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 超级月亮事件：月全食和超级血月同时发生--这意味着什么？4月27日晚，中国经历了一场超级月亮天文奇观，5月26日，超级月亮将再度在天宇上演，这次还有日全食(红月亮)一起组CP，不容错过。据介绍，26日9时50分，月球运行到距离地球的最近点，距离只有357311千米，满月视直径达到33.5角分，全年最大。当天19时14分，太阳、地球、月球排成一条直线，月全食出现。这次从月亮距离地球最近到月亮最圆，只有短短9小时，是名副其实的超级月亮。  本次月全食可分为7个阶段：半影食始为16时46分，月亮开始接触地球半影；初亏为17时45分，月亮刚接触地球本影；食既为19时09分，月亮恰好全部进入地球本影；食甚为19时19分，月亮中心与地影中心相距最近，最大食分1.015；生光为19时28分，月亮从地球本影冒出的刹那；复圆为20时53分，月亮刚好完全脱离地球本影；半影食终为21时51分，月亮恰好完全脱离地球半影。由于月球自西向东围绕地球运行，因此东边缘最先进入地影，而红光波长最长，穿透大气层或折射散射的能力最强，所以即使月球进入地球本影，仍然可以看到月球呈现古铜色，这就是人们所说的“红月亮”。届时，中国东部地区可见月全食、红月亮，但月亮高度稍低，云层稍厚；西部地区可见月偏食。如果错过这次奇观，就要等一年多了。2022年7月14日凌晨，中国将再次可见超级月亮，月地最近距离仅357264千米，比今年的超级月亮还要接近地球一些。 2022年11月8日，中国东部地区将可见月全食，其中食甚时间为18时58分，最大食分1.363，比今年的月全食时间更长、更理想。 我们知道了月食的观测时间，那么超级月亮+月全食和红色血月。那么这一切意味着什么呢？我们继续往下阅读。  什么是超级月亮？超级月亮是一种新月或满月时月亮位于近地点附近的现象。月球围绕地球的轨道不是完美的圆形。这意味着月球在围绕地球运行时与地球的距离是不同的。轨道中最近的一点，称为近地点，大约比轨道中最远的一点离地球近28000英里。月亮位于近地点时正好满月，被称为超级满月。  那么，为什么它是超级的呢？月球相对较近的距离使它看起来比平时大一点、亮一点，不过除非同时看两张照片，否则人们通常很难注意到超级月亮和普通月亮之间的区别。月食是如何发生的?月食是一种当月球运行进入地球的阴影时，原本可被太阳光照亮的部分，有部分或全部不能被直射阳光照亮，使得位于观测者无法看到普通的月相的天文现象。  和地球一样，月球的一半在任何时候都被太阳照耀着。月食发生时，太阳、地球、月球恰好或几乎在同一条直线上，因此月食肯定发生在满月的晚上。这使得你可以看到整个被照亮的一面，在夜空中看起来像一个圆盘。如果月球有一个完全平坦的轨道，那么每个满月都会是一次月食。但是月球的轨道相对于地球的轨道有大约5度的倾斜。因此，大多数时候，满月最终都会在地球投下的阴影上方或下方一点。  但是在每个月球轨道上有两次，月球与地球和太阳都在同一个平面上。如果这与满月相对应，太阳、地球和月球将形成一条直线，月球将穿过地球的阴影。这就形成了月全食。2021年5月26日，观看月全食的最佳地点是太平洋中部、澳大利亚、亚洲东海岸和美洲西海岸。在美国东半部也能看到，但只是在月球落下之前的最早期阶段。  为什么月球看起来是红色的？当月球被地球的阴影完全覆盖时，它会变暗，但不会完全变黑。相反，它呈现出一种红色，这就是为什么月全食有时被称为红色月亮或血月。  太阳光包含所有颜色的可见光。构成地球大气层的气体粒子更有可能散射蓝色波长的光，而较红的波长则会通过。这被称为瑞利散射，这就是天空是蓝色的，而日出和日落往往是红色的原因。在月食的情况下，红光可以通过地球的大气层并被折射到月球，而蓝光被过滤掉。这使得月食期间，月亮呈现出淡淡的红色。 科学家开发的一种新方法从数学上描述了恒星亮度的周期性变化科学家开发的一种新方法从数学上描述了恒星亮度的周期性变化。该模型也可应用于类似的可变现象，如气候学和太阳辐照度。  并非所有的恒星都会一直闪耀着光芒。有些恒星的亮度由于周期性的现象而有节奏地变化，比如经过的行星或其他恒星的“拉扯”。另一些则显示出这种周期性随时间的缓慢变化，这可能难以辨别或用数学方法捕捉。阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的Soumya Das和Marc Genton现在开发了一种方法，将这种不断变化的周期性纳入数学上的 "摆线 "过程框架。Das说：“除非变星的亮度随着时间的推移遵循一个有规律的模式，否则很难解释变星的亮度变化。在这项研究中，我们创建了可以解释变星亮度演变的方法，即使它偏离了严格的周期性或恒定的振幅。”经典的循环平稳随机过程有一个容易定义的随时间变化的过程，就像灯塔光束的扫描或某一地点的太阳辐照度的年度变化。这里，"平稳 "指的是周期性随时间变化的恒定性质，描述了高度可预测的过程，如旋转轴或灯塔光束。然而，当周期或振幅在许多周期内缓慢变化时，循环平稳随机过程的数学原理就失效了。“我们把这样的过程称为不断变化的周期和振幅环稳态，或EPACS过程，”Das说。“由于EPACS过程比摆线过程更灵活，它们可以被用来模拟各种现实生活中的情景。”Das和Genton通过将非稳态周期和振幅定义为随时间变化的函数来建立模型。在这样做的过程中，他们扩展了环稳态过程的定义，以更好地描述变量之间的关系，例如变星的亮度和周期。然后，他们使用迭代的方法来完善关键参数，以使模型与观察到的过程相适应。"我们应用我们的方法对变星R Hydrae发出的光进行建模，它在1900年和1950年之间表现出周期从420天放缓到380天，"Das说。"我们的方法显示，R Hydrae有一个不断变化的周期和振幅的相关结构，这在以前的工作中没有被捕捉到。"重要的是，由于这种方法将EPACS过程与经典的循环平稳理论联系起来，那么拟合一个EPACS过程就有可能使用现有的循环平稳过程的方法。"我们的方法也可以应用于变星以外的类似现象，如气候学和环境测量学，特别是太阳辐照度，这对于预测沙特阿拉伯的能源采集可能是有用的，"Das说。 新研究提供迄今为止关于银河系如何以及何时形成的最佳证据一项新研究为我们早期的银河系如何形成提供了迄今为止最好的证据，包括与一个关键的卫星星系的合并。利用天文学中相对较新的方法，研究人员能够为银河系中大约一百颗红巨星的样本确定目前可能的最精确年龄。  利用这些数据和其他数据，研究人员能够显示出银河系在大约100亿年前与一个被称为Gaia-Enceladus的轨道卫星星系合并时发生了什么。他们的结果于2021年5月17日发表在《自然天文学》杂志上。这项研究的共同作者、俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理学中心的研究员Fiorenzo Vincenzo说：“我们的证据表明，当合并发生时，银河系已经形成了大量自己的恒星。”这些 "自制 "的恒星中，有许多最终出现在银河系中间的厚圆盘中，而从Gaia-Enceladus捕获的大多数恒星则在银河系的外晕中。领导这个项目的英国伯明翰大学物理和天文学学院的Josefina Montalban说：“与Gaia-Enceladus的合并事件被认为是银河系历史上最重要的事件之一，塑造了我们今天对它的观察方式。”  通过计算恒星的年龄，研究人员首次能够确定，从Gaia-Enceladus捕获的恒星与大多数在银河系内诞生的恒星相比，具有相似或稍年轻的年龄。Vincenzo表示，两个星系之间的剧烈合并不能不使事情发生动荡。结果显示，合并改变了已经在银河系中的恒星的轨道，使它们更加偏心。Vincenzo将恒星的运动比作一场舞蹈，来自前Gaia-Enceladus的恒星与在银河系内出生的恒星的运动方式不同。Vincenzo称，这些恒星甚至 "穿着 "也不同，来自外部的恒星显示出与银河系内出生的恒星不同的化学成分。研究人员使用了几种不同的方法和数据来源来进行他们的研究。研究人员能够获得如此精确的恒星年龄的方法之一是通过使用星震学，这是一个相对较新的领域，探测恒星的内部结构。  俄亥俄州立大学天文学系的博士后研究助理Mathieu Vrard说，星震学家研究恒星的振荡，这是荡漾在其内部的声波。Vrard说：“这使我们能够得到非常精确的恒星年龄，这对于确定早期银河系中发生事件的时间顺序非常重要。”这项研究还使用了一个叫做APOGEE的光谱调查，它提供了恒星的化学成分--这是确定其年龄的另一个帮助。Montalban表示：“我们已经展示了小行星学的巨大潜力，与光谱学相结合，对个别恒星进行年龄测定。”研究人员说，这项研究只是第一步。Vincenzo表示：“我们现在打算将这种方法应用于更大的恒星样本，并包括频率光谱的更微妙的特征。”“这将最终导致对银河系的形成历史和演变有一个更清晰的看法，为我们的星系如何发展创造一条时间线。”https://www.nature.com/articles/s41550-021-01347-7 天文学家发现已知最古老的螺旋星系天文学家表示，他们已经发现已知最古老的螺旋星系，它形成于124亿年前。这个古老的星系被命名为BRI 1335-0417，下面这张图片是由智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）望远镜拍摄的。这张图片值得注意，因为它显示出螺旋星系在宇宙大爆炸后的14亿年内就已经形成。  天文学家Kai Noeske博士表示，这张照片显示，星系开始类似于现代星系的时间大约比以前认为的早10亿年。科学家们说螺旋星系是更成熟的星系形式。在星系的早期阶段，暗物质将热的气体聚集在一起，形成恒星的团块。然后这些恒星合并在一起，形成更大的星系，这些星系在其生命的早期是扭曲变形的。最终，这些星系开始旋转，形成盘状的形状。当这些盘状星系开始受到干扰时，就会出现螺旋星系。Noeske表示，除了漂亮的外观之外，旋臂还压缩气体，成为新星体形成的催化剂。目前，科学家们认为星系的形成在大爆炸后约33亿年达到顶峰，当时宇宙中存在的大多数恒星都形成了。令人惊讶的是，早在星系形成的活跃阶段之前，BRI 1335-0417就已经具有与附近星系相似的结构。在发现BRI 1335-0417之前，已知最古老的星系是在大爆炸后25亿年形成的。这使得BRI 1335-0417的年龄大了大约10亿年。这些新发现改变了关于星系如何以及何时形成并演化成我们今天所看到的样子的科学知识。天文学家指出，虽然BRI 1335-0417是已知最古老的螺旋星系，但它并不是有史以来观察到的最古老的星系。这个头衔属于去年12月发现的一个名为GNz11的星系，它形成于134亿年前，在宇宙大爆炸后仅有4亿年后。 太阳风暴新活跃周期到来 可能带来对电网和卫星的干扰太阳不断经历着活动周期，因此我们可以看到太阳风暴的数量增加和减少。几天前，太阳表面爆发了一场大规模的太阳风暴，将数百万吨极高热的气体从太阳表面吹向地球方向。这种类型的爆发被称为日冕物质喷射，不过在宇宙范围内来看，这次爆发并不是特别强大。然而，不需要一个特别强大的太阳风暴就能在地球上造成明显的结果。当从太阳表面喷出的物质击中地球周围的磁场时，会引发了多年来看到的最强的地磁暴。由于太阳风暴并不是特别强大，大多数人可能甚至不知道它的发生。  然而，这场空间风暴的意义在于，它标志着太阳在基本沉睡多年后正进入一个更加活跃的时期。太阳风暴产生的地磁波可以中断电网，干扰无线电通信，产生给航空公司机组带来健康危险辐射水平，并破坏关键的卫星通信。太阳的活动周期大约11年，其活动增加的周期在2020年拉开序幕。预计该周期在2025年达到高峰，强大的空间天气有可能在地球上造成问题。太阳系气候可能大大影响地球上的生命。科学家们指出，2017年，就在飓风艾尔玛袭击加勒比海的时候，一场太阳风暴导致Ham无线电玩家几乎无法正常通信。2015年，一场太阳风暴使美国东北部的GPS系统瘫痪。有史以来危害最大的太阳风暴发生在1859年，被称为卡灵顿事件，当时电报线都甚至通上了电，令电报操作员被电击，北美和欧洲的多个电报办公室发生火灾，而到了今天，这种规模的风暴带来的影响只会更大，可能会使数百万或数十亿人失去电力供应。 具有潜在危险性的4000年周期彗星将给地球带来大量流星那些以非常细长的轨道环绕太阳的彗星，其碎片沿其轨道分布得非常稀疏，或将其完全弹出太阳系，因此它们的流星雨很难被发现。从发表在《Icarus》杂志上的一项新的流星雨调查中，研究人员现在报告说，他们可以探测到来自彗星路径上的碎片的流星雨，这些彗星靠近地球轨道，已知其返回频率低至每4000年一次。  SETI研究所的流星天文学家和主要作者Peter Jenniskens表示，这为潜在的危险彗星创造了一种集体大驾光临的形态，这些彗星最后一次靠近地球轨道是在公元前2000年。Jenniskens是Cameras for Allsky Meteor Surveillance（CAMS）项目的负责人，该项目使用低光视频安全摄像头对夜空中的可见流星进行观察和三角测量，以测量它们的轨迹和轨道。现在有九个国家有CAMS网络。近年来，澳大利亚、智利和纳米比亚的新网络大大增加了通过三角测量衡的流星数量的能力。这些网络的加入使我们对夜空中的流星雨有了更好、更全面的了解。"直到最近，我们才知道有五颗长周期彗星是我们某个流星雨的母体，"Jenniskens说，"但现在我们又确定了九颗，也许多达十五颗。"彗星只占地球上所有落地撞击天体的一小部分，但研究人员认为它们在地球历史上造成了一些最大的撞击事件，因为它们可能很大，而且它们的轨道决定了可以对地球实施高速撞击。在未来，随着更多的观测，我们也许能够探测到更微弱的阵雨，并追踪母彗星在更长轨道上的轨道。  每天晚上，CAMS网络确定彗星碎片进入地球大气层的方向。地图被创建在一个互动的天球上（张贴地址：http://cams.seti.org/FDL/），该天球将流星雨显示为彩色的斑点。点击这些斑点可以显示太阳系中的测量轨道。这些是你用肉眼看到的流星，通过追踪它们的接近方向，这些地图以一种非常不同的光线显示了天空和我们周围的宇宙。对数据的分析发现，长周期的彗星流星雨可以持续很多天。这可能意味着这些彗星在过去多次返回太阳系，而它们的轨道随着时间的推移逐渐改变。最分散的流星雨可能是最古老的流星雨，因此，这可能意味着较大的流星体随着时间的推移而分崩离析成较小的流星体。 哈勃传回NGC 5033新图 展示出该旋转星系气体和尘埃的微妙结构NGC 5033 是一个位于猎犬座的倾斜螺旋星系，由 William Herschel 在 1785 年首次记录。虽然它距离地球大约有 1.5 亿光年，但归功于哈勃太空望远镜的 Wide Field Camera 3 (WFC3)，在最新拍摄的照片中让我们看到了星系内气体和尘埃的微妙结构，很多细节也展现出来了。  NGC 5033 的核心极为明亮，盘面则相对亮度较低，并且它的南半部盘面明显扭曲。因为 NGC 5033 的角直径相对较大与相对较高的表面亮度，使它成为业余天文学家较容易观测并摄影的天体。并因为 NGC 5033 距离地球相对较近，以及它的活动星系核（AGN）， 使它经常成为天文学家的研究目标。WFC3是一个非常通用的相机，因为它可以收集紫外线、可见光和红外线，从而提供有关它所观察的物体的大量信息。WFC3是由宇航员在2009年的第4次服务任务中安装在哈勃上的，这是哈勃的第五次也是最后一次服务任务。第4次服务任务是为了将哈勃的寿命再延长五年。不过在 12 年后，哈勃和 WFC3 仍在积极服役中。 不是所有的理论都能解释M87超大质量黑洞法兰克福歌德大学的理论物理学家分析了来自黑洞M87的数据，作为事件地平线望远镜（EHT）合作的一部分，以检验爱因斯坦的广义相对论。根据测试，来自M87*的阴影的大小与来自广义相对论中的黑洞的大小非常一致，但对其他理论中的黑洞的属性有所不同。2019年，EHT合作组织公布了位于M87星系中心的黑洞的第一张图像。  正如德国天文学家卡尔-施瓦茨柴尔德（Karl Schwarzschild）首次指出的那样，黑洞因其质量异常集中而使时空极端弯曲，并使其附近的物质发热，从而开始发光。新西兰物理学家罗伊-克尔表明，旋转可以改变黑洞的大小和其周围的几何形状。黑洞的 "边缘"被称为事件视界，它是质量集中的边界，超过这个边界，光和物质就无法逃脱，这是黑洞之所以表现出"黑色"的原因。理论预测，黑洞可以由少数几个属性来描述：质量、自旋和各种可能的电荷。  所有这些黑洞投下的暗影在大小上都是可以区分的，但只有那些属于灰色带的黑洞才与2017年对M87*的EHT测量结果相符，在这张图片中，底部用红色表示的黑洞太小，无法成为M87*的可行模型。除了从爱因斯坦的广义相对论中预测的黑洞之外，我们还可以考虑那些来自弦理论启发的模型，这些理论将物质和所有粒子描述为微小振动弦的模式。受弦理论启发的黑洞理论预测，在基本物理学的描述中存在一个额外的场，这导致黑洞的大小以及其附近的曲率出现可观察到的变化。来自法兰克福歌德大学理论物理研究所的物理学家Prashant Kocherlakota博士和Luciano Rezzolla教授现在首次研究了不同的理论如何与Messier 87星系中心的黑洞M87*的观测数据相匹配。国际事件地平线望远镜（EHT）合作在2019年拍摄的M87*图像，是在2015年测量引力波之后，首次通过实验证明了黑洞的实际存在。这些调查的结果。来自M87*的数据与基于爱因斯坦的理论以及在一定程度上与基于弦的理论非常一致。Prashant Kocherlakota博士解释说。"通过EHT合作记录的数据，我们现在可以用黑洞图像来测试不同的物理学理论。目前，在描述M87*的阴影大小时，我们显然不能忽视这些理论，但我们的计算结果一方面却又制约了这些黑洞模型的有效性范围。"Luciano Rezzolla教授说："对于我们理论物理学家来说，阐明黑洞的概念同时也是受到关注和激励的来源。虽然我们仍在为探明黑洞的一些事实而挣扎--如事件视界或奇点--但我们似乎总是渴望在其他理论中找到新的黑洞解决方案。因此，获得像我们这样的结果是非常重要的，它决定了什么是可信的，什么是不可信的。这是重要的第一步，随着新的观测结果的出现，约束我们的条件将得到改善"。在事件地平线望远镜合作中，来自全球各地的望远镜相互连接，形成一个虚拟的巨型望远镜，其面积可以被看成有地球本身那么大。这个巨大望远镜的精确性有多高？打个比方，在纽约的一份报纸可以通过这架望远镜从柏林的一家街头咖啡馆读到。   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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