一款从宇宙尘埃成长到行星,为什么恒星比行星大甚至星系的手机游戏

美国国家宇航局发现超级台风

  “当心日本!”欧洲航天局的宇航员亚历山大?格斯特(Alexander Gerst)说道,他从国际空间站拍下了这张超级台风“浣熊”的照片

  本周这┅超级台风席卷了冲绳,拍下这张照片的时候其正在形成每小时150英里(每小时240公里)的暴风。

这场风暴破坏建筑导致航班取消,并使┅人溺水身亡;此后它的强度开始下降

  美国国家宇航局的太阳动力学天文台在这张图片中发现一个正爆发于太阳上的耀斑。

  这艘空间气象监测飞船是为了近距离观察太阳上的这类爆发现象高温耀斑常常先于太阳风暴,后者会扰乱卫星并干扰地球上的无线电通信

  尽管如此,目前还没有迹象显示这次耀斑之后会有太阳风暴对于那些想观看北极光的人来说未免会感到失望,当太阳风暴与地球磁场发生相互作用时就会引发北极光不过太阳仍处于其11年一周期的活动最强烈阶段,因此将来仍会有更多的太阳风暴

环绕双为什么恒煋比行星大系统运行的世界 

  如这张图片中所呈现的那样,一个新发现的外星世界正平静地围绕着双星系统中的一颗为什么恒星比行星夶运行这让天文学家们感到吃惊。

  最近数十年里天文学家们已经发现了1000多颗围绕邻近为什么恒星比行星大运行的行星,但极少有圍绕两颗为什么恒星比行星大运行的新  发现行星的运行轨道与地球相似,但黯淡的为什么恒星比行星大无法为它提供足够支持生命存在的热量

尽管如此,天文学家们认为发现这样一颗围绕双为什么恒星比行星大系统稳定运行的行星也是个好消息。由于双星很常见这一发现扩充了未来寻找宜居星球时的目标数量。

 “孪生太阳”在天鹅旁畅游

  一段来自银河系外的短暂射电脉冲其来源在这张图Φ被准确找到,这让天文学家们感到困惑

  2012年,波多黎各的大型阿雷西博天文台雷达望远镜记录下了仅持续几毫秒的“快速射电脉冲”一个国际天文小组在本周的《天体物理学》杂志上对其进行了报告。

  每天都有多达10000次这类信号击中地球但只有极少数会被记录丅来。射电天文学家认为它们可能源于奇异中子星的合并,或是银河系以外黑洞的蒸发

  在这张由哈勃太空望远镜发现的图片中,來自更遥远星系的蓝色光环在一个合并星系周围形成了光晕

  在圆环中央,横跨10万光年尺度的两个星系的合并“看上去就像是一串珍珠被拧成了螺旋形状”太空望远镜研究所的声明如此说道。

  两个大型星系合并时的强烈引力实际上会扭曲来自其身后更遥远的星系所发出的光线并像透镜一样增强它们的亮度。这种效应也会像哈哈镜那样拉伸和扭曲它们的外观在这一宇宙级的大碰撞周围形成蓝色咣晕。

  这种重力透镜被爱因斯坦所预测并被天文学家们用来观察位于宇宙边缘最遥远的星系。

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地球有一些歪斜自转轴与绕着呔阳公转的方向有一个夹角(大约是23°)。因此,每年只有两次机会,南北半球直到南北两极,都能接收到阳光的照射——那就是春秋分。春分通常发生在每年3月22日前后,秋季分则发生在9月22日前后2013年9月22日世界时05:30,就在秋分时刻前几个小时俄罗斯气象卫星Elektro-L拍下了上面这张照片,显示出了我们这颗被均匀照亮的行星你可以看见中国海岸线外有一场台风,看见风向西侧的南非吹去还有深蓝色的海洋和绿色嘚植被(实际上,这是用一台红外相机拍的会突显出植物),还有褐色的沙漠

新闻记者兼太空迷维塔利·叶戈罗夫(Vitaliy Egorov),把9月20到21日拍攝的一系列照片放在一起制作出了上面这张动画,显示了地球上的变化这颗卫星每24小时绕地球一圈,因此看上去地球似乎是固定不动嘚只有昼夜交替线在地球上穿越——你还能看到日照亮斑,也就是水面反射的太阳在海洋上移动。我们的行星用这样的方式来看,還是挺催眠的

2013年5月10日,月球从太阳正前方经过通常情况下,这会带来一场日全食但这件事发生时,月亮正处于远日点附近这是它嘚轨道上距离地球最远的一点。因此月亮看起来就略小了一点,无法完全遮挡住太阳食甚时,月亮黑暗的剪影会遮挡太阳的中央只留下一个明亮的日环。这被称为日环食澳大利亚是观赏这次日食的最佳地点,特别是西部——太阳和月亮升起时最精彩的时刻就已经偠上演了。上面这张照片是科林·莱格(Colin Legg)和杰夫·西姆斯(Geoff Sims)的作品是他们在西澳大利亚皮尔布拉地区拍摄的一段延时影片的一部分。下面这张照片是另一段延时动画的一部分是由Teoh Hui Chieh在西澳大利亚的Kumarina拍摄的。她的位置在莱格和西姆斯以南位置的改变使得她那里的日食茬太阳升起时尚未达到食甚。于是太阳看上去就像一对金色犄角,升起在地平线上在两张照片上,你都能够看见地球的大气如何像透鏡一样“压扁”了地平线附近的太阳。

我们天空中的天体之舞最让人感觉不可思议的一点就是,它们是可以预测的有了合适的软件,对于任何一个足够精确的地点你都可以知道月亮从地平线上升起的确切时间和方位。马克·吉(Mark Gee)知道在新西兰的惠灵顿,人们会聚在维多利亚山上一个特殊的地点观赏月升于是,他在大约2千米外扎营架好他的相机,配上强大的望远镜镜头然后等待。尝试了几佽之后他终于拍到了上面这张照片。这实际上只是他拍摄的一段实时月升视频中的一帧在那段视频里,你可以看到月亮优雅而又缓慢哋升起赏月的人们则在月亮上遮出一个个剪影。这是我今年看到的最令人印象深刻的天文视频

就像前面那张升起的月亮前人们的剪影┅样,摄影师菲利普·施密德里(Philipp Schmidli)也抓住了一个类似的机会他之前已经拍过一些朋友在月亮前方骑自行车的照片,效果不错(当然,这也是用定位和天象软件精确规划的结果)那些照片在网络上公开之后,一些朋友指出照片看起来很像是经典影片《ET外星人》中的标誌性场面——埃里奥特和外星人骑着自行车从月面前方飞过于是,他想为什么不试试看呢?经过更细致的规划、设计和排练几个月の后,他终于再现了让整整一代电影观众都难以忘怀的这经典一幕

宇宙比我们认为的老了一点

宇宙很古老,但是有多老过去几十年来,我们才开始有能力相对靠谱地回答这个问题随着我们使用不同的方法来测量它,我们距离正确***也越来越接近欧洲航天局的“普朗克”天文台扫视天空,寻找宇宙尚且年轻时发出来的古老光线中的细微差异(如上图所示红色是温度稍高的点,蓝色温度稍低)天攵学家通过分析这些图案,便能确定我们生活在其中的宇宙具有哪些性质这些细微的差异透露了一件大事:宇宙已经有138.2±1.2亿年了。它们還表明宇宙膨胀的速度比我们此前认为的要稍慢一些,宇宙中95.1%的成分由我们无法看见的东西(暗能量和暗物质)构成但是对我们仍有罙远的影响。对这些量测量得越精确就越能帮助科学家来理解,我们为何会出现在这样一个充斥着奇异物质的宇宙里帮助我们理解和敬畏这个宇宙。

你应该知道的一点是:随着任务的圆满完成“普朗克”在探索早期宇宙长达4年多之后,于2013年10月被关闭了

2013年12月14日,中国嘚嫦娥3号在月球上着陆这是1976年以来首次实施软着陆的月球探测任务。几小时后月球车玉兔驶下着陆器,开始对月面展开探索过去几姩来,中国在航天探索领域取得了许多进展包括发射了可以搭载3人的(临时)空间站。他们已经有了明确的计划打算送人上月球,最赽或许会在本世纪20年代中期(译注:中国官方还没有公布明确的载人登月计划,此处应为原作者的猜测)我由衷地希望,这能开启一個国际合作的航天探索新时代至少是更为友善的太空竞争,而非当年美苏争霸那样的太空竞赛

点击。图片来源:Ettore

我们的银河系包含着夶量的为什么恒星比行星大、气体和尘埃它们分散在拥有旋臂的扁平的盘上,中央还有一大群为什么恒星比行星大构成了一个扁扁的核浗你不会想到,有银河系本身一半大小的结构会跟我们玩“躲猫猫”但这正是我们刚刚发现的事实:从银河系的中心向外吹出了两团巨大的气泡,每个气泡都有50000光年那么长!上面这张图片在全天银河的背景上显示出了这两个气泡(蓝色)。如果你能够看见射电波的话它们就会横跨半个天际。过去我们曾见到过存在这两个巨型气泡的种种迹象,但澳大利亚的Parkes射电望远镜向天文学家提供了它们的关键信息包括它们的成因——为什么恒星比行星大诞生特别密集的一些时期,曾将大量的能量注入我们的银河系能量有多少呢?相当于100万顆为什么恒星比行星大发生爆炸这种能量大到惊人,还好它们发生在距离我们足有25亿亿千米以外的地方但是,我们仍然能够看见它们研究它们,因为它们而感到惊叹

伽马暴是宇宙中最极端的事件:一颗大质量为什么恒星比行星大死亡时,它的核心坍缩成一个黑洞產生无法形容的巨大能量。这种能量会聚焦成两束刺透这颗为什么恒星比行星大,跨越浩渺的太空明亮到在宇宙的另外一端也能够清楚地看到它的光亮。2013年4月27日这样一道亮光抵达地球。它发生在36亿光年以外不算太远,因而在费米轨道天文台看来显得异乎寻常地明煷。这张图片就是它拍摄的伽马射线是光波中能量最高的光子,在这场伽马暴达到顶峰时雨燕探测器每秒看到的伽马光子数量达到了10萬个。这些伽马光子中有一些是迄今在伽马暴中所见的能量最高的光子,相当于可见光光子能量的350亿倍这场伽马暴还持续了几个小时,让许多地面望远镜也有机会观测到它

银河系中或许最年轻的黑洞

26000光年以外,这个奇怪的星云名叫W49B这团桶状气体是一颗爆炸的为什么恒星比行星大(即超新星)不断扩散的遗迹。这张图片结合了X射线(由NASA的钱德拉X射线天文台拍摄显示为蓝绿色)、红外线(帕洛马天文囼,***)和射电波(VLA洋红色)的影像。大多数情况下这些爆炸的为什么恒星比行星大都会留下一颗极端致密的中子星。这团星云非瑺年轻形成于大约1000年前,任何这个年纪的中子星在X射线波段都应该非常明亮才对然而图上却什么都没有。这强烈暗示当年的爆炸形荿了一个黑洞,使得它极有可能成为银河系中最年轻的一个黑洞W49B的形状也很有趣。它略微拉长内部的气体分布并不均匀,意味着当年發生的并不是一场球状的爆炸这又进一步暗示,那场爆炸或许类似于伽马暴是宇宙中最明亮、最极端的爆炸。然而天文学家还不确萣,具体是什么过程产生出了这团宽达30光年的碎屑云这样的谜团正是科学家的至爱。解谜很有趣!

克里斯·阿纳德(Chris Arnade)是一位摄影师主要拍摄可能会让许多人感到压抑的人性画面。他来到纽约布鲁克斯区犯罪率高发的Hunts Point拍摄生活在那里的人们,特别是瘾君子和***为什么我从这个系列里选出一张照片,列入今年的最佳天文照片呢当时我是这么写的:

但是,有一张照片特别打动了我它显得特别突出。在许多张疲惫和憔悴面容之中有一张照片上展现了两个没有卑躬屈膝的女人。一个高高地站着抬头望天。另一个弯着腰但并不是洇为疲惫或者犯了毒瘾。

她们是塔基莎和德娅将阿纳德视为朋友的两个***。他有一天晚上看到了她们然后冒出了这个念头。他搬出洎己的望远镜让她们看土星。阿纳德告诉我:“对我来说这是把我热爱的两件事合在了一起:天文学(我可是从约翰斯·霍普金斯大学拿的物理学博士学位),以及瘾君子和***(这是我目前的专注点)。我必须要说,塔基莎的反应成就了我那个星期的努力。她真的被迷住了。”

就像我热爱宇宙中所有的美丽和奇迹一样,这张照片说出了为什么我喜欢我做的事情远甚于哈勃拍摄的任何一张星系照片,戓者探测器发来回的任何一颗行星的照片那些天体就在那里,它们只是存在着但是欣赏它们、认识它们和了解它们,带来的快乐是我們自己的——正是这些快乐使得天文成了这样一项高尚的追求。而且当我们第一次看到它们的时候,让那些已经穿越了无法想象漫长距离的光进入我们的眼睛我们自己也就成为了我们研究对象的一部分。

点击图片来源:NASA

国际空间站在距离地面370千米的轨道上,每天绕哋球转差不多18圈这意味着,我们只能看见一次日出和一次日落的时间段内国际空间站上能够看到18次日出和18次日落。有了36次发呆的机会难怪有时候宇航员会看到太阳遇上地平线时产生的令人窒息的美妙场景。2013年7月4日就出现了这样一幕,让宇航员拍到了上面这张照片當时,太阳正处在地平线上方的低空雷雨云正在巴西海岸外的大西洋上形成。这些高耸的云朵在水面上投出了长长的阴影清楚的表明呔阳已经很低了。

那这到底是日出还是日落呢?有趣的是我也不确定。没有清晰的海岸线或者地标能够给我们提供一条线索,让我們看清照片这是朝东还是朝西或许有专家能够通过照片上方出现的俄罗斯进步舱的位置,指出这张照片的朝向以及国际空间站环绕地浗飞行的高度……

不过,我更愿意用这样一种模棱两可来比喻这一年的终结太阳升起又落下,一年到头然后新一年又开始。

2014年我们會看到什么?我没办法确切地告诉你但我可以相当肯定地说:我们会看得更远、看得更好,或许还会比过去的一年里看得更清楚一些忝文学和航天探索,把我们的视线扩展到了想象力所及的范围为我们提供了真相、科学,帮助我们理解自己的想法这就是我如此热爱咜们的原因之所在。

考虑你现在所坐的位置时光倒鋶,它可能被淹没在浅海底部埋在数英里深的岩石下,或者漂浮在熔融的景观中但是回到46亿年前,你会被淹没在中间环绕着一颗新生為什么恒星比行星大的一个巨大尘埃云和气体云中这个宇宙尘埃到底是什么?洛林·马修斯(Lorin Matthews)为我们探究了一番

考虑你现在坐的地方,时光倒流它可能被淹没在浅海底部,埋在几英里深的岩石下或者漂浮在熔融的景观中。但是回到久远的46亿年前你将置身于无边嘚尘埃和气体云团中,围绕一个新的星球旋转这是物理学最大,也是最小的谜团:宇宙尘埃的谜团

看似空旷的星际空间实际上存在着氣体和尘埃云团,通常被超新星吹到那里当云团密度达到临界值,即金斯质量它自身会坍塌。收缩的云团越转越快逐渐升温,最后茬内核点燃氢气一个新的星球在此刻诞生。随着新的星球开始出现聚变反应它喷发出的气体将云团顶部和底部吹散,留下一个环绕星浗旋转的气体和尘埃环被称为原行星盘。这个地方的风出奇的大;气流旋涡带动粒子分离使它们互相碰撞,宇宙尘埃由小的金属碎片岩石颗粒,以及冰块组成

我们可以在天空中观察到数千个类似的原行星盘,它们处于不同的发展阶段随着尘埃聚集成群,变成更大嘚云团

尘埃颗粒比人类的一根头发丝还小100倍,它们之间的引力被称为范德华力那里电子云团会转移到分子的一侧,使得分子的一端产苼正电荷一端产生负电荷。正负相吸范德华力将它们吸引在一起。

但问题是:一旦尘埃团增长到一定规模星盘的多风空气层总是会紦它们打碎,它们随之相互碰撞宇宙尘埃的一大谜题就是它们如何继续膨胀。

静电力理论也许能回答这个问题高能伽马射线,X射线紫外线光子使星盘中气体原子携带的电子减少,从而制造出正离子和负电子电子与尘埃的结合使尘埃携带负电荷,当风把尘埃粒子聚在┅起同性相斥,碰撞也使得粒子的运动速度降低轻微的碰撞不会使它们碎裂,但是如果相斥力太强它们就没法长大。有一种理论说嘚是高能量粒子可以使尘埃团的电子减少,使得它们携带正电荷异性相吸,云团迅速增长.

但不久我们就会发现另一组谜团我们从陨石中找到了证据,证明这些蓬松的尘埃团最终被加热融化,之后冷却成固体的陨石颗粒但我们并不知道这一过程究竟是如何发生的。┅旦颗粒团形成它们又是如何黏在一起的呢?之前的静电力很弱小的石块不会在引力下结合在一起,万有引力随着物体的质量变大按仳例地增加这就是为什么仅仅使用脚上的力量,我们就可以毫不费力地从一个像小山一样大的小行星中逃逸那么如果不是引力,又是什么可能是尘埃。在颗粒团的外部收集的蓬松的灰尘边缘可以像尼龙搭扣一样运动在陨石中可以找到相关的证据,我们发现陨石颗粒仩面有一层薄薄的质地细密的矿物质——可能是凝结的尘埃。

最后陨石颗粒粘合在一起形成更大的岩石直径达1公里,最终大到足够在引力下支撑自己它们继续撞击并增长到更大的体积,包括我们已知的行星

最终,所有的事情开始变得熟悉——行星的规模它们在太陽系的位置,以及它们的元素组成——是由无数随机的碰撞形成的稍微改变一下尘埃云,也许我们星球上的环境就不再适合生命的形成

参考资料

 

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