天文新聞

天文學家發現一顆系外行星上有熔化金屬雲氣層

畫家筆下的PSO J318.5-22系外行星
英國愛丁堡大學(University of Edinburgh)天文學研究小組利用位於智利歐洲南方天文台新技術望遠鏡的紅外線裝置,發現一顆距離地球75光年,編號PSO J318.5-22的系外行星,存在由熱塵埃和鐵水液滴雲層,伴隨著行星自轉,從而導致行星反射光線出現變化。這顆神秘行星的出現,存在著一個超出了我們太陽系天氣模式的機制。

這顆系外行星大約20億歲,體積比木星大8倍,因為它自轉需時約5小時,研究人員需要拍攝數百張紅外圖像,通過比較PSO J318.5-22的光度與鄰近星體,研究小組發現,它的大氣層覆蓋著多層不同厚、薄的雲層。雲層的內部溫度超過攝氏800度。

【圖、文:節譯自愛丁堡大學新聞公佈】 研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報》

新視野號完成調整飛行軌道飛向新探索目標

調整後新視野號飛向2014 MU69的軌跡
新視野太空船昨日(11月5)日完成第四次點火調整飛行軌道,現時正飛向一個新的探索目標。新視野號進入探索小行星2014MU69的任務,這個天體在冥王星之外約16億公里遠。

小行星2014MU69直徑約45公里,體積不到冥王星的1%,質量僅為冥王星的萬分之一。今年8月,新視野號項目團隊初步確定它為下一個拜訪對象。如果一切順利,兩者將在2019年相遇。

2014MU69和冥王星均是太陽系邊緣古栢帶(Kuiper Belt)的天體,它隱藏著數以千計的冰凍岩石小行星,可能還完好保存著46億年前太陽系剛剛形成時的線索。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】

火星大氣層消失太陽風是主要原因

火星大氣被太陽風吹走
美國太空總署公佈火星大氣與揮發分演化探測器(Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission,簡稱 MAVEN)最初六個月任務獲得數據初步分析結果。首次以確鑿數據顯示火星過去曾經擁有濃密的以二氧化碳為主的大氣層,可以維持一定大氣壓力並確保液態水可以在表面存在。但是在大約37億年前,火星已經失去了大部分的大氣。

火星大氣散逸的速率,太陽風是主要原因,目前火星大氣每秒大約損失100克物質。在2015年3月發生的一次劇烈的日冕物質拋射事件,對火星大氣產生的顯著影響。日冕物質拋射是一種劇烈的太陽爆發現象,當其發生時太陽會向外釋放出大量高能帶電粒子流,太陽爆發事件期間,火星大氣散逸的速率提升10至20倍。

探測結果也顯示,在火星形成之後不久,這顆星球已經沒有出現生命的機會,這個時候地球上剛剛出現最原始的微生物。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】

科學家發現冥衛一上存在獨特的氨冰

冥衛一氨冰的位置
科學家在冥衛一奧加納環形山附近發現了豐富的冰凍氨(frozen ammonia),美國太空總署的新視野號任務發送回大量冥王星系統的照片,在高分辨率數據流中,科學家發現冥王星最大的衛星存在一些更特別的撞擊坑。高濃度的氨似乎積累冥衛一環形山附近,這個現像在冥衛一表面是獨一無二。在其他環形山附近,科學家發現氨冰並不多,水冰倒是取代了氨冰。

為什麼兩個環形山從外形上看非常類似,也彼此接近對方,為什麼成分卻不一樣呢。科學家提出了各種各樣的猜想,亞利桑那州洛厄爾天文台(Lowell Observatory)研究小組成員威爾·格蘭迪(Will Grundy)指出奧加納(Organa 不是國際天文學聯會確認的非正式命名)環形山可能比較年輕,或者其下方有著豐富的氨冰來源,也可能是某個天體將氨冰正好帶到奧加納環形山附近。奧加納環形山是一個非同尋常的發現,來自聖路易斯華盛頓大學地球物理和成像科學家比爾·麥金農(Bill McKinnon)認為濃氨是強大的防凍液,如果冥衛一內部存在氨,可能有助於解釋冥衛一表面的氨-水岩漿噴發。

科學家發現在40個天文單位以上的古柏帶,冰冷的揮發物佔據統治地位,氨的化學特性有著較低的凝固點,目前行星科學家也不確定這些氨是來自冥衛一內部。隨著探索的深入,我們會發現古柏帶上更奇特的天體,或許可以解釋冥衛一氨冰的來源。

【圖:美國太空總署;文:節錄自國家航天局網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

火星曾有酸性的霧霾

坎伯蘭嶺含鐵礦物疊加圓餅圖
美國太空總署勇氣號火星車(Spirit)拍攝的哥倫比亞丘陵(Columbia Hills),由七座山丘組成,分別以2003年哥倫比亞號大空穿梭機失事的七位太空人命名,右起第三座山丘是赫斯本山(Husband Hill),高三千一百米,2005年8月勇氣號登上了這座山丘的山頂。

美國伊薩卡學院(Ithaca College)的行星科學研究員,索珊·科爾(Shoshanna Cole)博士發現位於火星南半球的古瑟夫撞擊坑(Gusev Crater)內,曾經存在有腐蝕岩石的酸性水蒸氣。這些具有腐蝕性的酸霧出現在赫斯本山附近,是古瑟夫撞擊坑內哥倫比亞丘陵中的一座。古瑟夫撞擊坑也是2004年勇氣號火星車的著陸地點,它在那裡一直工作到2010年。

科爾博士梳理了勇氣號多個儀器蒐集得到的數據,這輛火星車在工作期間對撞擊坑內裸露的古老岩床進行了近距離接觸與研究。勇氣號在多個地點對一片叫瞭望台類露頭(Watchtower Class outcrops)的岩層進行勘測,這片露出地面的岩層跨度約200米,位於赫斯本德山(Husband Hill)與坎伯蘭嶺(Cumberland Ridge)之間。

勇氣號攜帶的阿爾法粒子x射線光譜儀(Alpha Proton X-ray Spectrometer)確定這些岩石的化學成分是一致的,但是這些岩石在其他設備檢視下卻不太一樣。在坎伯蘭嶺,勇氣號的穆斯堡爾光譜儀(Mössbauer Spectrometer),一種能夠確定土壤與岩石中含鐵礦物類型、含量的儀器,發現該地區岩石中氧化鐵的比例不一,有的甚至鐵含量達到100%,好像曾經有什麼東西與這些岩石中的鐵發生了不同程度的反應。

【圖:美國太空總署;文:節錄自國家航天局網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

中外科學家首次測量到反物質間作用力

反質子間相互作用的卡通示意圖
由來自12個國家的52家科研單位組成的STAR合作組近日在美國布魯克海文國立實驗室(Brookhaven National Laboratory)的相對論重離子對撞機(RHIC)上,首次測量到反質子-反質子間的相互作用力,這對理解反物質的構成起到了至關重要的作用。

在通常的環境下,反物質的產額極為稀少,在此之前一直未有實驗涉及反物質間相互作用力的定量測量。位於紐約長島的美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機(RHIC)利用兩束接近於光速的金核對撞來模擬宇宙大爆炸,產生類似於宇宙大爆炸之後幾個微秒時刻的物質形態。這種物質是由基本粒子,即夸克、膠子組成的等離子體新物質形態,它具有大約是太陽中心250,000倍的極端高溫。然後夸克-膠子等離子體迅速冷卻產生了大約等量的質子與反質子,這為研究反質子間的相互作用提供了極佳的機會。這種相互作用力使得核子或者反核子能夠相結合成原子核或者反物質原子核,研究最簡單的反質子之間的相互作用力可以為以後研究更為複雜的反物質原子核間的相互作用提供決定性的基礎。

研究人員利用金核-金核碰撞中產生的豐富的反質子,通過反質子-反質子動量關聯函數的測量,並扣除了通過其他粒子衰變過來的次級反質子與其他反粒子關聯的污染,精確地構建了反質子-反質子關聯函數。然後,結合量子多粒子關聯理論,提取出反質子-反質子的有效力程和散射長度這兩個基本作用參數。研究表明,在實驗精度內,反物質間的相互作用與正物質並沒用差別。也就是說,反質子-反質子之間的強相互作用存在著吸引,它們可以克服由於同號(負電荷)的反質子-反質子之間的庫倫排斥而結合成反物質原子核。這項研究成為檢測正反物質對稱性的又一種新的方式。

該研究對於理解自然界中物質-反物質不對稱性提供了新的基礎。人類所認識的自然界充滿了普通物質,而反物質卻非常稀少,這是一直以來困擾科學家的一個難題。在宇宙大爆炸初期,夸克、反夸克是成對產生的,然後演化到現在,在物質空間缺失了數量上的對稱性。而這項研究又指出,反物質之間的作用與正物質作用是對稱的。也就是說,在相互作用的層次上,反物質作用仍然滿足電荷共軛-空間反射-時間反演(CPT)對稱性。因此,要徹底解決正反物質粒子產額不對稱的這個難題,需要科學家全面地研究正反物質的產生、相互作用及其演化機制。因此,反物質的研究有著廣闊的前景。

【圖、文:節錄自中國科學院上海應用物理研究所網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在11月5日出版的《自然》雜誌

日本天文同好發現人馬座新星

西村榮男拍攝的人馬座新星發現照片
香川縣的藤川繁久在世界時10月31.986日拍攝的CCD圖像上發現一顆11.8等的新天體。靜岡縣西村榮男,愛知縣山本稔各自在世界時10月31.376日與10月31.392日拍攝的圖像上獨立發現這顆天體。千葉県清田誠一郎,野口敏秀確認了他們的發現,該天體的(2000.0年春分點)位置如下:

赤經18時22分59.29秒
赤緯-19度14分12.8秒

岡山縣藤井貢在11月2.417日與 3.389日,意大利帕多瓦天文台(Osservatorio Astronomico di Padova)在本月2.758日與 3.718日對該天體進行分光光譜觀測,根據光譜判別這是一顆經典新星。

【圖、文:林景明節譯自日本天文藝術網頁】

文昌航天發射場即將啟用當地推廣航天旅遊

文昌衛星發射中心
中國第四個航天發射場坐落於海南省文昌市,隨著基地建設工程的穩步推進,文昌市近日發佈七大航天主題線路:航天生態之旅、航天文化之旅、航天風情之旅、航天宜居之旅、航天高爾夫時尚之旅、文昌美食文化之旅A線路與B線路。七條線路以航天元素為主打,分別涵蓋了文昌的美麗鄉村、風情小鎮、著名文化景點、航天發射場等多個各具特色的景點。

這七條線路均包括文昌航天發射場與海南航天工程育種基地這樣主題鮮明的景點。海南航天工程育種基地由中國空間技術研究院和文昌市共同建設,在這裡游客可以觀賞到航天產品、航天種子育苗、航天種植科研推廣等內容,主要是科普教育為主。如果遊客想採摘瓜菜,需提前和這邊工作人員申請,視情況決定是否可採摘。

舉世矚目的文昌航天發射場,目前仍處於只限旅遊車觀光模式,在文昌新發射場規劃中,設計了系統的遊客參觀遊覽路線,設置專用遊客出入口,在不影響發射任務的情況下,航天設施均向遊客開放,並設置專用參觀通道。知名的航天專家何質彬認為,相較於成熟的航天遊,這種遊覽方式屬於一個全新的旅遊概念。

航天建設遊:從航天城的開工儀式到發射場的完美落成,再到航天員登上月球返回文昌,整個過程都將被一一記錄,航天建設遊是一個見證歷史的偉大旅程。

文昌市旅遊委相關負責人表示,目前,文昌市旅遊控股公司旗下的航天旅行社正在和航天發射場進行洽談,發射場將特許航天旅行社經營發射場的參觀活動。屆時,遊客可通過航天旅行社報名進入發射場參觀,甚至有機會親眼目睹火箭在發射場的組裝過程。預計該旅遊產品將於今年年內推向市場。 

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁】

彗星上發現氧氣對尋找外星生命可能是個壞消息

彗星的氧氣和水氣比例在研究期間沒有顯著改變
歐洲太空總署羅塞塔太空船在楚留莫夫·格拉希門克彗星(67/P Comet Churymov-Gerasimenko)彗星上發現氧氣分子,是一個非常令人震驚的發現。

首先,人們通常認為,氧氣是由生物產生的。但這些氧氣來自彗核深處,它們原本就在那裡。也就是說,它們可能來自數十億年前太陽系形成後遺留下來的氣體雲。奇怪的是,現代天文學在產星星的雲氣中幾乎沒有發現氧分子。這是因為氧分子非常活躍,它能快速分解,能和許多元素結合在一起。

所以,現有的太陽系演化理論可能有問題。可能來自非生物機制的氧分子,在自然界中並非罕見。

其次,雖然彗星富含水冰和許多生命必須的要素,常被看作生命的種子;但在彗星上發現原始的氧分子,卻表明我們目前尋找外星生命的方式可能有問題。

下一代用來尋找外星生命的太空望遠鏡設計方向,是搜尋系外行星上某些特定的與生物現像有關的氣體。人們這麼想是有理由的:如果在一顆和太陽類似的恆星周圍,在一顆與地球大小差不多且位於宜居帶的行星上,發現了一個擁有氮、氧、甲烷、二氧化碳和其它生命氣體的大氣,那這顆行星就有可能存在生命。直覺上是這樣。

如果確實如此,那麼最好不過。但我們必須謹慎一點。甲烷和氧氣一直被當成生命的訊號。現在我們在彗星上也發現了這兩樣東西,而彗星上並沒有生命存在。

此外,別的恆星周圍也有彗星。這些天體和太陽系的成員在行為特點上沒有太大區別。彗星會和行星相撞;當它們從行星近旁經過時,會給周邊環境造成污染。2014年10月,當賽丁泉彗星(C/2013 A1 Siding Spring)近距離掠過火星後,太空船在火星上層大氣中,就發現了多種來自彗星的元素。

因此,如果氧氣在自然界中有著更高的濃度,如果彗星中的氧氣是個普遍現象,那麼當我們用更高的精度,通過分光鏡來觀察系外行星的大氣時,有什麼辦法保證發現的所謂生命訊號確實來自生命?又有什麼辦法保證它們沒有受到彗星污染過呢?

【圖:歐洲太空總署;文:節錄自星空天文網 ;新聞訊息由林景明提供】

美國的太空望遠鏡協助查找超巨大星系團

MOO J1142+1527星系團
天文學家由美國太空總署史匹哲(Spitzer)太空望遠鏡和寬視場紅外巡天探測器(Wide-field Infrared Survey Explorer,簡稱 WISE)發現在宇宙一個非常偏遠地區,有巨型的星系團聚集。該個星系團,距離地球八十五億光年,是目前為止發現最龐大的星體結構。

星系團的引力束縛成千上萬的星系,它們本身每個都包含幾千億恆星群。該集群隨著時間的推移,獲得更多的新成​​員。

這些星系集群是如何隨時間變化?它們數十億年前的樣子是怎麼樣?為了回答這些問題,天文學家回顧過去我們年輕宇宙。因為光需要時間來達到我們,我們可以看到很遠處的物體,其實是這些星體的過去。例如,我們看到了新發現的星系團,稱為巨大超密星體(Massive Overdense Object,簡稱 MOO)J1142 + 1527 – 它們在八十五億年前,地球形成之前已經存在。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁 ;新聞訊息由林景明提供】