新闻来源:http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1260 

  如果冥王星最大的卫星—冥卫一(Charon)的冰质表面有裂隙,那透过这些裂缝,或许可呈现出这颗卫星的内部是否曾经够温暖,暖到足以让冥卫一地底维持液态海洋的存在。

  冥王星是太阳系矮行星之一,和太阳的距离比地球远29倍多,如此遥远的距离,能接收到的太阳辐射量稀少,所以它的表面温度低达摄氏零下229度;如此酷寒之境,其表面不可能存有液态水,已知的5颗冥王星卫星亦同。距离遥远,再加上冥王星本身就很小,以目前地球上已有的观测设备,还无法清楚的观测到冥王星及其卫星的细节,只能等待2015年新视界号(New Horizon)太空船近距离飞掠冥王星和及其卫星时,才能窥见冥王星的秘密。

  根据现阶段的实际观测资料,冥卫一绕冥王星公转的轨道稳定且几近圆形,更好玩的是,冥王星与冥卫一目前处在所谓的「潮汐锁定」状态,两者互绕过程中,始终都以同一面面对彼此。不过美国航太总署(NASA)哥达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)Alyssa Rhoden等人利用电脑模拟冥卫一,结果发现冥卫一表面随着冰壳厚度、冥卫一的内部结构以及冥卫一能变形扭曲的程度不同,会出现不同的裂隙型态。未来可将这些模拟结果与新视界号太空船实际观测结果予以比较,便可判断冥卫一以前是否因为高偏心率之故而曾有过地下海洋。

  太阳系中有些气体巨行星的卫星,如木卫二(欧罗巴,Europa)和土卫二(Enceladus)等表面破裂形成许多缝隙的冰卫星,几乎已经证实它们都拥有地下海洋。当木卫二和土卫二绕着木星和土星公转时,受到各自母行星和邻近卫星的重力拉扯,让它们的轨道不但无法保持圆形,而且轨道偏心率还非常高,换言之,它们的轨道非常椭圆。如此一来,这些卫星因在不同轨道位置所感受到的重力潮汐作用强度不同,卫星表面和内部也会随之受到不同程度的挤压摩擦,并因此产生热能。这种潮汐加热(tidal heating)作用可让卫星内部保持温暖,延长木卫二和土卫二地下海洋存在的时间。同理,模拟结果显示冥卫一的轨道偏心率曾经非常高,所以应该也会有潮汐加热作用,造成内部挤压摩擦与表面裂隙等现象。

  冥卫一的质量约为冥王星的1/8,这个比例比其他卫星/母行星的质量比大很多,实际上,它们是太阳系中「卫星/母行星」质量比最大的,有天文学家一度倡议应该将它们视为「双行星」。一般认为冥王星曾遭受严重撞击,撞击碎片后来形成了冥卫一和其他小卫星,所以冥卫一原始诞生的地方和冥王星的距离必定比现在还近得多。如此一来,冥王星和冥卫一的重力对彼此都有很强的潮汐作用,使它们的表面向彼此凸起,使它们内部产生摩擦力;同时因为这个摩擦力的产生,使冥王星和冥卫一的潮汐作用发生位置,稍微落后于它们的轨道位置。这个落后的状况对冥王星而言就像个致动或煞车器一样,可让冥王星的自转变慢,而因角动量守衡之故,冥卫一反倒因此而自转加速,并逐渐远离冥王星。地球和月球之间也一直都在发生同样的现象。

  Rhoden表示:冥卫一的轨道演化情形,特别是它的轨道从近圆形变成高偏率椭圆的阶段,可能因潮汐变形而得以产生足够的热,让冥卫一地底的液态海洋能维持一段时间;不过因为目前冥卫一的轨道趋近稳定的圆形,所以即使曾经有地下海洋,现在也早已冻结成冰。利用含有海洋在内的冥卫一内部结构理论模型所得结果,这些天文学家发现只要冥卫一公转轨道偏心率小于0.01的话,就能在冥卫一表面产生如木卫二表面所见的那些裂隙结构。而既然这么容易就能产生表面裂隙,那么当太空船飞抵冥卫一附近,并发现其表面如果没有任何裂隙,那么天文学家就可以得出冥卫一公转轨道偏心率的上限,以及其内部究竟可达多温暖的程度。

  这些研究让天文学家们能事先准备好,当新视界号太空船抵达冥王星系统附近时,他们应该要观察的现象与细节是什么,或是从观察到的现象中可以学到什么。

资料来源:http://www.nasa.gov/content/goddard/cracks-in-plutos-moon-could-indicate-it-once-had-an-underground-ocean/ , 2014.06.13, KLC

http://www.cnbeta.com/articles/303353.htm

据国外媒体报道,史密森天体物理中心的科学家此前宣布使用南极BICEP2望远镜探测到宇宙诞生之处的引力波信号,这一发现轰动了世界,这是我们首次发现宇宙引力波在极早期时的直接证据。但是在前不久,科学家又宣布这一发现可能受到了干扰,我们在宇宙微波背景辐射中发现的B模偏振信号可能来自银河系的宇宙尘埃,造成了实验中存在假象问题。

学家为了研究宇宙大爆炸理论,在宇宙微波背景辐射中寻找可疑信号,这些来自大爆炸的余辉中记录了关于宇宙诞生的奥秘,图中显示的为微弱引力波在宇宙微波背景辐射中的偏振现象,这是的大爆炸发生后的瞬出现的时空涟漪。本周四,来自南极BICEP2望远镜的研究小组在《物理评论快报》上发表文章指出,调查中存在一个关键性的问题,这可能使得最初的观测结果出现错误。

哈佛—史密森天体物理中心科学家在3月发表关于宇宙大爆炸引力波证据的发现后,受到来自各方的质疑,一些理论物理学家通过对BICEP2望远镜的数据进行验证,发现一个潜在的问题,即来自银河系的宇宙尘埃产生的微波背景辐射将对探测结果产生干扰,因此还不能够确定这些引力波信号来自宇宙大爆炸后的瞬间,因此我们需要排除各种可能存在的前景干扰源,比如银河系宇宙尘埃。

图中显示的为位于南极的BICEP2望远镜,这是本次发现宇宙“原初”引力波信号的主要探测设备。在此之前,许多科学家已经相信在宇宙大爆炸之后的暴涨期内出现了引力波,它们记录了我们宇宙的开端。在暴涨理论的框架下预言了B模极化的存在,因此如果我们探测到B模极化,就可以说明宇宙大爆炸之后的暴涨期是存在的,同时也可以进一步推出我们的宇宙之外还可能存在其他宇宙,这些宇宙与我们的宇宙是平行的,是从概率上解释我们宇宙的特殊性。

位于南极的BICEP2望远镜是专门用来寻找引力波证据的天文台,其可对南极天空进行扫描,这里的观测条件有助于我们探测到宇宙中弥散的宇宙微波背景辐射信号,虽然其极为微弱,但我们仍然可以绘制出宇宙微波背景辐射的分布。该辐射信号早在1964年就被科学家发现,而BICEP2望远镜的探测任务为寻找微波背景辐射中的B模偏振信号。麻省理工学院的物理学家艾伦•古思认为目前的发现使得关于宇宙膨胀的边缘理论可以被排除,未来我们将集中调查暴涨期的宇宙奥秘。

这张照片记录了宇宙微波背景辐射中温度的细微变化,该辐射信号是一种电磁波,因此其具有偏振的特点,科学家认为其偏振性与引力波有关。我们的宇宙有着137亿年的历史,一些关键性的事件发生在宇宙诞生之初,极早期的微小波动对如今宇宙的演化有着极为关键的影响,从大尺度上看,微小的波动可导致当前宇宙中形成星系团、星系以及恒星等宇宙天体

南极BICEP2望远镜的观测条件较好,这里较为干燥,而且光污染程度较小,科学家花了三年时间对百分之二的天空进行了扫描。

宇宙中最古老的光,科学家通过红色和蓝色来区别不同的温度,红色代表暖色,蓝色则为寒冷,这张照片也是宇宙婴儿时期的图像。

 http://news.zhengjian.org/node/22363?utm_campaign=zhengjian&utm_source=twitterfeed&utm_medium=twitter

2014-06-21

 

英国《每日邮报》报导,欧洲宇航局公布了一系列普朗克天文望远镜收集到的辐射数据,并称有“另一个宇宙”与我们现在所在的宇宙平行存在。这是证明“另一个宇宙”存在最新、最有力的证据。这次光谱宇宙地图的证据或许会给物理学的发展带来全新改变。

我们宇宙之外还有另外的宇宙存在

5月19日,欧洲科学家用普朗克望远镜收集的数据制成了一幅宇宙地图。通过研究地图,发现宇宙南部集中了更多的宇宙微波辐射,这意味着我们所在的宇宙可能还受到另一个平行存在宇宙的重力吸引,这再次证明我们的世界之外,可能还存在一个平行宇宙。

平行宇宙(Parallel universes),也称多重宇宙论(Multiverse),是美国哲学家与心理学家威廉.詹姆士在1895年提出的。根据这种理论,在我们的宇宙之外,还存在着其他的宇宙,这些宇宙的运动规律和我们所认知的宇宙不同。

 可以举例说明平行宇宙的概念:假设你手里拿着一片树叶,全世界独一无二的一片树叶。能不能换种看法:你手里拿着无数片树叶,只不过它们全都一模一样,在时间空间上叠合在一起,所以你只能看见一片树叶。甚至连你自己都有无限多个,只不过叠在一起,但在某种特定条件下没准会分出一个你来。整个世界也会跟着分出去,于是有两个互不相干的世界,其中各有一个一模一样的你,只是你们俩永远都不会碰到一起,也就无从知道对方的存在,这就是所谓平行宇宙。

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1259 

  欧南天文台(ESO)口径达40米的欧洲极大望远镜(European Extremely Large Telescope, E-ELT)于智利时间2014/6/19当地下午2:00开始动工。

  这座望远镜的基地位在北智利海拔3000米的亚马逊斯山(Cerro Armazones)山顶,今日将先炸平山头,移除约5000立方公尺的岩石,后续整地过程也会陆续移除岩石达220,000立方公尺之多,最后才能整理出一块约150m×300m的平地,进行后续的天文台与望远镜建筑工作。

  这个望远镜由798片1.4米宽的六角形镜片组成39.3米的主镜M1,每片镜片的厚度只有5公分;而次镜M2口径达4.2米。整个计画预计总共将花费8亿7900万欧元(相当于美金11亿元),预定在2022年完工,2024年开光,届时将成为地球上最大的可见光/红外光望远镜,且其解析度将达哈柏太空望远镜的16倍左右。

  接在E-ELT之后最可能开始建置的光学望远镜,将是口径100米的猫头鹰望远镜(Overwhelmingly Large Telescope, OWL)。(Overwhelmingly意为「压倒性的」)相关新闻可参考天文新知2014-03-20新一代太空竞赛:超级望远镜揭开宇宙奥秘

The 3,000m-high Cerro Amazones mountain on which E-ELT will be built is located in northern Chile

参考资料:2014.06.19, KLC

http://www.cnbeta.com/articles/301021.htm

太阳系充斥着大量小行星,其中有数千颗运行轨道接近地球,而木星周边则有数十万颗之多,当然,最大多数的小行星都集中在木星与火星之间的小行星带。在这段令人惊叹的动画中,美国旧金山天文学家兼游戏玩家斯考特·曼利(Scott Manley)向我们展示了1980年以来所有已经被记录在案的小行星位置。

http://www.cnbeta.com/articles/300917.htm

据国外媒体报道,2012年8月,复杂的“天空起重机”系统突破性地将好奇号成功运送至火星,开启了美国宇航局新一轮的火星探索之旅。紧接着该火星“漫游者”的成功运作,美国宇航局迅速开展另一项“好奇”号漫游者探测火星的计划,这项计划将有望在2020年实现。

美国宇航局计划在2020年发射一辆火星车,该探测器使用了“好奇”号平台,甚至包括放射性同位素热电发生器,项目成本在10亿美元左右。

美国2020年发射新火星车 造价10亿美元

NASA克隆版火星车2020发射:造价10亿美元

据国外媒体报道,2012年8月复杂的“天空起重机”系统突破性地将好奇号成功运送至火星,开启了美国宇航局新一轮的火星探索之旅。紧接着该火星“漫游者”的成功运作,美国宇航局迅速开展另一项“好奇”号漫游者探测火星的计划,这项计划将有望在2020年实现。

2020年的“漫游者”实际上是“好奇”号的克隆体,它甚至利用了好奇号的备用放射性同位素热电发生器,这么做的结果是通过减少研发成本达到相同的目的,项目成本在10亿美元左右。而“好奇”号在研发时耗资达25亿美元,核动力装置令人印象深刻。

新一代的“好奇”号利用了大部分原型机的技术,尽管绝大部分还是依赖当前的技术,但工程师仍然需要许多创新的设计才能让计划成功实施。2004年火星探测器漫游者“勇气“号和”机遇“号的使命是寻找火星在远古时代是一颗有水星球的证据,而好奇号的使命则是寻找火星生命痕迹。美国宇航局表示“好奇”号并不是像上世纪70年代海盗那样寻找生命,它将探寻在火星地表之下是否存在可供生命体生存的环境。

“好奇”号携带了众多可帮助完成使命的工具,这些工具也将被尽量充分地利用起来完成各种各样的研究活动,比如手持式集成观测设备与桅杆相机等。“好奇”号在火星上进行近2个地球年的探测,以搜集大量的观测数据,其中的经验教训将为2020年漫游者设计提供参考。新的漫游者身负两大任务,其一是继续探寻曾经存在的可供生命体生存的环境以及火星生命存在的证据,包括过去生命物质留下的化学证据;其二是分析岩石和土壤,并选择合适的样本储存,以便将来能够带回地球。

考虑到技术的需求,好奇号平台的样本搜集能力的增强、超高速缓存能力将会是未来的创新点。新的漫游者将携带升级型的钻孔和孔内取样装置,一个包含改进后的样本鉴别分析仪以及超高速缓存的装置,将能够收集31个样本以便由后来的飞行器带回地球,如果该设想能够被核准。

http://www.cnbeta.com/articles/300803.htm

澳大利亚联邦科学和工业研究组织11日宣布,该国建设的ASKAP射电天文望远镜已具备运行能力,该组织开发的射电望远镜新技术具有革新性潜力。射电天文望远镜观测的是源自遥远天体的无线电波。对将于2018年开建的世界最大射电天文望远镜——“平方公里级射电望远镜阵列”(SKA)来说,这是一项重要进展。ASKAP望远镜全称为“澳大利亚SKA探路者”,其建造目的就是为SKA望远镜项目研发新技术。

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SKA望远镜是国际合作项目,将在澳大利亚和南非建造。中国是SKA和ASKAP项目的关键合作者之一。ASKAP望远镜所用的36个天线全部由中国电子科技集团公司制造。

澳联邦科学和工业研究组织公布了ASKAP望远镜拍摄的一张照片,显示了南天极区域的一些遥远星系。该图像相当于一张黑白照片,不过是在射电波段而不是可见光波段拍到的,拍摄耗时12小时。

科研人员说,这一图像显示该组织研发的“相位阵列馈源技术”能稳定工作12小时。这项技术发挥了“射电照相”的作用,使天文望远镜能同时观测较大面积的宇宙空间。该图像还验证了另一项新技术的效用——为望远镜的多个天线设定特殊的旋转轴,帮助稳定望远镜的朝向,提高图像质量。

同时公布的还有一张NGC253星系的图像,它相当于一张彩色照片,显示了这个一千多万光年外的星系里中型氢原子气体发出的射电波。科学家将该图像与其他望远镜拍摄的该星系图像对比,确认这一图像的色彩平衡令人满意。

该项目的专家认为,这些结果表明,ASKAP望远镜虽还处于调试阶段,但已表现出卓越性能。而且它的巡天观测速度是南半球任何同等级望远镜的至少两倍,预计彻底完工之后其观测速度还将大幅加快。

ASKAP望远镜投入调试只有几个月,其36个天线中有6个进行了初步调试。负责调试的科学家说,作为一台综合孔径望远镜,ASKAP望远镜已在正常运行。综合孔径望远镜是一种“化整为零”的射电望远镜,利用多个天线来实现巨大的单孔径天线的功能。

澳大利亚SKA项目专家对此评价说:“射电天文学的未来已经到来。”

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1256 

在神鬼奇航第3集电影中,海盗们认为太阳下山后会出现绿色的闪光,代表海盗的灵魂从黄泉归来。 可别以为全是编剧的想像,落日的太阳真的会发出绿色的闪光! 日前,台北天文馆馆员吴昆臻先生就拍到称为『绿闪光』的特别现象。

其实大阳并不是真得变成绿色,而是地球的大气造成的。 当太阳进入地平面时,阳光通过低处浓厚的大气,大气就如同三稜鏡一样把阳光展开为七彩光谱,当太阳盘面较强烈光线进入地平面时,太阳上缘会显露一抹绿色的光芒, 2~3秒之后便消失了。 绿闪光不太容易见到,需特殊时间与地点。 想看绿闪光的民众得注意了:首先天气要非常晴朗,如果空气中出现灰尘、或烟雾,则微弱的绿光会被挡住。 此外,需选择视野广阔能看见地平面的地点,才能看到浓厚空气对阳光的色散效果。 因此,夏日即将来临,许多民众会到海边游玩。 若天气晴朗而在海边欣赏落日,可别错过这瞬间的美景。

 http://www.cnbeta.com/articles/299139.htm

月球是如何形成的?当前的理论认为月球来自一次大冲撞事件,即地球和一颗不明天体撞击形成了月球。这个推测已经有了一些证据支持,但最近科学家再次获得了 新的证据显示地球曾经遭受到巨大的撞击,对象是一颗体积接近火星的天体,撞击时间发生在45亿年前,那时候地球才刚刚诞生不久。太阳系形成于46亿年前, 原行星盘在后续数亿年的时间内开始逐渐演化出各大行星,但是当时的太阳系天体轨道极为不稳定,天体撞击事件时常发生。

本次调查来自德国科学家对阿波罗11号、12号以及16号带回的月球岩石样本的分析结果,撞击发生在45亿年前,这颗火星大小的来袭天体被命名为“忒伊亚”天体,撞击导致了地球上大量物质被剥离,逐渐在轨道上聚集并形成月球。这一结论来自科学家对月球岩石氧原子的分析,同时也发现月球上的岩石与地球岩石具有一定的差异性,这说明月球上的岩石大多来自其他天体。

为了验证这颗被命名为“忒伊亚”的天体来自何处,科学家开始对同位素比值进行测定,涉及到氧、钛以及硅等元素,这些元素的比值会随着太阳系的演化而出现变化,但是在地月系统中仍然可以表现出一定的说服力,研究人员根据撞击模型和同位素分析结果发现,月球上的多数物质来自“忒伊亚”天体,而且“忒伊亚”星球上的物质组分也不同于地球。

研究地外天体最佳的方法仍然是表面取样,之前科学家通过研究地球上的陨石来推测地外天体的相关元素分布,但这个方法不太靠谱,因为陨石在漫长的时间内会与地球上的物质发生交换,这会影响结论的准确性。

进一步的分析显示,“忒伊亚”天体类似于我们目前发现的E型球粒陨石,撞击发生后“忒伊亚”星球上的物质开始融入地球,并在地球轨道上形成物质环,在月球形成过程中,大约有70%至80%的材料来自“忒伊亚”,剩下的10%至30%左右来自早期的地球,但也有研究指出,月球上的物质一半来自地球、一半来自“忒伊亚”。

http://www.cnbeta.com/articles/297059.htm

据国外媒体报道,在爱因斯坦的相对论框架中,光速被认为是无法“超越”的,这个宇宙中的“极限速度”一直是科学家突破的目标,如果我们无法实现超光速运行,那么是否可以将光速减慢?来自德国达姆施塔特大学的研究人员成功将光“困”在晶体中长达60秒,该技术是实现并提高量子通信技术的关键一步。

宇宙真空环境中传播速度最快的光也无法逃脱人类的控制,特殊的晶体介质将光的速度降低,并彻底让它“停止”,来自英国圣安德鲁斯大学科学家托马斯·克劳斯认为一分钟对于控制光速的实验而言已经是非常非常长了,这是一个重要的里程碑!

哈佛大学的科学家们此前已经成功将光“限速”,并再次恢复光的速度,但是哈佛的实验只将光速限制在千分之一秒内,光速被限制后仅为48公里每小时(38英里每小时)

早在1999年,哈佛大学的物理学家Lene Vestergaard使用接近绝对零度的超流性气态原子云成功将一受控光束的速度降低至每秒17米,两年后将光速受控停止在一个时间区间内。

光速是目前宇宙真空环境中的“极限速度”,爱因斯坦相对论不允许物体的运动速度超过光速,光的速度为每秒186,282英里,确切说只要1.2862秒就能抵达月球。

为了使宇宙速度最快的光“停止”下来,德国科学家使用了一种被称为电磁感应透明效应(EIT)技术,通过量子相干效应使得光原子共振吸收频率上变得透明,在EIT形成的频谱上,只有一定频率范围内存在透明和不吸收的通道,因此德国科学家在设计实验过程中需要对光脉冲的频宽进行控制。

事实上,电磁感应透明效应是三能级系统中量子干涉的结果,其光谱理论计算通常是利用基于原子密度矩阵的光学布拉赫方程式。

在本次实验中,科学家将受控光速指向含有镨元素的硅酸钇晶体,通过控制激光束调节晶体的透明态和不透明态,使入射光束无法折射,最终在原子自旋的介入下控制光子携带的信息。

此前也有相关实验将受控光速注入低温铷(87Rb)原子介质,达到降低光速的目的,利用偏极梯度冷却法和压缩式磁光陷阱增加受控原子团的密度。

另外,哈佛–史密森天文物理中心也对该课题进行了研究,同样采用玻色–爱因斯坦凝聚体原子团将光子携带的信息冻结,速度开始降低,最终存储时间达到1毫秒,这些实验对量子通讯有着很大的意义。

牛!人类首次让光停止传播60秒