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【天文宇宙】詹姆斯-韦伯从地球望远镜上看到的模样;热木星系外行星为了解太阳系外行星的季节带来了新视角

2022-1-31 21:13| 发布者: imufu| 查看: 60993| 评论: 0

摘要: ▼热木星系外行星为了解太阳系外行星的季节带来了新视角研究:系外行星WASP-189b可能跟地球一样有臭氧层或可能存在生物活动:“好奇号”在火星岩床中看到了强烈的碳特征韦伯太空望远镜抵达新家,NASA为陨落的英雄举 ...





  1. 热木星系外行星为了解太阳系外行星的季节带来了新视角


  2. 研究:系外行星WASP-189b可能跟地球一样有臭氧层


  3. 或可能存在生物活动:“好奇号”在火星岩床中看到了强烈的碳特征


  4. 韦伯太空望远镜抵达新家,NASA为陨落的英雄举行纪念日活动


  5. 向发射进发:NASA HERMES任务通过关键里程碑


  6. NASA分享詹姆斯-韦伯从地球望远镜上看到的模样


  7. GNOME网络:全球科研人员协调搜索暗物质


  8. 研究发现阿姆斯特朗登上月球时的那句话并没有说错


  9. 哈勃太空望远镜重新审视银河系的“怪胎”:矮星系NGC 1705




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01

热木星系外行星为了解太阳系外行星的季节带来了新视角


热木星是像木星一样巨大的气态世界,它们的轨道比水星与太阳的距离更近。尽管在我们自己的太阳系中不存在,但它们似乎在整个银河系中非常常见。虽然这是研究最多的系外行星类型,但关于它们如何形成的主要问题仍然存在。

会不会有不同形成过程的热木星亚类?如这些行星是在远离母星的地方形成的--在这个距离上,水分子足够冷进而可以变成固体--还是在更近的地方。第一种情况更符合关于我们自己的太阳系中的行星是如何诞生的理论,但是什么促使这些类型的行星迁移到离其母恒星如此之近的地方仍不清楚。为了测试这些想法,最近由麦吉尔大学领导的一项研究的作者使用NASA退役的斯皮策太空望远镜的数据来观察系外行星XO-3b的大气。他们观察了偏心季节并通过获得该行星围绕其主星完成一圈时的相位曲线来测量该行星的风速。观察大气动力学和内部演变麦吉尔大学物理系博士生Lisa Dang指出:“这颗行星是大气动力学和内部演化的一个极其有趣的案例研究,这是因为它位于行星质量的中间阶段,在这里,通常会被忽略的质量较小的热木星的过程可能会发生作用。XO-3b有一个椭圆形的轨道,而不是几乎所有其他已知热木星的圆形轨道。这表明它最近向它的母星迁移;如果是这样的话,它最终会稳定在一个更圆的轨道上。”这颗星球的偏心轨道导致的季节性变化比我们在地球上经历的强数百倍。麦吉尔大学的教授Nicolas Cowan说道:“当它在短暂的那种夏天靠近它的恒星时,整个行星收到的能量是它远离恒星时的三倍。”研究人员还重新估算了这颗行星的质量和半径,他们发现这颗行星出人意料地比预期的更膨大。他们建议,这种加热的可能来源可能源于剩余的核聚变。过度的温暖和膨胀是由于潮汐加热?欧空局(ESA)的Gaia任务的观察发现,这颗行星比预期的要膨大,这表明它的内部可能特别有能量。斯皮策的观测结果也暗示,这颗行星产生了其自己的大部分热量,因为XO-3b的过量热辐射不是季节性的--它在XO-3b上全年都被观测到。有可能多余的热量来自于行星的内部,其通过一个叫做潮汐加热的过程。恒星对行星的引力挤压会随着长圆形轨道将行星带向更远的地方,然后再接近恒星而发生振荡。由此产生的内部压力变化产生热量。对Dang来说,这颗不寻常的热木星提供了一个测试关于哪些形成过程可能在这些系外行星中产生某些特征的想法的机会。如其他热木星的潮汐加热是否也是最近迁移的标志?XO-3b本身不会揭开谜底,但它是对有关这些炙热巨行星的新兴观点的一个重要测试。
02

研究:系外行星WASP-189b可能跟地球一样有臭氧层


距离地球约322光年,一颗名为WASP-189b的极端行星围绕着宇宙中最热的恒星之一HD133112运行。WASP-189b离它的恒星比我们离太阳的距离近20倍,白天的温度高达5792华氏度(3200摄氏度)。这颗炙热的系外行星也是由气体构成,大小约为木星的1.5倍--它里面可以容纳约1950个地球。

自从它在2018年被发现以来,科学家们非常推断,WASP-189b并不像我们的家园一样。但在周四发表在《Nature Astronomy》上的一篇论文中,一个研究小组发现了地球跟它遥远的宇宙亲戚发生关系的方法。两者可以就其分层的大气层进行闲聊,而地球可以就其臭氧洞和气候变化进行闲聊。在地球上,我们有一个叫做对流层的大气层,它从海平面开始,拥有大量的水蒸气。云及因此而产生的天气如雨和雪都起源于此。在那上面,我们有平流层,那里是臭氧层的所在地,它保护我们免受太阳紫外线辐射的影响。隆德大学的天体物理学家兼这项研究的报告共同作者Jens Hoeijmakers在一份声明中说道:“过去,天文学家经常假设系外行星的大气层作为一个统一的层存在并试图以此来理解它。”然而,在分析WASP-189b时,通过测量穿过这颗强烈加热的系外行星大气层的星光--用智利拉西拉天文台的HARPS光谱仪--Hoeijmakers和其他研究人员发现了一个独特的化学特征从而动摇了我们对行星大气的认识。它表明,这个遥远的球体的大气层可能有像地球一样的层次。隆德大学的天体物理学家、该研究的第一作者Bibiana Prinoth在一份声明中说道:“其大气层中的气体吸收了一些星光,类似于臭氧吸收了地球大气层中的一些阳光,从而留下了它们特有的‘指纹’”。WASP-189b在烘烤过程中发出了铁、铬、钒、镁和锰的信号。但最重要的是,Prinoth说道:“在我们的分析中,我们看到不同气体的‘指纹’跟我们的预期相比略有改变。我们相信,强风和其他过程可能产生这些改变。”这些调整在检测到的元素范围内有所不同,类似于地球的水蒸气和臭氧由于大气分层而受到自然过程的不同影响。这暗示了WASP-189b上也存在着层。研究小组还在WASP-189b的大气屏蔽层中发现了氧化钛的残留物。伯尔尼大学的天体物理学家、研究报告的共同作者Kevin Heng在一份声明中指出:“氧化钛吸收短波辐射如紫外线辐射。因此,对它的探测可能表明WASP-189b的大气层中有一层跟恒星辐照的互动,类似于地球上的臭氧层。”所以WASP-189b可能有它自己的臭氧层。Hoeijmakers说道:“我们的结果表明,即使是受到强烈辐照的巨型气体行星的大气层也有复杂的三维结构。”另外,他还表示,新论文的结果可能决定了未来对系外行星大气层的审查方式。
03

或可能存在生物活动:“好奇号”在火星岩床中看到了强烈的碳特征


据我们所知,碳是生命的关键。因此,只要我们在火星这样的地方检测到强烈的碳信号那么就可能表明有生物活动。那么火星岩石中的强碳信号是否表明有某种类型的生物过程?

当在寻找生命的时候,任何强的碳信号都是耐人寻味的。它是我们所知的所有生命形式中的一种常见元素。但有不同类型的碳,并且碳可能因为其他原因在环境中变得集中。这并不自动意味着生命涉及碳的特征。碳原子总是有六个质子,但中子的数量可以不同。具有不同中子数的碳原子被称为同位素。有三种碳同位素自然出现。C12和C13是稳定的,而C14是一种放射性核素。C12有六个中子,C13有七个中子,而C14有八个中子。当涉及到碳同位素时,生命更喜欢C12。它们在光合作用中使用它或用来代谢食物。原因相对简单。C12比C13少一个中子,这意味着当它跟其他原子结合成分子时,在同样的情况下,它的连接数比C13要少。生命本质上是懒惰的,它总是会寻求最简单的方法来做事情。C12更容易使用,因为它形成的键比C13少,它比C13更容易得到,而且当有更容易的方法时生命永远不会采取困难的方法。好奇号探测器正在火星的Gale环形山努力工作以寻找生命的迹象。它钻进岩石、提取粉碎的样本并将其放入其机载化学实验室。好奇号的实验室被称为SAM。在SAM中,火星车使用热解法来烘烤样品,然后将岩石中的碳转化为甲烷。热解是在惰性氦气流中进行的,这样可以起到防止发生任何污染的情况发生。随后,它会用一个名为可调谐激光光谱仪(TLS)的仪器探测气体来寻找甲烷中的碳同位素。

好奇号SAM背后的团队用这种方法观察了24个岩石样本,最近它发现了一些值得注意的事情。其中6个样本显示出C12和C13的比例升高。跟地球上的C12/C13比率参考标准相比,来自这六个地点的样本中C12的含量多出千分之七十以上。在地球上,98.93%的碳为C12,而C13形成了剩下的1.07%。发表在《PNAS》上的一项新研究提出了这些发现。它的标题是 《Depleted carbon isotope compositions observed at Gale crater, Mars》,第一作者为来自宾夕法尼亚州立大学的好奇号科学家Christopher House。这是一个令人兴奋的发现,如果这些结果是在地球上获得的,它们将预示着一个生物过程产生了大量的C12。在古代地球上,地表细菌产生甲烷作为副产品。它们被称为甲烷菌,它们是来自古细菌领域的原核生物。今天,甲烷菌仍存在于地球上--在缺氧的湿地、反刍动物的消化道以及像温泉这样的极端环境中。这些细菌产生的甲烷会进入大气层,然后跟紫外线发生作用。这些相互作用产生了更复杂的分子并雨点般地落在地球表面。它们和它们的碳特征一起被保存在地球岩石中。同样的事情可能发生在火星上,如果是这样,它可以解释好奇号的发现。“我们在火星上发现了一些令人感兴趣的东西,但我们真的需要更多的证据来说明我们已经发现了生命,”好奇号火星实验室样品分析的前首席调查员Paul Mahaffy说道,“因此,我们正在研究,如果不是生命,还有什么可能造成我们所看到的碳特征。”

研究人员们在他们的论文中道:“对于在进化的甲烷中观察到的异常贫化的13C,有多种合理的解释,但没有进一步的研究就无法接受单一的解释。”理解像这样的碳信号的困难之一是我们所谓的地球偏见。科学家对大气化学和相关事物的了解大多是基于地球的。因此,当涉及到火星上这个新发现的碳特征时,科学家们会发现要保持他们的思想开放并接受火星上可能不存在的新的可能性则成为了一个挑战。参与碳研究的戈达德天体生物学家Jennifer L. Eigenbrode指出:“最困难的事情是放下地球、放下我们的那种偏见,真正尝试去了解火星上的化学、物理和环境过程的基本原理。”此前,Eigenbrode曾带领好奇号科学家组成的国际团队在火星表面发现了无数的有机分子--含有碳的分子。“我们需要打开思路,跳出框框,”Eigenbrode说道,“而这正是这篇论文所做的。”研究人员在他们的论文中指出了对不寻常的碳特征的两种非生物解释。其中一个涉及到分子云。分子云假说指出,我们的太阳系在数亿年前经过了一个分子云。这是一个罕见的事件,但它约每1亿年发生一次,所以科学家们不能不去考虑它。分子云主要是分子氢,但其中可能富含好奇号在Gale环形山探测到的那种较轻的碳。分子云会导致火星急剧冷却,在这种情况下导致冰川运动。冷却和冰川会阻止分子云中的轻质碳跟火星上的其他碳混合从而形成高浓度的C12沉积。该论文指出--“冰川期的冰川融化和冰川期后的冰川退缩应该在冰川地貌表面留下星际尘埃颗粒。”这个假设是合理的,因为好奇号在山脊的顶部发现了一些升高的C12含量--如Vera Rubin山脊的顶部和Gale环形山的其他高点。论文指出,这些样本是从各种岩性中收集到的,另外在时间上分布在迄今为止的任务操作中。尽管如此,分子云假说是一个不太可能的事件链。

另一个非生物假说则涉及紫外线。火星大气中95%以上是二氧化碳,在这种情况下,紫外线会跟火星大气中的二氧化碳气体发生作用从而产生新的含碳分子。这些分子会落在火星的表面并成为那里的岩石的一部分。这个假说类似于地球上甲烷菌间接产生C12的方式,但它完全是非生物的。“这三种解释都符合数据,”论文的第一作者Christopher House说道,“我们只是需要更多的数据来排除它们。”

“在地球上,会产生我们在火星上探测到的碳信号的过程是生物性的,”House补充道,“我们必须了解同样的解释是否适用于火星或是否有其他解释,因为火星非常不同。”几乎一半的好奇号样品的C12含量意外地升高了。它们不仅高于地球的比例,也高于科学家在火星陨石和火星大气中发现的比例。这些样本来自Gale环形山的五个地方,所有的地方都有一个共同点:它们有古老的、保存良好的表面。不过科学家们仍在学习火星的碳循环,并且有很多我们仍然一无所知。根据地球的碳循环对火星的碳循环做出假设是很诱人的。但碳可能以我们甚至还没有猜到的方式在火星上循环。无论这种碳特征最终是否成为生命的信号,在了解火星的碳特征时它仍是宝贵的知识。“界定火星上的碳循环绝对是试图了解生命如何融入该循环的关键,”驻华盛顿特区卡内基科学研究所的好奇号科学家Andrew Steele说道,“我们已经在地球上真正成功地做到了这一点,但我们刚刚开始为火星界定该循环。”但根据地球的碳循环得出火星的结论并不容易。Steele清楚地表明了这一点--“地球上的碳循环有一大块涉及到生命,并且由于生命的存在,地球上的碳循环有一大块我们无法理解,因为我们所看到的任何地方都有生命。”

眼下,好奇号仍在火星上工作,并且还将持续一段时间。这些样本的意义以及对火星碳循环的更好理解就在前方。好奇号将对更多的岩石进行采样以测量碳同位素的浓度。它将从其他保存完好的古代表面取样岩石看看结果是否与这些相似。理想情况下,它将会遇到另一个甲烷羽流并对其进行采样,但这些事件是不可预测的并且也没有办法为其做好准备。不管怎样,这些结果将有助于为毅力号在Jezero火山口的样品采集提供信息。毅力号可能会确认类似的碳信号,甚至确定它们是否是生物信号。实际上,毅力号也在收集样本以送回地球。科学家们将比火星车上的实验室更有效地研究这些样本。对火星古代生命的研究是一个诱人的前景,但至少现在,它仍是不确定的。
04

韦伯太空望远镜抵达新家,NASA为陨落的英雄举行纪念日活动


美国时间1月24日,詹姆斯-韦伯太空望远镜团队指挥航天器进行了一次计划中的中途校正燃烧,从而使其进入围绕第二个日地拉格朗日点(L2)的最后轨道--韦伯的最终科学目的地。在这个有利位置上,望远镜将拥有广阔的宇宙视野并能进行最佳的科学观测。

不过在天文台的光学和系统准备好开始科学操作之前则还需要几个月的时间。韦伯--这个世界上最大、最强大、最复杂的空间科学望远镜--将揭示新的和意想不到的发现,从而帮助人类了解宇宙的起源和我们在其中的位置。1月27日,NASA局长Bill Nelson和其他机构官员出席了在弗吉尼亚州阿灵顿国家公墓举行的纪念日活动。这一年度活动是该机构为纪念阿波罗1号、挑战者号和哥伦比亚号航天飞机的遇难宇航员及为支持该机构的探索和发现任务而丧生的NASA大家庭其他成员而举办的若干活动之一。这一天还标志着阿波罗1号悲剧发生55周年,该悲剧夺去了宇航员维吉尔·格里森、爱德华·怀特和罗杰·查菲的生命。在阿灵顿的纪念活动之后,在位于华盛顿的Mary W. Jackson NASA总部大楼举行了小组讨论,期间Nelson、副局长Pam Melroy、副局长Bob Cabana等人回顾了这三起事故如何影响了美国太空飞行的历史以及NASA如何对待安全。最近,NASA还在格伦研究中心的模拟月球操作实验室对其Volatiles Investigating Polar Exploration Rover(简称VIPER)月球机器人的原型进行了流动性测试。该测试将有助于确保该漫游车为2023年的月球南极任务做好准备,进而搜索那里的冰和其他资源。VIPER是NASA商业月球有效载荷服务(CLPS)计划的一部分,其为将被运送到月球的几个任务之一,它们将帮助NASA探索月球并为未来人类在月球表面的任务做准备。
05

向发射进发:NASA HERMES任务通过关键里程碑


NASA的HERMES任务--一个将被安装在NASA月球轨道“门户(Gateway)”外的四个仪器套件--已于2022年1月27日通过了关键任务审查。这次审查即Key Decision Point C,评估了任务的初步设计和计划以实现在不早于2024年11月的目标发射准备日期前发射。随着审查的成功,HERMES现在进入C阶段,其中包括任务的最终设计。

“HERMES将是Artemis任务和NASA在月球上建立永久存在的目标的关键部分,”华盛顿特区NASA总部的HERMES项目主管Jamie Favors说道,“我们非常高兴能通过这个关键的里程碑并离发射越来越近。”HERMES全称太阳物理学环境和辐射测量实验套件(Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite,),将被安装在NASA“门户”前哨站的居住和后勤前哨模块外。“门户”将是Artemis宇航员在绕月飞行时生活和工作的地方,用于支持适用于月球和未来人类深空探索的科学实验和技术发展。

“门户”有效载荷集成负责人Tim Horvath说道:“门户计划很荣幸能跟SMD在HERMES有效载荷方面展开合作。这种密切的伙伴关系将使HERMES能从门户航天器独特的月球观测位置成功实现突破性的科学目标。”HERMES将负责监测空间天气,即由太阳驱动的空间波动条件。空间天气包括被称为太阳风的连续粒子流和磁场、被称为日冕物质抛射的数十亿吨气体云的爆炸、来自太阳耀斑的超亮光的闪烁以及这些事件在近地环境中所造成的干扰。其中一些事件会对宇航员和机器人任务构成危险--但所有这些都是了解我们的太阳和我们周围空间的令人兴奋的科学机会。HERMES将在一个特别多变的环境中研究空间天气。当月球每月围绕地球运行时,它在地球长长的磁尾内停留约一周,这是我们的磁场从太阳吹回来的部分,它就像一个风向标。当在磁尾内时,HERMES将被跟地球相互作用的粒子和磁场所淹没。剩下的三周,月球将面对未经过滤的太阳并在更接近原始行星际空间的条件下测量太阳风和空间天气。

NASA戈达德太空飞行中心的HERMES项目副经理Kristen Brown说道:“要使HERMES达到它所需要的紧凑而灵活的程度,这是一个令人兴奋的挑战。我们必须把所有的仪器打包到一个极小的体积里,而不互相干扰,与此同时还要确保有效载荷满足Gateway的接口要求。”“HERMES是载人航天器上第一个在地球保护性磁场之外冒险的空间天气监测平台,”NASA总部的HERMES项目科学家Jim Spann说道,“我们从HERMES中学到的东西对于保护宇航员在Artemis任务中的冒险是至关重要的。”
06

NASA分享詹姆斯-韦伯从地球望远镜上看到的模样


过去的一个月对詹姆斯-韦伯太空望远镜来说是一个激动人心的时刻。在圣诞日发射之后,这一望远镜在接下来的几周里部署了它的镜面、检查了各个部分,然后调整到L2,在那里它将用10到20年的时间来揭开宇宙的神秘面纱。

根据NASA局长比尔·纳尔逊和JWST的首席科学通信官(CSCO)的说法,詹姆斯·韦伯将在今年夏天开始收集光线。为了纪念这一时刻,虚拟望远镜项目(VTP)拍摄了詹姆斯-韦伯的图像从而让人们看到到它在轨道上的模样。然而不幸的是,除了夜空中的一个亮点之外,那里没有什么可看的。但就像Carl Sagan著名的地球“暗淡蓝点(Pale Blue Dot)”照片或卡西尼的“地球微笑的日子(The Day Earth Smiled)”图像一样,这个小光点有着巨大的意义。

VTP是一项先进的天文服务,由位于意大利切卡诺的贝拉特里克斯天文台(Bellatrix Astronomical Observatory)在2006年推出。VTP运营着两台可远程访问的机器人望远镜,即Planewave 17-inch g/6.8 Corrected Dall-Kirkham Astrograph(又称Elena)及Celestron 14″-f/8.4(356/3000毫米)Schmidt-Cassegrain OTA。他们还提供了公开的在线观测会议、现场直播、来自其科学工作人员的专家评论以及对全世界人民的公共宣传。JWST的图像(如下图)是在1月24日使用Elena拍摄的。这个机器人望远镜自动跟踪JWST的视线运动并获得了300张未经过滤的曝光,从而显示了望远镜的位置(中间的箭头表示)。当它被成像时,JWST已经到达了它的最终目的地L2并将其置于离地球约140万公里的距离。

除了上述图片之外,VTP还制作了一个简短的GIF动画(如下),其显示了JWST在星空下的明显运动。然而遗憾的是,由于重大的重新设计、遮阳板的问题及将发射它的Ariane 5火箭,出现了许多延误和成本超支的情,。COVID-19大流行也造成了延误。一次又一次,望远镜的折纸性质要求展开广泛的测试且最轻微的问题都需要重新测试和安全检查。

到2016年,施工终于完成,但仍需完成广泛的测试计划。2021年底,望远镜测试终于结束,詹姆斯-韦伯被运到法属圭亚那的库鲁并在那里跟Ariane 5火箭整合。当发射终于在圣诞节那天发生时,它顺利地完成了。NASA负责科学任务的副局长Thomas Zurbuchen说道:“这真是一个拥有所有礼物和一切的圣诞节,我们有一个太空任务!”现在,任务已经到了L2,任务小组正在等待望远镜达到工作温度,随后将启动望远镜的仪器以进行最后的测试和校准。如果没有任何问题,NASA预计詹姆斯-韦伯将在2022年6月开始收集它的第一道光。
07

GNOME网络:全球科研人员协调搜索暗物质


传感器网络GNOME首次在《自然-物理学》上发表了全面的数据--这涉及六个国家的九个站点。一个由美因茨约翰内斯-古腾堡大学(JGU)的PRISMA+卓越集群和美因茨亥姆霍兹研究所(HIM)主要参与的国际研究小组首次发表了关于使用全球光学磁强计网络寻找暗物质的综合数据。据科学家们说,暗物质场应该产生一种特征性的信号模式,可以通过GNOME网络的多个站点的相关测量来检测。对来自GNOME一个月连续运行的数据的分析还没有得到相应的指示。然而,正如研究人员在著名的《自然-物理学》杂志上报告的那样,该测量允许对暗物质的特征制定约束条件。GNOME是"用于外来物理搜索的光学磁强计全球网络"的缩写。它的背后是分布在德国、塞尔维亚、波兰、以色列、韩国、中国、澳大利亚和美国等世界各地的磁强计。通过GNOME,研究人员特别希望推进对暗物质的搜索--这是21世纪基础物理学最令人兴奋的挑战之一。毕竟,人们早就知道,许多令人困惑的天文观测结果,如星系中恒星的旋转速度或宇宙背景辐射的光谱最好能用暗物质来解释。

全球GNOME网络的草图"极轻的玻色子粒子被认为是当今最有希望的暗物质候选者之一。这些包括所谓的类轴子粒子--简称ALPs,"PRISMA+和HIM的教授Dmitry Budker博士说,HIM是美因茨约翰内斯-古腾堡大学和达姆施塔特的GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung的机构合作。"它们也可以被视为以一定频率振荡的经典场。这种玻色子场的一个特点是--根据一种可能的理论方案--它们可以形成模式和结构。因此,暗物质的密度可以集中在许多不同的区域--例如,可以形成比一个星系小但比地球大得多的离散域墙。""如果这样的墙遇到了地球,它就会逐渐被GNOME网络探测到,并能在磁力计中引起瞬时的特征信号模式,甚至更多,"该研究的共同作者之一Arne Wickenbrock博士解释说。"这些信号以某些方式相互关联--取决于墙壁移动的速度和它到达每个位置的时间"。

美因茨的GNOME网络装置同时,该网络由分布在全球8个国家的14个磁强计组成,其中9个为当前的分析提供了数据。测量原理是基于暗物质与磁强计中原子的核自旋的相互作用。原子被一个特定频率的激光激发,使核自旋朝一个方向发展。一个潜在的暗物质场可以干扰这个方向,这是可以被测量的。形象地说,人们可以想象,磁强计中的原子最初在混乱中跳舞,正如Budker小组的博士生、也是目前研究的作者Hector Masia-Roig所阐明的那样。"当它们'听到'正确频率的激光时,它们都会一起旋转。暗物质粒子可以使跳舞的原子失去平衡。我们可以非常精确地测量这种扰动。"现在,磁强计网络变得很重要:当地球在空间上有限的暗物质墙中移动时,所有站点中跳舞的原子都会逐渐受到干扰。其中一个站位于美因茨的亥姆霍兹研究所的一个实验室里。"马西亚-罗伊格说:"只有当我们匹配所有站点的信号时,我们才能评估是什么触发了干扰。"应用于跳舞原子的图像,这意味着。如果我们比较所有站点的测量结果,我们可以决定这只是一个孤独舞者在跳舞,还是实际上是一个全球性的暗物质干扰。在目前的研究中,研究小组分析了来自GNOME连续运行一个月的数据。结果是。在调查的质量范围内,从一个飞电子伏特(feV)到100,000feV,没有出现统计学意义上的信号。相反,这意味着研究人员可以比以前进一步缩小理论上可以发现这种信号的范围。对于依赖离散暗物质墙的方案来说,这是一个重要的结果--"尽管我们还不能用我们的全球环形搜索探测到这样的域墙,"美因茨的另一位博士生、该研究的作者Joseph Smiga补充说。GNOME合作的未来工作将集中在改进磁力计本身和数据分析上。特别是,连续运行应该更加稳定。这对于可靠地搜索持续时间超过一小时的信号非常重要。此外,磁强计中以前的碱原子将被惰性气体所取代。在"高级GNOME"的标题下,研究人员预计这将导致未来在搜索ALP和暗物质方面的测量的灵敏度大大增加。
08

研究发现阿姆斯特朗登上月球时的那句话并没有说错


正如《历史》所指出的,宇航员尼尔·阿姆斯特朗于1969年踏上月球,尤金·塞尔南和哈里森·施密特是两年后最后离开月球表面的阿波罗宇航员。如果你停下来真正想一想,美国航空航天局利用那个时代的技术所取得的成就是令人难以置信的。首先,阿波罗11号火箭的计算机处理器运行频率仅为0.043兆赫,据《商业标准》报道,普通的iPhone至少比它强大10万倍。

当尼尔-阿姆斯特朗(Neil Armstrong)走下"雄鹰"号登月舱时,你可以想象这是一个重要的时刻,全世界的目光和耳朵都集中在他在月球表面迈出的第一步和说出的第一句话上。关于这次登陆的一个挥之不去的争议是尼尔-阿姆斯特朗在说出人类站在月球上的第一句话时究竟说了什么。大多数了解这段录音的人们认为,阿姆斯特朗说错了。据称他说:"这是人的一小步,人类的一大步"(“That’s one small step for man, one giant leap for Mankind.”)。如果你是语法警察的一员,你会很快注意到在"为"和"人"之间少了一个"a"。阿姆斯特朗本人一直坚持认为他确实说了那个缺失的词,但他承认,当他听到任务结束后向他回放的传输录音时,他自己听不出来。尼尔-阿姆斯特朗说,由于有这么多可能出错的事情,而且有很多事情要让他的头脑保持清醒,他实际上并没有把大量的直接精力和思想放在他第一次走下"鹰"号并踏上宁静之海时要说的话上。"我在着陆后想了想,"阿姆斯特朗告诉美联社,"由于我们有很多其他的事情要做,当时说了什么不是我真正关注的事情。"然而,事实是,阿姆斯特朗确实说了他想说的和认为自己说过的话。2006年,澳大利亚计算机程序员Peter Shann Ford从NASA的一个网页上下载了阿姆斯特朗的历史性宣言的录音,打算找出真相。毕竟,传输技术的带宽相对较低,录音中的一些片段很容易出现一些乱码。《华盛顿邮报》指出,他使用的软件对阿姆斯特朗所说的话进行了图形化表示,虽然人耳听不到"a"这个词,但它被图形化了,显示出阿姆斯特朗确实说过这个词。对于福特的调查结果,阿姆斯特朗说:"我......发现他的结论很有说服力,"他补充说:"'说服力'这个词很合适。"
09

哈勃太空望远镜重新审视银河系的“怪胎”:矮星系NGC 1705


矮星系NGC 1705出现在美国国家航空航天局/欧空局哈勃太空望远镜拍摄的这张图片中。这个矮小的星系位于南部的皮克托尔星座,距离地球大约1700万光年。NGC 1705可以被看成是一个宇宙中的怪胎 - 它很小,形状不规则,而且最近经历了一波被称为星爆的恒星形成。


NGC 1705和其他像它一样的矮小不规则星系可以为星系的整体演变提供宝贵的见解。矮小的不规则星系往往只含有很少的氢或氦以外的元素,并被认为与填充宇宙的最早的星系相似。这张图片中显示的数据来自于一系列的观测,旨在揭示附近恒星形成的星系中恒星、星系团和电离气体之间的相互作用。通过用哈勃的广域相机3观测一种被称为H-α的特定波长的光,天文学家们旨在发现数以千计的发射星云--当热的、年轻的恒星用紫外光沐浴它们周围的气体云,使它们发光时产生的区域。这并不是哈勃第一次对NGC 1705进行成像--1999年,天文学家使用哈勃当时的主力相机,即广域行星相机2,对该星系的中心进行了观察。在2009年第五次也是最后一次哈勃航天飞机任务中,该仪器被广域相机3所取代,较新的仪器为NGC 1705提供了比1999年的观测更丰富、更详细的画像。





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