研究人員啟用迄今最大規模宇宙學模擬再現宇宙誕生

由美國能源部阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)的科學家領導的團隊,利用橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的泰坦(Titan)超級電腦,模擬大爆炸五千萬年至今的宇宙演化,在這漫長的138億年時間長河中,宇宙中的物質凝結在一起,形成星系,恆星與行星,但是我們不知道這過程有多精細。
這些模擬有助於科學家了解影響宇宙膨脹的暗能量,包括星系的分佈,普通物質,暗物質的組成成分。
【圖:阿貢國家實驗室;文:林景明節譯自物理學機構網頁】研究全文刊登在8月21日出版的《天體物理學報》
發現銀河系新結構

天文學家利用歐南天文台(ESO)位在智利Paranal觀測站的VISTA望遠鏡,發現一個先前未知的銀河系結構。經由繪製造父變星(Cepheid)位置,結果發現銀河系中心的銀核(bulge)內,在眾多濃密塵雲後方有個由年輕恆星組成的盤狀結構。
智利天主教大學(Pontificia Universidad Católica de Chile)天文學家Istvan Dékány主導的VISTA銀河系變星巡天計畫(Vista Variables in the Vía Láctea Survey,簡稱 VVV),以5個不同的紅外波段在不同時間拍攝銀河系中心區域的影像,從中發現大量新天體,包括變星、星團和爆炸中的恆星等。銀河系中心的銀核主要由大量年老的恆星所組成;但Dékány等人分析VVV計畫在2010至2014年間累積的觀測資料後,卻在銀核中發現以天文尺度而言非常年輕的恆星。他們在這份觀測資料中發現655顆可能為造父變星的恆星。
他們將發現的造父變星根據位置予以繪製成分佈圖後,結果顯示銀核內橫越著一個以前並不知曉的新結構,一個由年輕恆星組成的薄盤狀結構。以前之所以不知道這個薄盤結構的存在,是因為被銀河中心內大量的濃密塵雲遮蔽而不得見。但因為VISTA是利用紅外波段進行廣角且高解析的觀測工作,不僅可避免被塵埃吸收或散射,也能同時取得大量恆星資料,這才能造就這次的發現,因此這也顯現了VVV計畫的成功與重要性。
Dékány等人下一步要繼續探究這些造父變星就是誕生於它們現在所處位置的附近,還是從更遠的地方遷移至此。瞭解它們的基本特性、與其他星體的交互作用和演化等,是解開銀河系與演化問題的關鍵之一,對整個星系演化的過程也至關重要。
【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】
天文學家藉助人工智能發現混亂星系

澳洲國立大學的2.3米望遠鏡與英澳望遠鏡通過自動觀測,獲取大量的星系光譜數據,天文學家可以通過分析其中混亂星系的數據,解讀恆星形成,物質跌落去黑洞,超音速星系風等訊息,但是分析過程異常艱苦。
來自澳洲國立大學的天體物理博士生愛麗斯·漢普頓(Elise Hampton),她對人工智能非常感興趣,藉由神經網絡產生靈感,開發了一個程序,用於分析那些混亂星系,並成功應用於分析上述望遠鏡產生的數據。
【圖:歐洲太空總署;文:林景明節譯自澳洲國立大學新聞公佈】研究在雪梨舉行的天文數據分析軟件和系統會議上發表
羅塞塔發現彗星上存在氧分子

歐洲太空總署昨日宣佈,羅塞塔號彗星探測太空船發現楚留莫夫·格拉希門克彗星(67/P Comet Churymov-Gerasimenko)彗核周圍的氣體中,探測到氧氣分子。這是首次在彗星上發現氧氣,或將幫助人類更好地理解太陽系的形成過程。
彗星彗核釋放出的氣體蒸發物又稱彗髮,主要由水、一氧化碳和二氧化碳組成。過去一年,羅塞塔號已經在楚留莫夫·格拉希門克彗星的彗髮中探測到多種氣體,包括水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳,以及其他含有氮、硫、碳分子的氣體和某些稀有氣體。儘管科學家曾證明木星和土星上存在氧氣,但它從未在彗星上被發現。
美國密芝根大學(University of Michigan)研究人員安德烈·比勒爾(Andre Bieler)及其團隊成員在2014年9月至2015年3月間使用羅塞塔攜帶的質譜儀對彗星的彗髮進行測量,並研究了3000多份測量結果,確認了大量氧分子的存在。他們測算出,在彗髮中,氧分子的平均豐度達3.8%,是水分子豐度的1%到10%。此外研究證明,在羅塞塔號太空船環繞彗星一同追逐太陽的過程中,彗髮中的氧分子和水分子的比例一直保持穩定,並未因彗星與太陽之間距離縮短或探測器軌道高低變化等原因發生變化。與之相反,氧分子的數量與一氧化碳和氮分子之間的關聯卻並不明顯。
鑑於彗髮中氧分子的高含量和其與水分子比例的長期穩定,研究人員認為楚留莫夫·格拉希門克彗星上的氧和水一樣來自彗核,且氧是在彗星形成初期就已融進了彗核。
【圖:歐洲太空總署;文:節錄自國家航天局網頁】研究全文刊登在已經出版的《自然》雜誌
天體物理學家製作第一幅銀河系暈時間地圖

聖母大學(University of Notre Dame)的天文學家蒂莫西·比爾斯(Timothy Beers)與該大學丹尼拉·卡羅洛(Daniela Carollo),維尼修斯·普拉科(Vinicius Placco)等人在內組成的星系考古(Galactic Archaeology)小組領導的一個國際研究團隊,製作了第一幅銀河系暈(Milky Way halo)時間地圖。研究團隊利用來自斯隆數字巡天(Sloan Digital Sky Survey)的數據選取了4700顆藍水平隻星樣本,發現星系的中心部分集中著最古老的恆星,與之前利用銀河系組件數值模擬獲得的結果非常吻合。研究人員還可以利用這個地圖去識別銀河系暈當中成型恆星的結構。
【圖、文:林景明節譯自聖母大學新聞公佈】研究全文發表於本月28日出版的《天體物理學報》
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中國科學家對熱層/電離層行進擾動的研究取得進展

中國國家空間科學中心空間天氣學國家重點實驗室徐寄遙研究員利用全天空氣輝成像儀,建成了全天空氣輝探測台網,對中國上空中層頂區和熱層/電離層開展了長期的雙通道光學觀測,獲取了大量的氣輝觀測資料,並對中層頂區以及熱層/電離層區域的物理過程開展了研究。首次從氣輝圖像中顯示了大約150公里存在不規則結構的存在。從而進一步證明了極化電場在場向不規則體和中緯電離層行進擾動結構演化過程中扮演著非常重要的作用。這一研究成果突破了對場向不規則體結構傳統的認識,加深了對場向不規則結構和電離層行進擾動產生機制的理解。
【圖、文:節譯自美國太空總署網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《太空物理學》期刊
俄羅斯計劃2017年送猴子前往火星

俄羅斯科學院的生物醫學問題研究所訓練四隻獼猴(rhesus macaques),學會使用操縱桿和解決難題。希望能夠在2017年將它們送上火星,在火星上生存六個月。由於設備所限,相信如果實現,都會是一個有去無回的單程任務。
獼猴的壽命通常25年左右,因此科學家有望在充足的時間裡好好訓練。
【圖、文:節譯自互聯網新聞報導】
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大質量恆星的X射線輻射

哈佛大學史密森天體物理中心的天文學家尼克·賴特(Nick Wright),桀里米·德雷克(Jeremy Drake)與他們的同事利用錢德拉X射線天文台,研究鄰近天鵝座OB2星團中106顆大質量恆星的輻射。這種相對大樣本的選樣可以令天文學家通過分析數據來校驗他們的模型。
他們發現這些大質量恆星的X射線輻射與恆星總光度存在一個良好的相關性,從對該樣本選取的大質量恆星研究中,他們也發現了碰撞衝擊的證據。這個結果有助於天文學家修正大質量恆星X射線輻射的模型。
【圖:美國太空總署;文: 林景明節譯自物理學機構網頁】
天文學家發現黑洞耀斑由光冕形成

加拿大聖瑪利大學(Saint Mary University)物理天文系丹·偉金斯(Dan Wilkins)博士的硏究小組,利用美國太空總署的雨燕衛星(Swift Gamma-Ray Burst Mission)和核光譜望遠鏡陣列(Nuclear Spectroscopic Telescope Array,簡稱 NuSTAR)X射線太空望遠鏡觀測數據,發現超大質量的黑洞耀斑(black holes flare)是由於光冕噴射(ejected corona)所引起。這個發現幫助天文學家解決一個長期的難題,超大質量黑洞是如何爆發?
黑洞的引力能夠吞噬周圍的氣體,加熱並令它產生不同的光。黑洞附近輻射出來的光其中一個來源就是光冕,光冕是由能夠產生X射線的高能粒子組成,具體細節和是如何形成並不清楚,雖然超大質量黑洞本身不能發光,但它周圍常常環繞著高溫吸積盤。
【圖、文:節譯自美國太空總署網頁;新聞訊息由林景明提示】
六名俄羅斯女士參與模擬登月實驗

俄羅斯科學院生物醫學問題研究所(Institute for Bio-Medical Problems,簡稱 IBMP)今日開始一項名為「月亮2015」的模擬載人飛行到月球實驗。實驗只接受女志願者參加,在模擬太空船艙內接受長達八天的觀察和實驗,以測試她們在模擬登月任務中,生理和心理所產生的反應。
六名接受測試的女孩子,年齡介乎22到34歲之間,分別是科學研究員、醫生和心理學家。她們會在模擬太空船內生活八天,期間不可外出,研究人員會觀察六人在測試期間彼此的互動、相處及工作表現。
俄羅斯科學院生物醫學問題研究所在2010年至2011年期間,由六名男志願者進行一項長達519日,名為「火星500」的實驗,模仿登陸火星後返回地球的航程。
研究所項目科學主任謝爾蓋·波諾馬廖夫(Sergei Ponomaryov)表示,從未試過用全女班參與太空任務,他相信女性在進行某些太空工作時,不但不比男性差,甚至會做得更好。
【圖、文:節譯自俄羅斯互聯網新聞報導】