NASA   来历:科技日报   11月26日,“观察

2019-07-06 15:00:30 作者:管理一号  阅读:141 次  点赞:1 次  鄙视:0 次  收藏:0 次  由 www.agg.me 收集整理

 

NASA

 

来历:科技日报

11月26日,“观察”号火星勘探器成功在火星埃律西昂平原着陆,初步了对火星内部结构和现象的勘探。“观察”号着陆的埃律西昂平原是一片火星赤道附近的巨大的火山平原,距离“猎奇”号火星车着陆的盖尔碰击坑仅约600公里。

而就在数天前,美国国家航空航天局(NASA)还发布了下一代火星车“火星2020”号的计划着陆地址。杰泽罗碰击坑从三个备选着陆点中崭露头角,成为了“火星2020”号火星车的目的地。

虽然火星的个头相对地球要小,但在其约一亿四千万平方公里的表面上为价值连城的火星勘探器选定一个合适的着陆点仍然不是一件简略的事,需求工程师与科学家相互配合一同完结。

工程捆绑是首要考虑

和地球相同,火星表面有各种地势地貌,既有一望无际的平原,又有深达6000米的峡谷和落差达27000米的太阳系第一高山。关于地球上的轿车驾驶员来说,在平坦的地面上泊车明显要比把车停在斜坡上更为简略,由于既不用担忧轿车溜坡,也不用在起步时实施相对凌乱的坡起流程。关于火星车来说,在相对平坦的地势上着陆同样是风险更小、成功率更高的选择。火星的地势存在明显的南北差异。南半球广泛着凹凸高低的山脉与峡谷,及大大小小的陨石坑,北半球的地势则相对比较平坦。因此,除了具有特别勘探任务的勘探器外,绝大多数的火星着陆勘探器都降落在北半球及赤道附近。 

勘探器在着陆时,一般都需求通过与大气相互作用来减速,在着陆的终究阶段才运用自身发动机供应的动力完结软着陆。火星的大气相对淡漠,假设着陆点的地舆高程(与地球上的海拔概念类似)过高,那么勘探器还没有被大气充分减速时就现已与火星表面接触。因此,一般都要选择高程较低的区域作为着陆点。 

长时间在火星作业的勘探器要凭仗太阳能电池来发作电力。一同,用来导航和检测阻碍的光活络器也需求较好的光照条件。火星的高纬区域无法获得满足的光照,因此火星勘探器大都会选择在纬度小于30度的区域着陆。低纬度区域出色的光照条件也带来了比较温文的昼夜温差,不会像高纬度区域那样出现极点的昼夜温差和夜间低温,然后使勘探器更简略坚持自身的热平衡。 

假设勘探器不小心降落在一片布满岩石的区域,将会给勘探器的作业带来很大的费事。岩石会损坏勘探器的着陆缓冲安排,阻挠减速发动机的正常作业。一同,关于火星车来说,广泛的岩石还会对它们的移动带来阻挠。因此,一般要选择岩石较为稀少的当地作为着陆点。 

除了在火星上着陆的勘探器外,还有MRO、MAVEN等勘探器以环绕火星翱翔的办法为我们带来火星的全球信息。运用这些轨道器的勘探数据,科学家和工程师们能够对火星各个区域是否符合以上硬性捆绑做出判别,给出或许的着陆点选项。 

科学政策帮忙甄选地址 

近期火星勘探的科学政策以寻找火星上现在或早年存在生命的根据为主。通过以往的研讨,科学家们现已认识到,假设火星上的某片区域早年是海底、湖盆、河床或许河流冲积构成的三角洲,那么这一区域很或许早年存在能够孕育生命的环境。环绕火星翱翔的勘探器除了能够发回最直观的火星表面相片外,还能运用搭载的多波段光谱仪和测高仪等仪器,带来火星全球的表面地势地貌、岩石成分等更丰盛的信息。科学家们能够根据每艘着陆勘探器的具体科学政策,运用火星的全球数据选取一些潜在可用的着陆点。之后,通过不断的加密勘探和比较谈论,缩小着陆点候选规划,并承认实践运用的着陆点。 

以“猎奇”号火星车为例,这艘火星车初步计划于2009年发射,为其选取着陆点的作业在2006年就初步了。NASA向“火星勘探项目分析组”的成员发出了收集着陆点的告知,各个研讨安排的科学家们初步进行选点作业。很快,科学家们提交了33个可选的着陆点计划。NASA据此调整了环绕火星勘探器的勘探计划,以进一步获得这33个可选着陆点更翔实的遥感观测信息。 

一年后,科学家们再次举办研讨会,运用现已获得的数据对着陆点进行了遴选。遴选首要查询四个方面的要素:获取地质学特征的才干、合适生命存在的根据、生物特征的存在以及点评该地址孕育生命潜力的才干。在通过3天的谈论后,着陆点的候选者被降低到6个。 

幽默的是,“猎奇”号实践运用的盖尔碰击坑着陆点,在此轮PK中就现已出局了。可是,2008年,MRO勘探器上搭载的CRISM光谱仪带来了新的岩石成分勘探数据。这些数据的分析标明,盖尔碰击坑中存在许多只能在富含水的环境中构成的矿产,意味着这儿早年存在着湖泊。此外,该处的地貌特征也标明此处早年一再地被洪水冲刷过。 

这些新情况引起了科学家们的极大喜好,并将盖尔碰击坑从头列为备选登陆点。此时,“猎奇”号任务由于其他原因被推迟到了2011年,科学家们获得了更长的时间来对着陆点进行更为充分的点评。 

2010年,在举办了终究一次研讨会后,科学家们仍然没有对着陆点的选取到达一同。因此,包括盖尔碰击坑在内的四个候选点的优势、下风和科学家的建议被总结在一份仅有4页的文件中提交给NASA总部,由NASA官员做出终究的抉择。从成功着陆至今,“猎奇”号现已带来了许多的新科学发现,本年6月还发现了有机物分子存在的根据,然后说明选取盖尔碰击坑作为着陆点是恰当成功的。 

载人登陆有更多要求 

现在,对载人登陆火星的着陆点研讨也在进行傍边。和勘探器相同,载人任务也需求在一片较为平坦的地势上完结软着陆。其地舆高程较低、地势平坦无许多岩石等要求与无人勘探的着陆点要求一同。此外,载人登陆火星还要考虑更多要素。 

由于从地球前往火星的运载本钱巨大,因此在其时的技术条件下宇航员们很难带着许多的水前往火星,他们日常生计所需求的水必须在火星上量体裁衣。一同,水还能够供宇航员们在火星上进行农作物出产,通过电离发作供他们呼吸的氧和能够作为飞船燃料的氢。 

在火星上,能够许多发作水的途径有两个。一个是通过分解水合矿产质,另一个则是开凿火星上的冰层。从直觉上看,开凿冰层似乎是一个更加简略且直接的选项。可是,火星上的冰层一般存在于严寒的极区,这儿的低温将给宇航员的生计和登陆飞船的正常运作带来更大的应战。极点的低温也意味着开凿冰层需求耗费较多的能量。此外,宇航员从火星极区起飞回来地球时,无法像在赤道那样得到火星自转的“助力”。因此,在低纬度区域寻找富含水合矿产质的区域着陆现在被认为是更加合理的选择。 

【环球网科技 记者 樊俊卿】4日,俄罗斯卫星通讯社发布一条趣闻。当地时刻3日下午,拉美南部发作稀有日全食奇景,而取得最佳观景方位的竟然是数十位乘坐飞机在万米高空飞翔的阿根廷乘客。

 

日全食盛景发作时,俄罗斯卫星通讯社的一名记者正搭乘这班航班从布宜诺斯艾利斯飞往圣胡安,依据这位记者回想,日全食景象发作在当地时刻3日17时41分(北京时刻4日4时41分),“月亮逐步盖过太阳,太阳变成了一个亮堂的光圈。月球巨大的暗影落在地球上,周围一切都堕入漆黑,只要地平线上时而有黄光或橙光闪过。”

 

 

奇迹发作后,布宜诺斯艾利斯天文馆运营总监维多利亚·埃斯皮诺(音译)承受俄罗斯卫星通讯社采访时表明:“这是一个出其不意的欣赏日全食的时机。下一次咱们能够观测日全食是在下一年,再之后,就要过好几十年之后才有了。”

“当日全食发作时,地球上会感觉到周围的一切都安静下来,月亮挡住了阳光,这时能够清楚的看到许多星星。”多利亚·埃斯皮诺介绍道。 

日全食继续了两分多钟时刻,之后太阳逐步从月亮后边露出来。 

来历:科技日报

美国国家航空航天局(NASA)的阿波罗方案是人类在20世纪最具应战性的技能成果之一。自“阿波罗11”号登月至今已有50年的前史,这一方案除了掀起太空比赛和世界探究热潮之外,还贡献了一些让咱们的日常日子变得愈加快捷夸姣的小创造、小立异。

物理学家组织网在7月3日的报导中,为咱们列出了4项由阿波罗登月方案衍生出的“飞入寻常百姓家”的技能立异,包含水净化设备、呼吸面罩、聚合物织物以及无绳设备。

“无心插柳”的水净化设备

水净化设备是NASA“无心插柳”的一个行为。开端,NASA开宣布了一种小型简便的设备,为人类的太空游览净化水。这一设备能可靠地作业,无需专门监测并运用银离子来灭菌。

后来的研讨标明,这套设备对地球上的水净化也十分有用。由于,那时人们常常运用的氯会因阳光或热量而散失,而且在运用氯为游泳池消毒时,还会引发刺痛眼睛和漂白的问题。

NASA的这套体系现被用于坚持冷却塔中的水清洁,有助于支撑全球的空调运转。而且,这套体系也现已开端用于清洁水池。“高枕无忧的清水”(Carefree Clearwater)公司现已应用它来净化整个美国的水疗池和游泳池。

呼吸面罩更简便有用

世界各地的消防员运用的呼吸体系也与NASA有关。尽管NASA自身并没有创造它们,但NASA使它们变得更简便有用。

1971年,美国许多消防队的队长都诉苦称,他们的呼吸设备运用起来很费事,而且十分粗笨——重约30公斤,导致一些消防员甚至在救火时弃用这种呼吸体系。

凭仗为登月宇航员开发配备的经历,NASA随后与国家消防技能部门协作,开宣布了更好的呼吸体系。改善后的体系更简便,更易于佩带,而且还添加了一款面罩,让消防员具有更广泛的视界。

聚合物织物惠及消防防护

聚合物是由长链分子制成的资料,其具有优胜的功能,例如耐性和耐热性。20世纪50年代,美国化学家卡尔·马维尔初次组成出了聚合物织物聚苯并咪唑。但假如NASA没有大力运用它,它不或许变得如此遍及。

1967年1月27日,履行“阿波罗1”号载人飞翔使命的3名宇航员在进行发射前测验时,指挥舱内起火,3人悉数壮烈牺牲。其时人们就以为资料易燃是一个原因,这一凄惨事情也为NASA敲响了警钟。

随后,NASA一向企图开发不易燃且安稳的纺织纤维。1971年,NASA与世界消防员协会协作展开了FIRES项目,将开宣布的新资料归入消防员的防护配备中。

这种织物在上世纪70—80年代进入美国的消防服务体系,以增强他们防护服的功能。现在,其依然用于各种范畴,包含应急呼应、轿车运动、军事和工业等。

无绳设备融入医疗和清洁范畴

阿波罗使命宇航员期望将岩石带回地球,一起也期望在月球上进行一些丈量,为此,他们需求高效的无绳电钻。走运的是,百得(Black&Decker)公司于1961年开发了一些粗糙的产品。随后,NASA与百得以及马丁·玛丽埃塔公司签订了合同,携手开发更多定制规划的东西,例如用于收集月球样品的无绳电锤钻等。

在零重力下用扳手拧紧漂浮的螺栓而不使宇航员自己旋转,这一应战让科学家们研发出了零冲击扳手。NASA协助发动了无绳设备的重要立异,并将其经历融入了医疗设备和真空清洁等范畴。

需求弄清的几大谣传

除了上述从“巨大上”到“接地气”的技能,物理学家组织网在报导中指出,也有几大谣传需求弄清。

其间影响最广泛的一个流言是:特氟隆(Teflon)是由NASA研发的。这听起来好像入情入理,由于特氟隆是一种极端耐热的资料——太空使命需求这种资料。但实际上,它是由美国杜邦公司的罗伊·普朗克特于1938年偶尔创造的,其时他正在研讨新的制冷剂。

戏法贴(Velcro)是另一个流言,它实际上是由乔治·德梅斯特拉尔于1940年代在瑞士创造的。当然,它在太空日常日子中的巨大用处不容否定。幻想一下,在没有任何重力的情况下,让自己安全地在床上睡个香甜的觉是多么困难的一件事

当然,人类太空飞翔的重要意义并不总是经过物质创造来衡量,也应该经过它怎么改动咱们的思想来评价。但不管怎样,科技立异的终极目标都是为了让咱们的日子变得愈加快捷夸姣,NASA的许多立异确实做到了这一点。

据外媒报导, NASA现已挑选了它的下一个行星使命,它将向土星最大的卫星“泰坦”发射一艘名为Dragonfly(蜻蜓)的飞翔探测器。 这个巨细跟猎奇号差不大的探测器将没有轮子,反之会运用8个旋翼在泰坦大气层中飞翔并寻觅有机分子。

向一颗间隔地球8.42亿英里的星球发射一个机器人飞翔器并等待它在温度在零下179℃的甲烷大气中飕飕作响看起来有些雄心壮志但却具有工程含义。

跟之前向月球和火星发射的探测器不同的是,泰坦具有0.133地球引力,其大气密度则是地球的四倍。这意味着在泰坦上飞翔实际上比在地球上简单,这无疑是走运的,由于泰坦的外表是由液态碳氢化合物构成的湖泊、海洋和溪水以及由有机“雪”构成的沙丘的混合物。这使得轮式或履带式探测器在可预见的未来无法完成,但若能从一个当地跳到另一个当地的旋翼飞翔器则便是别的一回事了。

据悉,Dragonfly将最少要比及2026年发射、2034年抵达泰坦,不过现在的它仍处在规划阶段,但现已有一套根底的规划蓝图。据悉,这个探测器将跟猎奇号一般巨细、具有8个1米长的旋翼--由经过RTG核能充电的电池供能,续航飞翔路程为8千米、飞翔速度为36km/h、最高飞翔高度可达4000米。

依据来自卡西尼号使命的数据,Dragonfly将用一枚没有确认的火箭发射,然后在一系列弹弓轨迹的协助下前往土星,整个航即将继续八年时刻。它将被一个装有降落伞的维护壳送到泰坦赤道邻近的Shangri-La沙丘地带。一旦着陆,它将在泰坦的夜晚进行为期2.7年的飞翔使命,至于白日其飞翔间隔将可达175千米。

当它敞开旅程之后,它将运用成像桅杆、质谱仪、伽马射线和中子星光谱仪以及地球物理学和气象学软件包。到时它的主要使命是研讨Selk陨石坑的底部,在那里或许曾有存在了数万年的液态水和杂乱的有机分子。科学家们期望该太空使命不仅能更多地去了解泰坦自身,并且还要去寻觅现在和曩昔生命的痕迹。

来历:新智元

[新智元导读]CMU和UC Berkeley等组织的研讨人员推出了全球首个AI世界三维模仿器,可在几毫秒内完结模仿,而且愈加精确。更让人震动的是在调整参数后,无需调参练习仍能精确模仿世界!“就像运用猫狗图片练习辨认软件,最终能辨认大象”相同让人震动。

最近,一组来自CMU和UC Berkeley等研讨组织的研讨人员首先推出了全球首个AI世界三维模仿器。这个模仿器不只速度快而且精度高,调参后无需练习仍能精确模仿,乃至连它的创造者都不知道它是怎么做到的。

世界中暗物质的数量都能核算

几十年来,科学家们一向运用核算机模仿来测验并用数字技能对咱们世界的来源和演化进行逆向工程。运用现代技能的最佳的传统办法需求几分钟时刻来发生杰出的成果。现在,这个全球首个AI世界模仿器在几毫秒内,就能发生更高精度的成果。

论文中说到:“在这里,咱们建立了一个深层的神经网络来猜测世界的结构构成。它优于传统的快速剖析近似法,而且能够在练习数据之外精确地进行外推。”

也便是说,它不只做了开发人员制作它做的作业——模仿不同引力条件下世界的演化——它还为它没有练习过的变量发生了精确的成果。例如,它陈述的一个让科学家们惊奇的特别参数是,世界中暗物质的数量。

研讨小组没有依据暗物质含量不同的数据来练习这个名为“深密度位移模型”(D3M)的体系,但是AI(依据研讨,精确地)依据它所练习的数据的推论改动了这些值。

正如论文的合著者Shirley Ho所言:“这就像用很多的猫狗图片教图像辨认软件相同,但随后软件能够辨认大象。没有人知道它是怎么做到的,这是一个很隐晦的谜。”

8000种不同模仿练习模型

像D3M那样的核算机模仿已成为理论天体物理学的必要条件。科学家们想知道世界在不同的情况下是怎么演化的,例如,比方暗能量将世界拉离的时刻是不同的。这些研讨需求进行数千次模仿,做一个闪电般快速且高度精确的核算机模型成为现代天体物理学的首要方针之一。

D3M模仿引力怎么刻画世界。研讨人员挑选仅重视引力,由于它是迄今为止世界大规模演化中最重要的力气。

最精确的世界模仿核算了引力怎么在世界的整个生命中移动数十亿个单个粒子。这种精度需求时刻,一次模仿需求大约300个核算小时。更快的办法能够在两分钟内完结相同的模仿,但价值便是精度会下降。

研讨人员经过从可用的最高精度模型中供给了8,000种不同的模仿,来练习D3M运用的深度神经网络。神经网络获取练习数据并对数据进行核算; 然后研讨人员将成果与预期成果进行比较。经过进一步练习,神经网络会跟着时刻的推移而习惯,然后发生更快、更精确的成果。

在练习D3M之后,研讨人员对6亿光年的箱形世界进行了模仿,并将成果与慢速和快速模型的成果进行了比较。慢速但精确的办法每次模仿需求数百小时的核算时刻,而现有的快速办法需求几分钟,但D3M能够在30毫秒内完结模仿。

D3M也能发生精确的成果。与高精度模型比较,D3M的相对差错为2.8%。运用相同的比较,现有的快速模型的相对差错为9.3%。

研讨人员标明,D3M在处理练习数据中未发现的参数改动方面具有特殊的才能,这使得它成为一个特别有用和灵敏的东西。除了模仿其他力,如流体动力学,研讨团队期望了解更多关于模型是怎么运作的。

图1:由D3M发生的位移矢量场(左)和由此发生的密度场(右)。

 图2:各列经过各种模型显现了完好粒子散布(上)和位移矢量(下)的2D切片:FastPM,方针ground truth,根据PM解算器(A)的近似N体模仿计划;ZA,沿初始速度矢量(B)演化粒子的简略线性模型;2LPT,常用的剖析近似(C)和本文的深度学习模型D3M(D)。尽管FastPM(A)是研讨团队的ground truth,B-D包含点或向量的色彩。色彩标明方针方位(A)或位移矢量与各种办法(B-D)猜测散布之间的相对差异(qmodel−qtarget)/qtarget。差错条标明,密度较大的区域一切办法都有较大的差错,这标明关于一切模型(D3M,2LPT和ZA),很难正确猜测高度非线性区域。他们的D3M模型在上述B-D模型中猜测和ground truth之间的差异最小。 图2:各列经过各种模型显现了完好粒子散布(上)和位移矢量(下)的2D切片:FastPM,方针ground truth,根据PM解算器(A)的近似N体模仿计划;ZA,沿初始速度矢量(B)演化粒子的简略线性模型;2LPT,常用的剖析近似(C)和本文的深度学习模型D3M(D)。尽管FastPM(A)是研讨团队的ground truth,B-D包含点或向量的色彩。色彩标明方针方位(A)或位移矢量与各种办法(B-D)猜测散布之间的相对差异(qmodel−qtarget)/qtarget。差错条标明,密度较大的区域一切办法都有较大的差错,这标明关于一切模型(D3M,2LPT和ZA),很难正确猜测高度非线性区域。他们的D3M模型在上述B-D模型中猜测和ground truth之间的差异最小。

图3:FastPM(橙色),2LPT(蓝色)和c(绿色)(顶部)的位移和密度功率谱; 传递函数 - 即猜测的功率谱与ground truth(中部)之比的平方根; 以及1–r 2,其间r是猜测场与真场(底部)之间的相关系数。成果是1,000个测验模仿的平均值。从大到中,D3M猜测的传递函数和相关系数挨近完美,显着优于基准2LPT。(B)关于几个三角形装备,两个3PCF的多极系数(ζ1(r1,r2))(与方针)的比率。成果在10次测验模仿中取平均值。差错条(填充区域)是从10次测验模仿得出的SD。该比率标明D3M的3PCF比他们的方针FastPM更挨近2LPT,方差更小。图3:FastPM(橙色),2LPT(蓝色)和c(绿色)(顶部)的位移和密度功率谱; 传递函数 - 即猜测的功率谱与ground truth(中部)之比的平方根; 以及1–r 2,其间r是猜测场与真场(底部)之间的相关系数。成果是1,000个测验模仿的平均值。从大到中,D3M猜测的传递函数和相关系数挨近完美,显着优于基准2LPT。(B)关于几个三角形装备,两个3PCF的多极系数(ζ1(r1,r2))(与方针)的比率。成果在10次测验模仿中取平均值。差错条(填充区域)是从10次测验模仿得出的SD。该比率标明D3M的3PCF比他们的方针FastPM更挨近2LPT,方差更小。

图4:上图显现当他们改动世界参数As和Ωm时,粒子散布和位移场的差异。(A)差错条显现As = A0与As = 0.2 A0(中心)和As = 1.8A0(右)之间的两个极值之间的粒子散布(上)和位移场(下)之间的差异。(B)相似的比较,显现Ωm∈{0.1,0.5}的较小和较大值的粒子散布(上)和位移场(下)的差异,用于练习的Ωm= 0.3089。尽管较小的As(Ωm)值的差异较大,但较大的As(Ωm)的位移愈加非线性。这种非线性是由质量会集引起的,并使猜测愈加困难。图4:上图显现当他们改动世界参数As和Ωm时,粒子散布和位移场的差异。(A)差错条显现As = A0与As = 0.2 A0(中心)和As = 1.8A0(右)之间的两个极值之间的粒子散布(上)和位移场(下)之间的差异。(B)相似的比较,显现Ωm∈{0.1,0.5}的较小和较大值的粒子散布(上)和位移场(下)的差异,用于练习的Ωm= 0.3089。尽管较小的As(Ωm)值的差异较大,但较大的As(Ωm)的位移愈加非线性。这种非线性是由质量会集引起的,并使猜测愈加困难。

图5:与图3A相似,除了在不改动练习集(具有不同的世界参数)或练习模型的情况下,改动世界参数时,测验两点统计量。当在不同的As(A)和Ωm(B)上测验时,显现了来自D3M和2LPT的猜测。他们展现了传递函数 - 即猜测功率谱与ground truth(上)之比的平方根 - 和1-r 2,其间r是猜测场与实在场(下)之间的相关系数。除了最大标准,D3M猜测在一切标准上都优于2LPT猜测,由于扰动理论在线性区域(大标准)中作业杰出。图5:与图3A相似,除了在不改动练习集(具有不同的世界参数)或练习模型的情况下,改动世界参数时,测验两点统计量。当在不同的As(A)和Ωm(B)上测验时,显现了来自D3M和2LPT的猜测。他们展现了传递函数 - 即猜测功率谱与ground truth(上)之比的平方根 - 和1-r 2,其间r是猜测场与实在场(下)之间的相关系数。除了最大标准,D3M猜测在一切标准上都优于2LPT猜测,由于扰动理论在线性区域(大标准)中作业杰出。

AI将协助人类更好的知道世界

除了进一步展现黑匣子AI和深度学习的翻云覆雨和不行猜测的实质外,AI世界模仿器自身还有潜力协助天体物理学家和研讨人员添补咱们世界背面的一些空白。

咱们的世界是一个古怪的,几乎是不知道的当地。人类刚刚开始将咱们的视野投向可观测空间之外,以确认世界之外是什么,以及它是怎么构成现在的姿态的。人工智能能够协助咱们精确地了解影响咱们世界进化的数十亿个变量是怎么作用于恒星、行星乃至生命自身的呈现的。

来历:科技日报

黑洞,以吞噬为生。现在,简直人们观测到的每个星系中心都有黑洞。这看上去,星系就像中心黑洞的一个巨大的储藏粮仓。

日前,欧洲空间局标明,地舆学家运用哈勃太空望远镜观测到一个一起的小型星系。该星系“个头”很小,但诞生恒星的速度很快,中心或许存在一个超大质量黑洞。

  超大质量黑洞以气体为食

据介绍,新发现的星系编号为ESO 495-21,坐落大约3000万光年之外的罗盘座中,它归于矮星暴星系,因为许多恒星的构成而“光芒四射”。星暴星系“造星”速度极快,可达银河系的1000倍。

这个“生育才华”超强的星系与银河系比较,却是个“小不点”。它的直径仅约3000光年,而银河系直径约为10万光年。

更值得一提的是,地舆学家预算该星系中心的超级质量黑洞约为太阳质量的100万倍。要知道,足足有300多个该星系巨细的银河系中心的超大质量黑洞才为太阳质量的400多万倍。

“一般,星系越大,其中心地带的黑洞质量也越大。”中国科学院国家地舆台研讨员陈学雷在承受科技日报记者采访时标明,这种小星系、大黑洞的现象极为稀有。

欧洲空间局的地舆学家也对这种“套餐分配”感觉不同寻常。那么,问题来了。该星系中心黑洞是怎样构成的?小星系能否支撑超大质量黑洞“生计”或“长大”?这个黑洞平常“吃”什么?

事实上,现在地舆学界对星系中心超大质量黑洞的来历一向存有争辩。有学者以为黑洞构成在先,后吸积许多气体,这些气体逐步构成恒星,构成星系;也有学者以为星系构成在先,其中心地带的恒星发生磕碰或吞并,发生黑洞。总归,“公说公有理,婆说婆有理”,信任后续还会有学者对这次新发现的星系中心黑洞来历做进一步研讨。

在“生长”方面,陈学雷指出,尽管该星系很小,但与黑洞比起来,仍然是个“庞然大物”。例如,银河系总质量约为上千亿倍太阳质量,中心黑洞仅有百万倍太阳质量。因而,小星系也有满足的才华“喂食”黑洞,不必忧虑被“吃垮”。一般来讲,超大质量黑洞会吞噬气体或恒星,逐步“长大”。该星系的中心黑洞应该也不破例。

为了解星系构成供给新思路

有“喂食”的才华不代表会“毫不勉强”去“喂食”。以往的履历也让地舆学家生疑:小星系和大黑洞为何会大风大浪?这或将成为部分学者下一步要调集的问题。

20世纪90年代末,人们发现星系与中心黑洞在质量上不是简略的线性联络,只能说二者相关性很强,应该有某种机制,能将二者建立起联络。这就像存在一个函数,给出自变量,便能得到函数值。

但是到现在,学界仍然还没有找到这个“函数”。“星系与星系中心黑洞巨细的联络尚不十分明确。一般以为,黑洞的构成进程与星系演化进程是相互影响的,如黑洞发生反应效应,抑制恒星的构成,导致黑洞与星系之间坚持严密的联络。”陈学雷说。

气体是恒星诞生必不可少的资料。黑洞在吸积周围物质时,会“吐出”部分能量,发光发热。当这些光和热作用在星系中心周围的气体上时,便给予了它们逃逸的能量,构成反应效应,然后影响恒星诞生,进一步影响星系的质量和巨细。

“学界之所以广泛以为大星系中心存在大黑洞,小星系中心存在小黑洞,是因为有以往许多的观测作为支撑,且这种观念看起来也比较合理、易承受。”在陈学雷看来,这就像高个子的人往往有一双大脚相同,但详细多高的人会有多大的脚,没有人能说清楚。

该星系很或许会打破上述传统的观念。陈学雷将它视为一个新的“实验室”,去验证多样的星系-黑洞质量相关模型,也有助于启示新的、更接近内幕的假说或理论。欧洲空间局的地舆学家以为,这或将会为人类了解星系构成和演化供给新思路。

来历:科技日报

不知不觉,间隔上一次在太阳系内发现行星已过去了170多年。假定能在太阳系内发现新的行星,或许是能够获得诺贝尔奖的事。

不过,自1846年海王星被发现往后,恰当长一段时刻内,简直没有人再去寻觅新的行星,由于能找到的机会非常苍莽。

近些年,关于太阳系内微妙行星的议论变得火热。有地舆学家标明,在太阳系的间隔上或许藏着一颗行星——行星九。现在,已有文章议论了它或许是何种容貌的细节。不久前,美国科学家还核算出了“行星九”不存在的概率为0.002。

为什么一些地舆学家以为太阳系必定存在“老九”?假定存在,它是什么容貌,又身处何方?

一起天体现身太阳系边缘

实践上,从概率上讲,在太阳系内发现新行星的或许性不大。咱们来对太阳系这片区域做一个摸查。假定在海王星到太阳之间的规划存在新行星,那么依托现有观测条件是能够看到的,但现实是,地舆学家们并没有观测到。

而在外太阳系规划的“海王星外天体”(TNO)中,存在新行星的或许性非常小。“由于这个区域的物质密度更低,行星的生长时刻要花上亿年,非常绵长,所以不太或许长出行星。”南京大学地舆与空间科学学院教授周礼勇承受科技日报记者采访时说。

直到2014年左右,地舆学家接连在柯伊伯带(海王星轨迹之外黄道面邻近的区域)发现了一些古怪的天体,它们具有很大的轨迹半长径(几百个地舆单位)。对此,有人阐明道,这种状况是海王星引力散射效果导致的。

但是近5年,地舆学家们又发现了其他一些古怪的天体,它们不只轨迹半长径很长,并且近日点间隔也很大,超过了40个地舆单位。其他,这些天体的近日点方向根柢指向同一个方向。假定是海王星或其他行星的散射效果,这些天体的近日点间隔应该是比较小的。而在大行星的摄动效果之下这些天体的近日点方向也应该逐步弥散。

一直以来,来自美国加州理工学院的迈克·布朗被称为“冥王星杀手”,由于他的研讨对冥王星降级为“矮行星”起了直接效果。但也正是他,核算出“行星九”不存在的概率为0.002。现在,太阳系好像有望从头具有第九大行星,但这一次,“老九”不是冥王星。

2016年,迈克·布朗和同伴康斯坦丁·巴特金发现,太阳系边缘柯伊伯带中的6颗天体呈现了古怪的作业轨迹,它们就像6块以不同速率作业的挂钟。但不管何时去看,这些挂钟指针都在相同当地。地舆学家以为,这一现象可巧发生的或许性为0.007%。在清扫其他或许性后,两人估测,构成这种现象的原因或许是“一颗真实的行星”在发挥引力效果。

是否有或许是暗物质的效果呢?周礼勇标明,太阳系邻近暗物质的密度很低,所以不或许是暗物质的影响。

“初步,这样古怪的天体并不多,所以许多人会仇视存在‘行星九’的说法。但是,跟着近几年不断有新发现,‘行星九’存在的统计学显著性逐步行进。”周礼勇阐明道。

直接观测到“老九”有难度

现在尽管未能直接观测到“行星九”,但能够经过数学模型和核算机模仿估测它的存在。科学家经过核算机模仿估量行星的方位,并提出了“行星九”的一些根柢参数。比方,“行星九”的轨迹半长径是200至800个地舆单位,质量是地球质量的5—10倍,轨迹偏心率是0.2—0.5,轨迹倾角是15°至25°。

但“行星九”错综复杂,用望远镜“承认”它恰当困难。周礼勇阐明道:“由于现在的参数很有限,并且,关于“行星九”的方位定位并没有满意精确,仅仅一个比较广泛的规划。假定这颗星真的存在,由于身处悠远的太阳系边缘,那么它必定非常昏暗。”

视星等,是指可见光波段所看到的星体亮度,依据传统界说,其数值越大越暗,反之则越亮,并且其取值能够是负数。视星等既与星体的发光才华(光度)有关,也与星体与观测者的间隔有关。因而,暗弱、乃至自身不发光的星体能够具有很低的视星等值,如满月时月球的视星等约为-12;而发光才华很强的星体却或许由于与地球之间悠远的间隔而有着很高的视星等值。依据“行星九”的巨细、反照率以及与地球的间隔估测,这颗微妙行星的亮度约为22等—24等。

周礼勇坦言,要在天空中很大一片区域去寻觅一颗悠远的天体,并不简略。

北京师范大学地舆系教授高健承受科技日报记者采访时标明,没有直接观测到“行星九”的原因很简略。“一种状况是,现有的论文所提的估测不精确,‘行星九’实践不存在,那当然就观测不到。另一方面,‘行星九’若坐落柯伊伯带或更远的当地,那么观测难度非常大。”

高健补偿道,假定“行星九”间隔太阳很悠远,那么它归于气态巨行星的或许性很小,毕竟现已发现的柯伊伯带天体大多是冰质天体。

除了观测办法,也有人经过理论办法寻觅“行星九”。周礼勇介绍道,依据行星的摄动理论,假定“行星九”存在,除了对周围的小天体发生影响,还会影响其他行星,比方木星。

因而,科学家运用比对行星历表的办法去寻觅“行星九”。“但现在的观测精度不能否定也不能必定‘行星九’的存在。”周礼勇标明。

存在与否学界尚无结论

不过,科学家正在考虑用其他计划寻觅这颗行星。比方,经过下一代CMB(世界微波布景)试验。世界微波布景是迄今为止观测到的最陈旧的光,记录着有关世界的前史信息。经过望远镜和超级核算机解析其美好的特征,世界学家现已获得了关于世界特征及其前史的见地。

周礼勇标明,有不少研讨人员对“行星九”的存在持怀疑态度。一种观念以为现在研讨的这批具有特别轨迹的小行星,样本数过少不足以阐明问题。另一种观念以为,以现有的机制,很难了解“行星九”存在的合理性——为什么一个体积巨大的行星会离太阳如此悠远?

“由于离太阳越远,物质密度越低,演化速度也越慢,所以很难愿望这样的环境能孕育出一颗体积巨大的行星。”周礼勇阐明,假定“行星九”是一颗从外部飘来的漂泊行星,关于捕获它的机制现在并没有很好的阐明。

“说实话,我不以为‘行星九’存在,顶多是大一点的海王星外天体。”高健标明。

美国科罗拉多大学的研讨人员雅各布·弗莱西格也以为“行星九”并不存在,而是一群小天体一起发生效果,致使周围呈现轨迹一起的小天体。但为什么有这样一群小天体呢?至今仍然没有很好的阐明。

高健直言,“行星九”的存在并没有得到地舆界的一起。但有关太阳系天体的望远镜查找项目许多,也不断有新的太阳系小天体、海王星外天体被发现,假定真有“行星九”,跟着观测技能的行进和地舆学家的重视,迟早仍是能发现的。

“寻觅‘行星九’或许能够满意人类无穷无尽的好奇心。当然假定真的发现‘行星九’,会对太阳系构成理论带来应战,特别是假定这个‘行星九’个头够大的话。

 

 

 

NASA的深空原子钟将前往近地轨迹进行为期一年的测验

 图片来历:英国《科学新闻》网站 

今日角度

你想过吗?有朝一日,漫游太阳系或许会像搭乘公共汽车上班相同简单——自动驾驶宇宙飞船运送宇航员穿越深空,相似GPS的定位体系将引导游客在其他行星和卫星外表穿越各种地势。但要完成这些充溢未来感的导航方案,航天器和卫星需求装备计时精度极高的时钟,这便是美国国家航空航天局(NASA)的深空原子钟。

据英国《科学新闻》周刊网站近来报导,一个深空原子钟样本于24日试飞,有望成为有史以来最安稳的太空原子钟。该项目首席研究员、NASA喷气推动实验室的伊尔⋅舒伯特在新闻发布会上说,这种迷你原子钟将安装在未来的宇宙飞船或卫星上,或许“彻底改变咱们的航天器在深空的导航办法”。

新原子钟为何这么靠谱

据悉,NASA的深空原子钟对每一秒计量的共同程度大约是GPS卫星上原子钟的50倍——也便是每1000万年才会呈现1秒钟的差错,与NASA“深空网络”所运用的地上原子钟的精度适当。地上原子钟运用无线电天线与整个太阳系的航天使命进行通讯。但与那些冰箱巨细的原子钟不同,烤面包机巨细的深空原子钟更小,能够搭载在航天器上。 

新原子钟为何这么牢靠呢?该项目研究员、NASA喷气推动实验室的托德⋅埃利解说说,这种新的原子钟运用带电的汞原子或离子来计时,而现在地球GPS卫星上的原子钟则运用中性的铷原子来计时。因为深空原子钟内部的汞原子带有电荷,它们会被困在电场中,因此无法与其容器壁相互效果;相比之下,GPS原子钟内部的这种相互效果会导致铷原子失掉节奏。 

GPS卫星时钟需求地球上的指挥中心每天进行两次批改,但新的原子钟愈加牢靠,不需求频频批改。埃利说:“假如你有深空原子钟,那么每天两次(批改)或许会变成数周一次,乃至数月一次。” 

从双向中继变单向导航 

那么,深空原子钟最大的效果是什么?研究人员称,主要是协助航天器完成自主导航。舒伯特说:“今日探究深空的每一台航天器都依靠在地球上进行的导航操作。” 

他解说道,地上天线经过双向中继体系(two-way relay system)向航天器发送信号,然后航天器把信号发射回来。经过丈量信号的往复时刻,“深空网络”的地上原子钟能够协助确认航天器的方位。这种导航办法意味着,不管太空探究使命在太阳系中跋涉至何处,航天器依然像一只被拴在地球上的风筝,等候来自地球的跋涉指令,才干持续前行。但是有了深空原子钟,“咱们能够过渡到所谓的单向追寻”。宇宙飞船将用其来丈量追寻信号从地球抵达飞船所需的时刻,而无需将信号发回地上的原子钟进行丈量,这将使航天器能够判别自己的轨迹。 

能自我定位、自主导航的航天器能够使宇航员在不需求接纳地球指令的状况下,自行穿越太阳系。埃利说:“在火星这样的当地,(追寻信号)往复时刻为8—40分钟;在木星,或许是一个半小时;而在土星,则是两个半小时。” 

因为飞行器能自我定位,宇航员能够愈加灵敏地展开举动,更及时地对意外状况作出反应。 

在其他星球上,勘探器可运用其带着的深空原子钟来播送带有准确时刻符号的信号,任何GPS地上接纳器都能够运用这些信号,经过三角丈量法确认它的方位。别的,带着深空原子钟的多个航天器能够环绕火星运转,创建出一个相似GPS的网络,为火星上的勘探车和宇航员指示方向。 

进行为期一年的测验 

这个原子钟样本从NASA坐落美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射。研究人员将对其在近地轨迹的体现进行为期一年的监测,以测验这台原子钟在太空中的安稳性及其一整年的运转状况。埃利说:“咱们的方针是每天差错为2纳秒左右,或许不到2纳秒。” 

舒伯特表明,假如深空原子钟在太空中实验的这一年发展顺畅,那么它最早在本世纪30年代就能够开端执行使命,能为未来的单向导航打好根底。宇航员将能够用其在月球外表进行导航,也能够安全地自主执行使命,前往火星以及更远的深空。削减与地球之间的通讯——这将是航天器现在飞行办法的巨大改善。 

      谷神星(Ceres)是太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星。谷神星位于火星和木星轨道间的小行星带中,研究表明其内部存在大量的冰。

      据报道,美国国家航空航天局(NASA)的“黎明”号小行星探测器首次发现,矮行星谷神星(Ceres)上的冰火山“从未沉默”,其曾在历史上不断喷发。这一发现能让人类更多地了解太阳系的起源和行星的形成。

  与地球火山喷发熔岩不同,冰火山喷发的是液体或气体挥发物,如氨气、水或甲烷。此前在外太阳系的多个天体上都已发现了冰火山活动的痕迹。2015年,“黎明”号探测器入轨谷神星,并发现了一座圆拱型山峰,这座名为阿胡纳火山(Ahuna Mons)的山峰被认为是一座冰火山。不过从那以后,谷神星上尚未发现过类似构造的物体。

  科学家认为,冰火山穹丘会逐渐变得扁平,并最终与周围地形融合。基于这种观点,美国亚利桑那大学天文学家迈克尔·索利及其同事,此次运用了穹丘形状较平的模型,在“黎明”号探测器拍摄的谷神星照片上找到了22个曾是冰火山的位置。通过对这些冰火山的年龄进行估算,研究人员发现,在过去的10亿年里,谷神星上平均每5000万年就有新的冰火山出现。

  据研究团队估算,喷发到谷神星表面的结冰物数量是地球、月球、金星和火星上火山喷发的熔岩数量的百分之一到十万分之一。不过,与地球上标准的火山活动相比,谷神星上持续不断的火山活动并未对其表面造成同等程度的广泛影响。

  “黎明”号小行星探测器是历史上第一个探测小行星带并造访矮行星的人造设备,开启了人类探索太空的新纪元。2017年,“黎明”号在谷神星一处火山口附近检测到有机物质,这是人类第一次在小行星带发现有机化合物,而其正是地球上生命的基石。

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