天文新聞

美國華裔天文學家傅海獲小行星命名殊榮

傅海教授
根據今日國際小行星中心發佈的第105568號《小行星通告》,第22413號小行星命名為 Haifu 傅海。

傅海(生於1982年),2003年畢業於南京大學天文系,2008年獲得夏威夷大學天文學博士學位,現任職於愛荷華大學(University of Iowa)物理與天文系,從事星系演化的研究。

【圖:互聯網;文:林景明節譯自國際小行星中心第105568號《小行星通告》】

實驗顯示火星表面有毒物質對生命構成危險

火星表面有毒物質對生命構成危險
英國愛丁堡大學的科學家進行的實驗顯示,火星上的環境可能比以前想像對地球上存活的生命形式更為有害。研究人員研究了在火星表面發現稱為高氯酸鹽(perchlorates)的化學特性。他們發現,當模擬火星表面暴露在紫外線環境條件下,那些化學物質可以殺死由太空船攜帶到火星的細菌,而且可能對機械人和人類產生潛在污染影響。

該項研究還發現,高氯酸鹽的作用可以通過火星表面發現的氧化鐵和過氧化氫上的兩種化學物質進行複合。在所有三種實驗中,與單獨的高氯酸鹽相比,組合導致細菌細胞死亡之率增加了十倍以上。

科學家幾年前就發現高氯酸鹽可能對地球的生物有影響,今次英國愛丁堡大學天文學和物理與天文學中心的研究人員研究了高氯酸鹽對枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)的影響,這種枯草芽孢桿菌是一種在太空船上發現的細菌,在地球的土壤和岩石中常見。他們的實驗顯示,當高氯酸鎂(magnesium perchlorate)暴露在與火星類似的紫外線輻射時,能夠比單獨的紫外線更有效地殺死細菌。在與火星表面相似的高氯酸鹽濃度下,枯草芽孢桿菌的細胞迅速死亡。由於火星表面的氧化劑,氧化鐵,高氯酸鹽和紫外線能量形成的有毒混合物的強烈毒性作用,對活細胞具有高度的破壞性。

【圖:美國太空總署;文:節譯自英國愛丁堡大學7月6日新聞公佈】

紫金山天文台證實在富碳星拱星包層中探測到硫化矽激微波

富碳星IRC +10216的光學圖像圓圈內是硫化矽分子示意圖
中國科學院紫金山天文台龔龑博士等通過國際合作研究證實在富碳星IRC+10216的拱星包層中探測到SiS(1-0)激微波(Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation,簡稱 MASER)。

中低質量恆星演化至其生命週期晚年的主序後星時,會通過星風拋出大量的氣體和塵埃,形成一個緻密的拱星包層。根據碳氧元素豐度比[C/O],可以將主序後星分為富碳星([C/O]>1)和富氧星([C/O]<1)。由於物理化學環境的不同,它們的拱星包層中會形成不同的激微波(即微波波段的激光),脈澤是主序後星拱星包層物理條件的強有力探針。在富氧星的拱星包層中激微波較為常見,如已在許多富氧星的拱星包層中發現羥基(OH)、氧化矽(SiO)、水(H2O)等激微波,然而在富碳星的拱星包層中卻鮮有激微波的探測。

獅子座IRC+10216星是一顆極其著名的富碳星,它距離我們約420光年,在5微米波段是太陽系外最亮的天體,在其拱星包層中已經探測到的星際分子超過80種。龔龑博士等與其德國合作者們於2015年發表了利用德國Effelsberg 100米射電望遠鏡對該天體進行的1.3厘米波段迄今最為完備的譜線巡測結果。因此,IRC+10216是研究分子譜線的最重要目標之一,也是搜尋和研究富碳星拱星包層中激微波的理想候選體。

硫化矽(SiS)分子是富碳星拱星包層中豐度最高的含矽分子。30多年前,天文學家們在IRC+10216拱星包層的單天線SiS (1-0)轉動譜線輪廓中發現一個非常窄的發射成分,推測可能是激微波。然而,分析得到的譜線亮溫度僅為幾K,這與激微波放大機制會產生非常高亮溫度的理論預期不相符。當然,這可能是由於當時觀測使用的望遠鏡角分辨率過低導致的,因為激微波通常都是點源。龔龑博士等與德國馬普射電天文所(MPIfR)和美國國立射電天文台(NRAO)以及加利福尼亞大學洛杉磯分校(UCLA)研究人員合作,利用澳大利亞望遠鏡緻密陣列ATCA對其進行了高角分辨率的SiS ( 1-0)觀測,譜線輪廓呈現典型的激微波特徵,譜線亮溫度則高達至少3850 K,遠高於拱星包層最內部的溫度(約2000 K),甚至高於恆星的有效溫度(約2800 K)。如此高的亮溫度只能通過激微波放大機制來解釋,從而首次確鑿證實了在該富碳星拱星包層中探測到SiS (1-0)脈澤。對該激微波成分的單天線監測結果也呈現出激微波所特有的時變特徵。進一步的研究表明觀測到的SiS激微波是非飽和的,來自近乎完全加速的殼層,該激微波的主要泵浦源很可能來自中心星及其鄰近塵埃的紅外輻射。在Effelsberg 100米望遠鏡對其他十幾個富碳星拱星包層的搜尋觀測中,均未發現任何與IRC+10216類似的SiS (1-0)激微波特徵譜線。因此,IRC+10216是迄今為止唯一一個探測到SiS (1-0)激微波的富碳星。

【圖、文:節錄自中國科學院紫金山天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】 研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報》

MASER,中國大陸譯作:脈澤

中國計劃今年內開展海上發射火箭試驗

現時外國的海上發射平台
中國航天科技集團公佈,今年內將會開展海上發射火箭的試驗,並且計劃從2018年開始,推出面向商業市場的海上發射服務。

海上發射主要針對發射傾角在零度至十度的任務需求,目前中國四大發射場因為地理位置,當執行這類任務時,損失很大的運載能力。

發射傾角指衛星發射方向與赤道的夾角。衛星能達到的最小軌道傾角即當地發射場緯度。現時四大發射場中,最低的是文昌航天發射場,大約位於北緯19度。發射地點緯度越低、離赤道越近,運載能力損失越小,因此海上發射服務地點更為靈活,能有效降低發射成本。

中國航天科技集團針對國內商業航天不同用戶需求,提出了「順風車」、「專車」和「班車」等多種解決方案。以前的商業發射以搭載發射為主,好比「順風車」,但搭載衛星要受制於主星。為此,一些低成本火箭作為「專車」,讓用戶能有專屬發射計劃,滿足軌道和驗證發射需求。此外,還針對院校的小微衛星採取「班車」化發射,只要滿足火箭的發射時間和軌道,就把衛星帶上天。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

獵鷹九號火箭昨日成功發射

獵鷹九號火箭發射情況
美國太空探索公司獵鷹九號火箭昨日香港時間7時38分,從美國佛羅里達州甘迺迪太空中心升空,把國際通訊衛星集團的Intelsat 35e衛星送至地球同步軌道。

太空探索技術公司曾嘗試在今個月2日和3日的幾乎同一時間發射這顆衛星,但兩次均在發射前倒數十秒時因電腦軟件原因放棄發射。

由於Intelsat 35e衛星發射重量超過6.7噸,是獵鷹九號火箭迄今發射至地球同步軌道的最重衛星,此次太空探索技術公司沒有嘗試回收獵鷹九號火箭的第一級。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

請按左下角「外部連結」觀看有關發射影片

https://www.youtube.com/watch?v=DJ-YakPui4o

中星9A衛星依靠自身推進器成功進入預定軌

畫家筆下的中星9A通訊衛星
2017年6月19日,長征三號乙遙二十八火箭,在發射中星9A通訊衛星過程中,運載火箭出現異常,未能將衛星送入預定軌道。衛星測控中心後來利用自身攜帶的推進器,經過十次軌道調整,終於在昨日成功停留在東經101.4°赤道上空的預定軌道。目前,衛星各個系統工作正常,轉發器已開通,後續將按計劃開展在軌測試工作。

另外根據專家調查,長征三號乙遙二十八火箭發射失敗的問題是在於三級滑行段姿控發動機滾動控制的推力器出現異常,目前已經完成技術調整的工作。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

美國太空總署測試小型鈾核裂變反應器

畫家構思火星上的模塊化核電站
美國太空總署目前正在研發一種小型核裂變反應器,計劃在今年9月進行測試。這個反應器有望為人類在火星生活提供電力,幫助人們在這顆紅色星球上繁衍生息。

美國太空總署和埃隆·馬斯克(Elon R. Musk)最近都提出了人類移民火星的計劃,但這些計劃必須考慮的一個關鍵問題,就是在這顆紅色星球上如何生產能源?人類在火星上雖可以利用太陽能,但在火星上接收的太陽能僅為在地球上接收太陽能的三分之一,因此太空總署提出了另一個比較可行的方案,就是研製小型核裂變反應器。

這種小型核裂變反應器高約兩米,可通過鈾原子裂變產生熱量,進而轉化成電能。這是美國能源部和美國太空總署格倫研究中心聯合進行了三年的,項目的一部分,該項目總投資一千四百一十七萬美元。

美國太空總署在2008年公佈的一份報告中指出,人類要想遠征火星,可能需要一個功率約為四十千瓦的電力系統,主要用於生產燃料、空氣、水以及為漫遊車和科學設施充電等。目前正在研發中的每個反應器的功率可達到十千瓦,因此,只要攜帶四到五台反應器,即可滿足日常所需。

格倫研究中心的李·梅森(Lee Mason)說:「自從上世紀60年代開始,核動力輔助系統項目以來,這是我們首次研製能用於太空的核裂變反應器。」

核動力輔助系統中的放射性同位素熱電發生器通過放射性元素的自然衰變產生熱量,在過去幾十年中,已經為數十艘太空船提供了動力,包括好奇號火星車用的就是這種系統。

如果新的小型核裂變反應器所有部件的設計方案和性能測試通過,那麼,美國太空總署未來會在火星上對其進行測試。

【圖:美國太空總署;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

中國天文學家發現最新銀河系氫柱密度與光學消光比率

銀河系消光柱密度比率
銀河系氫柱密度(N H )與光學消光(Av)的比率,是研究銀河系結構必不可少的重要參數。最近中國科學院國家天文台以朱輝博士為首的硏究團隊以超新星遺跡、行星狀星雲和X射線雙星為探針,研究了銀河系內由X射線吸收得到的氫柱密度與V波段消光的比率。他們發現這一比值大體上不隨星際介質所處的空間位置和物理參數變化而變化,而由該比值得到的銀河系平均氣塵比較以往預想的要大一成至三成。該項研究還給出了銀盤上氣體的標高、數密度和麵密度等物理參數。這些新的參數值將對河系結構的研究、塵埃模型的構建以及X射線天體光學對應體的尋找,產生重要影響。

宇宙太空中到處都充斥著星際介質。天體發射的光在到達地球前,會被星際介質吸收或者散射掉一部分,從而導致我們觀測到的天體亮度比預想的更暗,這個過程通常被稱作星際消光。它在估計宇宙天體的內禀亮度,研究星際介質的光電加熱效率以及成分組成都起到至關重要的作用。在光學波段,消光主要由介質中的塵埃產生。消光大小受到塵埃的總質量、成分組成和尺寸分佈的影響。而在X射線波段(>0.5keV),吸收主要由處於未完全電離狀態的氧、鎂、矽、鐵等重元素產生。因此光學波段的消光(以V波段消光Av表示)可以用來示踪星際介質中的塵埃成分,而X射線吸收(以氫的柱密度N H 表示)則主要表徵了處於原子、分子和電離三種狀態的氣體成分。兩者的比值可以用來限制星際介質的組成以及塵埃模型。

【圖、文:節錄自中國科學院國家天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】

原始月球曾短暫擁有熾熱金屬大氣層

月亮表面上的高低地形右側可能保存月球大氣的早期記錄。
月球是冷冰冰的,大氣層稀薄到相當於沒有。但美國宇航局科學家模擬發現,四十多億年前月球剛誕生時,曾短暫擁有熾熱的大氣層,其中富含金屬元素。

目前科學界一般認為,月球誕生於太陽系形成早期,地球當時與一顆火星大小的原始行星發生碰撞,飛濺的碎片凝聚形成了月球。英國《新科學家》雜誌最近報導說,美國宇航局戈達德航天中心的科學家以此為基礎,模擬了月球剛剛形成時的情形。

初生月球的表面覆蓋著熔岩海洋,其表層受到三個來源的熱量影響:早期的太陽,剛剛經歷過撞擊、熱輻射很強的地球,以及熔岩海洋自身。模型顯示,這些因素會使月球表面產生熾熱的大氣,大部分集中在面朝地球的那一面,主要成分是氣態的鈉和二氧化矽。

研究人員說,月球大氣層起初可能覆蓋了三分之二的月球表面,溫度超過攝氏一千七百度。正對地球的地點壓強可能達到上萬帕斯卡,大約相當於現今地球海平面氣壓的十分之一。離該地點越遠,壓強越低。巨大的氣壓差產生強勁的風,從正對地球的地點刮向背對地球的一面,速度最高可超過音速,在熔岩海洋上掀起波浪,並將大量物質和能量轉移到月球背面。

這個原始大氣層非常短命,可能只維持了一千年左右。隨著月球逐漸遠離地球,表面溫度越來越低,熔岩海洋的表層逐漸凝固形成硬殼,大氣也越來越稀薄。大氣成分有的凝固沉積下來,有的逃逸到宇宙空間。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

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