发布单位:台北市立天文科学教育馆

  虽然宇宙是电中性的,但原子可以经由游离作用将带着正电的原子核及带负电的电子分开,而这些电荷加速时就会产生磁场,大尺度磁场的常见来源之一是星际间电浆与其内部的碰撞所致,这也是银河系磁场的主要来源之一。

对宇宙网间不同的观测图,由左至右分别为气体、电磁波、磁场、三者合成。Three different observations of the cosmic web (gas, radio, and magnetic) accompanied by a composite image. Credit: K. Brown
图说:对宇宙网间不同的观测图,由左至右分别为气体、电磁波、磁场、三者合成。

  但磁场在更大的尺度中也应该存在,宇宙物质分布在一个被称为宇宙网的结构中,巨大的超星系团被贫瘠的空洞所隔开,如同肥皂水所形成的大量泡泡那样,形成了一个宇宙物质网。宇宙网的大部分都是游离的,因此也应该会产生虽微弱但巨大的星系间磁场,至少理论上应该是这样,近期一个研究团队首次发现了宇宙间最大尺度磁场——「宇宙网磁场」。

  事实上我们并无法直接探测到数十亿光年外的磁场,科学家透过磁场对带电粒子的影响从而观测到它们,当电子或其它粒子沿着磁场线旋转时,它们会发出无线电波。借由这个观测方法,天文学家可以描绘出银河系的磁场,而宇宙网的无线电波更微弱,几乎不容易被察觉,也容易被其它附近的星系干扰。为了克服这个难关,研究团队专注于无线电偏振光,这是具有特定方向的无线电波,由于不同的星系或星团,偏振的方向也会有所不同,因此研究团队可以更容易地从这些多如牛毛的无线电讯号中筛查出属于宇宙网的部分。

  此一结果证实了宇宙网磁场的存在,同时也证明了星系间存在碰撞冲击波的观点,这些冲击波曾在电脑模拟宇宙结构中出现,而这意外地成为了此观点的有力证据,该篇论文发表在《科学进展》(Science Advance)上。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Universe Today

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在最近一次SpaceX公司天龙号太空船对国际太空站的补给任务中,有一项特别的科学酬载,是由比利时哈瑟尔特大学的一组学生所开发的实验装置“Oscar-Qube”,全名为Optical Sensors Based on Carbon materials: Quantum Belgium,是利用人工钻石打造的光学传感器,将在离地400公里的高度绘制地球磁场。

  天龙号太空船CR23已经成功抵达国际太空站,欧洲太空总署的太空人Thomas Pesquet协助设置了Oscar-Qube。在国际太空站上有个针对教育与商业用途打造的服务平台“ICE Cubes”,让大家能在国际太空站上以微重力运行他们的实验,应用的领域包括药物开发、微生物学、材料科学、3D列印及艺术。Oscar-Qube便是透过ICE Cubes的服务进行他们的实验。

  Oscar-Qube将会利用一种新型的磁力计,该磁力计基于人工钻石结构当中“Quantum sensing”的能力,这意味着它具有高灵敏度以及奈米级的精度,反应时间少于100奈秒。

  这个由学生团队打造的实验如果成功,将以无与伦比的精度绘制地球磁场。Oscar-Qube会在国际太空站停留10个月的时间,在这期间团队将在地面持续管理与监控Oscar-Qube。(编译/台北天文馆虞景翔)

Oscar-Qube利用国际太空站上的ICE Cubes服务进行太空实验。
Oscar-Qube利用国际太空站上的ICE Cubes服务进行太空实验。

资料来源:Phys.org

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  火星与地球不同的是,没有一个全球磁场来保护它免受太空恶劣天气的影响,但它确实有一些局部感应磁场。

  现在,研究人员能够绘制出令人难以置信、详细的电流分布图,这些电流是火星能形成感应磁场的原因。它使科学家更加了解火星在数十亿年中如何失去大部分的大气层,以及现今太阳风与火星磁层之间如何产生相互作用。

  来自科罗拉多大学的行星科学家Robin Ramstad说,这些电流和火星大气逸散有很大关联,大气逸散使火星从本来可以维持生命的世界变成了荒凉的沙漠。

  我们正致力于分析这些电流来研究从太阳风中获取多少能量,并为大气逸散提供多少动力。

  研究小组分析了来自火星大气与挥发物演化任务探测器(简称MAVEN)的五年数据,绘制出电流分布图,显示出电流在火星周围形成了一个嵌套的双环结构,并环绕着火星的白天和黑夜。

美国NASA的MAVEN探测器进入火星轨道5年后,利用该任务的观测资料绘制出火星大气的电流分布图。

美国NASA的MAVEN探测器进入火星轨道5年后,利用该任务的观测资料绘制出火星大气的电流分布图。

  基于三年前MAVEN发现的这颗行星独特的磁尾,科学家发现这些电流与太阳风相互作用,导致太阳风包围火星,并像篮球周围的意大利面一样围绕火星流动。

  Ramstad说,火星大气层的行为有点像闭合电路的金属球。电流在高层大气中流动,最强的电流层持续存在于行星表面上方120-200公里。该研究于5月25日发表在自然天文学期刊(Nature Astronomy)上。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

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