天文新聞

歐洲太空總署發佈新圖表顯示銀河平面是恆星育嬰室

銀河平面的貓爪星雲與戰爭與和平星雲
歐洲太空總署前日(4月22日)發佈由赫歇爾太空望遠鏡(Herschel Space Observatory)利用遠紅外線和次毫米波段數據製作,一系列史無前例,我們銀河系平面恆星形成樞紐星圖。伴隨著一套由成千上萬的恆星組成的星表,跨越我們銀河系恆星誕生各個階段的目錄。這些星圖和星表是非常寶貴的資源,令到天文學家,可以在銀河平面特別有趣的區域,隨時進行規劃性的科學研究。

【圖、文:節譯自歐洲太空總署網頁】請按左下角「外部連結」觀看有關影片

https://www.youtube.com/watch?v=0sZrVRArqc0

太陽觀測衛星捕捉到觸發太陽閃焰的電流片

太陽閃焰的電流片
太陽閃焰是太陽大氣中強烈的爆發現象。現行理論認為閃焰之所以發生,是當複雜的磁場突然且猛烈的磁重聯(magnetic reconnection)過程將磁能轉換成光和熱;不過這個過程的特徵很難偵測到,所以一直沒有直接證據予以證明。在2013年12月一場太陽閃焰中,有3架不同波段的太陽觀測衛星捕捉到電流片(current sheet),這是一種電磁現象,為前述太陽閃焰觸發機制的鐵證。

太陽閃焰發生時,會向四面八方發出輻射。最強的太陽閃焰會衝擊地球大氣的電離層(ionosphere),影響如無線電波或GPS等通訊系統,也會造成衛星電子零件受損或中斷。此外,包含電子、質子和重一點的離子等高能粒子,會被太陽閃焰加速到高速狀態。和其他太空天氣預報不一樣,太陽閃焰以光速行進,意味著我們根本來不及獲得預警。所以科學家極力想確定到底是什麼過程產生太陽閃焰,甚至希望未來有一天能在通訊系統中斷前就能預測太陽閃焰的來臨。

美國新墨西哥州立大學(New Mexico State University)華裔天文物理學家朱春明博士和詹士·麥卡提(James McAtee)博士等人研究發生在2013年12月的太陽閃焰觀測影像,結果電流片這個所有太陽閃焰模型中都至關重要的現象。因此,可以確認現行的太陽閃焰發生機制的模型應是正確的。而更好的理論模型,能導出更好的預測。利用各波長互補性質,可以獲得前所未見的磁重聯的3維測量結果。這將幫助天文物理學家們改善理論模型,並預測太陽閃焰會如何的演化。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

中國將百年舊天文底片數碼化

技術人員將舊玻璃底片的天文照片掃描
技術人員利用中國研製的天文底片專用掃描儀,把中國各天文台站自1901年起累計拍攝的三萬多張天文底片將藉助這台儀器迎來數碼化新生。

這些天文底片的拍攝對象相當豐富,包括小行星、彗星、雙星、變星、耀星、新星、超新星、射電星、星團、星雲、河外星系等。它們真實地記錄下拍攝時刻所對應天區的天象,也真實反映了中國天文學的發展歷程。天文底片保管不易,即便在較為苛刻的理想環境中​​,玻璃底片上的藥膜也會隨著時間的推移逐漸變質。因此需要盡快對天文底片進行數字化,將科學信息完整地提取出來。

【圖、文:節錄自中國虛擬天文台網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

中國天文學家發現分子雲與恆星朝向銀河平面形成

成分雲的速度場分佈和三個殼層結構
紫金山天文台「銀河畫卷」計劃銀河平面分子譜線巡天團隊對銀河平面(216.25°≤l≤218.75°,−0.75°≤b≤1.25°)範圍內共約3.75平方度的天區進行了觀測,並結合紅外線衛星和毫米波塵埃連續光譜檔案數據,研究了其中分子雲的物理性質以及與之成群的恆星形成。

研究團隊發現七個大質量團塊,分佈在分子氣體最大的密度線上。對這些團塊的質量-尺度關係研究顯示,它們均很有可能形成大質量恆星。揭露出其中三個正在膨脹的較大尺度的分子氣體殼層結構。區域中年輕星分佈在電離氫區S287附近和成分雲中的殼層結構交界處呈現富集,表明這些年輕星的形成很有可能是電離氫區和殼層結構的膨脹所觸發的。

分子雲中無處不在的纖維狀結構的碎裂過程是恆星及星團形成的關鍵環節。與碎裂理論模型的比較顯示,在形成年輕星的尺度上,引力主導的碎裂起重要作用。

對這些處於外銀河環境下的大質量分子雲團塊中恆星形成關係的研究發現,它們與海德曼(Heidermann)等人2010年在英仙座、巨蛇座、蛇夫座等較低質量近鄰分子雲中團塊的研究結果一致,即是:恆星形成率面密度明顯高於從河外星系的史密特-簡力格(Schmidt-Kennicutt)關係的預期數值。

【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】

新研究指小行星碰撞地球前恐龍就已緩慢衰亡

畫家筆下的恐龍骸骨
科學家最新一項研究顯示,六千六百萬年前,在恐龍滅絕之前一段很長時間,恐龍的數量已經減少。研究人員表示,事實上恐龍在滅絕之前其數量下降已有數千萬年之久,由於缺少生物多樣性以及小行星災難性碰撞事件,最終導致恐龍滅絕消失。然而許多人認為恐龍在小行星碰撞之前的健康良好,但是最新分析指出,在小行星碰撞之前恐龍數量下降已有五千萬年。

研究人員表示,恐龍的緩慢衰亡導致最早期哺乳動物多樣化,足以填補小行星碰撞地球之後爬行動物消失留下的空缺。英國雷丁大學(University of Reading)和布里斯托大學(University of Bristol)研究人員使用恐龍系譜圖的統計分析,進行了一項研究,通過化石記錄對比分析生物進化死胡同的原因。
 
分析結果顯示,恐龍並非一直健壯地存活至小行星碰撞事件,恐龍新物種出現的速度無法趕上恐龍物種消亡,因此總體來講恐龍的多樣性較少。在小行星碰撞事件之前二千四百萬年前達到一個臨界點,恐龍物種滅絕速度快於新物種出現。
 
雷丁大學進化生物學家克里斯·文迪蒂(Chris Venditti)博士指出,這項研究意味著在小行星碰撞地球導致恐龍滅絕之前的五千萬年前,恐龍物種形成速度已經落後於滅絕速度。

【圖:科學圖片庫;文:節錄自中國科學網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

慶祝哈勃太空望遠鏡升空二十六週年發佈氣泡星雲照片

NGC 7635 氣泡星雲
美國和歐洲太空總署為慶祝哈勃太空望遠鏡在後日(4月24日)升空二十六週年,發佈一張美麗的氣泡星雲照片。

氣泡星雲(NGC 7635)在仙后座內,靠近疏散星團M52的一個電離氫區發射星雲。這個「氣泡」是由一顆視星等+8.7的年輕高溫恆星SAO 20575 (BD+60 2522)創造的,它的質量大約是太陽的15±5倍。這個氣泡靠近巨大的分子雲,當它本身被中心的恆星激發時,包含了這個膨脹的氣泡星雲,並造成了它的成長。這個星雲是 在1787年由威廉·赫歇爾(William Herschel)發現,恆星SAO 20575的質量估計是十至四十倍太陽質量。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】請按左下角「外部連結」觀看J-P Metsavainio有關氣泡星雲影片

https://www.youtube.com/watch?v=fl1SFN2pDfE

美國太空總署研製登陸火星用電力推進系統

13千瓦霍爾電力推進器
美國太空總署與特洛克達因噴射飛航(Aerojet Rocketdyne)公司簽署了一項總額為六千七百萬美元的合約,設計並研製一款先進的電力推進系統。美國太空總署希望這個為期三十六個月的合約能顯著提升美國的商業太空飛行能力,包括小行星重定向任務和探測火星在內的深空探索任務。

合約要求研製的電力推進系統相對目前的化學推進系統,燃料效率有望提高十倍以上。另外,與目前的電力推進系統相比,推力能力增加兩倍。美國太空總署太空技術任務理事會副理事長史提夫·尤爾奇克(Steve Jurczyk)表示,通過這個合約,美國太空總署將著力研製先進的電力推進單元,為將於2020年左右進行的先進太陽能電力推進系統驗證鋪路。這一技術的研發將提高太空運輸能力,可用於美國太空總署的多項深空載人和機械人探索任務,以及火星之旅。

特洛克達因噴射飛航公司將負責全套的電力推進系統研製和生產,包括推進器、電源處理單元、低壓氙流量控制器以及電纜。該公司還將製造一個工程開發單元並對其進行測試和評估,為飛行單元的製造做準備。

【圖:美國太空總署;文:節錄自國家航天局網頁】

冥王星上光環狀隕石坑群

冥王星黑暗地區的一群明亮光環狀隕石坑
美國太空總署新視野號太空船去年夏季掠過冥王星時,在冥王星西半球位置,拍攝到幾十個光環狀隕石坑。其中最大的隕石坑,直徑有五十公里。隕石坑明亮的峭壁令到它們在這個地區周圍深色的地貌之中脫穎而出,創造了光環效應。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】

中國在冷雲核複雜有機分子形成理論研究方面取得進展

冷雲核複雜有機分子觀測值及模擬結果
新疆天文台研究員常強博士利用微觀-宏觀蒙地卡羅模擬方法(Micro – Macro Monte Carlo simulation method),在冷雲核(cold cloud cores)複雜有機分子形成方面取得進展。

星際複雜有機分子被定義為包含六個及六個以上原子的分子,這些複雜分子不僅是天文源物理條件的有效探針,也是甘氨酸等生命物質的基本組成成分,與生命的起源密切相關。近年來觀測發現10K這樣低溫度的冷雲核中也有甲酸甲酯、二甲醚等複雜有機分子的存在,這個現像不能用已有的天體化學模型解釋。

常強博士在研究中發現甲酸甲酯、二甲醚的豐度和分佈具有強烈的相關性,並且有很多重要的化學反應並沒有被已有的模型考慮。為了探索冷雲核中復雜有機分子形成過程,研究人員採用聯合的微觀-宏觀蒙地卡羅模擬方法,應用鍊式反應機理,增加部分氣相及表面反應,並考慮反應脫附機制對複雜分子形成的影響,建立了複雜分子豐度隨時間演化的化學模型。該模型應用於冷雲核環境中,通過設定不同的模型參數,獲得隨時間演化的分子豐度。該模型很好的再現了冷核中復雜有機分子的觀測豐度,解釋了冷核中甲酸甲酯及二甲醚豐度的相關性,也說明了非擴散表面反應與反應脫附機制對探索複雜有機分子形成過程具有重要意義。

【圖、文:節錄自中國科學院新疆天文台網頁;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》

蒙地卡羅模擬方法是一種以概率統計理論為指導的一類非常重要的數值計算方法。是指使用隨機數(random number)來解決很多計算問題的方法。

證實超高能中微子的銀河系外源頭

高能伽瑪射線逃逸受阻而中微子輕易躲過到達地球
德國科學家領導的國際科研團隊在南極冰層下的中微子探測器冰立方(IceCube)曾在2012年發現了超高能中微子,現在,他們首次為其找到了一個位於銀河系外的源頭,這一重大發現有可能開啟中微子天體物理學的新時代。

在宇宙大爆炸時期,中微子是產生得最多的粒子之一,現今仍大量產生於恆星內部的核反應,以及宇宙射線撞擊地球大氣層的過程。中微子的質量非常小,不帶電,很少與其他物質相互作用,很難被探測到。不過,在極少情況下,中微子會撞到原子,產生能發出一種藍色閃光的帶電粒子,像電子或繆子,這種藍色閃光能被冰立方探測到。

2012年,冰立方發現了有史以來能量最高的中微子,其能量高達二千兆電子伏特,這比大型強子對撞機產生的高能質子還要高三百倍,如此高能量的中微子應來自極高能量的宇宙線粒子的碰撞過程。在過去幾年中,科學家一直在搜尋可能產生它們的奇異天體活動。

最近,科學家們對來自距離地球九十億光年之外的 PKS B1424-418 星系產生的射電和伽馬射線數據進行了分析。結果顯示,中微子和星系爆發在時間和方向上一致,由此,推斷出中微子可能來自此銀河系外星系的爆發,成為首個擁有銀河系之外源頭的超高能中微子事件。

【圖:美國國家射電天文台;文:節錄自國家航天局網頁】

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