究了金星是否拥有过更温和的时期。发表在《自然》上的研究结果表明,情况并非如此。

金星最近已经成为天体物理学家的一个重要研究课题。ESA和NASA今年已经决定在未来十年向这颗离太阳第二近的行星展开不少于三次太空探索任务。这些任务旨在回答的关键问题之一是金星是否曾经拥有早期海洋。由UNIGE理学院天文学系研究员、NCCR PlanetS成员Martin Turbet领导的天体物理学家试图用地球上的工具来回答这个问题。“我们模拟了地球和金星演化初期的气候,即40多亿年前,当时行星的表面仍是熔融的”Martin Turbet介绍道,“相关的高温意味着任何水都会以蒸汽的形式存在,就像在一个巨大的压力锅中。”通过使用复杂的三维大气模型,类似于科学家用来模拟地球当前气候和未来演变的模型,该团队研究了这两颗行星的大气将如何随时间演变以及海洋是否会在这个过程中形成。Martin Turbet指出:“由于我们的模拟,我们能够表明,气候条件不允许水蒸气在金星的大气中凝结。这意味着温度从来没有低到足以让其大气层中的水形成可以落在其表面的雨滴。相反,水仍是大气中的一种气体,海洋从未形成。而造成这种情况的主要原因之一是优先在地球的夜间一侧形成的云层。这些云层造成了非常强大的温室效应,阻止了金星像以前认为的那样迅速冷却。”产生严重后果的微小差异令人惊讶的是,天体物理学家的模拟结果还显示,地球可能很容易遭受跟金星相同的命运。如果地球离太阳再近一点或太阳在“年轻时”像现在一样闪耀,我们的地球家园今天就会看起来非常不同。很可能是年轻太阳相对较弱的辐射使地球冷却到足以凝结形成我们海洋的水。研究论文的共同作者Emeline Bolmont表示:“这完全颠覆了我们对长期以来被称为‘微弱年轻太阳悖论’的看法。它一直被认为是地球上出现生命的一个主要障碍!” 当时的论点是,如果太阳的辐射比今天弱得多,它就会把地球变成一个对生命充满敌意的冰球。但事实证明,对于年轻的、非常热的地球来说,这个弱的太阳实际上可能是一个不希望出现的机会。”“我们的结果是基于理论模型的,是回答金星历史问题的一个重要基石,但我们将不能在我们的计算机上对这个问题作出明确的裁决。未来三个金星空间任务的观测对于确认--或反驳--我们的工作至关重要,”研究报告的共同作者、UNIGE天文学系教授、NCCR PlanetS成员David Ehrenreich说道。
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科学家正在跟踪几颗不会对地球构成真正威胁的近地小行星


美国宇航局(NASA)和世界各地的其他空间机构为发现和追踪所有近地小行星付出了相当大的努力。“近地”这个名字让很多人觉得这些小行星离我们的星球非常近,但它们通常在数百万英里之外。虽然这在宇宙范围内很近,但通常情况下,近地小行星对我们的星球没有构成真正的威胁。

在科学家近期所追踪的近地轨道小行星中,小行星2021 TJ15最接近地球,它在238854英里的距离上飞过地球。这与月球轨道离地球的距离相同。这颗小行星相对较小,直径在18至42英尺(约5.5米至12.8米)之间。另一颗小行星被称为小行星2004 UE,估计其直径可达1246英尺(约380米)。它的大小与帝国大厦相当。那颗小行星将在11月13日最接近地球,距离约为260万英里。260万英里相当于月球与地球距离的11倍多。小行星2004 UE被认为是中等大小。大多数被认为是近地的小行星是小型或中型的,大小从大约984英尺到1968英尺(约300米至600米)不等。被认为是大型的近地小行星的大小可以达到3280英尺(约1000米)或更大。追踪近地小行星的科学家指出,在我们星球附近的大型小行星相对较少。最大的近地小行星的直径约为10公里,但只有一两个这样大小的小行星存在。一些大型小行星在过去曾撞击过地球,例如导致了恐龙灭绝的小行星。在过去20年追踪近地小行星的过程中,只有四颗在太空中被观察到、然后进入地球大气层的小行星被追踪到。在那些情况下,科学家们能够准确地预测陨石撞击的位置,并且团队能够出去收集它们。
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科学家揭开超短周期系外行星的命运之谜


过去几十年进行的 "系外行星搜寻",即寻找围绕太阳以外恒星运行的行星,已经确认发现了属于3247个行星系统的4715颗系外行星,还有大约5900颗行星正在等待确认。令人震惊的是,我们太阳系的结构似乎与银河系附近其他系统中发现的配置非常不同。例如,已经发现的大质量木星类行星中,有相当高的比例在非常接近恒星的区域运行,这与行星形成模型所显示的情况相反,模型认为巨行星应该在原行星盘的最外围区域形成。值得注意的是,这类行星明显过多的现象与观测偏差有关,用于探测系外行星的设备灵敏度是有限的,目前它们只是能够比较容易地识别巨大的系外行星。


也就是说,大行星(质量和大小)的轨道非常接近其恒星。这些特征保证了当行星从恒星前面穿过时,它们会覆盖恒星盘的一大片区域,此外还能给恒星带来良好的引力,我们可以通过测量恒星的径向速度来检测这些巨大行星的存在。无论如何,这提出了重要的问题,即这些架构是如何形成的,以及这些轨道周期很短的系外行星命运将是什么。发表在著名的《皇家天文学会月刊》(MNRAS)上一项研究,研究了这些异常行星中被称为"超短周期行星"(USP)的一个子类别。这些行星以短于一个地球日的时间在近乎圆形的轨道上围绕它们的恒星运行,并且可能被潮汐锁定,即在它们的整个轨道上始终向恒星显示同一个面,就像我们的月球相对于地球一样。到目前为止进行的研究表明,潮汐锁定可以大大地或根本地改变行星系统的结构和可能的命运。研究对系外行星迁移的速度进行建模,提供了更好的预测模型来了解这些系外行星的命运。这样的模型考虑到与恒星和行星有关的几种效应,并且对其中一些系外行星进行了几十年的监测,对其轨道周期的变化进行测量。这项工作预测了两颗巨大的USP系外行星WASP 19b和NGTS 10b的凌日周期逐渐变化,这两颗行星每20小时左右围绕恒星运行一次。这些周期表明它们离恒星非常近,因此它们的表面温度极高。这项工作的模型预测前者轨道迁移率较高,后者的迁移率较低。这些预测可以在未来十年内得到证实。
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遥远的星系向我们展示了太阳系的未来


我们的太阳将在遥远的未来耗尽燃料,在经历了红巨星阶段后成为一颗白矮星。夏威夷W.M. Keck天文台的天文学家发现了一个遥远的行星系统,它与我们太阳系的未来命运相似。该恒星系统有一个类似木星的气体巨行星,与恒星的距离与木星相似。

那个类似木星的气体巨头围绕着靠近银河系中心的一颗白矮星运行。天文学家说,这一发现证实了在离其宿主恒星足够远的距离上运行的行星能够在恒星的死亡膨胀中存活下来。科学家将新发现的太阳系描述为与我们自己的太阳系相类似,它的发现表明木星和土星可能在太阳的红巨星阶段幸存下来。研究报告的共同作者大卫-班尼特说,由于地球比木星更接近太阳,它没有机会存活。然而,他认为如果人类在地球被摧毁之前搬到木星或土星的一个卫星上,我们就会留在围绕太阳的轨道上。然而,在那个遥远的未来,人类同样将无法长期依赖白矮星产生的热量。太阳是一颗主序星,当它的核燃料耗尽时,它最终会变成一颗白矮星。当恒星烧掉其核心中所有的氢时,它首先会膨胀成一个红巨星,这将摧毁绕着该恒星太近的行星。在红巨星阶段之后,这颗恒星会自我坍缩,成为一颗白矮星。白矮星是一个热而密集的核心,通常只有地球那么大,承载着一半的太阳质量。白矮星没有燃料,无法像太阳那样明亮地燃烧,因此它们很微弱,难以发现。凯克天文台的天文学家使用激光导引星自适应光学系统和天文台的近红外相机观察了目标太阳系。所发现的白矮星的质量大约是我们太阳的60%,而气态巨行星的质量大约比木星高40%。
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原始陨石中的恒星化石指向在太阳形成前就已死亡的古星


一些原始的陨石包含了太阳系最初的构件记录,包括在太阳形成之前死亡的古星中形成的晶粒。研究这些前太阳系颗粒的最大挑战之一是确定每颗颗粒来自哪种类型的恒星。

来自圣路易斯华盛顿大学文理学院物理学研究助理教授Nan Liu是《Astrophysical Journal Letters》上一项新研究的第一作者,该研究分析了一组不同的前太阳系晶粒,其目的是实现它们真正的恒星起源。Liu和她的团队使用了一个被称为NanoSIMS的先进质谱仪来测量一套元素的同位素,包括碳化硅(SiC)晶粒中的N和Mg-Al同位素。通过完善他们的分析方案及利用新一代的等离子体离子源,科学家们能以比以往研究更好的空间分辨率来观察他们的样品。

Liu说道:“前太阳系颗粒已经在陨石中嵌入了46亿年,并且有时在表面上涂有太阳物质。由于空间分辨率的提高,我们的团队能看到附着在颗粒表面的铝污染并通过在数据还原期间只包括来自颗粒核心的信号来获得真正的恒星特征。”科学家们使用离子束长时间溅射晶粒从而为他们的同位素分析暴露出干净的晶粒内部表面。研究人员发现,同一晶粒的N同位素比率在晶粒暴露于长时间的离子溅射后大大增加。对于恒星来说,同位素比率很少能被测量到,但C和N同位素是两个例外。这项研究中报告的前太阳系晶粒的新的C和N同位素数据,根据这些恒星观察到的同位素比率,直接将这些晶粒跟不同类型的碳星联系起来。“这项研究中获得的新的同位素数据对于像我这样的恒星物理学家和核天体物理学家来说是令人兴奋的,”这项研究的共同作者Maurizio Busso说道,“事实上,在过去的二十年里,前太阳系SiC晶粒的‘奇怪’N同位素比率一直是一个令人关注的来源。新数据解释了原先存在于前太阳系星尘粒中的东西和后来附着的东西之间的差异,这解决了社区中一个长期存在的难题。”据悉,这项研究还包括对放射性同位素铝-26(26Al)的重要探索,这是早期太阳系以及其他太阳系外年轻行星体演化过程中的一个重要热源。科学家们推断出在所有测量的晶粒中最初存在大量的26Al,正如目前的模型所预测的那样。这项研究确定了他们测量的晶粒的“母星”产生了多少26Al。Liu和她的合作者们得出结论,跟晶粒数据相比,恒星模型对26Al的预测至少高了2倍。另外,Liu还指出,数据跟模型的偏移可能指向相关核反应速率的不确定性并将促使核物理学家在未来追求对这些反应速率的更好测量。研究小组的结果将这个系列中的一些太阳系前晶粒跟不为人知的具有奇特化学成分的碳星联系起来。这些晶粒的同位素数据表明,在这种碳星中发生的H燃烧过程的温度高于预期。这些信息将帮助天体物理学家构建恒星模型以更好地了解这些恒星物体的演变。“随着我们更多地了解尘埃的来源,我们可以获得更多关于宇宙历史和其中各种恒星物体如何演变的知识,”Liu说道。
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天文学家探索宇宙射线对星系形成的影响


星系中年轻的大质量恒星将能量和动量注入星际介质,从而调节了恒星形成的触发和熄灭。来自星系核心的超大质量黑洞的反馈也起着同样重要的作用。例如,这些过程推动了在星系中观察到的大量气体外流。然而,包括它们如何工作以及不同反馈过程的相对作用在内的细节,天文学家们还都在积极争论之中。

特别是宇宙射线在超新星爆炸和恒星风(恒星形成的两个方面)形成的强烈冲击中被加速,并在星际介质中产生巨大的压力。它们在调节大多数恒星形成的密集分子云中的热平衡方面起着核心作用,并可能在调节恒星形成、驱动银河系风,甚至决定银河系间介质的特性方面发挥重要作用。天文学家认为,限制宇宙射线影响的一个关键属性是,它能够从产生宇宙射线的地点传播到星际介质和星盘之外,但目前学界对细节的理解并不十分清楚。CfA天文学家Vadim Semenov和两位合作者使用计算机模拟来探索宇宙射线传播的这种变化如何影响星系中的恒星形成,其动机是最近对来自附近宇宙射线源(包括星团和超新星遗迹)的伽玛射线发射的观测。这些观测结果探测了宇宙射线的传播,因为相当一部分的伽马射线发射被认为是在宇宙射线与星际气体相互作用时产生的。观测到的伽马射线通量表明,宇宙射线在这些源头附近的传播可以被局部抑制一个重要的因素,最高可达数个数量级。理论工作表明,这种抑制可以由宇宙射线与磁场和湍流的非线性相互作用造成。科学家们利用模拟来探测抑制宇宙射线在源头附近传输的影响。他们发现,抑制会导致局部压力积聚,并产生强大的压力梯度,阻止了制造新恒星的大规模分子气体团块的形成,从质量上改变了恒星形成的全球分布,特别是在容易形成团块的大规模、气体丰富的星系。他们的结论是,这种宇宙射线效应调节着星系盘结构的发展,是对活跃在塑造星系的其他过程的重要补充。
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2022年1月不可错过的观星亮点:象限仪座流星雨和火星升起


一月份会有什么活动?新年,新月;午夜流星;火星升起。1月以2日的新月开始。这意味着这个月的第一周非常适合观星,因为新月前后的几天是最黑暗的。整周晚上8点或9点左右到外面去,向南看,会被冬圈的所有明亮的星星以及昴宿星团和猎户座弄得眼花缭乱。

象限仪座流星雨在1月2日晚上和3日早上(美国时间)达到高峰。这往往是一年中较好的流星雨之一并经常会产生一些被称为火球的明亮流星。今年的峰值跟新月重合,只要天空晴朗就会有很好的观赏条件。大家应该可以在前后的几个晚上看到一些流星。为了获得最佳的象限仪座流星雨观测效果,找到一个黑暗的地方,远离明亮的城市灯光,然后将你的脚大致指向东北方向,然后抬头看。这些流星似乎是从牧夫座(Boötes)星座放射出来的,其中包括明亮的大角星(Arcturus)。一般来说,当牧夫座升到你当地的地平线之上,最好的观赏时间是在午夜之。象限仪的来源被认为是小行星2003 EH1,它实际上可能是一颗灭绝的彗星。因此,在1月3日午夜之后,可以捕捉几颗流星来开始你的新一年。

最后,在黄昏和黎明有几个亮点。1月5日,在日落之后向西南方看去会发现新月跟灿烂的木星紧密结合在一起。两者相距仅约4度,通过大多数双筒望远镜应该能看到它们在一起。

然后在月底,1月29日,如果碰巧起得早可以看到月亮靠近红色星球。在东南方向的天空中,加入这对组合的将会是金星。在上个月离开晚间天空之后,金星现在作为“晨星”在太阳面前升起。现在,火星在过去几个月里经过太阳的背后之后正慢慢回到人们的视野中。事实上,NASA每两年都会在火星上停止跟航天器的通讯约2周时间,这个时候,火星正在跟太阳处于正对状态。这一事件被称为太阳会合,早在10月就有发生。

在接下来的几个月里,火星将继续变亮并爬升到更高的位置,它将跟土星和木星发生超近距离的相合。
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研究:陨石撞击的致命程度取决于被撞击岩石的成分


一项新研究发现,陨石所撞击的岩石的矿物学--而非撞击的大小--决定了它会产生多大致命的影响。地球在其漫长的历史中一直受到陨石的轰击。陨石撞击产生大气尘埃并用碎片覆盖地球表面,长期以来被认为是地球历史上大规模灭绝的触发因素。

一个来自利物浦大学和特内里费岛技术与能源研究所的多学科研究小组拥有古生物学、小行星地层学、矿物学、云层微物理学和气候建模方面的专业知识,他们试图探索为什么一些陨石会导致大规模灭绝,如杀死恐龙的K/Pg Chixulclub撞击,但许多尺寸较大的陨石却没有。据悉,他们使用了一种新的方法分析了过去6亿年来的44次撞击:评估撞击时喷射到大气中的灰尘的矿物含量。他们的研究结果发表在《Journal of the Geological Society of London》上,其揭示了陨石撞击富含钾长石(一种常见的、相当良性的矿物)的岩石总是跟大灭绝事件相对应,无论其大小如何。钾长石是无毒的。然而它是一种强大的冰核矿物气溶胶,会强烈影响云的动态并使它们通过更多的太阳辐射。这反过来会让地球变暖并改变了气候。大气层还变得对温室气体排放的变暖更加敏感,如大型火山爆发。利物浦大学地球、海洋和生态科学学院的沉积学家Chris Stevenson博士是这项研究的合著者。他指出:“几十年来,科学家们一直困惑于为什么一些陨石会导致大规模灭绝,而另一些,甚至算是真正的大陨石却不会。当我们把数据放在一起时,这很令人惊讶:在陨石坑直径约为48公里的第四大撞击中,生命照常进行,而在500万年前,只有一半大小的撞击去鹅根大规模灭绝有关。(科学界)已经提出了许多杀伤机制如大型火山爆发,但就像陨石一样,这些并不总是跟大规模灭绝相关。使用这种评估陨石喷射物毯子的矿物含量的新方法,我们发现,无论陨石大小,每次撞击富含钾长石的岩石都跟大规模灭绝事件相关。”“这开辟了一条全新的研究途径:在这些事件中究竟是什么杀死了生命以及钾长石的影响持续了多长时间?截止到目前,只有陨石改变了气候的气溶胶体系。然而,现今的人类活动代表了一种类似的机制,并且向大气中排放的矿物气溶胶越来越多,”Stevenson说道。
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韦伯太空望远镜部署时间表调整 团队计划提前张紧遮阳板


利用其灵活的调试时间表,韦伯团队决定于当地时间2022年1月2日星期日集中精力优化韦伯的动力系统,同时进一步了解天文台在太空中的表现。因此,韦伯任务运行团队已将遮阳板张紧活动的开始时间提前到1月3日星期一。这将确保韦伯处于最佳状态,开始其展开过程中的下一个主要部署步骤。

具体来说,团队正在分析电源子系统是如何运作的,因为几个主要的部署已经完成。同时,部署小组正在努力确保在开始该操作之前,对拉紧过程至关重要的电机处于最佳温度。利用一种使任务操作集中在一次尽可能少的活动上的方法,任务管理者选择在更好地了解韦伯在其新环境中如何运作的细节之后再恢复遮阳板的部署步骤。韦伯的部署是这样设计的:如果有必要,团队可以暂停部署。韦伯项目经理比尔·奥克斯(Bill Ochs)说:"我们从地面上的模拟中所学到的东西都远远不如在天文台启动和运行时对其进行分析。现在是时候利用这个机会了解关于其基线运行的一切。然后我们将采取下一步措施。"在这种情况下,依靠这种灵活性可以寻找到适当解决这个庞大而复杂的观测站如何应对太空环境的问题的方法。"我们已经花了20年的时间在韦伯的地面上,设计、开发和测试,"韦伯的首席系统工程师、美国宇航局戈达德太空飞行中心的迈克-门泽尔说。"我们有一个星期的时间来看看这个天文台在太空中的实际表现。一旦进入飞行状态,了解航天器的某些特性是很常见的。这就是我们现在正在做的事情。到目前为止,我们所执行的主要部署已经进行得和我们所希望的一样顺利了。但是我们想慢慢来,在前进之前了解关于观测站的一切。"基于项目进度的高弹性特点,随着主要部署工作的恢复,部署的时间表和NASA的官方进度报道将随时被更新。
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新发现为研究人员带来了全新的热木星“实地指南”


通过将哈勃太空望远镜的观测结果跟理论模型相结合,一个天文学家小组对被称为热木星的各种系外行星的化学和物理构成有了深入了解。这些发现为这组行星提供了一个新的、改进的“实地指南”并为有关行星形成的一般想法提供了信息。

热木星--以极其紧密的轨道围绕其宿主恒星运行的巨型气体行星--由于一项结合了理论模型和哈勃太空望远镜观测的新研究而变得不再那么神秘。以往的研究主要集中在被归类为“热木星”的个别世界上,因为它们跟我们太阳系中的气体巨

路过

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握手

鲜花

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