天文新聞

中國國家天文台發現銀河系恆星旋臂和氣體旋臂的偏移

銀河系氣體旋臂(灰色背景)與年老恆星旋臂(藍色)偏移的觀測數據示意圖
中國國家天文台侯立剛博士和韓金林研究員通過分析國際上多波段巡天觀測數據發現:銀河系中年老恆星和氣體成分指示的旋臂有明顯的位置偏移。這一結果為銀河系的旋臂結構形成機制提供了觀測證據。

宇宙中很多旋渦星系通常有漂亮而又復雜的旋臂結構。它們是如何形成的?這是長期以來困擾著天文學家的難題。過去理論研究提出過多種假想的機制:如準穩態的密度波理論、局部不穩定性或擾動、動力學潮汐相互作用等。對於某一個星系,通過觀測數據去確認哪一種機制是非常困難的。即便用臨近旋渦星系的高質量觀測數據,研究結果也存在爭議。對於我們所處的銀河系,旋臂結構和位置很難測定。因此,觀測上確定銀河系旋臂結構的形成機制就更加困難。

中國國家天文台侯立剛博士和韓金林研究員綜合國際上已有的多波段的巡天數據,重新測定了年老恆星、電離氣體、分子氣體和原子氣體所指示的旋臂切線方向。他們發現不同的氣體成分指示的旋臂位置比較一致,但與年老恆星指示的旋臂有幾百光年(約150pc-400pc)的偏移。這個偏移量與銀河系旋臂的典型寬度相當。與準穩態密度波理論的預言是一致的。可能是目前銀河系旋臂形成研究中用大量數據刻畫的最細緻物理圖像。

【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】

霍金警告外星人若造訪地球將會是一場殘酷劫掠

斯蒂芬·霍金
英國天體物理學家霍金(Stephen Hawking)曾經表示,人工智能可能在一百年內控制人類。現在,他最新的警告指,如果人工智能不能征服人類,一個先進的外星文明可能會這麼做。

霍金指出,外星人的存在無庸置疑,但他們造訪地球的結果,可能與大眾構築的想像相差極遠。霍金認為,這些高等的外星人會成為游牧民族,四處征服、殖民他們所能飛抵的星球。他表示:外星人若造訪地球,就如同哥倫布登陸美洲,是一場以「征途」為名的殘酷劫掠。

【圖、文:節錄自互聯網新聞報導】

處理太空垃圾能賺錢商業機構積極開發偵測技術

環繞著地球大量的太空垃圾
九月中自在美國夏威夷舉行的「茂宜光學與太空先進監察技術會議」(Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference),處理太空垃圾的商業需求成為熱門議題,吸引許多科私人商業公司、政府及軍方的科學家與代表參加。

太空中的人造衛星、垃圾及其它物體進行監控,避免碰撞,過去主要是由美國軍方研發與執行,現在民間商業機構也積極開發這項偵測技術,活躍的公司包括:美國Analytical Graphics公司,在去年三月正式啟用「商用太空營運中心」,主要目的是追蹤人造衛星和太空垃圾。美國洛歇·馬田(Lockheed Martin)公司,在澳洲西部發展偵測太空垃圾的基地。

【圖、文:節錄自互聯網新聞報導】

有磁場保護的類地系外行星有利生命發展

畫家筆下的系外行星系統
美國華盛頓大學天文學家表示,擁有磁場的類似地球質量系外行星近距離環繞低質量恆星運行,避免遭受星際輻射,有利生命發展。

行星的核心如果能夠產生磁場,可以偏轉恆星風的帶電粒子,保護它的大氣層,以免丟失到太空。從行星內部產生的磁場,還可以防止有害輻射危害行星表面上的生命,就好像地球的磁場保護我們人類一樣。

低質量矮星在宇宙中非常普遍,一顆系外行星接近主恆星時,將受到恆星引力牽引作用。引力牽引作用對行星的內部形成潮汐熱量,可以支持生命的發展。

【圖、文:節譯自華盛頓大學新聞公佈】研究全文刊登在9月22日出版的《天體生物學》期刊

美國太空總署發佈冥衛一的高清照片

冥衛一的樣貎
美國太空總署確發佈新一批新視野號太空船7月14日飛掠冥王星及它的衛星過程中,拍攝的冥衛一(Charon)的照片。照片由太空船上的拉爾夫多光譜視覺成像儀(MVIC)拍攝藍色、紅色和紅外線圖像,再進行圖像顏色處理,以突出橫跨冥衛一表面特性的變化。

冥衛一表面的顏色變化不大,最引人注目是在北極地區有微紅的色調。從照片計算得到冥衛一的直徑是1,214公里,照片的解像度每個像素2.9公里。

從照片中的的地貌顯示,冥衛一過往曾經有劇烈的地質活動或者受到激烈的撞擊。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】

台灣天文學家發現最年輕的棕矮星

姜博識(左)及陳文屏(右)顯示發現的棕矮星大小尺寸
台灣國立中央大學天文研究所博士後研究員姜博識和指導教授陳文屏,利用位於美國夏威夷的「加法夏望遠鏡」Canada France Hawaii Telescope 取得紅外波段影像,從數萬個天體中挑選具甲烷特性的候選星,再使用位於智利的「雙子星望遠鏡」取得驗證光譜,成功在距離太陽約四百光年處,發現年齡只有百萬年,表面溫度不到攝氏六百度的棕矮星。這個發現有助科學家推測系外行星的神秘面貌。

姜博識表示,棕矮星的溫度低,所以它的大氣當中,可以存在水與一氧化碳等分子,而溫度最冷的棕矮星和行星則有甲烷,因此團隊也針對如何有效挑選出有甲烷而低溫的天體進行研究,並鎖定在蛇夫座方向的恆星形成區域。

【圖、文:節錄自國立中央大學天文研究所新聞公佈】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報通訊》

俄羅斯貨運太空船今日凌晨發射上午抵達國際太空站

進步號貨運太空船今日凌晨發射情況
俄羅斯進步號貨運太空船,今日凌晨香港時間0時58分,用聯盟火箭從拜科努爾發射升空。太空船攜帶2.3噸補給物資,包括:燃油、空氣、裝備、太空人的包裹、食品及實驗器材前往國際太空站。太空船採用快速航道,在六小時後,早上6時54分抵達國際太空站。

進步號貨運太空船將會停泊在國際太空站,直至12月9日。

【圖、文:節譯自俄羅斯航天局網頁】

機遇號火星車準備過冬

機遇號一直在奮進隕石坑的西部邊緣活動
美國太空總署機遇號(Opportunity)火星車已經服役了十年多,目前已經達到第4,108天,機遇號正在馬拉松谷(Marathon Valley)進行勘察,不過近日機遇號正在準備過冬了。馬拉松谷的成名在於機遇號在這裡打破了地外天體的行駛紀錄,相當於一個馬拉松賽程,這裡位於奮進隕石坑(Endeavour Crater)西部邊緣,7月下旬以來,機遇號至在這裡活動。機遇號的全景相機記錄了山谷北部邊緣的一些地形特點,到了10月下旬,山谷中的光照就受到一定限制了。

由於馬拉松谷位於火星的南半球,接下來機遇號將面對火星南半球的冬天。根據美國太空總署噴氣推進實驗室火星探測漫遊者項目主管約翰·卡拉斯(John Callas)介紹,美國太空總署期待機遇號能夠在冬季保持移動,並且對谷底進行勘探,因為這裡的微紅區分佈著較多的二氧化矽,而且鐵含量卻偏少。機遇號副首席研究員雷·阿維德森(Ray Arvidson)認為,未來幾個月還將對馬拉松谷進行調查,在火星的秋季末尾,機遇號將穿過山谷的南側,等春天到來時返回谷底,研究這裡的粘土礦物。

機遇號一直處於奮進隕石坑的西部邊緣活動,這個撞擊坑直徑為22公里。2011年,火星偵察軌道器(Mars Reconnaissance Orbiter)發現馬拉松谷底存在大量的粘土礦物,並確定為蒙脫石(smectite)。此類礦物的形成源於濕熱環境,因此科學家推測機遇號所在的隕石坑此前存在液態水。在過去一年多時間內,機遇號團隊一直在處理閃存問題,機遇號可能存在失憶的現象,目前機遇號團隊已經恢復使用火星車上的閃存存儲。

【圖、文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

國際首次採納中國鍶原子光晶格鐘準確程度達到1.38億年不差一秒

中國計量科學研究院鍶原子光晶格鐘
中國計量科學研究院研製的鍶87原子光晶格鐘(簡稱鍶光鐘)首次被國際頻率標準工作組採納,完成了鍶光鐘的第一次系統頻移評定和絕對頻率測量工作,準確度達到2.3×10^-16,相當於1.38億年不差一秒。目前,已向國際頻率標準工作組報數的鍶87原子光晶格鐘的單位共7家,除中國計量院外,還有美國科羅拉多大學與美國標準與技術研究院聯合實驗室(JILA)、法國巴黎天文台時間頻率標準實驗室(LNE-SYRTE)、德國聯邦物理技術研究院(PTB)、日本東京大學、日本情報通信研究機構(NICT)和日本國家計量院(NMIJ)。

今年9月14日,國際頻率標準工作組在法國召開的會議上決定,在2025年至2028年間完成新一代秒的定義。如果使用光鐘的新技術來重新定義秒,將對全球衛星定位導航系統、人類探索宇宙和研究物理學規律等領域產生極為深遠的影響。

【圖、文:節錄自中國計量科學研究院網頁】

重新定義一秒長度對探索宇宙物理規律產生極為深遠的影響產

現時一秒的定義
鍶87原子光晶格鐘光頻躍遷絕對頻率值429,228,004,229,873.7(1.4)Hz,其頻率不確定度已經達到2.1×10^-18,高出現行秒定義所採用的銫原子噴泉鐘兩個數量級,被認為是新一代秒定義最有潛力的候選之一。

鍶原子光晶格鐘不僅是新一代秒定義最有潛力的候選者,就其科學意義而言,更高穩定度、更低不確定度的時間頻率基準將更好地滿足基礎科學研究的需要,令科學家可以更精確地對自然界某些現象(例如:基本物理常數是否隨時間變化,以及相對論的實驗驗證等)進行深入研究。在民間應用層面而言,時間頻率測量不確定度的降低可大幅提高衛星定位系統的定位精度,滿足大眾對更準確定位的需要。

【圖:互聯網;文:節錄自中國計量科學研究院網頁】