最新研究发现 大量天体或曾存在冥王星轨道之外

2019-06-11 16:00:33 作者:bianji3  阅读:115 次  点赞:0 次  鄙视:0 次  收藏:0 次  由 www.agg.me 收集整理

 

 

 

科学家发现冥王星轨道之外或曾存在大量天体

 

 

动画是由Dan Dixon开发的基于物理模拟的“太空沙盒”软件设计的,动画中的每一个圆环都是一个天体的轨道,前九个环代表着太阳系的八大行星和冥王星,而其他环则是柯伊伯带中上百个矮行星的轨道

据国外媒体报道,近日,最新的动画模拟现实,在冥王星轨道之外可能存在着由诸多行星组成的巨大螺旋区域。矮行星的这些轨道表明,相比于太阳系中的行星,就算没有多出几千个,也有多出几百个。专家表示,在柯伊伯带可能存在着2000个天体。是否要将这些天体重新定义本周一些天文学家将进行讨论,以形成一个新的分类。此举可能将柯伊伯带中的102个天体重新定义为行星,包括冥王星,而太阳系中的行星数量也将因此变为110个。

动画基于物理模拟的“太空沙盒”软件设计的是由Dan Dixon开发的,动画中的每一个圆环都是一个天体的轨道,前九个环代表着太阳系的八大行星和冥王星,而其他环则是柯伊伯带中上百个矮行星的轨道。Dixon表示,轨道是根据一个不断更新的柯伊伯带中潜在天体名单所设计的。该名单由加州理工大学天文学家Mike Brown提出。他表示,矮行星的随机性与成熟的巨大行星与之间的差别非常明显。

冥王星曾被认为是和地球、火星一样的行星,而在2006年则被降级为矮行星。Brown教授与冥王星被降级不无关系,正是因为他在柯伊伯带发现了比冥王星大27%的大型矮行星——阋神星。Brown教授根据天体存在的可能性不断更新柯伊伯带天体名单。距离地球更近、更大的天体非常有可能存在,因为它们更经常被探测到,令人存疑的是遥远天体的存在。研究团队旨在简化分类系统,行星仅根据大小进行分类,而现今的月球,矮行星,行星则是通过彼此间环绕的轨道进行分类的。

按照新提议,如果天体够大,但是并没有释放出像太阳那样的炙热气体,那就是行星。而此提议必须经过众多国际天文学家的认可才能成为正式标准。

 

 

 

猎鹰火箭升空画面。

北京时间3月16日下午14时整,美国太空探索技术公司(SpaceX)成功用一枚猎鹰9号火箭,将5.6吨重的巴西通信卫星“EchoStar 23”送入地球同步轨道。与以往不同的是,此次任务中SpaceX公司没有进行火箭回收。

 

SpaceX执行了一次不回收火箭的发射 系两年来首次

 

艺术家笔下的EchoStar 23通信卫星。来源:劳拉公司

因搭载的通信卫星较重,超过猎鹰火箭回收状态下的运力极限,因此本次任务猎鹰9号火箭未安装着陆支架,没有尝试回收,该公司上一次火箭不安装着陆支架的发射是在2015年4月。

 

SpaceX执行了一次不回收火箭的发射 系两年来首次

 

发射前屹立在39A发射台的猎鹰9号火箭,箭体下部无着陆支架显得很光滑。来源:SpaceX

这次发射也被认为是最后一次非回收任务。SpaceX将在今年晚些时候推出新版本的猎鹰9号火箭,该版本被称为“Block 5”,相比目前的猎鹰火箭推力更强大,并对着陆支架进行了改进,这将缩短未来猎鹰火箭的复用周期。

EchoStar 23是一颗Ku波段通信卫星,携带多个子反射器与四个主反射器,由美国劳拉公司制造,回声星通信公司负责运营。该卫星将服务南美市场,预期寿命15年,为巴西提供电视服务。

猎鹰9号火箭首先将其送抵地球同步转移轨道(GTO),随后该卫星依靠星上搭载的引擎机动进入地球同步静止轨道(GEO),最终定位于西经45度。该卫星两侧的太阳能电池阵列可提供20千瓦的电力。

 

SpaceX执行了一次不回收火箭的发射 系两年来首次

 

准备封装进入整流罩的EchoStar 23通信卫星。来源:SpaceX

在美国东海岸肯尼迪航天中心39A发射台进行本次发射,这也是该发射台被SpaceX租赁后进行的第二次任务。目前SpaceX已拥有8枚回收火箭,在下一次任务中该公司计划使用其中一枚执行新发射任务,将欧洲卫星公司的SES10通信卫星送入太空。

本次任务原定在北京时间3月14日下午进行,因当地天气状况恶劣,推迟至今天发射

硅太阳能电池光电转换率首超26%

英国《自然·能源》杂志20日在线发表的一项重要研究成果,硅太阳能电池最新突破,报告了首个光转换效率突破26%的硅太阳能电池。经认证,这种电池实现的转换效率为26.3%,表明硅太阳能电池的效率达到了历史新高,更多效率更高的硅太阳能电池板也将在未来问世。

据《自然·能源》文章估计,到2050年,光伏电力将承担全球一次能源需求的20%以上。但目前相对于其他能源太阳能发电成本仍然偏高,降低发电成本是世界各国相关企业、组织主要的发展目标之一,因此,提高硅太阳能电池光电转换率,成为进一步部署光伏电力的关键步骤。

硅太阳能电池的理论效率约为29%,因为在入射光的能源中,透射损失是20%至30%,量子损失约30%,载流子复合约10%、表面反射损失及串联电阻损失等。

此次,日本钟化公司研究人员吉河训太及其同事使用工业兼容的工艺来制造单晶硅太阳能电池,其设计可同时增加电池的阳光吸收和电流转换。按照新方法,研究团队将光转换效率提高到26.3%,打破了此前的最高纪录25.6%。

与此同时,研究人员还提出了一种实现硅太阳能电池的理论转换效率极限——29.1%的新方法,为实现太阳能发电高效转换、降低成本的目标打开了一扇大门。

研究团队强调,尽管该研究打破了迄今世界硅太阳能电池的光转换效率纪录,但将单个电池组装成商业上可行的太阳能电池板,目前还需要进一步研究。

科学家最新观测到行星形成留下的残骸盘

恒星HD 106906是研究此类现象的完美样本。它只有一个巨大的行星,质量大约是木星的11倍

据国外媒体报道,整个形成过程会留下“旱地滑冰”残骸盘是当行星开始形成时,在年轻的中央恒星周围不断旋转并相互碰撞。与太阳系的柯伊伯带类似,天文学家可以探测到行星形成留下的残骸盘,并对此加以研究,有助于了解形成行星系统的整个过程。确认现存行星引力会对圆盘结构造成怎样的影响是研究的重要部分。大部分此类研究都着重于存在于残骸内部的行星是如何确定其形状的,这是为数不多的能够直接从地球上观测到的圆盘特征。

由卡内基基金会Erika Nesvold带领的新研究则侧重于研究位于圆盘外的行星是如何影响圆盘的,而且发现圆盘的形状可以表明行星是形成于圆盘外的,还是一开始存在于圆盘内部,后来才移动到外部的。恒星HD 106906是研究此类现象的完美样本。它只有一个巨大的行星,质量大约是木星的11倍,轨道离宿主恒星非常远,至少是地球距太阳的650倍。这个名为HD 107906b的行星轨道位于其宿主恒星残骸盘外部,比行星距恒星的距离近10倍。

Nesvold及其同事,来自加州大学洛杉矶分校的SmadarNaoz和Michael Fitzgerald创建了HD 106906系统的模型,以便更好地了解一个外围行星是如何影响残骸盘的结构。Nesvold表示,我们在没有向该系统添加其他行星的情况下成功创建出HD 106906的残骸盘结构,因为有些人认为添加其他行星是观测其结构的必要条件。仅靠这个遥远而巨大的行星的引力就能够正确塑造系统平面,非圆形环,以及塑造出我们目前观测到的圆盘形状。

而且,这个模型能够帮助Nesvold及其团队更好地了解HD 106906b行星的轨道特征与形成历史。研究结果表明,与一些猜测恰恰相反的是,这颗行星很有可能形成于圆盘外部。如果行星是形成于内部,后来才移动出去的,那圆盘的形状就会与现在看到的不同。Nesvold表示,其他由遥远巨大行星引力影响而塑形的残骸盘可能与此类似。这个模型可以重建并使圆盘的各种特征更加形象,且有助于我们了解整个行星系统的进化过程。

 

ALMA望远镜最新观测到一处宇宙“射电洞”

 

研究人员使用ALMA望远镜阵列观测到一处神秘星系团形成的“射电洞”

据物理学网站报道,目前,一处宇宙“射电洞”被研究人员使用ALMA射电望远镜观测到,距离地球48亿光年处一个“射电洞”环绕星系团,这是迄今观测到“苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应”形成的最高分辨率宇宙洞。

该图像证实ALMA望远镜阵列的高性能可以基于苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应研究分析星系团周围气体的分布和温度状况,研究负责人是来自日本东邦大学的Tetsu Kitayama,他和同事使用ALMA望远镜分析了星系团中的炽热气体。据悉,炽热气体是理解星系团进化和属性的关键成分,即使炽热气体自身不会喷射射电波,但是ALMA望远镜能够探测到炽热气体,炽热气体散布宇宙微波背景射电波,在星系团周围形成“洞状结构”,这就是所谓的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应。

研究小组最新观测到距离地球48亿光年的星系团RX J1347.5-1145,该星系团是非常著名的,它具有较强的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应,现已多次使用射电望远镜对其进行观测。

最新观测结果表明,该星系团中的炽热气体分布不均匀,在X射线观测中并未发现,因此天文学家需要较高分辨率的观测设备,然而高分辨率射电干涉仪很难进行观测,炽热气体在星系团中分布相对分散。相比之下,ALMA望远镜利用阿塔卡玛紧密阵列(ACA)可以克服这些困难,基于较小直径天线和密集天线结构获得较大的观测视野,通过使用莫里塔阵列的观测数据,天文学家能够精确测量宇宙中较大范围内天体释放的射电波。

研究小组使用ALMA望远镜,可获得星系团RX J1347.5-1145的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应图像,其效果是之前观测图像分辨率的两倍、精准度的10倍,这是首次使用ALMA望远镜获得苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应图像。

研究报告合著作者、马克斯-普朗克天体物理学研究所Eiichiro Komatsu指出,最新ALMA望远镜观测数据不仅证实之前观测的正确性,还能提供最高分辨率图像,这将开启苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应科学的新纪元。射电观测和X射线观测的比例失当导致我们推断该星系团处于暴力合并状态,我们认为该星系团中的气体非常炽热。

 

美国总统特朗普取消四项研究气候的科学任务

 

目前,美国总统特朗普计划取消4项涉及地球气候变化研究的科学项目,图中是1月15日GOES-16卫星观测到的地球。

据美国生活科学网站报道,目前,依据美国总统特朗普2018年联邦预算报告,美国宇航局主要是对4个气候研究项目的撤销,地球科学项目投入资金将被削减1亿美元。

浮游生物、浮质、云层和海洋生态系统卫星(PACE)、轨道碳观测3号卫星(OCO-3)、气候绝对辐射和折射率观测器(CLARREO)和深太空气候观测仪(DSCOVR)4个气候研究项目被撤销。据悉,一位专家顾问曾透露特朗普总统计划取消美国宇航局气候变化研究项目,这4项被撤销项目均是研究全球气候变化。

美国宇航局之前计划2018年度预算报告中在CLARREO项目投入2790万美元、在OCO-3项目投入950万美元、在DSCOVR项目投入120万美元,PACE项目仍在研制之中,尚未投入资金。

由于OCM可以“看到”波长较大变化范围,其中包括:紫外线和红外线,它能够监控大气层清晰度,观察海洋中存在多少有机物质,以及测量浮游生物的健康状况,PACE项目旨在使用海洋色彩监控器(OCM)研究大气云层和浮质,以及海洋浮游生物,预计PACE卫星将于2022年末发射升空。

CLARREO项目计划2020年发射一颗观测器至国际空间站,它将证实一些太空技术,例如:反射太阳光谱仪,此项太空任务将获得更多精确观测数据,有助于研究人员改善全球气候分析模型。

OCO-3项目是国际空间站附属观测设备,该任务涉及从太空角度测量地球大气二氧化碳,它将以3种不同方式观测地球:国际空间站下方直接观测地面;测量地球表面的反射光线,例如:海洋;对一些特殊区域进行勘测分析。

深太空气候观测仪(DSCOVR)已于2015年2月发射升空,不同于其它3项太空任务,当前测量从太阳释放的粒子流,有助于预警即将出现的太阳风暴

科学家实现远距离传输研究的突破

科学家们已经实现了远距离传输研究的一项突破。

据国外媒体网站报道,专家们已经看到电子在物质间进行了毫无痕迹的量子跳跃。这种行为已被描述为一种奇怪的量子运动形态,电子从一种物质的第一层到达了第三层,且在第二层并没有出现。

堪萨斯州大学的首席研究人员Hui Zhao称:“电子依次出现在第一层和第三层,在第二层并没有出现。”这种现象被称为范德华引力,这是两种力之间的一种量子力学引力,类似于磁铁间的引力。比如壁虎在墙壁上停留等都是因为范德华力允许

然而研究人员一直在探索电子在材料内如何相互作用,从而引发了这一实验。研究中科学家们使用了MoS2(二硫化钼)、WS2(二硫化钨)和MoSe2(二硒化钼),这些材料都是对不同色激光做出反应的半导体材料,而且都是分层的。这意味着研究人员能够使用不同色彩的激光来影响三个层面之一中的特定电子,这样可以让他们追踪电子的运动。

Zhao补充道:“经过选择的激光束色彩,只有顶层的电子能够被释放。随后我们使用另一种色彩的激光束照射材料底层,来探测这些电子的出现。我们让第二道激光脉冲移动的距离比第一道远0.3毫米,这样它到达样本的时间比第一道延后大约一万亿分之一(1皮秒)。”

为了破译这些电子运动为何如此的迅速,研究团队随后使用了另一种色彩的第三道激光来检查中间层,并且发现没有任何电子出现在其中,这种现象是违背常规物理学的。Zhao补充道:“如果电子是遵循常识的东西,也就是所谓的经典粒子,它应当在这一皮秒内出现在第二层。这项研究表明电子能够在导体和半导体的物质层面之间以量子形式传播。”

 

 

 

研究称一颗神秘流浪天体可能是低质量褐矮星

 

图中是艺术家描绘的CFBDSIR J214947.2-040308.9,最新研究显示,这颗星球很可能是一颗高金属含量的褐矮星。

 据英国每日邮报报道,目前,天文学家观测到一颗距离地球100光年的神秘天体,最初被认为是一颗流浪行星,但科学家仍不确定,认为它可能是一颗低质量褐矮星。

这颗流浪星球叫做CFBDSIR J214947.2-040308.9,最初是在2012年发现的,当时科学家猜测这是一颗流浪行星,一颗环绕星系的星球,而不是环绕恒星运行。但是最新研究证据表明,这可能根本不是一颗行星,比之前预想的更加“流浪”。

其奇特属性证实它是一颗褐矮星,是一种混合天体,它的质量太小无法形成恒星,但对于行星而言,其质量太大无法形成巨行星。科学家对这颗流浪星球距离地球100光年时,产生了浓厚兴趣。

2012年,法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的研究人员指出,基于观测重量它很可能是一颗流浪行星,其质量大约是木星的7倍。同时,研究小组预测称,这颗星球可能是AB剑鱼移动星群的一部分,一些行星天体形成于相同时间,环绕银河系运行。

研究人员指出,如果这个星球是AB剑鱼移动星群的成员之一,它的年龄应当在5000万-1.2亿年之间。但是基于最新观测,格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的菲利普-德洛姆(Philippe Delorme)博士称,目前我们拒绝最初的假设——这颗流浪星球是AB剑鱼移动星群的成员之一,最新观测数据显示,这颗星球如果不是低引力环境,就是金属含量很高,是一颗高金属性星球。

同时,这项发现对于该星球相对质量产生了置疑,使研究人员认为它不是一颗流浪行星,很可能是一颗褐矮星。褐矮星是一种杂合体星球,质量小于恒星,但质量却大于巨行星。

德洛姆博士称,CFBDSIR J214947.2-040308.9是一颗非典型亚恒星天体,它如果不是一颗“自由漂浮的行星”,就是一颗罕见的高金属含量褐矮星,还有一种可能是两者的混合体

 

最新研究显示土卫六海洋释放大量氮气气泡

 

如图所示,这是2月17日卡西尼探测器拍摄的土卫六北部海洋和湖泊,最新研究称,土卫六海洋充满氮气气泡。

 据英国每日邮报报道,目前,美国宇航局最新研究显示,土卫六碳氢湖泊和海洋可能喷涌大量的气泡,就像苏打汽水中的气泡。

专家指出,若要穿行在嘶嘶冒气泡的海洋,那么这项发现意味着探测器必须重新设计。美国喷气推进实验室研究人员模拟土卫六的寒冷表面状况,发现大量氮熔解在极端寒冷的液态甲烷中,这些液态甲烷从空中降落,收集在河流、湖泊和海洋之中。

他们指出,温度、气压或者成分的轻微变化将导致氮从液体中快速分离,就像拧开碳酸苏打水饮料瓶时产生的气泡。研究负责人、喷气推进实验室迈克尔-马拉斯卡(Michael Malaska)说:“我们实验表明,当富含乙烷的液体与富含甲烷的液体混合在一起,或者甲烷河流与富含乙烷的湖泊混合在一起,氮很难保持在该溶液中。”

美国宇航局卡西尼探测器发现了土卫六湖泊和海洋的成分,一些水池乙烷含量大于甲烷。伴随着氮气释放,这一过程叫做“脱溶”,在土卫六季节变化时期,甲烷海洋轻微变暖。研究人员指出,嘶嘶冒泡液体可能潜在带来一些问题,未来机械探测器将漂浮或者游动穿过土卫六海洋。

探测器释放的余热可能导致其结构周围形成气泡,例如:用于推进前行的螺旋桨,如果海洋中充满气泡,则很难驾驭或者保持探测器平稳。研究报告合著作者、喷气推进实验室的詹森-霍夫加尔廷(Jason Hofgartner)说:“基于氮的可溶性,我们能够确定海洋可以产生气泡,事实上产生的气泡数量远超出之前的预期。”

这项研究揭晓了氮在土卫六液态水域和大气层之间如何移动,在模拟实验中,研究人员能够从模拟富含乙烷溶液中诱导释放氮,不同于水,这种溶液固定状态的密度低于液体状态,乙烷冰将形成在土卫六冰冷池底。

伴随着乙烷结晶成冰,这里并没有空间来熔解氮气体,因此它们嘶嘶冒泡释放出来。虽然土卫六表面碳氢湖泊释放氮气泡是非常奇特的,但是马拉斯卡指出,土卫六表面氮气泡的运动并不是沿着一个方向。

很明确,氮气释放之前必须进入富含乙烷或者甲烷的液体,这种效应好像土卫六湖泊会呼吸氮气,伴随着它们冷却,它们将吸收更多的气体,类似于“吸气过程”,伴随着它们升温,液态形式将释放气体,类似于“呼气过程”。类似的现象发生在地球上是海洋吸收二氧化碳。

 

 

本月底迎“梅西叶天体马拉松”观测时节 可尝试寻找109朵“太空之花”

 

资料图:梅西耶天体图表

3月26日天文专家介绍,每年3月下旬到4月上旬是“梅西叶天体马拉松”的观测时节。3月28日为“朔”,正逢无月之夜,前后两三天非常适合进行观测。最理想情况下,天文爱好者可以用一整晚的时间,按照特定观测顺序用望远镜找到《梅西叶星云星团表》里110个深空天体中的109个。

据介绍,18世纪法国天文学家梅西叶,是位彗星搜索者,为方便寻找真正的彗星时不会被错的天体混淆,把天上形似彗星而不是彗星的天体记下,他编写了一个《星云星团表》,并将这些天体命名为“M天体”。这些“M天体”的数量经后人增补后,达到了110个。由于各自方位不同,110个“M天体”每年只在春天的一段时间里,全部出现于一夜之间。尽可能地把它们搜寻出来在一夜时间里,就叫做“梅西叶天体马拉松”。

理论上说,在北半球的很多位置,都能观测到梅西叶天体。《梅西叶星云星团表》是梅西叶在北半球绘制的。

这难得的“天体马拉松”,为了能更好地观测,天文教育专家、天津市天文学会理事赵之珩提醒说,观测者需要准备一台口径80毫米以上的折射望远镜或是150毫米以上的反射望远镜,口径50毫米的双筒望远镜也可以尝试一下,此外还需要有精密星图、计时器、照明手电、书写板等,再寻一处既空旷又无灯光干扰的观测地点。“借助这些工具就可寻找、观看和记录那些瑰丽的太空之花。如果条件允许的话,借助一架照相机,把它们拍照下来,就更完美了。”

观测“梅西叶天体马拉松”有何意义呢?在赵之珩看来,这是每一个天文爱好者追逐的目标,是他们成熟的标志。“可以真正地进入到深空,探索更加深层次的天空奥秘,欣赏无穷的宇宙美景。

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