自然

太阳风塑造了金星和地球磁层的形态,这是一张示意图,可以看到上部金黄色的是金星,下部蓝色的是地球。这两颗行星的大小相似,但是不同的是地球拥有内部机制产生的强大偶极磁场,这一磁场有效阻挡了太阳风粒子的轰击,保护了地球上的生命
太阳风塑造了金星和地球磁层的形态,这是一张示意图,可以看到上部金黄色的是金星,下部蓝色的是地球。这两颗行星的大小相似,但是不同的是地球拥有内部机制产生的强大偶极磁场,这一磁场有效阻挡了太阳风粒子的轰击,保护了地球上的生命
正在金星轨道上运行的欧空局所属“金星快车”号探测器
正在金星轨道上运行的欧空局所属“金星快车”号探测器

  据欧洲空间局(ESA)网站报道,金星被一层浓厚的大气层包围,并且其并不拥有全球性偶极磁场。然而即便这颗行星缺乏磁层的保护,金星附近的空间区域中确实同样存在着类似其它行星,如地球一样的的一些相似之处。其中最新发现,也是最让人意外的一点便是近期发现金星诱发磁场的磁尾处存在磁场重联现象。

  可以由内部机制产生磁场的行星,如地球,水星,木星和土星,它们的外围会存在一个看不见的磁层。这一磁层意义重大,它会阻挡太阳发出的带电粒子,如电子和质子,使其发生偏移。正是这一特性形成了磁层——一层围绕行星周围的巨大“气泡”,在背离太阳的方向形成一道长长的延伸带,称为“磁尾”(magnetotail)。

  然而由于金星缺乏产生磁场的内部机制,因此它无法阻挡射来的太阳带电粒子,太阳风有时候会直接和金星高层大气发生相互作用。然而金星并非完全暴露在这种粒子的轰击中,它部分受到了一个诱发磁场的保护。

  和在地球上发生的情况一样,太阳紫外辐射会剥夺高层大气原子和分子中的电子,从而形成一层带电的电离层。这一电离层会和太阳风和太阳风携带的太阳磁场发生相互作用。在和太阳风的长期相互作用过程中,这一高层大气的区域可以减缓并偏折入射的太阳风粒子,从而同样形成一层磁层,在背离太阳处,其形状就像是彗星的尾巴。

  数十年来探测器的空间考察已经确认在地球,水星,木星和土星磁层中频繁发生着磁场重联现象。在这一过程磁能转变为动能,磁场重联本身是指方向相反的磁力线因互相靠近而发生的重新联结现象。在地球上,这一机制导致了磁暴和极光的产生。

  直到最近,科学家们仍旧不认为在一颗像金星这样不拥有磁场的大行星周围会存在这种重联现象。然而,来自中国科技大学中科院近地空间环境重点实验室的张铁龙教授和一个国际科学家小组近日在《科学》杂志网络版《科学快报》(Science Express)上发表文章,宣布他们已经发现首个证明金星诱发磁场的磁尾处确实存在磁场重联现象的证据。

  欧洲空间局(ESA)所属的金星快车探测器运行在一个近极轨轨道上,这一轨道特性对于某些设备,如磁强计和低能粒子探测器等进行太阳风-电离层-磁尾相互作用机制的探测工作非常理想。在此之前的探测项目,如先锋-金星号,要么由于轨道特性差异,要么由于探测时正处于不同的太阳活动水平上而未能探测到金星的这一重联现象。

  2006年5月15日,金星快车号探测器穿过金星磁尾,在这里它探测到一个持续时间约为3分钟的转动磁场结构。基于其持续时间和探测器运行速度的计算显示这一区域的宽度大约为3400公里。这一事件发生于距离金星1.5倍半径处,即距离金星大约9000公里,科学家们认为这是一个等离子体团。这是一种转瞬即逝的磁场圈层结构,一般发生于行星磁尾发生重联时。

  对于金星快车数据进行的进一步分析显示出更多证明金星磁场与磁尾处等离子体之间存在能量交换的证据。数据同样显示在很多方面,金星磁层就像是一个缩小的规模的地球磁场。

  地球的情况是,磁场重联现象一般发生在背阳处10-30倍地球半径处的磁尾和等离子体片位置上。由于地球的磁场要强大的多,可以推断金星的磁场重联如果存在,则应当发生在其背阳处1~3倍半径位置。而这正是金星快车号探测器数据所证实的。

  张铁龙教授表示:“等离子体团在一些行星的磁层中非常常见,如地球,木星等,但是对于一颗不拥有磁场的行星,如金星这种情况,发现这一现象让人预想不到。”张教授是这篇发表在《科学》杂志上论文的第一作者。他本人是金星快车飞船磁强计设备的首席科学家,同时也是位于奥地利格拉斯的空间研究院高级研究科学家。

  他说:“磁场重联造成了磁尾分裂,导致磁尾中大部分的等离子体被抛射出去,进入太空。同时这一事件还会产生一个等离子体团结构向金星运动,将一部分太阳风的能量传递至金星背阳面的大气层中。因此这种磁场重联现象构成了金星上等离子体的循环机制,这一点和地球磁场中磁尾处发生的情况相似。”

  此次新发现在金星磁尾处存在等离子体逃逸的现象或许可以作为一种新的可能机制,用于解释金星高层大气的流失现象。这一点对于解释金星在发生严重温室效应之后最终完全丢失其水分的过程将具有重要意义。

  哈肯·司韦德海姆(Håkan Svedhem)是欧空局金星快车项目科学家,他说:“尽管理解大气损失机制是构建行星演化模型的关键一步,我们对于磁场重联机制却仍旧缺乏了解,这是因为我们对于除了地球之外的其它行星的磁场特性缺乏实地考察数据。”

  他说:“这一结果证明,对于类地行星的空间探测项目,如欧空局实施的金星快车,火星快车以及“星簇”探测项目对于我们了解行星大气层乃至行星本身的复杂演化机制将是至关重要的。(晨风)

相关阅读

  未来太阳或吞噬水星金星 地球在劫难逃不会永存

  罕见"凌日"今年六月上演 金星舞动穿越太阳表面

  26日傍晚天空将现迷人天象 金星木星与月神共舞

发表在栏目: 自然
 
科学家推测进入星际空间支持生命的地球喷射物数量惊人科学家推测进入星际空间支持生命的地球喷射物数量惊人

  北京时间4月13日消息,大约6500万年前,一颗直径大约是10公里、质量超过1万亿吨的小行星撞上地球。现在我们知道,这次撞击事件对地球产生的直接影响包括超级海啸、超热灰烬引发的全球性野火,当然还有陆生动物的大消亡。但是近几年天体生物学家开始研究一个不太为人所知的后果:这次事件把几十亿吨支持生命的岩石和水喷射到太空里。据一些科学家估计,这次喷入太空的物质的质量与那颗小行星的质量不相上下。令他们感兴趣的一个问题是所有这些物质最终的归宿?

  现在日本京都产业大学的原纱彻也(Tetsuya Hara)及其同事给出了答案。这些人表示,从地球上抛出的数量惊人的物质不仅降落到月球和火星上,而且有可能被抛到了更远处。他们还推测了这些物质降落的似乎可供生命生存的其他地方有多少,它们包括木星的卫星木卫二、土星的卫星土卫二和围绕其他恒星运行的类地系外行星。他们得出的结果有很多出人意料的地方。首先,他们通过推算认为,落到木卫二上的喷射物几乎与落到月球上的一样多:一些推测结果是10^8块地球岩石。这是因为木星周围巨大的引力场会吸引岩石,当被捕获的岩石围绕这颗行星运行时,它们又会被木星的卫星清理干净。然而最令人吃惊的可能就是穿越星际空间的物质的数量。去年我们查看的计算结果显示,进入星际空间的地球喷射物数量比其他所有行星的总和更多。

  原纱彻也及其同事进一步估算了会有多少地球喷射物降落到Gliese 581上,这是一颗距离地球大约20光年的红矮星,据悉有一颗位于可居带边缘的超级地球正在绕其运行。他们表示,大约有1千块地球岩石进行了前往Gliese 581的旅行,它们用了大约100万年抵达目的地。当然,没人清楚微生物是否能在这种长途旅行中幸存下来,或者是在前往木卫二和土卫二的更短距离的旅行中存活下来。但是原纱彻也及其同事表示,如果微生物能在此类星际旅行中幸存下来,它们至少将会在位于可居带里的一颗超级地球上繁衍生息。

  这引出了另一个有趣问题:支持生命的地球喷射物多久能够传遍整个银河系?原纱彻也及其同事通过计算得出,这些物质需要大约10^12年才能传遍银河那么大的一片宇宙空间。但是由于我们的星系只有10^10岁,因此一次喷射事件还无法传遍整个星系。然而他们表示,如果生命在已有10^10 岁的星系里的25个不停地点进化,从这些地方飞出的喷射物现在应该已经充满整个银河。这是一个非常有趣的推论。原纱彻也及其同事称,如果这种设想确实发生了,“那么我们太阳系里至少会有一处被起源于外太阳系的微生物造访过”。(孝文)

发表在栏目: 自然

  据国外媒体报道,一项新发表在美国化学学会期刊上的研究揭示了关于外星人进化的古怪展望,它们并不是生存于地球上,而是一种被称为“外星恐龙”的智慧生物。根据生命“胚种说”理论,数千万年前生活在地球上的恐龙或许也存在于其他星球上,而它们并没有受到小行星的撞击而灭亡,或者在全球性的火山喷发中消失。同时,著名的天体物理学家尼尔·德葛拉斯·泰森(Neil DeGrasse Tyson)在其新书《空间编年史》中详细揭露了小行星与恐龙之间的奥秘。 

科学家解析在地外星球上或存在“智慧恐龙”

生命“胚种说”意味着“智慧恐龙”可能出现在其他星球上

  泰森通过对天体环境以及宇宙生命演化形式的研究认为处于另外一颗行星上的恐龙生物并没有在类似6500万年前的小行星撞击地球事件中灭亡,这听起来有些像终极科幻小说中的情节。也许它们仍然可以活到今天,并已经处于先进的进化状态,发展出它们的空间计划,以及拥有可缓解小行星撞击事件再次发生的先进技术和策略。不过,如果这一切发生了,可能对哺乳动物而言不是个好消息,这也意味着后者将不会有立足之地,刚刚进化出来的人类将与恐龙共处一片蓝天下。

  根据现有生化研究,所有的糖类、氨基酸、DNA以及RNA都存在两种旋转方向,即左旋和右旋之分,可将其称为“手性”,在化学结构上,存在镜像对称但又不完全重合的分子称为手性分子。对生命而言,手性分子代表着一种特征,除了几个特殊的细菌外,地球上所有的生命体几乎都具有左旋的氨基酸,而右旋的生物分子对地球生命而言是个极大的对立面,因此地球上并不存在以右旋氨基酸为基础的生命形式。

  一种理论认为地球上的生命之所以会大量出现,是因为一种被称为“胚种说”的神秘机制在其中发挥着作用。承载生命的宇宙物质“四处流窜”在宇宙空间中,比如彗星或者一些冰封的小行星,它们是生命的保护壳,直到遇到适合的行星环境后将其携带的“生命种子”播撒到这颗行星上,并演化出生命形式。如果地球上的生命的确是通过激活宇宙中广泛存在的“生命种子”,那么在另一个适宜环境的星球上也将有相同类型的生命进化方式。

  这就是说,在“胚种说”的框架下,要么另外一颗行星上也生存着与我们一样的由左旋氨基酸构成的生物,要么是基于右旋生物分子的生命。根据研究人员推测:这种生命形式就可以用来解释“智慧恐龙”的出现,如果恐龙没有在小行星撞击事件中灭绝,而诸如人类这样的哺乳动物则很难有一个较好的生态立足点。

  而有些研究人员认为从我们星球上所发现的化石记录显示,存在着错综复杂的演化过程,生命在地球上出现的轨迹并不是呈“线性”式连续发展,恐龙的出现并不是一个必然事件。地球上的生命存在历史很大程度上受到偶然性因素的极大影响。换句话说,没有理由认为恐龙是生命进化的必然结果,只能说地球上发生的偶然因素才使得恐龙这种生物的诞生,它们并不是代表生命存在的唯一例子,演化出生命的星球不一定要经历“恐龙阶段”,可以自由地、随机地进入下一步进化阶段。

发表在栏目: 科学

  据国外媒体报道,“男人来自火星,女人来自金星!”目前,依据“阿波罗号”月球岩石样本最新“亲子鉴定”,地球是月球的“妈妈”! 

最新太空“亲子鉴定”:地球是月球的妈妈

  最新研究揭晓月球的起源之谜,并非源自火星大小的原行星与地球碰撞,地球是这颗星球的“单亲妈妈”

  长期以来,天文学家一直认真研究思考月球的身世,通过阿波罗号载人月球任务采集的月球岩石样本分析形成了80年代中期基本的月球起源假设。该主流理论认为,火星大小的一颗原行星在44亿年前与地球发生碰撞,两个星体溶合在一起,就像是小孩玩耍的黄色和蓝色的培乐多彩泥,最终揉捏成一个绿色的球体。而月球从溢出喷射物中很快浓缩形成,这一理论也适用于冥卫一的形成。

  然而,最新一项对于月球、地球和陨石中钛元素对比分析显示,月球物质唯一来自于地球。可以想像,地球是月球的唯一单亲妈妈!这项研究是美国芝加哥大学张军军(音译)和合著作者发表在3月25日出版的《自然地球科学》期刊上。

  如果月球诞生于两颗星球的碰撞,逻辑理论上,这颗卫星应当拥有一半的地球物质,以及另一半的碰撞星球成份。这种钛物质通常是以固态或者熔化状态存在,而不是月球诞生之初的蒸汽状态,这意味着钛元素不太可能是地球和某颗星球碰撞结合的成份。钛元素形成于超新星爆炸,它们存在轻微的化学成份差异,且大量存在于太阳系。它们有点儿像“同位素邮票”,可以显示它们起源于太阳系中哪个区域。

  研究人员称,令人惊奇的是月球钛元素与地球具有相同的同位素成份,并没有证据显示太阳系第三方异质星体介入月球的形成。

  这项钛元素分析结果与之前其他研究人员发现月球和地球拥有相同氧同位素的研究结果具有一致性,该项研究结果使行星科学家重新开始搜索月球起源,但当前并没有令人满意的月球形成理论。

  这项研究让人们倾向于联系至之前的“母亲-女儿”假说——月球是地球的副产物,只是地球遭受冲击力,使地球的一些质量非常快速地旋转,飞向太空形成块状结构。依据这一原理,地球根本不是一个培乐多彩泥球!

  另一个理论是地球和一个不含有钛元素的“雪球行星”发生碰撞,这将间接证实巨大飞行雪球行星为何不再存在。同时,这也非常不可能出现与地球相同成份的另一颗碰撞星球,地球拥有太阳系形成中太空区域弥漫的所有类型太空物质。

  自从人类对月球产生认知意识以来,这颗星球的神秘性就让天文观测者迷惑不解,目前当人类在月球行走之后数十年,人类仍无法彻底揭开它的神秘面纱。

  上帝是不会向人类展示月球的形成过程,我们的想像力和细致深入的分析或将真实演绎出44亿年前这颗星球是如何诞生的。

发表在栏目: 自然
 NASA耗资6亿美元寻找类地星球 否定2012末日
NASA耗资6亿美元寻找类地星球

  4月6日消息,据国外媒体报道,美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration)简称NASA本周三称,该机构在未来几年内将继续开展寻找类地行星的项目,该项目总耗资高达6亿美元。有人猜测,玛雅人2012世界末日预言很有可能是真的,NASA耗巨资正是为了寻找适合人类居住的星球。

  NASA称,开普勒探测器将继续寻找类地行星,开普勒探测器是世界上首个专门用于搜寻太阳系外类地行星的航天器。专家小组估计,今后运作开普勒探测器每年的费用将近1800万美元。目前,开普勒探测器已发现了一些环绕太阳系外行星运行的、体积与地球类似的星球。天文学家认为这些行星上可能有生命。

  据悉,这一项目于2009年时启动,旨在搜寻银河系远端的与地球类似的行星,该项目直到2016财年将总耗资达到6亿美元。这一行为引起了很多美国民众关心,他们认为,NASA耗资如此巨大是为了寻找适合人类居住的星球,玛雅人2012世界末日预言很有可能是真的。

  此前,NASA曾在官方网站上公开声明称,2012年12月21日不是世界末日。NASA位于加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的近地天体计划办公室负责人、天文学家堂·耶曼斯表示:“Nibiru将导致地球毁灭的说法非常荒谬,因为这颗所谓的行星并不存在。它不过是一些自称科学家的家伙虚构出来的行星,没有任何证据能够证明它的存在。”耶曼斯指出,一些人认为Nibiru潜伏在太阳后面,因此无法被观测到,但这一说法同样没有证据支撑。如果这样一颗行星2012年12月21日撞击地球,现在早已经被肉眼发现了。

发表在栏目: 自然
 科学家称2014年或发现第一个“外星人星球”

  符合生命定义的系外行星被发现后,外星生物或许就在眼前

  据国外媒体报道,美国国家航空航天局的科学家称,第一个真正意义上的“外星人星球”将在未来两年内被发现。到目前为止,天文学家已经确认了超过750个外星世界,而开普勒系外行星探测器已经“标记”出2300个“候选行星”,正在等待科学家的进一步确认。科学家的目标是发现与地球空间环境类似的系外“类地行星”,比如在大小上接近地球、轨道位置也要处于恒星周围的可居住带上,可能在话,上面或许存在外星生物。

  根据美国国家航空航天局华盛顿总部的研究人员、系外行星生物学家肖恩·多马加尔·戈德曼(Shawn Domagal Goldman)在一份声明中表示:“我相信开普勒系外行星探测器将在未来两年内发现位于恒星可居住带上的类地行星,我们能够在夜空中指着一个星球说,那就是一颗可以支持生命的星球。”

  对于美国国家航空航天局而言,该机构的其他科学家似乎也乐于分享行星生物学家戈德曼的乐观前景,研究人员已经着手探索“外星人星球”上各种物化成分的方法,一旦发现这类星球的存在便可马上开始探测。事实上,我们很难直接观测到系外行星的“倩影”,因为只有地球大小的行星在如此遥远的距离上,几乎被它们的恒星耀眼的光芒所“吞没”,而研究人员则是通过“凌日法”来发现系外行星的存在,即系外行星通过恒星盘面时,恒星的光线就被遮挡,会出现微弱的亮度降低,这样便可发现系外行星的踪迹。

  “凌日法”用于探测系外行星的过程中,也可以接收到穿过系外行星大气的光线,通过进一步的光谱分析,便可以从这些光线中了解到行星大气中所蕴藏的各种组成成分,就如同大气指纹,可以准确反映各种元素的含量。据位于美国国家航空航天局总部的科学家、开普勒探测器任务的研究人员道格·赫金斯(Doug Hudgins)介绍:系外行星高层大气的反射光告诉了我们关于这颗行星的故事。

  目前,隶属于美国国家航空航天局的开普勒系外行星探测器任务小组正在审议一项新的探测计划:使用快速红外系外行星光谱调查探测仪(FINESSE)对“外星人星球”进行搜索,其原理也涉及到对行星凌日的光谱测量。通过系外行星一次轨道周期内(当系外行星出现在视野中与隐藏在恒星背后)恒星光谱的测量,如果这颗系外行星存在,那么科学家对比两次光谱数据,便可从中找出它们。研究人员认为:该方法可将系外行星暗淡的反射光从恒星耀眼的光芒中区分开来,同时也揭示出系外行星大气中的各种组成成分。

  美国国家航空航天局正在研制一颗被命名为“凌日行星调查探测器”的空间天文台(TESS),旨在专业设计探测器使用该方法探测遥远的“外星世界”,搜索范围在我们银河系周围的恒星世界中,科学家认为通过对以地球为圆心,50光年的距离为半径,就能划出覆盖数百颗恒星的天球,足够科学家在未来相当长的时间内进行详细研究。

  随着更好的探测仪器和方法被用于搜索位于遥远宇宙空间的“外星世界”,科学家系外下一代的空间望远镜不仅仅具有能发现系外行星的能力,也应该可以直接给出行星大气组成成分,比如云层覆盖的情况,甚至可以告诉我们系外行星地表是什么样子,是否存在海洋、以及海洋覆盖面积占行星表面积的多少、还有多少陆地等。

  对此,行星生物学家多马加尔·戈德曼期待着重大发现和惊喜,他认为:我们发现如此多的“外星世界”使我们感到很惊讶,当我们发现真正意义上的“外星人世界”时,在进一步的研究过程中,我们还可能发现外星生物与它们的行星环境相互影响的痕迹。自然界的多样性比我们预料的更加丰富多彩,当然也包括外星生物。

发表在栏目: 自然


艺术家绘制的超级地球上的景色

  据国外媒体报道,在一项最新的调查研究中,科学家探索了红矮星周围的常见类型的行星,而红矮星被认为是宇宙中大多数恒星的真实面目。根据统计,大约有40%的红矮星周围存在位于可居住带上的行星,这意味着那儿有合适的温度,使得水呈现液态。但是,目前还没有办法了解到这些潜在的水世界中有多少是岩质行星,如果是气态行星就另当别论了,而岩质行星可谓是真正适合居住的世界。


艺术家绘制的超级地球上的景色

  在银河系中,最常见的恒星类型便是红矮星,属于M型主序星。它的表面环境与太阳这样的G型主序星不同,温度显得更低,体积也更小一些,由于其内部的氢核聚变不太剧烈,因而其寿命比我们的太阳更长。天文学家通过对红矮星周围行星进行抽样调查后,得出了一个令人惊叹的结论:在银河系中1600亿颗红矮星中,大约有40%的样本周围存在与地球在大小上相近的行星(注:不是类地行星),并且这些行星处于与红矮星距离合适的轨道上。这项调查发现认为这些数量庞大的行星上已经具备了液态水存在的温度环境,这一条件是生命出现所必备的。

  科学家小组通过陆基天文台对太阳系之外的行星世界进行探索时提到,如果这像发现被进一步证明是正确的,这就意味着银河系中大约有数百亿颗行星处于可居住带上,是个名副其实的“宜居星系”。这项研究同时也是对隶属于美国国家航空航天局的开普勒系外行星空间望远镜任务的有力补充,该望远镜主要任务就是发现类太阳恒星周围的行星世界。银河系中大约有80%的恒星属于红矮星,平均而言,这些红矮星比我们的太阳小三分之一、表面温度只有4000华氏度,显得更“冷”一些。

  据位于加州山景城(Mountain View)的美国国家航空航天局埃姆斯研究中心科学家威廉博鲁茨基(William Borucki)介绍:“我对欧洲科学家小组的发现并不感到吃惊,他们使用了位于智利的La Silla天文台高精度视向速度行星搜索仪(HARPS)分光摄谱仪以寻找太阳系之外的行星,不过要想在红矮星周围进一步确认岩质世界的存在还需要一些技术整合。威廉博鲁茨基同时也是开普勒空间望远镜研究小组的首席科学家。

  高精度视向速度行星搜索仪的研究团队通过测量遥远恒星光线中轻微的变化来发现系外行星的存在,由于行星对恒星产生的反作用,使得恒星会出现相对移动,在地球上就可以观测到在视向速度上的变化,并通过多普勒效应和恒星光谱来计算,但对系外行星的密度测量还显得较为困难。对于开普勒空间望远镜研究团队而言,该望远镜则是探测系外行星凌日现象还发现它的存在,并测量该行星的大气成分。

  但是,如果我们把这两个系外行星发现法整合起来,就可以得知其大小和体积,这样就能算出密度了,进而就能得知它们是否是岩质行星。博鲁茨基认为这个想法仅仅是理论上而言,实际观测中甚至察觉不到那些岩质行星的质量,更不用说体积了,因此这个想法有些夸大。欧洲的科学家小组在过去所发现的系外行星中也包含了巨型气态行星,比如像土星、木星等,但该类型的行星在红矮星周围存在还是比较罕见的,而更常见的是“超级地球”,一种直径是地球数倍的行星。

  高精度视向速度行星搜索仪的研究人员、法国格勒诺布尔(Grenoble)宇宙科学天文台天文学家泽维尔·邦菲斯(Xavier Bonfils)介绍:由于银河系中相当数量的恒星为红矮星,因此也不可避免地研究这些恒星周围行星形成的机制,或者评估我们银河系“可居住”的潜力。邦菲斯和他的同事希望可以通过一个新的摄谱仪来完善观测技术,旨在针对红矮星在红外波段上谱线进行研究。

  当一颗潜在“可居住”行星通过其公转恒星表面时,科学家可以探测穿过行星大气的光来分析大气成分。并使用了新一代的空间望远镜,其中包括隶属于美国国家航空航天局的詹姆斯韦伯太空望远镜,它主要被用于探索系外行星大气中是否存在氧气、二氧化碳、水分和其他分子,这些探测对寻找地球以外的生命而言是至关重要的。(Everett/编译)

  相关阅读

  现实版"塔图因"行星 或为拥有生命宜居类地卫星

  科学家编制系外行星列表 锁定潜在适宜居住星球

  新模拟检测火星表面环境 确定3%空间适宜居住

发表在栏目: 自然
 
目前已知最古老的行星围绕它们的恒星运行的艺术概念图目前已知最古老的行星围绕它们的恒星运行的艺术概念图

  北京时间3月28日消息,据国家地理杂志网站报道,科学家表示,他们发现的围绕一颗距离地球375光年的恒星运行的两颗巨大的行星,是迄今为止发现的最古老的外星世界。据估计,已经有128亿岁的主星及其两颗行星可能是在宇宙刚刚诞生时形成的,发生在宇宙大爆炸之后不超过10亿年。

  研究负责人约翰-塞蒂亚旺在德国海德尔堡马普天文研究所进行了这项研究,他说:“银河自己迄今还未完全形成。”在最近的一项研究期间,塞蒂亚旺及其同事发现有两颗行星围绕编号是HIP 11952的恒星运行的迹象。根据该科研组的计算结果可知,其中一颗行星几乎与木星一样大,它围绕轨道运行一周大约需要7天时间。另一颗行星的质量是木星的近3倍,围绕轨道运行一周需要9个半月。如果这些行星是在它们的主星形成很久以后才诞生的,那么它们可能比看起来更加年轻,然而该科研组表示,这种假设不太可能是真的。塞蒂亚旺说:“通常行星会在恒星形成后不久就诞生了。第二代行星也有可能会在一颗恒星死亡后形成,不过这种猜测仍具有争议性。”

  塞蒂亚旺及其同事利用径向速度技术发现这两颗古老的行星,天文学家通过该技术,会发现由围绕主星运行的世界产生的引力拖拽导致的一颗恒星的亮度出现的周期性变化。这一发现暗示,这颗行星有可能是在宇宙之初形成的,只是当时的恒星都是贫金属星(metal-poor stars),这个天文术语指的是缺少比氢和氦更重的元素的恒星。塞蒂亚旺表示,HIP 11952的“铁含量仅为我们的太阳的10%”。行星起源于这种恒星的想法与已被广泛接受的理论——增长模式(accretion model)背道而驰,后者认为重元素是行星形成所必不可少的。即使土星和木星等气体庞然大物也需要重元素才能成形,因为它们是在固体核心的基础上形成的。

  吸积理论迄今一直得到以下资料的支持:到目前为止发现的大部分存在行星的恒星都相对比较年轻,并拥有中到高等数量的金属。不过塞蒂亚旺表示,也许这里存在观测偏好。他说:“也许天文学家认为增长模式是正确的,因为行星猎人一直着眼的大都是年轻行星。为了验证这个问题,在(更古老的)贫金属星周围寻找行星非常有必要。”虽然最新发现的这两颗行星非常高寿,但是它们不太可能再活130亿年。塞蒂亚旺表示,这颗主星很快就会转变成一颗红巨星,这是像太阳一样的恒星的生命最后阶段。在这个阶段,该恒星的体积会增大,它有可能会吞噬掉附近的任何行星。这一最新研究成果发表在本周的在线杂志《天文学与天体物理学》上。(孝文)

发表在栏目: 自然
科学家已经研究了Gliese 581星系,看一看生命是否可以通过太空岩石在不同世界间传播
科学家已经研究了Gliese 581星系,看一看生命是否可以通过太空岩石在不同世界间传播
欧洲南方天文台获得的这张图片显示的是恒星Gliese 581。科学家模拟了岩石在这颗恒星周围的行星间穿行的画面
欧洲南方天文台获得的这张图片显示的是恒星Gliese 581。科学家模拟了岩石在这颗恒星周围的行星间穿行的画面

  据国外媒体报道,生命能否以活微生物的形式,通过太空岩石在宇宙里穿行,从一个世界传播到另一个世界?科学家已经模拟了岩石疾驶穿过Gliese 581系的情景,并发现这种情况可能不存在。Gliese 581系被认为最有可能孕育着生命,因为它的“超级地球”——行星D位于可供液态水存在的可居带里。

  杰伊·迈罗氏教授说:“最大的一个科学谜题是生命如何传播开来的。在我们的太阳系有很多物质交换发生,很可能生命开始于火星,后来被带到了地球上。”生命从宇宙里的一颗恒星传播到另一颗恒星的可能性也是人们争议最多的话题。科学家已经在地球上发现月球岩石和火星陨石,迈罗氏以前曾因此指出,活微生物可能正是通过类似方式在行星之间不断传播。布罗克(Brock)之所以会研究Gliese 581行星系,是因为行星D,即已知的超级地球位于可居带里,这里可能存在液态水。

  迈罗氏说:“我们已经发现一些令人吃惊的结果,物质通过与我们的太阳系相同的方式在这个星系间传播开来会很困难。”布罗克表示,在Gliese 581里发现的所有4颗星系都与主星的距离相对较近,因此它们的轨道速度很大。然而物质离开行星D的最初速度并不足以让物质在行星间传播开来。布罗克说:“行星D把物质传播到Gliese星系里的其他行星上的机会很小。这充分说明了我们的太阳系是多么与众不同。”迈罗氏表示,一个更广大的太阳系可能需要物质在行星间交换。他说:“迄今还未发现哪个太阳系像我们的太阳系一样有机会在不同行星间传递生命。”

  科学家用一种被称作“Gliese 581系”的方法模拟1万个粒子从行星e和超级地球——行星D喷射出来。这些粒子束的运行速度与每颗行星的轨道速度成正比,由于这些行星距离主星相对较近,因此从太阳系的标准来说它们的轨道速度很大。布罗克说:“行星D的喷射物撞上其他行星的可能性非常小,大部分粒子都会进入一个初始双曲线轨道,最后被该星系系弹出。”美国普渡大学行星科学系的几名成员正在参加第43届月球与行星科学会议,并提交了有关火星的卫星火卫一可能被来自火星表面的微生物污染;彗星喷射物的构成和大月球环形山周围的重力异常的研究。迈罗氏说:“普渡大学的很多人参加这个会议,向公众展示他们的研究成果。”(孝文)


相关阅读

  研究称中微子束威力强 可发送信息穿透固体岩石

  组图-探秘世界最浪漫餐厅 小岩石上的二人世界

  史前巨型火山喷发揭秘 或由地球岩石板撕裂造成

发表在栏目: 自然

  据国外媒体报道,宇宙一团巨大的气体云在自身引力的作用下发生了坍缩,这时候年轻的恒星就会在此诞生,随即行星的形成过程也会开始演化了。但是这并不是所有气体云的形成过程都如此按部就班,天文学家已经发现了一种新的形“制造”机制,揭示了为什么有些“婴儿”恒星周围可能无法演化出行星,而另外一些恒星周围却充满了恒星。传统意义上认为一颗“婴儿”恒星在其演化过程中会在其周围出现原始行星盘,不断地聚拢气体等物质,通过漫长的吸积过程将气体和尘埃旋转聚集,并最终将这些原料“制造”出各种井然有序、形态迥异的外星世界。


宇宙中的“胎盘”

  对于一个理想的行星系统而言,每个行星世界的轨道与主恒星之间存在着一定的间隔。然而,一个系外行星“狩猎”观测站发现太阳系外的行星世界存在各种奇特的情况,显然它们不遵守秩序。一组天文学家近日认为他们可能找到了这个谜团的答案,通过模拟行星系统的形成过程后,观察到那些不遵守秩序的系外行星如何在新的“制造”机制下扮演重要的角色,并将模拟结果与实际观测进行了比较。

  据亚利桑那大学月球和行星实验室助理教授伊拉里亚帕斯库奇(Ilaria Pascucci)介绍:我们的研究结果显示行星在年轻恒星周围的轨道分布并不是非常流畅,相反会出现行星“荒漠”,即一颗行星都不存在,而有时候在特定位置还可出现“连环撞车”。相关的结果也发表在3月19日于德克萨斯州举行的月球和行星科学大会上。那么“行星荒漠”与“连环撞车事故”是如何形成的呢?在年轻的“婴儿”恒星诞生后,在其周围会出现旋转的气体云,随着时间的推移,这些气体云会逐渐形成扁平状,进而演化出类似盘状的行星盘,而行星就会在其中诞生。

  然而,在这一切发生之前,引力牵引与“拔河”会在原始行星云与尘埃中上演。“婴儿”恒星却以原始行星盘上物质“为食”,逐渐增加自己的质量并产生强大的引力场而拉拢更多的物质。与此同时,“婴儿”恒星发出能量强大的辐射将原始行星盘推离,高效地将正在落入恒星的气体和尘埃滞留以一定的间隔,在某个时刻时,向外辐射的推动力与恒星引力之间达到了平衡点,这样便将“婴儿”恒星周围的区域清理干净了。这个理论很好的揭示了在形成期内所发生的事件。但是帕斯库奇助理教授的研究团队同时也指出“婴儿”恒星所产生的强大辐射也具有热效应,同样会作用于原始行星盘上。

  英国莱斯特大学的研究人员理查德·亚历山大(Richard Alexander)认为:在非常靠近恒星的行星盘物质具有非常高的温度,在强大引力与辐射推动力的作用下,它依然会处于一个稳定的位置,而原始行星盘上的引力较弱的区域,被加热的气体就会逃逸到宇宙空间中。亚历山大同时也是本项研究的合著者。这个现象的天文学上被称为光致蒸发,也意味着“婴儿”恒星系统中的质量出现了损失。如果远离光致蒸发区域,恒星的能量辐射太弱而不足以加热物质,因此这个现象仅在距离“婴儿”恒星较近的的原始行星盘上发生。

  帕斯库奇与亚历山大指出一颗类似于太阳级别的恒星,其光致蒸发区域位于一至两个天文单位(一个天文单位为地球到太阳的距离),这是一个非常有趣的结果。随着时间的推移,巨大质量的行星会在“婴儿”恒星周围形成,但这些行星仍然被植入原始行星盘上的物质。而新生的恒星可通过引力“制造”出一些原始行星盘上的物质,新产生的物质会“拖绑”行星盘上物质的旋转,减缓其轨道的动量。

  这时候,当原始行星盘上的物质旋转速度逐渐下降后,便会失去它们的轨道而越来越靠近“婴儿”恒星并最终落入其中,行星迁移的过程也使得巨大质量的行星朝着光致蒸发的区域前进。因此,“婴儿”恒星周围的行星便会出现“连环撞车”,这种分布不均匀的现象已经在我们所发现的许多行星系统中存在。随着开普勒系外行星探测器探索任务的继续,位于类太阳恒星一个天文单位之内的巨型气态行星将变得更加不稳定。(Everett/编译)

  相关阅读

  天文爱好者野外拍经典 遥远银河恒星摆彩虹奇观

  光回波揭170年前惊人画面 恒星大喷发浮出水面

  "引力透镜"可发现黑洞存在 实现恒星际之间通讯

发表在栏目: 自然
第 3 页,共 14 页