天文新聞

澳洲射電望遠鏡再次收到不明快速射電爆發訊號

澳洲帕克斯射電望遠鏡
澳洲帕克斯(Parkes)射電望遠鏡再次捕捉到神秘快速射電爆發(fast radio bursts,簡稱 FRB)訊號,訊號持續時間僅為數毫秒。數天後仍然收到了這個訊號。這是一種從來沒有發現過的新型脈衝訊號,2007年以來首次發現,國際上的科學家小組也經過多次會議,還沒有解決這個問題,近日中國南京大學的專家也提出了一種觀點,認為是小行星與中子星碰撞形成的訊號。

從2007年至今,這個訊號一共出現了十一次,位於銀河系之外的宇宙空間,距離我們至少數十億光年以上。僅僅在去年11月,澳洲的帕克斯射電望遠鏡就發現了五個這樣的訊號,斯威本科技大學(Swinburne University of Technology )的科學家愛美麗·彼托夫(Emily Petroff)指出,我們發現訊號中有新的模式,在四次單一的峰值中存在一個連續的兩次爆發。

【圖:澳洲國家科學機構;文:節錄自謝頓網誌及節譯自科學網新聞報導;新聞訊息由林景明提供】

印度今年航天事業大豐收

PSLV-C29 火箭
印度太空研究組織公佈今年的成績,今年共發射了十七顆外國衛星,及三顆印度衛星,加上使用歐洲太空總署的亞里安(Ariane)火箭發射了GSAT-15通訊衛星,令印度在2015年發射的衛星數量達到二十一顆。此外印度成功發她第一顆天文衛星,推出區域導航衛星,延長印度火星探測衛星的服役時間,成功進行一箭多星的發射任務。

【圖:印度太空研究組織;文:節譯自印亞互聯網新聞報導】

早期地心磁性來源引爭議

畫家構思的地核構造圖
地球物理學家一直稱其為新的地核謎題:他們很難解釋,當高溫中誕生的地球逐漸冷卻時,如何在數十億年前維繫磁場。

現在,科學家提出了兩種不同的解釋。兩種解釋都是以炙熱地球外的礦物質晶體化為基礎,這一過程中會通過攪動年輕的地核形成磁場。兩種解釋的不同之處在於,究竟是哪一種礦物質發生了晶體化。

日本東京工業大學地球物理學家廣瀬敬教授的選擇是二氧化矽,他進行了模擬地球內部的高壓實驗,並在近日於加州舊金山舉行的美國地球物理聯合會報告中表示對這種解釋非常有信心。

但是加州理工學院地球物理學家大衛·史蒂文森(David Stevenson)則表示,解決這一問題的關鍵並不是二氧化矽,而是氧化鎂。在一項尚待發表的研究中,史蒂文森提出,早期地球熔融析出的是氧化鎂,這種物質可能產生浮力差異,成為驅動古地球的動力。

核心矛盾學說從2012年開始出現,當時若干研究團隊報告稱,地心正在以比想像中更高的速率丟失熱量。更多熱量從地心流失意味著將有更少熱量攪動地心的液體熔岩。這非常重要,因為一些研究認為地球在四十多億年前,距離它從新生太陽周圍燃燒的碎片中誕生僅有五億年左右,可能擁有磁場。

【圖、文:節錄自中國科學報報導;新聞訊息由林景明提供】

日本參與國際太空站延長運作至2024年

美日代表簽署延長國際太空站運作的合作文件
2015年12月22日,日本和美國政府同意按照國際太空站的新美、日合作的框架內,日本參與國際太空站業務擴展至2024年的決定,雙方交換合作確認文件。到目前為止,已有俄羅斯、加拿大政府表明贊同此提案。

日本宇宙航空研究開發機構承諾,通過國際太空站日本「希望號」實驗艙以及操作「鸛五號」貨運太空船,負責延長國際太空站的操作。

【圖:互聯網;文:節譯自日本宇宙航空研究開發機構網頁】

橡樹嶺國家實驗室獲得用於驅動太空船的鈈-238樣本

五十克的鈈-238放射性同位素樣本
美國近三十年來已經停止生產鈈(Plutonium,台灣譯作鈽)-238放射性同位素,最近美國能源部橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人員成功獲得了五十克的鈈-238。這為美國再次生產鈈-238打開了序幕,它可以給太空船,太空探測器提供熱量和電力來源。現今美國太空總署只有35公斤鈈-238,其中只有一半仍然符合放射性同位素熱電機的操作要求。得到美國太空總署的資助,橡樹嶺國家實驗室現時每年可以生產三百至四百克的鈈-238,稍後提升自動化生産工序至每年生產1.5公斤的鈈-238,爲美國太空總署未來的遠程太空探測器提供足夠的能源。

【圖、文:林景明節譯自橡樹嶺國家實驗室網頁】

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1940年,格倫·西奧多·西博格(Glenn T. Seaborg)和埃德溫·麥美倫(Edwin M. McMillan)首度在柏克萊加州大學實驗室,以氘撞擊鈾-238而合成鈈元素。麥克米倫將這個新元素取名為Pluto(冥王星)。鈈-238的半衰期為八十八年,並放出α粒子。它是放射性同位素熱電機的熱量來源,常用於驅動太空船。

【補充資料:維基百科】

https://www.youtube.com/watch?v=9YmkxGdp-b0

俄羅斯航天局否認前日發射的通訊衛星脫軌

AMU1快車通訊衛星在發射場等待發射升空
俄羅斯航天局(ROSCOSMOS)前日(12月25日)在哈薩克境內的拜科努爾發射場(Baikonur Cosmodrome),用質子-M運載火箭,發射一顆「AMU1快車」通訊衛星。衛星在香港時間5時30分從拜科努爾發射場發射升空,14時43分與助推器分離,進入預定軌道。有消息指衛星未能正常進入軌道,但航天局否認傳聞。

這顆通訊衛星是俄羅斯國家衛星營運商擁有,提供包括電視轉播、寬頻上網等多媒體通訊服務。衛星設計預壽命十五年。除俄羅斯的歐洲部分外,衛星還能向歐洲客戶和非洲撒哈拉以南地區的客戶提供服務。

【圖、文:節譯自俄羅斯互聯網新聞報導】

中國科學家利用快速射電暴對愛因斯坦弱等效原理進行最精確檢驗

三個FRB 觀測對後牛頓參數γ差值的限制結果
中國科學院紫金山天文台高能時域天文團組吳雪峰首席研究員和魏俊傑助理研究員、北京師範大學高鶴副教授與美國賓夕法尼亞州立大學彼得·梅薩羅斯(Peter Mészáros)教授利用快速射電暴不同頻率光子到達地球的時間差,精確驗證了愛因斯坦廣義相對論中的弱等效原理假設。

愛因斯坦等效原理預言,無靜止質量(如光子)或靜止質量可以忽略(如極端相對論運動的中微子)的中性粒子在引力場中傳播,穿越的時間和沒有引力場情況是不同的。這種效應也被稱之為重力時間延遲效應(Shapiro delay)(即有、無引力場兩種情況的穿越時間之差),通常在脈衝雙星中較容易觀測到。對於宇宙學起源的暫現源,不同粒子(如光子與中微子)或不同能量的相同粒子在到達地球之前,必將受到銀河系引力場的影響,導致產生相應的重力時間延遲效應。此外,愛因斯坦弱等效原理預言任何非帶電檢驗粒子在真空中的運動軌跡是相同的,任何符合愛因斯坦弱等效原理的引力理論(包括廣義相對論)框架下,不同檢驗粒子(非帶電)都會對應相同的後牛頓參數,如γ(γ反映了單位質量引起的空間彎曲)。愛因斯坦等效原理可以通過對比宇宙學暫現源同時釋放的不同能量光子在通過同一個引力場所用的時間差來檢驗,即比較不同能量光子在銀河系引力場中傳播對應的後牛頓參數γ 值的差別是否為零。

最近一類持續時標為毫秒量級的射電爆發事件:快速射電暴(fast radio bursts) ,引起了天文界的廣泛關注。雖然目前關於快速射電暴的物理起源尚不清楚,但是它們絕大多數爆發於高銀緯處,而且它們的色散量要遠遠超過銀河系星際介質的貢獻,因此一般認為它們是河外起源甚至是宇宙學起源。另一方面,快速射電暴的光變曲線一般呈現簡單的單脈衝特徵,人們很容易得到不同射電頻率光子的觀測時間延遲。吳雪峰研究員等人由此提出河外或宇宙學起源的快速射電暴可以被用來精確檢驗愛因斯坦等效原理。該工作利用一個快速射電暴FRB 110220 和兩個可能的快速射電暴與伽瑪暴成協事件(FRB/GRB 101011A 和FRB/GRB 100704A) 為例,計算發現以不同頻率的射電光子為檢驗粒子時,後牛頓參數γ 的差值上限被限製到10^-8量級。這一結果是迄今為止的最好限制結果,比之前相關限制至少要提高了1至2個量級,並且把對愛因斯坦等效原理的檢驗擴展到了射電波段,從而進一步證明了愛因斯坦等效原理假設的正確性。

【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12月23日出版的《物理評論快報》

俄羅斯新火箭可能命名為加加林號

俄羅斯太空船在發射場預備發射的照片
俄羅斯RSC能源公司與俄羅斯航天局和聯合火箭與航天公司在2015年8月擧辦為俄羅斯新設計的火箭命名比賽。投票12月23日結束,共收到35,105張有效票,其中有三分之一共10,389票投給「加加林」Gagarin,4,866票投給「矢量」vector,3,604票給「聯盟」Federation。

最終命名會在2016年1月15日公佈,得獎者可以明年初到拜科努爾發射場(Baikonur Cosmodrome)參觀聯盟號載人太空船發射升空的過程。

【圖、文:節錄自互聯網新聞報導】

美國太空總署發佈冥王星表面地質特徵彩色效果

冥王星奇特表面特徵和動態變化的假色合成照片
美國太空總署發佈新視野號在7月14日從距離冥王星108,000公里位置,利用太空船上拉爾夫(Ralph)和線性標準具成像光譜陣列(Linear Etalon Imaging Spectral Array,簡稱 LEISA)儀器掃描表面,由三組紅外線波長範圍(2.28至2.23,1.25至1.30和1.64至1.73微米)轉換成紅、綠、藍假色來合成一張展現冥王星奇特表面特徵和動態變化的地質照片。這張像片的辨率是每像素約7公里。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】

科學家發現太陽爆發進入太空之前的暫停機制

2014年10月出現的太陽耀斑
太空物理學中最可怕的事件就是太陽爆發,在這個時候,太陽會向太空拋擲數百萬噸等離子氣體,帶來異於平常的輻射。現在來自美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室(rinceton Plasma Physics Laboratory)的研究人員利用磁重聯實驗(Magnetic Reconnection Experiment),產生磁繩(flux rope),存儲顯著的能量,驅動磁繩向外,找尋潛在的磁場。他們發現潛在磁場中的引導場可以暫停爆發,從而避免太陽爆發進入太空。

【圖、文:林景明節譯自普林斯頓大學網頁】研究論文發表於12月24至31日的《自然》期刊

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