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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】

美國大學生利用光學望遠鏡觀測損壞的日本X射線天文衛星碎片

畫家筆下的日本X射線天文衛星
美國安柏瑞德航空大學(Embry-Riddle Aeronautical University)代托納比奇主校區(Daytona Beach Campus)工程物理系的學生,利用學系裡一台一米口徑的里奇-克萊琴(Ritchey-Chrétien)反射望遠鏡和美國國家自然基金會的衛星光學追蹤及光譜分類系統(Optical tracking and Spectral Characterization system for Operational Missions,簡稱 OSCOM)觀測損壞的日本X射線望遠鏡「瞳」,與它解體的碎片。

利用上述系統,該校工程物理系的學生拍攝到衛星與最少八塊碎片在太空中翻滾,引致的快速光度變化量度數據。這些高速量度數據顯示反光是受損衛星不同部位反射太陽光而造成。發表的數據中,包括一段穩定持續2.6秒,明顯的閃光圖樣。

【圖、文:林景明節譯自安柏瑞德航空大學新聞公佈】請按左下角「外部連結」觀看有關影片

https://www.youtube.com/channel/UCJPkcVSUjL-0NzeibyLy0rg

太陽系附近的恆星可能存在類地行星

畫家筆下的格利澤832c類地系外行星
格利澤832c(Gliese 832 c),是一顆距離地球約16光年,位於天鶴座的太陽系外行星,母恆星是紅矮星格利澤832。該行星的地球相似指數為0.81,是已知系外行星中該指數最高的行星之一。它位於母恆星的適居帶內。

最近,美國德克薩斯大學阿靈頓分校(University of Texas at Arlington)以蘇曼·斯泰爾(Suman Satyal)為首的天文學家小組,重新分析了這顆太陽系鄰近恆星所擁有的行星系統上可用的數據,希望能找到位於格利澤832b和格利澤832c兩顆已知行星之間的其它系外行星。研究人員進行了數值模擬,檢查這顆紅矮星存在其它行星的可能性。

格利澤832b和格利澤832c是利用徑向速度的技術發現,這些參數用來進行上述電腦模擬的初始條件。

【圖:美國太空總署;文:節譯自物理學機構網頁】研究全文刊登在4月15日網上出版的arXiv預印本。

卡西尼號太空船檢測到來自其它星際的塵埃

土星星際塵埃來源途徑
卡西尼號太空船檢測到來自太陽系以外,星際的微弱灰塵,這些灰塵有不同的標記。

卡西尼號太空船已經環繞土星系統工作了十二年,進行研究土星和它的光環與衛星。它的宇宙塵埃分析儀發現了數以百萬計含冰的塵埃粒,其中絕大多數都是從冰冷的土衛二和土星的外環而來。

從檢測到的細微塵粒,其中三十六粒與別不同,科學家經過分析得出結論,這些塵粒是來自我們太陽系以外的星際,它們都具有非常相似的化學組成,含有宇宙中形成岩石的元素。這些元素包括:鎂、矽、鐵和鈣。相反,一些好像硫和碳這些元素存在的比例相對較少。

德國海德堡大學(University of Heidelberg)卡西尼號宇宙塵埃分析儀研究人員之一佛蘭克保斯堡(Frank Postberg)表示,恆星死亡時產生大量的宇宙塵埃,但宇宙中包含廣大範圍不同類型的星星,在卡西尼號太空船漫長探測土星期間,我們自然期望搜集到不同類型的塵埃。

【圖、文:節譯自歐洲太空總署網頁】

美國太空總署發佈榖神星霍蘭德隕石坑細節

霍蘭德隕石坑的高清照片
美國太空總署昨日發佈一批由黎明號太空船距離穀神星表面385公里位置拍攝的高清照片,可以看到霍蘭德(Haulani)隕石坑地形的細節,顯示這顆星球藏有許多有待科學家去發現的秘密。美國太空總署為此製作了一段解釋這些現象的影片。

霍蘭德隕石坑直徑34公里,是穀神星上另外一個明亮的隕石坑,照片顯示隕石坑邊緣山泥傾瀉的跡象。光滑的材料和突出的中央山峯,表示這是一個年輕的隕石坑。照片用了增強的假色,令科學家能夠深入了解它的組成物質和表面形態的關係。經過處理的圖像顯示偏藍色,噴射出來的物質射線,顏色是與榖神星年輕隕石坑特徵有關。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】請按左下角「外部連結」觀看有關影片

「霍蘭德」是夏威夷語中植物女神的名稱

https://www.youtube.com/watch?v=nI-w94MrsfY

中國天文學家發現旋臂能導致氣體內流至星系中心餵食黑洞

NGC 1042不同波段的圖像
不同於銀河系中心的超大質量黑洞,有一類超大質量黑洞仍然在大量吞噬著周圍的物質,隱藏它們於中心的星係被稱為活動星系,而它們自己被稱為活動星系核(Active Galactic Nuclei,簡稱 AGN )。活動星系核發出光學輻射的區域小至幾光天(與之相比,普通星系的尺度約幾十萬光年),但光度卻甚於普通星系十至幾十萬倍。活動星系核的燃料供給是活動星系核研究中尚未解決的重要問題。對它的研究既可以幫助人們認識黑洞的吸積和質量增長過程,同時對於人們了解黑洞與其寄主星系的共同演化過程也具有重要的意義。

供黑洞吞噬的物質是如何來到星系中心呢?理論研究認為,星系中的各種恆星結構(如恆星棒,旋臂,核棒,核旋臂等)可以導致氣體向星系中心的內流,從而為低光度活動星系核中的核活動提供燃料。然而,由於缺乏空間分辨的數據,在研究工作中一直缺乏直接的觀測證據。

上海天文台博士研究生羅榮欣在郝蕾研究員的指導下,利用VENGA (VIRUS-P Exploration of Nearby Galaxies) 巡天的積分視場光譜數據對近鄰低光度活動星系核NGC 1042中核活動的燃料供給機制進行了系統性研究,他們發現NGC 1042中的內部旋臂可以導致電離氣體的徑向內流,從而為核活動提供燃料。這一結果表明,在無恆星棒的晚型星系中,旋臂所導致的氣體內流現像在該類星系的長期演化中具有一定作用。

【圖、文:節錄自中國科學院上海天文台網頁 ;新聞訊息由林景明提供】研究全文將會刊登在《天體物理學報》

中國實踐十號科學實驗衛星昨日成功返回地球

降落後的實踐十號科學實驗衛星
中國首顆微重力科學實驗衛星「實踐十號」完成十二日的太空飛行之後,昨日香港時間16時30分,準確降落在內蒙古四子王旗預定著陸區域,回收艙著陸狀態正常、外觀良好,搜索回收任務順利完成。

「實踐十號」衛星是中國成功發射回收的第二十四顆返回式衛星,也是首顆在內蒙古草原返回著陸的衛星。「實踐十號」衛星共開展了十九項研究、包括微重力條件和太空輻射條件下物質運動及生命活動的規律的太空科學實驗。

此次搭載「實踐十號」衛星回收艙返回地球的科學樣品涉及十一項太空科學實驗,其中兩項為微重力科學實驗,剩餘九項為太空生命科學實驗。涉及領域包括:微重力流體物理、太空材料科學、太空輻射生物學效應、重力生物學效應、太空生物技術等。搜索及回收任務完成後,實踐十號回收艙運輸至預定地點進行詳細處置,十一台科學實驗載荷及樣本正式交付科學應用系統進行詳細檢查。

【圖、文:節錄自互聯網新聞報導 ;新聞訊息由林景明提供】

科學家認為木衛二的冰殻活動可能產生更多的熱量

木衛二的地殼板塊斷裂和移動生成的紋路
木衛二與木星之間的平均距離爲670,900公里,公轉一週只須三天半的時間。它的軌道十分接近正圓,偏心率僅0.009。跟其他的伽利略衛星一樣,木衛二也被潮汐鎖定,因而有一個半球永遠朝向木星。由木星和其他衛星不同方向的重力牽引所轉化成的熱和能量爲有可能發生的,冰層內部液化成海洋,以及驅動表層下的地質運動提供了必要的條件。

布朗大學(Brown University)和哥倫比亞大學地球科學家姫斯汀·麥卡錫(Christine McCarthy)實驗證明,這種稱為潮汐耗散(tidal dissipation)的過程,可能比科學家之前估計木衛二所產生的熱量更多。這項研究可能最終幫助科學家更精確估計這顆星球外殼的厚度。

【圖、文:節譯自布朗大學新聞公佈】研究全文將會刊登在6月1日出版的《地球與行星科學快報》

實踐十號衛星首次在太空成功培育老鼠胚胎

衛星發射後八十小時形成囊胚
中國4月6日發射第一顆微重力實驗衞星「實踐十號」,將六千多隻老鼠初期胚胎送上太空,觀察胚胎在微重力下細胞分裂的狀況。經過數天後,順利從兩個細胞發育至到完整的囊胚。這是全球首次實現哺乳動物胚胎在太空發育的試驗。

中國科學院上海技術物理所的胚胎培養載荷研究團隊,將地面上龐大復雜的胚胎實驗室濃縮成了一個微波爐大小的培養箱和一個電子控制箱。箱內具有密閉培養、自動搜索識別顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。

進行發育實驗的小鼠胚胎被分為四個單元,每個單元內約有一百五十個胚胎。當「實踐十號」衛星進入軌道後,每四小時拍攝一張照片記錄活動狀態,直到九十六小時為止。在七十二小時左右,兩個細胞胚胎就發育到囊胚,和地面上時間基本一致。研究團隊負責人段恩奎表示,如果將來有機會短時間(例如三日)就能回收這些胚胎,就可以及時將它們植入母體,看看能不能生下健康的小鼠,那將是更重大的突破。

【圖、文:節錄自互聯網新聞公佈】

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