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天文宇宙知識奇觀4

1、天文學家發現一藍色星球 高溫達1000攝氏度

        這顆行星被科學家命名為HD 189733b,距離我們大約63光年,這也是科學家首次發現系外行星的表面顏色。根據觀測數據,HD 189733b行星是一顆巨型氣態行星,軌道距離其系統內的主恒星較近,表面溫度較高。

        根據埃克塞特大學研究人員弗雷德里克介紹:“HD 189733b行星在過去已經被調查研究過,但是行星表面顏色的研究課題還屬首次,這些信息可以直觀地反映出這顆星球的顏色,如果我們能有幸直接看到它的話。”事實上,HD 189733b行星鈷藍色表面的發現成果也歸功于哈勃太空望遠鏡,研究小組在光譜的藍色區域覺察到亮度降低的現象,由此看到這顆星球呈現出藍色色調。

        HD 189733b行星的藍色主要最有可能來源于大氣中的硅酸鹽顆粒,根據質量、體積等參數,該行星是一顆熱木行星,其軌道非常接近主恒星,大氣溫度超過1800華氏度,大約為1000攝氏度,在如此高的溫度下,硅酸鹽會凝結成微小的顆粒,并以每小時11,000公里(大約為每小時7000英里)的速度在行星的大氣中“穿行”。

        不過,硅酸鹽可能不是藍顏色的唯一作用因素,卻是最有可能引起行星表面呈現藍色的原因,此外在光化學作用下的碳化合物或硫化合物也可能是作用因素之一。

2、宇宙“食人族”:雙魚座BP吞噬周圍天體

  天文學家近期觀測到一顆“食人族”恒星雙魚座BP,它剛剛吞下了一顆較小的恒星,或是一個巨行星。雙魚座BP看上去像是我們太陽的進化版本,這個天體的存在讓天文學家們獲得了一個嶄新的認識,即隨著恒星老化,它和它周圍的行星之間將如何相互作用。

  研究人員同時還觀測到這一恒星-行星系統向兩個相反方向發射出的高速噴流,這個噴流延伸長達幾光年。一般的觀點認為,塵埃盤和噴流是新生恒星的標志,但是一些證據,包括此次錢德拉X射線望遠鏡的觀測結果,顯示雙魚座BP實際上并非如人們原先所想。

  科學家們認為這是一顆老年恒星,已經處于紅巨星階段(恒星老年的階段)。而那個圍繞它的塵埃盤其實是被它毀滅的另一個較小恒星或行星的殘骸。這樣的情景向我們展示了一個恒星之間相互蠶食的宇宙,當然也可能是恒星蠶食行星的宇宙。

  當雙魚座BP膨脹時,它附近的行星將被吞噬毀滅。但是研究人員相信,在最初的行星形成數億年之后,這顆紅巨星周圍的塵埃盤中正在孕育著新一輪的行星形成過程。

3、最新研究:宇宙“隱身人” 神秘中微子來自超級黑洞?

    最新研究發現,銀河系中的巨大黑洞有可能可以生成號稱宇宙間“隱身人”的神秘中微子(又名微中子)。

  據外媒報道,最新研究發現,銀河系中的巨大黑洞有可能可以生成號稱宇宙間“隱身人”的神秘中微子(又名微中子)。如果這一發現得到證實,將是科學家首次把中微子的起源追溯至黑洞。

  研究人員通過美國國家航空航天局的三顆衛星,對銀河系中的超級黑洞——人馬座A星系附近的高能射線進行了觀察。他們捕捉到了該黑洞的一次大“爆發”,黑洞在吞噬周圍物質時,會放射出高能射線。

  黑洞“爆發”三小時后,研究人員利用埋在南極冰下的冰立方(IceCube)中微子探測器,捕捉到了高能中微子。

  如果科學家成功找到中微子的起源,將能進一步解釋宇宙中高能射線的形成,從而更清楚地了解宇宙的運行機制。

  中微子是組成自然界的最基本的粒子之一,質量非常輕,小于電子的百萬分之一,不帶電,幾乎不與任何物質發生作用。2013年11月,科學家利用埋在南極冰下的粒子探測器,首次捕捉到源自太陽系外的高能中微子。

4、宇宙黑洞中心或無奇點 理論震驚學界

    根據科學家最新的項目研究顯示,宇宙黑洞的中心或許根本就不存在密度無窮大的“奇點”,這是一個基于圈量子引力理論的新發現。該理論的推出,讓宇宙探索邁出了全新的一步。

    據科學家分析認為,圈量子引力理論是一種試圖把量子力學和廣義相對論統一起來的主流理論。科學家認為,黑洞的中心僅僅是一個高度彎曲的時空區域。這也是長期以來,人們孜孜以求的用量子引力化解黑洞“奇點”的方法。

  正如圈量子引力把宇宙大爆炸的“奇點”看做通往其它宇宙的橋梁一樣,黑洞中的“奇點”可看做是通往宇宙其它區域的通道。

  然而,目前科學家利用的模型還非常簡單,僅僅由高度彎曲的時空構成,而不包含真實的物質。該模型是高度球對稱的,而不像真實的黑洞那樣由于具有自轉,從而導致失去球對稱結構。因此,科學家下一步的任務就是增加該模型的復雜性,把物質和非對稱因素考慮進去,期待得到更加符合實際的結果。

5、恐怖的四大系外行星

        科學家們在尋找宜居行星的道路上,發現了一些令人恐慌的太陽系外行星。這些行星的環境極為惡劣,已知所有生命都無法在上面生存。

        由于極度惡劣的天氣狀況,HD 189733 b這顆系外行星成為一個非常危險的所在。第一眼看上去,HD 189733 b與典型的“熱木星”(一顆巨大的氣態行星,與所繞行的熾熱恒星間的距離非常近)有些類似,其日間溫度高達1770華氏度左右。值得一提的是,HD 189733 b被潮鎖在運行軌道之內,這也就意味著它的同一側始終朝向恒星。

        在對HD 189733 b的夜間溫度進行測量時,科學家驚奇地發現居然只比日間溫度低500華氏度。這顆行星的背面如何進行保暖呢?答案是風。HD 189733 b上的風速度極快,時速可達到4500英里(約合每小時7242公里),差不多是音速的6倍。在這種超級大風的作用下,光面的熱量被帶到陰面。

        據天文學家估計,HD 189733 b上的最大風速可達到每小時2.2萬英里(約合每小時3.5萬公里)。如果將地球上的颶風放在這顆系外行星上,其級別也只能是微風而已。

        系外行星HD 209458 b與我們的地球有一些共同之處,它的大氣層中也存在水蒸汽、甲烷和二氧化碳,同時還擁有支持生命存在的基本要素。但我們千萬不要被這些共同點所愚弄,原因就在于HD 209458 b同時也是一個熾熱的大熔爐,溫度達到令人無法想象的程度。 

        即使地球上最炎熱的夏日溫度也無法與這顆行星的高溫相提并論,可怕的高溫使其成為一個非常危險的所在。HD 209458 b與所繞恒星間的距離近得可怕,在每3.5天繞恒星一周過程中,大氣層在高溫影響下蒸發并最終被剝離這顆行星。從HD 209458 b逃離的氣體形成的尾跡長度可達到12.4萬英里(約合20萬公里)左右。

        科學家已發現很多與HD 209458 b類似的行星。具體地說,就是與所繞恒星距離過近的巨型氣態行星,它們擁有地獄般可怕的熾熱有毒大氣層。有時候,這些行星也面臨著被所繞恒星完全吞噬的命運,其中的WASP-18b可能就要迎來這樣的厄運。現在的WASP-18b已經站在死神的門階上。在與所繞恒星之間的距離近到一定程度時,這顆行星很有可能將徹底吞噬。科學家有望在10年內證實,WASP-18b的喪鐘是否已經敲響。

        OGLE-2005-BLG-390L b是迄今為止發現的溫度最低的系外行星。這顆行星需要大約10年時間繞一顆微小的矮星運行一周,其平均溫度只有50開氏度(零下370華氏度)。如果想到這樣一顆異常冰冷的星球上走一走看一看,你一定要穿上能夠自行加熱的航天服,同時攜帶足夠的氧氣、溜冰鞋以及大量熱可可。 

        當然,我們也不要指望在這顆星球上發現生命存在跡象。盡管體積是地球的很多倍,但OGLE-2005-BLG-390L b卻是一個不適于居住的大冰球,這里沒有四季之分,只有永遠走不到盡頭的寒冬。與這個異常冰冷的世界相比,萬圣節前夕最冷的南極夜晚簡直可以用天堂來形容。

        PSR B1257+12 b、PSR B1257+12 c以及PSR B1257+12 d是最先發現的系外行星之一,同時也是系外行星家族最為怪異的成員。整個系統就像是一個墓地,但在所繞恒星因超新星大爆炸土崩瓦解前,PSR B1257+12“三兄弟”這些殘余也曾構成一個正常的恒星系統。

       來自超新星的巨大沖擊波剝離了“三兄弟”的所有大氣,只留下3顆陰森恐怖的多巖行星繞一顆已經死亡的恒星尸體運行。實際上,PSR B1257+12并不完全處于死亡狀態,殘留的恒星核心成為一顆“僵尸恒星”,也就是所說的脈沖星。

      “僵尸恒星”在自己的墳墓內轉動,每6.22毫秒旋轉一周,所放射的強輻射束能夠在地球上被探測到。就這樣,PSR B1257+12的3顆不幸的行星暴露在致命的輻射環境下,致使這個系統成為宇宙中的一個“無人區”。

6、地球上空存在神秘保護層阻擋致命電子流

    科學家們發現在距離我們地球上空大約7200英里(約1.16萬公里)處有一個隱形的保護層,它阻擋著致命的電子流抵達地球表面,從而保護著地球上的生命。

  這些高能電子長期以來對在軌道上工作的宇航員,衛星設備以及其他太空系統構成威脅。如果這些電子流大規模轟擊地球,它們將可能造成電力設施故障,甚至顯著地改變地球氣候并提高患上癌癥的幾率。

  但盡管科學家們知道存在著這樣一個保護層,但他們一直對于這樣一個保護層究竟是如何形成以及具體是如何運作的感到困惑不解。美國科羅拉多大學波爾多分校的教授丹尼爾·貝克(Daniel Baker)表示:“這幾乎讓人想到星際迷航里面用來抵擋外星武器攻擊的力場保護,而我們所看到的是一個抵擋這些危險電子流的隱形盾牌。”

  這一保護層位于范艾倫輻射帶內——這是圍繞地球存在的兩瓣巨大的甜甜圈形區域,其中充滿高能電子和高能質子。范艾倫輻射帶中的粒子受到地球磁場的束縛,但與此同時也會隨著太陽活動的增強和減弱而發生相應的膨脹和收縮。

  范艾倫輻射帶最早是在1958年被發現的,其結構包括內外兩層,最外側一直延伸到距離地球約4萬公里的高空。就在去年,貝克教授領導的一個小組利用2012年發射升空的兩個范艾倫探測器發現了第三個過渡性質的“貯藏環”區域。這一區域位于內外兩層范艾倫輻射帶之間,并且似乎會伴隨空間天氣活動的強弱出現或消亡。

  這一額外保護層可能起到了防止超快電子流突破地球防護層,進而深入地球大氣的作用。貝克表示:“看起來這些電子幾乎就是一頭撞上了玻璃墻。真是一個謎一樣的現象。”

  貝克教授的研究組此前一直認為那些以超過每秒10萬英里(16萬公里)的速度運行的高能電子最終會逐漸侵入地球高層大氣。但現在他們發現,由于有這一層額外的隱形保護圈的存在,這些高能電子將幾乎沒有機會向下入侵。

  那么這樣一個保護圈究竟是如何形成的?研究組也對多種可能性進行了考察,他們現在懷疑是否這一圈層的出現與地球磁場的磁力線有關。地球磁場的磁力線捕獲并控制著地球附近空間的質子與電子,并讓它們在地球的南北磁極之間來回運動。除此之外研究組也對人類在地球上的無電線發射情況進行了考察,看看是否可能是這些信號造成了高空電子流的散射,從而使它們無法進一步向下抵達地球。

  不過貝克小組的研究結果顯示,這幾種理論都無法對這一現象給出合理的解釋。他說:“自然界憎惡突兀的改變,它一般總會采取某種機制使其變得更加平緩。因此我們預期應當會發現一些相對論性電子,一部分向內運行,另一部分向外運行。目前還不清楚這些緩慢,漸進進行的過程究竟是如何會在空間中的這一高度上產生這樣一個截然而持續存在的邊界層。”

  另外一種可能性則是所謂“等離子體層”,這是一個距離地面高度約960公里以上的區域,這是一個低溫,帶電粒子云的分布區域。或許正是這個區域造成了電子的反射與散射。

  貝克教授表示,其內在的機制可能是低頻的電磁波造成了等離子體層的“擾動”。這種“擾動”在音頻接收器中呈現的形式一般就是背景噪音。

不過,貝克教授也認為,除了等離子體層擾動的影響,他相信應該還存在其他機制在起作用。

  他說:“我想這里的關鍵是繼續對這一區域進行詳細的觀察,由于有了范艾倫探測器的強大設備,我們現在也有能力這樣做。不過,如果太陽發生日冕物質拋射(CME),我懷疑高能粒子仍然有可能會在一定的短時間內突破地球的防護層。”

7、伽馬射線疑似超光速:4.8分鐘穿越黑洞視界

    根據物理學的一個基本定律,光速是速度的極限,任何物質的速度都不可能超過光速。然而,一個超大質量黑洞心臟地帶釋放出的高能伽馬射線閃光讓天文學家陷入困惑之中。這個超大質量黑洞座落于IC 310星系中央,距地球2.6億光年。對伽馬射線閃光進行的測量顯示,它們以驚人的速度穿過事件穹界,速度似乎超過光速。事件穹界是指黑洞的邊界,任何物質都無法逃脫黑洞的巨大引力。

  觀測結果顯示伽馬射線似乎在短短幾分鐘內穿過事件穹界。據科學家估計,如果讓光線穿過同樣的距離,需要25分鐘,說明伽馬射線的速度超過光速或者發生了其他事情。研究人員認為他們獲得一個罕見的機會,一瞥黑洞事件穹界下方發生的事情,允許他們推測內部景象。

  任何物質都無法逃脫黑洞的巨大引力,讓黑洞變成宇宙中的一個“黑區”。由于自身的特性,黑洞心臟地帶的物質具有很強的神秘色彩。科學家表示當前有關伽瑪射線爆發原因的理論不足以解釋他們的觀測發現,需要提出全新的理論解釋事件穹界下方的現象。巴塞羅納高能物理學研究所的研究項目參與者朱利安-希塔萊克表示:“沒有物質能夠比光線更快照亮整個表面。”

  IC 310星系座落于英仙座,擁有非常活躍的星系核,不斷向周圍太空放射無線電波。2012年,天文學家利用加那利群島拉帕爾瑪島上的大型大氣伽馬射線成像切倫科夫望遠鏡對這個星系的巨大輻射爆發進行了近4個月的觀測。據信,輻射由墜落星系中央的大質量黑洞的物質所致。這種輻射被稱之為“銀河系外噴流”,可能由墜落黑洞的物質形成的沖擊波加速粒子遠離事件穹界所致。

  借助切倫科夫望遠鏡對IC 310星系進行的觀測顯示黑洞放射的伽馬射線噴流移動速度極快,無法用這種方式進行解釋。這些輻射閃光似乎在短短4.8分鐘內便移動了2.79億英里(約合4.5億公里),穿過事件穹界。如果以光速移動,需要25分鐘才能穿過這一距離。對此進行研究的國際科學家小組指出這個黑洞一定高速旋轉,每側都產生噴流。對其進行觀測就像觀測燈塔放射的光束。由于黑洞的快速旋轉,伽馬射線似乎以更快的速度移動。這個黑洞存在多個輻射源,而不是只有一個。研究發現刊登在《科學》雜志上。

  科學家指出黑洞的旋轉形成一個電荷分離磁氣圈,導致極地周圍出現平行電荷。粒子的速度被加速到接近光速的程度,形成伽馬射線,從事件穹界噴射到太空。德國維爾茨堡大學的卡爾-曼海姆指出:“你可以將其想象成雷暴中的閃電。”每隔幾分鐘,這種閃電便釋放在一定區域內積聚的能量。在此過程中,接近光速的粒子被噴射到星系的外部區域。

  慕尼黑馬克斯-普朗克物理學研究所的拉茲米克-米爾佐亞表示這種伽瑪輻射可能讓天文學家一瞥黑洞的內部景象。他說:“這些伽瑪輻射的源頭區一定遠遠小于黑洞的事件穹界。在對高能黑洞進行觀測時,我們實際上是對星系核進行深度觀測,試圖了解星系核的機制。”

8、僵尸恒星附近或存外星文明 科學家將進行“監聽”

    科學家們認為白矮星發出的光恰好可用于維持宇宙生命的生存,其周圍的可居住區將變得宇宙生命的溫床,這個發現可能會使得具有潛在生命的行星比我們想象得更為普遍。目前許多系外行星探索任務中都以尋找巖質行星信號為主,并且傾向于圍繞類似太陽這樣的G型主序星,這樣的行星更符合具備外星生命并能演化至高級文明條件。

    當一顆恒星鄰近死亡時,它會突然發生短暫的回光返照,就像僵尸一般,如白矮星。相比較之下,白矮星似乎不太可能成為宇宙生命主要的誕生地,作為低質量恒星演化的結果使得白矮星在結束氫和氦的核反應后膨脹成一顆紅巨星,此時紅巨星并沒有足夠的質量支持反應繼續進行,于是外層氣體層逐漸被剝離而僅剩下了核心物質,這就是白矮星。由于白矮星依靠電子簡并壓力進行支撐,其具有極端的高密度,而體積并不比地球大多少。

    盡管如此,科學家們仍然認為這些“僵尸恒星”周圍可維持宇宙生命可居住區,滿足液態水存在于行星表面,由于白矮星形成時具有極高的溫度,其本身卻沒有能量來源,因此可以不斷向外輻射熱量,研究人員認為維持液體水溫度的過程可達到80億年之久,而我們的太陽系只有45億年左右,如果讓白矮星將熱量全部釋放變得寒冷的黑矮星,那么這個時間可能比宇宙的年齡還長,因此白矮星周圍的軌道環境應該有足夠的時間來誕生宇宙生命,并演化成高級文明。

    根據英國公開大學研究人員盧卡福薩蒂(Luca Fossati)和他的同事們通過一項模擬實驗發現白矮星周圍軌道環境可支持生命的存在。通過假設軌道上具有一顆類似于地球這樣有大氣層的行星存在,并模擬白矮星的各種條件,計算出源于白矮星的光達到行星表面時的能量值,尤其是紫外線波段這種損害DNA并可殺死生命的光線,他們發現紫外波段的光線抵達行星時只有地球上生命接受紫外線的1.65倍,從劑量的角度看,是非常接近地球環境的。

    盡管許多科學家非常不建議人類主動搜尋外星智慧生命,但對于另一部分天文學家來講,這卻是畢生的追求。迄今為止,他們已多次嘗試在宇宙中發現地外生命,不過所有努力均告無效。加州大學伯克利分校此次設計了兩個全新的“狩獵”方法。其中一個被稱為“全色態影像搜尋地外文明”,涉及距地球16光年外30顆恒星的信號;而另一種方法將尋找外星種族在他們自己行星系統內與其他世界溝通的跡象

    研究人員丹·威森莫表示,正如我們人類正在向太空深處不斷進發,外星生命也會因為這個原因而“泄露”信號。在他們的搜尋方法中,最有趣的莫過于,可能要“監聽”兩個外星世界之間的通信。

    如果一個先進的外星種族存在于某個星系系統中,他們也會忙于探索自己的疆界,甚至也會有“載人”飛行任務,這種想法并非不可理解。但如果天文學家希望“偷聽”到這些遙遠的通訊,那幾率非常之低。因而“全色態影像搜尋地外文明”的新方法,將調動世界各地的望遠鏡并調節到不同的頻率。相比以前的項目,這將是首個在我們附近星群大頻率范圍搜索地外生命的行動。

9、物理學家表示時間旅行其實不可能

    一組理論物理學家通過研究發現,時間的箭頭可能無法折回,這意味著時間將一直向前,我們可能無法突破理論上的限制研制出時間機器。這個消息讓物理學家們感到沮喪,因為我們在還沒有發明時間機器前就得知我們的宇宙可能無法讓時間的箭頭向后。從傳統意義上看,時間旅行回到過去就是讓時間的箭頭往相反方向移動,這也相當于讓熵增狀態的系統向低熵方向發展,在熱力學上稱為熱力學的時間不對稱,這一現象從根本上阻礙了時間機器的研制。

    在我們日常生活中可以遇到許多熵增的例子,這表示了系統無序度的增加,比如冰塊融化等,但無序度的增加被認為是不可逆的。從宇宙的角度看,在大爆炸的初期,我們的宇宙處于低熵狀態,也就是最低的無序度,隨著宇宙的膨脹和逐漸冷卻,宇宙中的無序度開始逐漸增加,演化到130多億年后,宇宙的無序度已經達到較高的水平。如果我們要回到過去,就需要改變系統的無序度,讓我們現在宇宙的熵值降低,這在熱力學上顯然是無法實現的,因此回到過去可能在我們這個宇宙是無法實現的。

    位于加拿大安大略省的理論物理研究所科學家對宇宙熵進行了研究,他認為熵的測量也需要對某個系統的參考,如果我們在宇宙的某個空間中就可以對熵進行研究,但對于整個宇宙而言,似乎沒有太多的參考,因此也無法進行更加深入研究。隨著宇宙不斷進化并趨于成熟,熱力學的時間箭頭指向更加明確了,而且宇宙的結構也在不斷增加,變得更加復雜而龐大,最終我們的宇宙將不可逆轉地演化下去。

    下一步,科學家將在觀測上尋找證據來支持這個推論,但目前還沒透露是具體的觀測方法,加拿大安大略省的理論物理學家Flavio Mercati認為我們也不知道是否能夠在實際觀測上得到一些證據,我們會繼續通過實驗來測試我們的想法。

10、科學家發現地獄星球 兩側溫度差竟高達1700度

    據報道,科學家發現了一個十分奇特的星球,被命名為HD209458b。在這顆星球上遍布著黑色的“雪”和黑煙,堪稱地獄。這是由于HD209458b行星屬于熱木星,它的軌道非常靠近它們的主恒星,表面正被恒星的熱浪所侵襲所導致的。

    值得注意的是,HD209458b熱木行星已經被潮汐鎖定,它的一面將永遠朝向該系統中的恒星,而另一面則永遠處于夜晚的狀態。很顯然,白天一側的溫度接近恐怖的2000攝氏度,而晚上的一面溫度則是500攝氏度左右。極端的溫差環境導致了這顆行星出現全球性的大氣流動,突然降低的溫度使得物質以固態形式落下,比如二氧化鈦雪。

    雖然這顆熱木行星表面組分中存在鈦氧化物,科學家通過計算機模型演示結果發現,其大氣中彌散著二氧化鈦等物質,位于法國尼斯天文臺的科學家帕門蒂爾和他的同事們創建了更加詳細的三維電腦模型,隨著表面溫度的升高,HD209458b熱木星上的“雪”可再次變成氣體,并回到上層大氣中。該行星上出現的壯觀“降雪”情景似乎無法想象,雖然二氧化鈦是白色,具有一定的光澤,但是其大氣中還存在硅氧化物,因此整個情景酷似充滿了黑煙。

    如果這個情況發生在地球上,那么該景象應該與一場森林大火相當。雖然研究小組對特殊的熱木行星進行探索,但他們的研究模型同樣適用于其他此種類型的行星,這說明系外熱木行星上經常出現“熱雪”事件,比如在另一顆編號為HD189733b的熱木行星上,也存在類似的“雪云”,地球上的光譜分析表明,其大氣中還存在一些微小粒子。

11、地球上多達一半的水可能早在太陽系誕生前就已形成

    關于太陽系中水的來源存在兩種主要爭論,一種是在太陽形成過程中,通過宇宙射線電離等方式形成了水,另一種是早在46億年前太陽誕生之時,水就已存在,它來自于星際介質。最新研究為第二種觀點提供了證據。

    參與研究的美國密歇根大學天文系博士后杜福君表示:“地球中的水有很大一部分來自星際介質,所以你杯子中的水也許比太陽更古老。”研究人員主要分析了各種環境下形成的水中的氫和氫較重的同位素氘之間的比率。

    杜福君說,如果水是在寒冷的星際介質環境中形成,則氘對氫的豐度比會比較高,最高可達 1% 左右;而如果是在太陽系形成時的較熱環境中形成,那么氘對氫的豐度比會較低,趨近于大約 0.002%,但彗星、行星、隕石及地球海洋的實際觀測值一般介于這兩個極端之間,比如地球海洋中兩者豐度比是 0.016%。

    研究人員又模擬了太陽誕生時的星際環境并研究含氘重水的形成,結果發現,太陽系本身形成重水的效率極其低下。如果沒有部分的水來自星際介質,那么無法解釋行星、隕石及地球海洋中氘對氫的豐度比。

    杜福君說:“實測數值表明,太陽系中的水很大一部分可能在太陽本身還沒形成時就已存在了。具體多大比例來自星際介質現在并不確定。對地球海洋而言大致在 7% 至 50% 之間,對彗星而言大致在 14% 至 100% 之間。大體上,這種行星系統只要存在,就不會太缺水。”這一研究有助于了解在太陽系外找到跟太陽系類似的行星系統的可能性。

12、月球最真實的樣子 非圓形更像檸檬

    美國的科學家經過研究指出:月球真實的形狀是檸檬形狀的,而不是人們傳統意識中的圓形。科學家解釋,這是因為地球自身的引力所影響增加自身潮汐漲退,加上初期自轉快速,繼而形成的這種形狀。 

    加州大學圣克魯斯分校科學家加里克·貝瑟爾近日發表研究,指月球在大約40億年前形成之初,內含大量水分,而且與地球相距甚近,受地球引力影響,月球經常出現潮汐潮退,其外殼因而不斷被拉扯或收緊。同時,初期形成的月球處于可塑性高的液態狀,其自轉速度也成倍增長,加上月球溫度初時較高,長年累月下形成檸檬狀。

    此前科學家發現,月亮相距最遠的兩端處,發現不尋常圓頂型火山沉積物,令月球看上去像檸檬。加里克。貝瑟爾指地球及火星等,均是靠旋轉來“定型”,并認為地球引力及月球自轉的因素影響了月球形狀的說法是迄今最佳的解釋。

13、科學家發現宇宙巨無霸 跨度達100億光年

    據悉,天文學家發現了迄今為止的宇宙最大的神秘結構,其跨度達到了100億光年以上。該巨型結構給現代宇宙學提出了一個難題,因為現有的理論認為宇宙質能在大尺度上屬于均勻分布的,如果存在一個這么大的結構,那說明在宇宙大爆炸之后宇宙中發生了其他事件,導致質量和能量在某個地方過于集中. 

    新發現的超大宇宙結構是此前記錄的兩倍以上,科學家已經發現了跨度達到40億光年的大型類星體集群,其中包括了73個類星體,我們目前對類星體的研究依然不多,現有的理論認為類星體與活動星系核有關,其背后隱藏著質量更大的超大質量黑洞,當物質落入黑洞后,黑洞會形成強大的能量噴流,觀察者的視線與噴流的相對位置可觀測到不同的天體類型,比如科學家已經發現的賽弗特星系、蝎虎BL天體等,這些現象都與活動星系核有關。

    光速是目前宇宙中最快的速度,也被認為是無法超越的極限速值,南卡羅來納州查爾斯頓學院天文學家喬恩·海基萊認為我們可以通過大質量恒星的爆發來跟蹤宇宙中的伽瑪射線區域,在大質量恒星形成材料較多的區域內,伽瑪射線暴可以為科學家提供某一特定區域內的估計值,美國宇航局的雨燕γ射線探測器正在對全天伽瑪射線暴進行監控,就可以及時探測到這些宇宙中突發的能量事件。

14、美英科學家首次揭開新星核心的伽瑪射線之謎

    據媒體報道,2012年美國宇航局“費米”伽瑪射線望遠鏡探測到一次神秘的伽瑪射線釋放,為了揭開這個謎團,美國和英國的科學家對V959 Mon雙星系統進行了研究,發現其中存在高速沖擊的高能粒子,這是產生伽瑪射線的主要原因,這也是天文學家首次深入一顆新星的核心區域研究伽瑪射線的釋放。

    密歇根州立大學和曼徹斯特大學天文學家在一顆恒星表面觀察到意想不到的現象,根據密歇根州立大學的研究人員Laura Chomiuk介紹:“我們不僅發現了伽瑪射線從哪里釋放,還觀察到前所未有的現象,可能在其他新星爆發中也會存在類似的情況。”

    科學家觀測的新星來自一個雙星系統,即兩顆天體相互圍繞著公轉,其中一個為密度較高的白矮星,該系統也被命名為V959 Mon雙星系統,距離地球大約5000光年,位于銀河系之內,研究人員認為伽瑪射線的釋放來自這個雙星系統。

    伽瑪射線是宇宙中最強大的輻射形式之一,但伽瑪射線是如何在天體爆炸中形成,這個問題一直困擾在科學家,現在科學家第一次聚焦于一顆恒星的核心區域,結果發現了這一驚人現象的起源。圖中顯示的是科學家模擬的新星釋放伽瑪射線的示意圖,天體可產生極快的氣體流,加速高能粒子并產生伽瑪射線。

15、黑洞的自旋速率可達光速的86%

    由于旋轉的黑洞表面并沒有放射出光線,因此天文學家轉而尋找發散出的X射線作為替代,例如跌入一些黑洞的旋轉的物質盤。

  人們主要用兩個基本特征描述黑洞:質量與旋轉。通過研究對環繞在周圍的恒星所產生的引力效應,天文學家在幾十年前便已經能夠測量一個黑洞的質量。但測量旋轉——即記錄落入黑洞的物質的角動量——卻被證明是一件非常麻煩的事情,特別是對于位于星系中央的特大質量黑洞而言尤為如此。由于旋轉的黑洞表面并沒有放射出光線,因此天文學家轉而尋找發散出的X射線作為替代,例如跌入一些黑洞的旋轉的物質盤。

 這樣間接的旋轉測量方式如今適用于19個質量已知的特大質量黑洞。近日,天文學家報告說,盡管未經檢驗,但他們已經利用一種新的技術計算出另一個特大質量黑洞的旋轉速度,從而為捕捉這種難以捉摸的速度提供了另一種可供選擇的方法。英國劍橋大學天文學家Andrew Fabian表示:“對于那些認為我們正在得到一幅有關黑洞旋轉連續畫面的人而言,這是一個非常重要的數字。”

  用來測量黑洞旋轉的常規方法可以追溯到1995年,盡管直到最近它依然存在爭議。這種方法依賴于探測日冕釋放出的X射線,日冕是由炙熱的電離氣體構成的一個球形暈輪,恰好位于黑洞吸積盤平面的上方與下方。這些X射線中的一些被吸積盤反彈后射向地球。天文學家在這些射線中,有時能夠識別出顯著的鐵發射譜線特征。黑洞旋轉速度越高,吸積盤距離黑洞表面越近,就會有越強烈的引力扭曲鐵譜線,并在一個更寬泛的X射線能量范圍內傳播這一特征。

  然而對于這種方法的質疑正在逐漸浮現。今年2月,天文學家發表了利用美國宇航局去年啟動的NuSTAR項目獲得的數據計算出的旋轉結果。主持該項研究的馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理學中心的天文學家Guido Risaliti表示,NuSTAR提供了接近高能X射線的機會,從而使得研究人員能夠闡明黑洞引力對鐵譜線產生的影響。與能夠被黑洞和地球之間的氣態云吸收的低能X射線相比,高能X射線受到的影響更小,而一些人推測這可能是導致失真的真正原因。

  在這項最新研究中,天文學家利用更直接的方法計算了黑洞的旋轉速度。他們發現了一個質量是太陽1000萬倍的具有約1.5億秒差距的黑洞。利用歐洲空間局的XMM-牛頓人造衛星,他們聚焦于更微弱的、由吸積盤直接釋放的低能X射線——而非鐵譜線。這些X射線的譜形提供了有關吸積盤最內部溫度的間接信息,反過來,這種物質的溫度與其同黑洞表面的距離,以及正在旋轉的黑洞的速度都有直接的關系。計算結果顯示,黑洞正在最多以86%的光速旋轉。

  主持這項研究的英國杜倫大學天文學家Chris Done認為,她的結果對利用鐵譜線進行的旋轉測量結果提出了質疑,這是因為那些結果往往超過了光速的90%。“我們正處于自身能力的邊緣。”Done說,“我們有不同的方法,我們希望他們能夠認同。”其他學者則提出,結果的差異可能反映了超大質量黑洞之間的真正差異,表明旋轉可能隨著質量或宇宙時間而變化。

  這一發現可謂事關重大。如果特大質量黑洞的旋轉速度真的像利用鐵譜線得到的結果那樣高,那么這些黑洞很可能是由一些罕有的與星系的大碰撞所形成的,在這種情況下,大量物質會從一個方向傾倒入位于中央的黑洞。如果旋轉速度較低——就像Done報告的那樣,那么黑洞則是由許多小型的融合所形成的,其間,很小的物質團從四面八方涌入黑洞。黑洞旋轉的分布因而可以告知研究人員星系演化的歷史,特別是如果天文學家能夠通過研究越來越遠的黑洞,從而最終繪制出伴隨宇宙時間的旋轉變化,則尤為如此。

  天文學家同時還想了解,旋轉是否會為一些物質流從某些黑洞中噴出提供能量。但Risaliti指出,在旋轉測量技術依然沒有達成共識之前,他們很難解決這一問題。Risaliti樂觀地指出,未來的X射線觀測將解決這一爭論。他說:“我們還有很長的路要走,但這就是開端。”

16、宇宙罕見超長伽瑪射線暴 或源于超大巨星

        英國華威大學的研究小組通過觀測提出了一種新型伽瑪射線暴理論,其形成于質量更大的超巨星。宇宙中存在的大質量恒星,比如沃爾夫–拉葉星質量就超過太陽質量的20倍以上,由于該型恒星的“燃燒”速度非常快,其壽命很短,但卻可形成能量異常高的伽瑪射線。

        伽瑪射線暴被認為是宇宙中最強大的爆炸之一,大部分的伽瑪射線暴在一分鐘左右,科學家提出的新型伽瑪暴可持續幾個小時。

        安德魯·萊文博士領導科學家小組觀測到不尋常的新型伽瑪暴,超長伽瑪暴的紅移值達到0.847,大約在70億光年左右,該團隊的目的是探討新型伽瑪暴的發生機制。

        萊文博士認為其爆炸產生于超巨星,一種質量達到太陽質量20倍以上的天體,爆發瞬間可變成宇宙中最大最亮的恒星之一,半徑可達到太陽的1000倍左右。英國萊斯特大學教授坦維爾認為在此之前,我們已經發現了大量持續時間很短的伽瑪射線暴,顯然宇宙中存在令人驚訝的恒星爆發模式。

        在沃爾夫–拉葉星演化的最后階段,其自身會在引力作用下坍縮形成一個黑洞,當物質被吸入黑洞時,會在兩個垂直方向上形成伽瑪射線噴流,其速度可接近光速,一般情況下這個伽瑪射線暴僅會持續數秒。但是由于沃爾夫–拉葉星的質量較大,形成伽瑪射線噴流的持續時間也較長。

17、63光年處發現神秘彗星群類似太陽系外層彗星云

    天文學家在遙遠恒星周圍發現了神秘的彗星群,像極了太陽系中最原始的彗星。這一發現表明在其他恒星系統周圍的物質分布混成形式類似于太陽系早期時期的狀態。天文學家目前已經發現了數千顆系外系外行星,除了這些可能存在生命的天體外,還發現了類似太陽系外層彗星云的結構,其中包含著冰和空間巖石。

    有研究認為早在數十億年前,地球就受到大量的彗星等天體撞擊,不但提供了水資源,也包含了潛在的生命有機成分。為了了解更多關于遙遠恒星系統中彗星群的信息,天文學家重點研究了距離地球大約63光年處的一個恒星系統,其被稱為繪架座β星。該天體的年齡只有1200萬年,但已經有一個行星被確認存在于這個恒星系統中,與其主星的距離大約是地球到太陽距離的10倍,即十個天文單位,或者將近9.3億英里,約為15億公里。

    科學家使用歐洲空間局的赫歇爾空間望遠鏡對繪架座β星系統進行掃描研究,發現恒星周圍的物質吸收了一些來自恒星的光線,科學家通過光譜分析識別是這些是哪些材料。研究人員在其中發現了橄欖石晶體的痕跡,當其形成于宇宙空間中時通常該物質富含鎂,如同在太陽系早期環境中出現的古老彗星物質,并非像小行星那樣聚集著富含鐵的橄欖石物質。

    繪架座β星系統周圍的彗星云位于較冷的區域內,大約距離該恒星15至至45個天文單位,來自赫歇爾空間望遠鏡的數據表明其中含有非常豐富鎂的橄欖石物質,此外這些晶體組成了大約3.6%的塵埃物質環繞于恒星周圍,使得其特征與我們太陽系中最原始的彗星存在驚人的相似之處。比利時魯汶大學天體物理學家伯納德·拉默特德弗里斯認為我們發現探測到了另一個行星系統中特別物質的“光譜指紋”,在該系統中的塵埃盤顯得非常昏暗,這項發現使人感到非常驚嘆。

    研究表明橄欖石晶體可以在距離恒星僅10個天文單位的空間中形成,事實上由于彗星進行周期性的運行,可以將這種材料定期帶離恒星周圍的軌道。在繪架座β星系統周圍塵埃帶上出現的結晶橄欖石與太陽系中的古老彗星存在類似之處,在這些恒星周圍的物質可能具有相似的混成方式,即使繪架座β星質量達到了太陽質量的1.5倍,亮等是前者的八倍,也可以形成與太陽系相似的彗星云。

18、7億年前地球成“雪球” 或仍有生命藏于海洋中

        12月4日消息,據媒體報道,在地球漫長的發展歷史中經過了不少的“劫難”。大約在7億年前,地球因為被冰雪幾乎完全覆蓋而成為了一個“雪球地球”。據認為,在“雪球地球”惡劣條件下,地球上幾乎所有生命都已滅絕。不過,英國和澳大利亞等國科學家在澳大利亞發現了“雪球地球”時期仍然有生命存活于海洋之中的證據。科學家們認為,某些微生物形態的生命逃過了這場冰雪災難。

        英國和澳大利亞的研究人員在南澳大利亞的弗林德斯山脈地區發現了海洋沉積物證據,這些沉積物清楚地表明這里曾經是一片狂躁的海洋。科學家們認為,即使是在“雪球地球”時期,這片狂躁的海洋仍然不平靜,里面仍然有微生物生命形態存在于其中。

        科學家們認為,這些沉積物應該追溯到大約7億年前的斯圖爾特冰期。斯圖爾特冰期是與“雪球地球”假設相關的兩大冰期之一。這些沉積物證明,在斯圖爾特冰期,海洋中仍然存在著一些小片的開放水體,其中或許就支撐著微生物生命形態的存在。

        “雪球地球”假設認為,地球所有的陸地和海洋都幾乎完全被冰雪所覆蓋。英國倫敦大學皇家霍洛威學院科學家丹-李-赫倫領導了這項研究。赫倫表示,“這是第一次,我們發現了非常清晰的證據,證明海面之上暴風雪當時也在影響著海床。這就意味著,在當時的雪球地球上仍然有小塊的海洋水體沒有被冰雪覆蓋。在水成巖中,我們發現了一種非常特別的構造,即丘狀交錯層理。這種構造只可能是在這種情形下形成的:暴風掀起的巨浪將海床的沙子卷起,然后又來回翻滾,最終形成了一層沙巖層。”

        這些小片海洋水域的存在可以用來解釋為什么某些微生物可以在斯圖爾特冰期存活下來,并在后來的寒武紀時期繁盛和多樣化。赫倫認為,“這里可能也是早期微生物開始繁盛和進化的理想場所之一。”

        盡管所謂的“雪球地球”只是科學家提出的一種假設,但是大多數人都認同當時地球處于深度冰凍狀態。現在爭論的焦點是,在斯圖爾特冰期和馬里諾冰期,地球為什么會進入深度冰凍期,以及范圍究竟有多大。一些人也提出疑問,在這種深度冰凍狀態下有多少生命能夠存活下來。

19、7000萬年前天地大沖撞隕石坑現身 直徑達8公里

    自地球誕生后就遭受到不同大小的小行星撞擊,有些小行星撞擊對地球內部結構構成了重大影響,有些小行星的撞擊坑會遺留在地球表面上,如果我們對那些撞擊坑進行調查,就會發現更多關于史前小行星撞擊的信息。來自阿爾伯塔地理調查局和阿爾伯塔大學的研究人員在阿爾伯塔南部發現了一個古老的環形結構,科學家認為該地區曾經遭受到小行星或者超級隕石撞擊,留下了直徑8公里的撞擊坑!如果撞擊發生在現代,那后果是不堪設想的。

  來自加拿大的科學家道格·施密特負責領導這支研究小組,這個環形地質結構是第一個非常有價值的撞擊線索,雖然時間和冰川已經將這個撞擊坑掩埋和侵蝕,但是我們仍然可以看出非常明顯的環形結構。不過,有些科學家認為這個發現不能確定是隕石撞擊,環形帶結構也有可能是其他地質活動所留下的痕跡,我們目前所知道的是這里的年代大約在7000萬年前,大約有1.5公里厚的沉積物層將其掩埋,因此我們確定其確切的日期可能有些困難。

20、天文學家發現銀河系最暗星系 包含千顆古老恒星

    在很多人的印象中,星系應該是很亮的,然而天文學家們發現了一個銀河系周邊迄今已知最暗弱的星系,這個矮星系僅僅包含大約1000顆古老的恒星,游蕩在銀河系附近的幽暗空間中。這個矮星系名為“賽吉爾-1”(Segue 1),其中絕大部分物質是暗物質,只有很小一部分質量由可見物質構成。

    這是天文學家們發現賽吉爾-1星系的天區包含大約1000顆古老而暗弱的恒星,就位于銀河系附近根據測算,其實際質量要比它可觀測到的物質總量高出3400倍左右。

    西蒙博士說:假如這1000顆恒星便是這個矮星系中所包含的全部,或者說只有非常少量的暗物質存在,那么這些恒星的運行速度將非常均勻。

    然而凱克望遠鏡的觀測結果并非如此。這個矮星系以大致每秒209公里的速度相對銀河系運動,但是其內部一些恒星成員的運動速度卻僅有每秒194公里,而另一些卻高達每秒224公里。吉哈說:“這表明賽吉爾-1星系內部必定含有大量的暗物質,以便加速這些恒星。”

    很據計算結果,要想造成如觀測到的這般速度異常,該矮星系中隱藏的暗物質質量大約為60萬倍太陽質量。然而在望遠鏡中我們所能看到的卻僅僅只有1000顆恒星,質量都和太陽相仿。除此之外這一矮星系中的質量必定都屬于暗物質。

    此外,賽吉爾-1星系中幾乎都是由極其原始的恒星組成的。天文學上判斷恒星的形成年代是否古老有一個方法就是考察其重元素含量,通過光譜分析,科學家們可以較為精確地獲取恒星的重元素含量信息。

    宇宙中的重元素是由恒星核聚變反應形成的。當古老恒星形成時,宇宙較為“年輕”,大量恒星尚未燃燒完其內部的氫和氦,進而合成一些重元素,如鐵和氧。因此,老年恒星的重元素含量會相對較低。在天文上,此類恒星被稱為貧金屬星。

    借助凱克-II望遠鏡,研究小組成功地獲取了賽吉爾星系中6顆恒星的鐵元素含量數據,另一方面一個澳大利亞小組使用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡(VLT)獲取了另外一顆成員星的鐵元素含量數據。

    分析顯示,在這被觀測的7顆成員恒星中有3顆的鐵元素含量僅有太陽的不到1/2500。西蒙博士說:“這顯示這些恒星是我們已知最古老的恒星之一。”在此之前對銀河系中上千億顆恒星進行的搜索工作只發現了大約30顆此類古老的恒星。

    吉哈博士說:“賽吉爾-1星系中已經找到了數量相當于銀河系中已知10%的古老恒星。這表明進行古老恒星研究時,矮星系應是非常重要的目標。”

21、科學家發現瀕死的恒星殘骸 亮度超過太陽1000萬倍

    據國外媒體報道,科學家在一個臨近的星系中發現一個瀕死的恒星殘骸,它的亮度超過太陽1000萬倍。這一發現帶來了許多問題,而且推翻了我們對于宇宙中一些極端現象的物理學理解。

    這顆新發現的星球殘骸屬于宇宙中一種罕見的極亮光源,也就是所謂的X射線極亮天體。盡管它并非是我們所觀察到這類天體中最亮的,但是這顆特殊星體的亮度是我們發現的其它任何恒星殘骸的10倍。

    黑洞巨大的引力會吸引來自恒星的氣體,緩慢吞食。當恒星的氣體進入黑洞,就會形成一個極亮的盤狀物,也就是地球上的天文學家們所觀察到的這種特征。這種盤狀物極熱,能達到數千萬華氏度,因此它的大部分光線都是以高能X射線的形式存在。這是因為氣體正以極高的速度運動,這就使它變得極熱而且極亮。

    從20世紀70年代,科學家們就一直在探測宇宙中的這些明亮特征,他們把它稱之為X射線極亮星體(ULX)。雖然這些光源的起源我們仍然一無所知,但是科學家們懷疑它們可能來自于恒星和黑洞間到的這種雙星系統。

    就像黑洞一樣,當一顆質量遠大于太陽的恒星在生命終結時塌陷就會形成中子星。然而,中子星并不具備黑洞一樣的引力,因此無法捕獲光線。它們會發射出光脈沖,這也是研究團隊確信這個系統是脈沖星而不是別的天體的原因。

    這顆中子星如何能夠快速吸收氣體仍然是一個謎。研究團隊認為,這或許源自它的強磁場帶來的改變。無論答案是什么,這種奇特而且帶來巨大改變的發現足夠科學家們頭疼一段時間了。加拿大亞伯達大學的一位物理學研究人員稱,起源理論限制了這種星體的亮度,應當比發現的這顆星體亮度弱100倍。

22、利用宇宙弦或可制造“時間機器”

   據國外媒體報道,宇宙擁有令人恐懼的浩淼時空,巨大的跨度讓星際旅行變得非常困難,科學家試圖在研究如果利用宇宙的基本屬性來形式超光速旅行。在許多科幻小說中都描述了宇宙飛船利用宇宙弦進行遠距離移動的情景,事實上宇宙弦是的跨度非常長,可能達到我們可見宇宙的直徑,但宇宙弦也是非常薄的,可以小于一個質子的大小,在大爆炸初期形成。科學家認為宇宙弦可能是宇宙空間和時間拓撲結構的缺陷,比如水結成冰是在兩種狀態之間形成了裂縫,因此我們可以利用宇宙弦進行超光速旅行。

    宇宙弦就像是時空結構的裂縫,我們如果成功利用這些裂縫,就能發現意想不到的現象,同時科學家還發現宇宙弦可能連接著宇宙中的星系群,許多星系在宇宙弦通過的地方聚集,這一點我們也可以通過暗物質的分布來察覺。根據當前的觀測結果,如果宇宙弦是真實存在的話,宇宙中的一部分天體集群來源于宇宙弦的作用。

    目前最流行的觀點是宇宙弦可以作為一臺時間機器,如果我們高速通過兩個互相聯通的宇宙弦,那么就可以連接兩個時空,這樣我們就可以選擇回到過去還是進入將來,時間旅行變成了可能。在物理學方面,我們可以認為宇宙弦有助于產生封閉類時曲線,也允許我們進行超遠距離的時空旅行。

當前的觀測技術還無法確認宇宙中是否存在宇宙弦,但一些星系的分布暗示宇宙中存在未知的機制讓這些星系連接在一張網上,如果宇宙弦是非常普遍的,且能夠被我們所觀測,那么我們就可以利用引力透鏡來發現它們,但迄今為止科學家還沒有發現與此有關的現象。

23、NASA發現地球太陽間“入口” 或致地球磁暴

    8月18日消息,據英國每日郵報報道,美國宇航局科學家發現地球磁場通往太陽的隱藏“入口”。科學家們將這個神秘隱藏“入口”稱為X點或者電子擴散區域,而不是太空中通往不同星系和行星的星際褶皺,這些入口點有助于傳送磁場從太陽抵達地球。從本質上講,這些入口可實現源自太陽的數噸磁性帶電粒子傳輸,這將導致地球上出現南極光和北極光,以及磁暴。

    負責這項研究的美國愛荷華大學等離子體物理學家杰克-史卡特(Jack Scudder)說:“我們稱它們為X點或者電子擴散區域,這些隱藏入口位于地球磁場連接至太陽磁場處,形成了一個不間斷的路徑——從地球至9300萬英里之遙的太陽大氣層。”

    這個隱藏入口處距離地球10000-30000英里的距離,是由美國宇航局太陽磁性與不穩定性研究日光儀望遠鏡(THEMIS)和歐洲Cluster探測器觀測發現。2014年,美國宇航局將執行“磁性層多尺度任務(MIMS)”,屆時發射四顆探測器環繞地球,定位并研究X點。特別是研究地球和太陽磁場的連接處,以及神秘入口的形成地點。

    雖然史卡特和他帶領的愛荷華大學研究小組目前并不是十分了解X點入口,但他們觀測發現帶電粒子流經這些入口,導致地球大氣層出現電磁現象。

史卡特說:“磁場入口是不可見,不穩定和捉摸不定的,無需警告也沒有指示的情況下閉合。”著眼于2014年執行磁性層多尺度任務,史卡特和他的研究小組校準該技術確保充分定位這些磁場入口。他說:“我們已發現5個簡單的磁場組合結構,通過測量高能量粒子將揭曉我們將什么時候深入研究分析X點。擁有簡單的飛行器,適當的儀器,便能進行這項勘測。”

24、系外行星上存在極光

    8月22日消息,據媒體報道,科學家稱,在太陽系的木星上已經觀察到了極光現象,而且木星上的極光亮度超過地球極光的100倍。當來自太陽的帶電粒子經過地球的極點并且與上層大氣相互作用時就會發生壯觀的極光現象。
    現在科學家們正第一次尋找外星星球上存在極光現象的證據。研究使用了波蘭的低頻射電望遠鏡來觀察最可能由系外行星上的強大極光導致的電波發射。這項研究的首席作者,萊切斯特大學的喬納森-尼克爾斯在一份聲明中說道:“這些結果有力的表明極光確實在太陽系外的星球上發生,而且極光電波的發射強大到足以穿過遙遠的星際距離被探測到,而且系外星球上的極光是木星極光亮度的10萬倍。

    木星的極光是由木衛一噴射的帶電粒子的交互作用以及木星自身的旋轉導致的。與地球類似的極光已經在土星上觀察到。但是這些最新的發現表明系外星球上的極光或許并非是由太陽風中的帶電粒子所導致的。相反的是,尼克爾斯的研究表明那些被稱作棕矮星上的極光或許表現的更像木星的極光。通過研究這些電波發射,科學家們將更深入了解一顆星球的磁場強度以及它如何與母恒星相互作用,還能了解它是否擁有衛星甚至是它一天的時長。

25、880光年外類木行星CoRoT-2b遭X射線轟擊每秒蒸發500萬噸

    北京時間9月15日消息。天文學家觀測發現一顆近距離恒星(CoRoT-2a)正在不斷發出強烈的X射線輻射轟擊其旁側的一顆行星,這種輻射的強度要比太陽對地球的輻射高上數十萬倍。

  美國宇航局錢德拉塞卡X射線空間望遠鏡以及歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡(VLT)獲取的最新數據顯示由于這種劇烈輻射,每秒大約有500萬噸物質被從這顆行星表面蒸發掉。這一觀測結果讓我們得以一窺一部分行星艱難的生存狀況。

 這顆行星的編號為CoRoT-2b,其質量約為木星的3倍(即大約1000倍地球質量).它圍繞中中央母恒星的公轉軌道距離僅約相當于地球-月球距離的10倍。

  這一星系(包括中央的恒星和圍繞它的行星)編號為CoRoT-2,這樣編號是因為它最早是法國航天局的“對流,自轉和行星掩星”探測衛星(CoRoT)于2008年發現的。這是一顆相對距離較近的恒星體,距離太陽系大約880光年。按照規則,中央的恒星編號為CoRoT-2a,圍繞它運行的行星編號為CoRoT-2b。

  德國漢堡大學的塞巴斯蒂安·施羅特(Sebastian Schroeter)說:“這顆行星幾乎被這顆恒星轟炸了。更詭異的是,這顆恒星的行為似乎受到了這顆它轟炸的行星的影響。”

  根據X射線和可見光波段的觀測數據,CoRoT-2系統的年齡估計在1億~3億年之間,這就意味著這顆恒星應當已經完全形成了。錢德拉望遠鏡的觀測顯示這是一顆非常活躍的恒星,其劇烈的動蕩磁場不斷爆發出明亮的X射線輻射。而一般認為這類劇烈活動是存在于更加年輕的恒星上的。

  “由于這顆行星距離其中央的恒星很近,它可能加速了恒星自轉,而這會幫助恒星磁場處于持續的活躍狀態。”研究論文合著者,同樣來自漢堡大學的斯蒂芬·蔡司勒(Stefan Czesla)說。“要不是因為這顆行星的緣故,這顆恒星應當早在數百萬年前就已經告別了它狂暴的青少年時代了。”

  支持這一觀點的證據來自對一顆疑似恒星CoRoT-2a的伴星的恒星的觀測數據,它距離恒星CoRoT-2a的距離相當于地球-太陽距離的1000倍。這顆伴星不發出X射線輻射,這或許是因為它沒有像CoRoT-2a那樣的行星圍繞運行。

  行星CoRoT-2b的另一個令人矚目的特點是它似乎處于膨脹狀態。施羅特說:“我們目前還沒有辦法完全弄清這種劇烈的X射線輻射對于一顆行星的影響,但是它可能正是造成我們在行星CoRoT-2b身上觀察到的‘腫脹’的原因。目前我們仍然處于剛剛開始認識在這種極端環境下系外行星問題的階段。”

26、光速被"降服" 人類首次成功讓光停止傳播60秒

    哈佛大學的科學家們此前已經成功將光“限速”,并再次恢復光的速度,但是哈佛的實驗只將光速限制在千分之一秒內,光速被限制后僅為48公里每小時

  宇宙真空環境中傳播速度最快的光也無法逃脫人類的控制,特殊的晶體介質將光的速度降低,并徹底讓它“停止”,來自英國圣安德魯斯大學科學家托馬斯·克勞斯認為一分鐘對于控制光速的實驗而言已經是非常非常長了,這是一個重要的里程碑!

  哈佛大學的科學家們此前已經成功將光“限速”,并再次恢復光的速度,但是哈佛的實驗只將光速限制在千分之一秒內,光速被限制后僅為48公里每小時(38英里每小時)

  早在1999年,哈佛大學的物理學家Lene Vestergaard使用接近絕對零度的超流性氣態原子云成功將一受控光束的速度降低至每秒17米,兩年后將光速受控停止在一個時間區間內。光速是目前宇宙真空環境中的“極限速度”,愛因斯坦相對論不允許物體的運動速度超過光速,光的速度為每秒186,282英里,確切說只要1.2862秒就能抵達月球。

  為了使宇宙速度最快的光“停止”下來,德國科學家使用了一種被稱為電磁感應透明效應(EIT)技術,通過量子相干效應使得光原子共振吸收頻率上變得透明,在EIT形成的頻譜上,只有一定頻率范圍內存在透明和不吸收的通道,因此德國科學家在設計實驗過程中需要對光脈沖的頻寬進行控制。事實上,電磁感應透明效應是三能級系統中量子干涉的結果,其光譜理論計算通常是利用基于原子密度矩陣的光學布拉赫方程式。

  在本次實驗中,科學家將受控光速指向含有鐠元素的硅酸釔晶體,通過控制激光束調節晶體的透明態和不透明態,使入射光束無法折射,最終在原子自旋的介入下控制光子攜帶的信息。此前也有相關實驗將受控光速注入低溫銣(87Rb)原子介質,達到降低光速的目的,利用偏極梯度冷卻法和壓縮式磁光陷阱增加受控原子團的密度。另外,哈佛–史密森天文物理中心也對該課題進行了研究,同樣采用玻色–愛因斯坦凝聚體原子團將光子攜帶的信息凍結,速度開始降低,最終存儲時間達到1毫秒,這些實驗對量子通訊有著很大的意義。

27、霍金稱宇宙中并不存在黑洞

    英國著名科學家斯蒂芬·霍金教授再次以其與宇宙黑洞有關的理論震驚物理學界。他在日前發表的一篇論文中承認,黑洞其實是不存在的,不過“灰洞”的確存在,這篇論文可能將為“黑洞”概念重新定義。

  黑洞指的是宇宙中星體爆炸時,四周會產生強大的引力,并在宇宙空間中產生黑洞,把附近的一切都吞噬。由于引力相當強大,即使被吸入的物質以比光速更快的速度被吸入黑洞,同時永遠無法從黑洞邊緣(或稱“視界”)逃出。

  但以研究“黑洞”著名的物理學家霍金,在其最新論文《黑洞的信息保存與氣象預報》中卻顛覆過去學界的一般認知,稱由于找不到黑洞的邊界,因此黑洞根本可被視為不存在。

  他還說,物質和能量在被黑洞困住一段時間以后,是可以被重新釋放到宇宙中的。他在論文中承認,自己最初有關視界的認識是有缺陷的,光線其實是可以穿越視界的。霍金同時指出,對于這種逃離過程的解釋需要一個能夠將重力和其他基本力成功融合的理論。在過去近一百年間,物理學界都未曾有人試圖解釋這一過程。

  其實,早在2004年霍金就曾做出過類似表示。而這一切有關信息是否能逃出黑洞的討論都始于1976年。當時,霍金通過計算證明出了“霍金輻射”理論。該理論認為在“霍金輻射”的影響下,黑洞會濃縮并蒸發。當黑洞消失后,黑洞形成初始最核心的“奇點”也會隨之消失。但這種說法與此前的量子力學的相關理論出現相互矛盾之處,因為現代量子物理學認定“奇點”是永遠不會完全消失的。這便是所謂的“黑洞悖論”。

    在“霍金輻射”黑洞理論中,黑洞被認為是可以失去質量的,一些非常小的“迷你黑洞”可以蒸發消失。在吸積物質之后,黑洞能夠通過量子行為向宇宙空間釋放自身內部的質能。黑洞事件視界之外的物質行為能夠被察覺,但之內的卻沒有任何定義,即使是光線也無法逃脫黑洞的強大引力,這就是黑洞之所以“黑”的原因。霍金曾指出,“在經典理論中,光無法從黑洞中逃脫,但是在量子理論中,能量和信息卻可以做到。”

    廣義相對論認為,“事件視界”是相對平靜的領域,當物質穿過它,以自由落體的形態進入黑洞時,仍能保持完整,之后其會在墜入黑洞中心“奇點”的過程中,受到重力拉扯被粉碎。然而霍金在新理論中指出,“事件視界”并不是黑洞的邊界,黑洞可能還存在一個明顯的“地平線”,也就是“表觀視界”,它會隨著黑洞內部的量子波動而改變大小和形狀,形成極端物理狀態下的“灰色地帶”。這種觀點并不違反廣義相對論和量子力學,意味著當外來物質進入黑洞時,會被暫時困在“表觀視界”,當“表觀視界”消失時,其內部的物質就會被以輻射粒子的形態釋放出來。上述過程說明黑洞既能從宇宙中吸積“物質信息”,也能向外輻射信息。如果黑洞既沒有“奇點”,也沒有“事件視界”,那么它就應該被稱為“灰洞”。

  30多年來,霍金試圖以各種推測來解釋黑洞悖論。霍金曾指,黑洞中量子運動是一種特殊情況,由于黑洞中的引力非常強烈,量子力學在此時已經不適用了。但一直以來,他的這種看法并未被物理學界廣泛接受。

  現在看來,霍金終于給了這個當年自相矛盾的觀點一個更具有說服力的答案。霍金稱,黑洞從來都不會完全關閉自身,它們在一段漫長的時間里逐步向外界輻射出越來越多的熱量,隨后黑洞將最終開放自己并釋放出其中包含的物質信息。所以,所謂的黑洞,更像是“灰洞”。

  “灰洞”一詞本已存在于物理學界。它出現于1993年,美國波士頓大學的布雷徹將“灰洞”定義為:大質量星的坍縮不足以形成黑洞,但有可能形成比典型中子星有較小的半徑和較大密度的星體。

28、土星F環寬度比30年前寬了近三倍

    9月3日消息,據媒體報道,?根據旅行者1號和2號在1980年和1981年飛過土星時發回的環狀結構圖像顯示,當時最外層的F環寬度是大約200千米。奇怪的是,卡西尼號最近發回的圖像顯示F環的寬度達到了580公里,亮度也比三十年前增加了一倍。

    天文學家現在認為他們找到了F環寬度擴大的原因。F環由土星的多個小衛星維系著,其中最著名的一顆叫普羅米修斯。這些衛星與環的引力相互作用創造了環的糾結和節點等結構。

   研究人員認為,衛星的軌道與環發生了共振,推動塵埃和冰的云遠離土星,使得環變寬。但塵埃的軌道遠離到一定距離后會變得不穩定,它們會飛回土星,與環的其余部分發生碰撞,引發了顆粒的連鎖反應,這樣會顯著增加了顆粒的數量和亮度。

   他們的理論還預測,目前的共振已經達到極大值,未來幾年會逐漸降低。如果和預測的一樣,那么到2018年F環會恢復到30年前的寬度。

   土星主要由氫組成還有少量的氦與微痕元素,內部的核心包括巖石和冰,外圍由數層金屬氫和氣體包覆著。最外層的大氣層在外觀上通常情況下都是平淡的。

29、宇宙可能根本不在膨脹

  英國每日電郵報道,一項最新研究重寫了宇宙大爆炸之后的歷史,倫敦科學博物館外部事務主任科學家羅杰·海菲爾德(RogerHighfield)這樣說道。宇宙學家時不時覺得需要重新思考宇宙。例如,在過去的一個世紀里,他們將宇宙比作一個膨脹的氣球,上面裝飾滿星系。現在一名理論物理學家提出了一個異教般的觀點,也即宇宙可能根本不在膨脹。
  關于宇宙從未改變的觀點——一種持續的背景,它只改變我們對天空范圍的視野——早在很久以前就被擯棄,這主要是因為某些天文學家,例如埃德溫·哈勃(EdwinHubble),在20世紀20年代的研究。
  哈勃分析了星系的組成原子吸收或者釋放的光,主要關注于光的特征或者頻率。他知道如果星系遠離我們,那么這些光的頻率將朝光譜的紅色末端移動,就像我們聽到警笛聲遠離時音調會降低。
  望遠鏡的觀測結果顯示大多數星系會表現出“紅移”,并且隨著星系變得更加遙遠,紅移的程度會增加。從任何居住在這些星系里的人們的角度來看,放佛星系鄰居正在遠離你。  
  雖然這個觀點聽上去非常單調,但它標志著對宇宙本質、起源和命運的革命性觀點的開始,這暗示著幾十億年前,宇宙比現在要更加密集,且始于宇宙大爆炸。 
  然而,近日德國海德堡大學的克里斯托弗·威特瑞奇(ChristofWetterich)教授發表的一篇新文章挑戰了這種傳統思考方式。他指出原子釋放的光也受到它們的組成粒子,也即電子的質量的支配。如果原子質量增加,那么吸收和釋放的光將朝光譜的藍色部分移動,反之則朝紅色部分移動。

  由于光的頻率或者稱“音調”會隨著質量的增加而增加,威特瑞奇教授辯論稱在很久以前原子質量可能非常低,如果質量在持續增加,那么古老星系的顏色將表現出紅移——而紅移的程度取決于它們距離地球有多遠。“我的同事尚未發現這一理論存在任何瑕疵,”威特瑞奇說道。
  盡管威特瑞奇的研究尚未發表在同行審閱的出版物上,《自然》期刊表示宇宙根本沒有膨脹——甚至有可能在收縮——的觀點已經引起有些專家的重視,例如英國圣安德魯斯大學研究引力替代理論的宇宙學家趙洪生(HongShengZhao)教授。
  “我并沒有發現威特瑞奇教授的數學處理存在任何瑕疵,20年前曾出現了這個觀點的初步版本,我認為探索宇宙膨脹的替代性觀點非常迷人,宇宙的進化就像彈鋼琴,從低音調逐漸過渡到高音調。”
  對于自己的研究標志著兩種不同觀點的改變,威特瑞奇教授表現出超然甚至是幽默的態度。這兩種觀點代表了對現實的不同觀點:要不就是星系之間的距離在增加,正如傳統觀點里所描述的,或者原子的大小在縮減從而增加了自身的質量;或者是這兩種情況的復雜結合。威特瑞奇的觀點的優勢之一在于它能夠在時間的起始處擯棄奇點,也即物理學原理瓦解的轉折點,的物理現象。宇宙大爆炸在遙遠的過去里已經變得模糊不清:“宇宙鋼琴”的第一個音符太漫長太低沉了。
  歐洲核子研究委員會(CERN)的物理學家、英國科學博物館現代科學的哈里·克里夫(HarryCliff)認為,粒子質量增加產生的效應類似于時空膨脹,這非常不可思議令人震驚。“利用兩種不同的方法思考同一問題往往會引發新的見解,”克里夫說道。“例如弦理論都是類似這樣的‘二元性’,這使得理論學家能夠選擇使得計算更加簡單的觀點。”

  如果威特瑞奇教授的觀點是正確的,它將為思考宇宙的新方式鋪平道路。如果幸運的話,我們或可能獲得革命性的新觀點,正如一個世紀前哈勃提出的觀點一樣

30、量子物理或可解釋物理學上怪異的祖父悖論

    據國外媒體報道,量子物理學的建立被認為是上個世紀最成功的理論之一,經過幾位量子大師的完善后該理論至今已經演化了一百多年,雖然多數科學家認為量子物理學引領著物理學的發展方向,但是該理論衍生出許多奇特的宏觀解釋,并導致許多悖論性的問題出現,與此同時該理論卻又符合當前的實驗結論,這正是量子物理的神奇所在,看似模糊性的解釋卻能夠真正解決問題。一些物理學家認為量子物理甚至可以解決物理學史上最怪異的思想實驗:祖父悖論。

    祖父悖論的形成起源于時間旅行存在特殊的解,也意味著我們有可能回到過去,但是如果我們回到過去并將你的祖父殺死,那么你在時空中處于何種位置?從邏輯上講這不可能出現,如果你的祖父殺死了,那么你的父親也不可能出現,于是你就不會來到這個世界上;換個說法,如果你不會來到這個世界上,那么就意味著你的祖父不會死,因為除了你之外沒有人會去殺死他,回過頭來再看,如果你的祖父沒有死,為什么你就不會出現呢?于是這個問題進入了不可調解的死循環。

    悖論形成的前提是你有機會回到過去,也就是說時間旅行一旦出現,那么你和你的祖父之間就出現說不清道不明的關系,物理學家認為量子物理可以解決這個問題,雖然我們不能進入封閉類時曲線回到過去,但是建立在量子物理基礎上的理論認為可以通過量子疊加提供一個既可以進行時間旅行,又能消除悖論矛盾的解,回到過去的光子可以在任何時候都處于疊加的狀態,有些會與事件產生沖突,有些則不會,這樣悖論就有可能被避免。

    對于物理學家而言,這就像一個電子存在的軌道位置服從概率分布那樣,電子并沒有固定的軌道,只不過它在這個位置出現的概率更大而言,同理疊加狀態時我們也可以通過概率理論來避免進入悖論。量子物理中的粒子行為提供了開放和閉合的可能性空間,在開放的空間中,悖論問題就有可能得到解決。

31、我們是誰?來自哪里?去宇宙深處尋找答案

    宇宙對人類而言充滿了神秘,人類所處的銀河系僅僅是無數個星系中的一員,而銀河系內的恒星數量達到千億顆,太陽也只是非常普通的一顆恒星。根據科學家的研究調查,地球生命可能起源于彗星、小行星等這些游離天體,地球從單細胞生命發展到人類經歷了數十億年,這一過程看似非常奇特,關于我們從何而來的話題仍然經久不衰。

    人類史上最古老的話題就是我們來自何處,從哲學家、詩人到數學家、物理學家都提出不同的觀點,多數科學家認為我們所生存的宇宙經歷了一次大爆炸,大約在137億年前,宇宙誕生了,在大約50億年前太陽系誕生了,逐漸演化出如今我們所看到的八大行星。但是我們仍然沒有足夠的證據顯示宇宙來自何處,我們只能通過捕捉大爆炸的余輝來拼湊與宇宙起源有關的故事。

    我們可以看到宇宙中幾乎所有的星系都在遠離我們而去,這是因為宇宙處于加速膨脹之中,宇宙中有著千億個星系,越遙遠的星系遠離我們而去的速度更快,宇宙中也有許多與銀河系類似的星系。如果宇宙加速膨脹,那么其過去一定非常小,所有物質都集中在一個致密的點上,在宇宙大爆炸的那一刻時間和空間被賦予了意義。

    科學家甚至已經計算出宇宙大爆炸的年代,大約在137億至140億年前的某個時刻,雖然我們無法觀測到星系的快速遠離,但可以通過其發出的光來確定,紅移現象的發現使得我們確認了宇宙正在加速膨脹。

    理解紅移現象其實比較簡單,當一輛警車沖我們旁邊呼嘯而過時,同樣可以通過聲音的大小來判斷遠離我們還是接近我們,類似的效應用于光譜分析上就可以判斷這些星系是否遠離我們而去,由于光也有波的性質,當星系遠離我們而去時,光波會被拉長,長波長對應紅光,因此我們會在光譜上看到紅移。

    研究宇宙的誕生需要尋找宇宙極早期所留下的信息,科學家發現大爆炸后在宇宙空間中留存的余輝,這就是微波背景輻射,雖然我們無法用肉眼看到,但是一些特定波長的望遠鏡可以,此外宇宙還是其他形式的輻射,比如X射線、紅外、紫外以及微波等,我們肉眼所看到的可見光波段只是頻譜上的一小段。

    宇宙大爆炸后整個宇宙中充斥著令人難以置信的輻射,隨著宇宙不斷膨脹,這些光可在微波波段上留存下來,如果我們擁有一臺工作在微波波段的望遠鏡,就可以看到宇宙誕生時候的古老光線,事實上我們已經探測古老光線的存在,不論是白天還是黑夜,天空中都可以探測到,這樣的光也被稱為宇宙微波背景。

    現代望遠鏡技術已經相當強大,我們可以捕捉到數十億年前的光線,甚至接近宇宙大爆炸后的極早期,如果我們探測到一百萬光年外的光,這就意味著我們看到了過去。科學家近期發現在大約120億光年外存在一些氣體云,其中可能存在關于宇宙生命起源的線索,因為這些氣體云成分與現代氣體云不同,宇宙誕生后不久的氣體云中有些別樣的化學元素。

32、木衛二內部結構新解 冰殼下海洋或存在生命

    木衛二是一顆木星的衛星,科學家認為這顆衛星上很可能存在生命,因為木衛二存在巨大的冰層,是個冰封的世界,在木星潮汐力的作用下可形成內部熱源,科學家推測木衛二上某個深度應該存在液態的水冰混合物,甚至可能存在游泳生物。近日,一項新的研究進一步加深了科學家對木衛二的理解,探測器的數據顯示木衛二下方可能存在巨大的冰殼板塊,如果這個發現被證實,那么木衛二與地球就更加相似了,是太陽系中除了地球之外唯一存在板塊構造的天體。

    來自愛達荷大學的研究人員西蒙認為從科學或者地質學的角度看,這是非常不可思議的,地球雖然擁有板塊結構,但是在太陽系內并不是唯一的,木衛二上也有可能存在板塊結構,更令科學家感到好奇的是,木衛二冰殼板塊并不是巖質的,而是由冰構成,這可能是太陽系中獨特的天體結構。不久前,科學家還在木衛二的南極地區發現了羽狀物質噴射,這個發現對天體生物學家而言非常重大,因為我們有機會接觸到木衛二厚厚冰層下方的液態物質,可由這個通道間接推測木衛二是否存在生命。

    約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的科學家負責本次調查項目,研究人員通過比對伽利略探測器在十多年前發回的照片對木衛二進行研究,在1995年至2003年間,美國宇航局的伽利略探測器對木星及其衛星系統進行了探測,并發回大量與木衛二有關的照片。研究人員通過這些圖像重建了木衛二表面地形分布,面積大約為13.4萬平方公里,接近亞拉巴馬州的大小,隨著時間的推移,科學家還發現木衛二表面存在一些變化。

    依據伽利略探測器對木衛二引力場的測量,相關研究者給出了木衛二內部結構模型——內部的鐵質內核、中間的硅酸鹽幔和外部的冰水殼層。但是,木衛二內部鐵核的具體組成成分是什么還沒有定論:其內核是完全由鐵核或硫化亞鐵核組成,抑或由它們混合組成?

中科院紫金山天文臺季江徽研究員與其博士生晉升提出的關于木衛二內部結構研究的新觀點:木衛二具有核、幔和殼分層結構,且其內核可能由Fe和FeS的混合體組成。

    季江徽研究員的團隊對木衛二的內部結構進行了重新建模研究,不僅考慮了單純由Fe或FeS組成的內核模型,還提出了以Fe和FeS混合成分為內核物質的新模型。在Fe和FeS混合內核模型中,計算得到內核半徑為571千米,硅酸鹽幔厚達832千米,外部液態冰水層厚達166千米 (與木衛二半徑1569千米基本吻合);核、幔和冰水層所占的質量比分別為12%、78%和10%。該項研究對于深入了解木衛二的內部結構和形成演化,以及探究其表面以下海洋狀況具有重要的意義。

    對于木衛二冰殼板塊,科學家觀測到一個巨大區域的移動,由此聯想到地質板塊的運動,事實上也稱為板塊滑動,這也暗示了木衛二內部存在相當的能量源,可能與木星強大的潮汐力有關,在板塊邊界附近有可能存在水冰物質混合的區域,這里也是科學家非常感興趣的地方,因為液態水環境對生命而言非常重要,這里可能生存著可在水中生活的地外生命。

33、科學家觀測到1150萬光年外“恒星死亡”

    宇宙中的白矮星被認為是低質量恒星演化的產物,一些白矮星會演變成Ia型超新星,現在天文學家首次證明白矮星被重新“點燃”,并發生了爆發,放射性元素通過該過程產生了獨特的伽瑪射線。科學家認為這是我們第一次捕捉到類似的現象,宇宙中出現這樣現象還是非常罕見。

    白矮星相當于1.4倍的太陽質量“擠入”地球差不多大的空間內,本次觀測到的白矮星爆發來自歐洲空間局的伽瑪射線天文臺,科學家將這一過程分為兩個部分,第一個是白矮星重新被“點燃”,第二個過程是超新星爆發。根據觀測數據,歐洲空間局科學家認為目前有確鑿的證據顯示白矮星內部發生熱核反應。

    來自莫斯科太空研究所和馬克斯普朗克天體物理學科學家認為我們等待這一發現已經超過了十多年,盡管Ia型超新星在宇宙中是非常常見的,但是平均每個星系出現Ia型超新星爆發事件仍然較少,根據科學家的估計,Ia型超新星出現一次大約相隔數百年的時間,因此我們從發現Ia型超新星跡象到確認爆發都需要一定的運氣。

    2014年1月21日,倫敦大學學生米爾·希爾在M82星系附近觀測到這顆超新星,隨后被命名為SN2014J,根據Ia型超新星的爆發模型,碳和氧元素將促進核反應的發生,并很快形成鎳元素,進而迅速衰變成放射性鈷,最后可得到較為穩定的鐵。

    SN2014J超新星距離地球大約1150萬光年,也是最近幾十年發現的超新星之一,科學家通過超新星爆炸產生的余波評估其規模。科學家認為在超新星爆發后的50天左右,可以觀測到比較明顯的碎片結構,此時也可以開展細節的調查,比如白矮星是如何被引爆的。

    科學家發現在爆發后的15天就出現了放射性鎳衰變,并釋放出了伽瑪射線,這個結果令科學家感到驚訝,因為此前我們對Ia型超新星的研究表明,爆發產生的碎片會非常致密,以至于來自放射性鎳衰變的伽瑪射線會被“掩蓋”。當我們探測到這些驚人的信號時,甚至認為這可能是錯誤的。

34、科學家繪制最詳細銀河系圖 內含兩億顆恒星

    據國外媒體報道,科學家花費了10年時間建立了最詳細的銀河系地圖,包括了2.19億顆恒星,這幅銀河系地圖內這些恒星的分布被具體描繪出來,這樣我們能夠根據該地圖了解到銀河系內恒星的主要分布時空。為了繪制這幅銀河系地圖,科學家使用了位于加納利群島的艾薩克·牛頓望遠鏡,鏡面直徑為8.2英尺,其觀測能力較強,是人類肉眼的一百萬倍,銀河系地圖內還可以看到較為昏暗的星系塵埃。

    科學家繪制銀河系地圖的目的在于尋找銀河系內恒星、氣體的演化規律,在銀河系誕生之初這些氣體和恒星是如何分布的,因此該地圖也為科學家提供了洞察星系未來發展的窗口。幾個世紀以來,人們就試圖觀測銀河系內更加昏暗的星光,并推測其背后的奧秘,雖然這幅2億多恒星的地圖并不代表了銀河系內所有的恒星分布,但仍然是有史以來最大的銀河系地圖,畢竟銀河系之內的恒星數量可以達到千億顆,由此看到我們距離繪制出銀河系內詳細的恒星分布圖還是相當遙遠的。

    繪制銀河系地圖的研究人員來自赫特福德郡大學,他們花了10年的時間來創建這幅地圖,從圖中可以看出,銀河系內的恒星分布較為均勻,但是有一部分處于黑暗之中,科學家認為這片暗域的出現主要是星際塵埃的遮擋,這一點獲得了多數研究人員的認同。由于銀河系存在一些星際塵埃可以將遠處的恒星遮擋,同時銀河系的旋臂恒星光也影響到我們對旋臂外側天體的觀測,基于這些因素科學家只能繪制出較容易被觀測到的恒星,對于隱藏在塵埃云背后的恒星還需要其他先進的技術。

    銀河系的直徑為10萬至12萬光年,恒星數量為2000億顆,如果對比宇宙中的星系,銀河系并不是龐大的,還有更加龐大的星系,比如IC1101,恒星數量超過了百萬億顆。在一個晴朗的夜晚,我們可以從地球上任何一個角度看到大約2500顆恒星,科學家已經對銀河系大約三分之二的區域進行了觀測,得知銀河系為螺旋狀,但還有一部分結構被遮擋而無法觀測。

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