神九成功返回
三宇航员安全出舱
在太空遨游13天,完成各项既定任务后,神舟九号飞船返回舱于今日上午10时许顺利着陆,三名航天员景海鹏、刘旺、刘洋返回地面。
自6月16日发射升空后,神舟九号飞船先后与天宫一号进行了两次交会对接任务,实现了首次手控交会对接,这意味着中国完整掌握空间交会对接技术,具备了建设空间站的基本能力。
期间,三名航天员还进入天宫一号实验舱进行了多项航天试验。北京时间6月29日10时许,神舟九号飞船返回舱成功降落在位于内蒙古中部的主着陆场预定区域,航天员景海鹏、刘旺、刘洋平安回家。
按照地面指令,当飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态,返回舱与推进舱分离,制动发动机点火,飞船在穿越大气层以后,借助降落伞和反推发动机逐步减速,以每秒3至4米的下降速度在预定区域成功着陆。
3名航天员身体状况良好。按照计划,天宫一号目标飞行器将留轨转入长期运行管理。
银河系内部光环的年龄为114亿年
据美国太空网站报道,最新一项研究现已空前精确地测定了银河系的年龄,之前研究银河系内部光环——环绕银河系螺旋系盘的区域,显示银河系形成于100-130亿年前。但最新一项研究将银河系年龄更加精确化,显示银河系内部光环的年龄为114亿年。
研究报告作者美国巴尔的摩市太空望远镜科学协会的詹森-卡里拉称,这项最新研究将帮助天文学家从一般意义上更好地理解星系进化。我们基本上消除了主要障碍,形成了一个完整的银河系进化图像,揭晓了随着历史变迁星系如何进化和形成。
银河系结构
银河系是由三个主要部分构成:中心膨胀区域,相对扁平盘和环绕光环的球体。光环包含着球状星团——密集凝聚着数百万颗恒星,许多科学家认为银河系光环是由两个独立恒星群体构成,因此将银河系光环细分为内部光环和外部光环。
银河系的三个主要部分被认为形成于不同时期,首先是光环形成。银河系最古老的球状星团年龄为135亿年,意味着仅距离宇宙大爆炸2亿年后形成。但是天文学家却很难成功地精确测定光环区域恒星的年龄,因此理解整体光环如何及什么时间形成仍是一个难题。
卡里拉观测了垂死光环区域恒星,它们仅是从“活跃融合工厂”至奇特天体白矮星的过渡体。
研究新白矮星
白矮星是已耗尽自身燃料相对小型恒星的残骸体,它们的亮度较低,但拥有超密集的物质核。在银河系中绝大多数恒星都是白矮星,其中包括我们的太阳最终将以白矮星的形式终结生命。
卡里拉称,白矮星密度是地球“正常”物质的100万倍,但是这些奇特天体在一些重要方面能将问题简单化。它们是简单恒星,这样的恒星仅由一种原子——氢子控制。
卡里拉利用这些简单性自然特性,使用全球几种不同望远镜的观测数据,研究了一种通过分析氢排放量的方法来测试白矮星的年龄。他对氢排放量进行恰当地分析,揭示了白矮星的质量和其它重要特征,这些特征可用于评估白矮星的年龄,以及什么时间从活跃恒星过渡为垂死矮星。
他通过研究新诞生白矮星的光谱来校准这项技术,他和研究同事对梅西耶4球状星团(已知其年龄大约125亿年)中白矮星的温度进行勘测进而绘制出光谱。卡里拉对银河系内部光环刚演变成白矮星的4颗恒星进行了研究。
对这4颗内部光环恒星的研究分析显示其年龄为114亿年。这项研究结果比之前评估的内部光环年龄更加精确,该研究报告发表在5月30日出版的《自然》杂志上。
美国亚利桑那州基特峰国家观测台的蒂莫西-比尔斯说:“这项最新研究测定了银河系内部光环恒星群体的年龄,从而进一步增强了我们理解银河系恒星形成和进化的学识。”
理解银河系
银河系内部光环的年龄大约是114亿年,外部光环被认为历史更加久远一些,一些构成银河系的远古星系团年龄大约是135亿年。
卡里拉计划研究银河系外部光环中白矮星的年龄,同时,他还将研究内部光环中更多的白矮星,进一步理解这些恒星进化形成的时间。
这项最新技术不能直接应用于其它星系,由于白矮星非常遥远,光谱较为昏暗,难以详细研究。但是这项研究结果将帮助天文学家理解一个星系进化的基本面。卡里拉称,如果能够知道内部光环形成年代,那将更加易于分析星系的形成方式。(卡麦拉)
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8月5日,美国航空航天局的火星科学实验室将抵达火星大气的边缘。此时,这个重约3.86吨的装置已经以超过2.1万千米/小时的速度在太空中旅行了5.6亿千米,但是对它来说,真正的挑战现在才刚刚开始。在接下来的7分钟时间里,它将在厚128千米的火星大气中垂直跌落,承受高达约2400摄氏度的高温,并引导自己猛烈减速,最终降落在巨大的盖尔陨石坑。
火星科学实验室是迄今为止最为野心勃勃的火星探测项目。它携带的火星车“好奇号”的长度是上一代火星车“勇气号”和“机遇号”的两倍,重量则是它们的5倍。它的着陆区域面积为384平方千米,只有“勇气号”和“机遇号”着陆面积的1/3,因此需要前所未有的精度。此外,“勇气号”和“机遇号”在为期3个月的主任务阶段一共只移动了不到1600米,而“好奇号”却将在一个完整的火星年,也就是687个地球日的时间里,在火星崎岖的地面前进约20千米。
火星科学实验室的任务是,确定火星是否—或则曾经—存在能支持生命生存的环境。它将用最先进的太空探测工具来完成这一任务。实际上,这不仅仅是一次单纯的火星任务,它还将对若干种新开发的工具和技术进行验证。几十年后,这些技术和工具将帮助人类对木星的卫星木卫二进行探测,并帮助我们最终殖民火星。
恐怖的7分钟
在所有成功接触到了火星大气的11次火星任务中,有5次由于在进入大气层、下降和着陆(EDL)阶段出现故障而失败,这也是为什么工程师们将这个阶段称为“恐怖的7分钟”的原因。对于火星科学实验室任务来说,研究人员重新设计了进入EDL阶段的过程。他们用精确的引导进入系统取代了以往粗糙的进入方式,并开发出了新的着陆方法—太空起重机,这种方法今后将成为大型太空车的标准着陆方法。
进入0分钟
在准备进入阶段,火星科学实验室由4个主要部件构成:后盖、热护罩、降落模块和“好奇号”火星车。在抵达火星外层大气前,火星科学实验室将首先从后盖上丢弃两个75千克重的钨配重。丢弃配重后,重心的变化将使得火星科学实验室与航向形成一定的倾角,产生一定的升力并接受导航控制。在火星科学实验室的后盖上共有8个推进器,它们推动它向着陆区域前进。在差不多4分钟时间里,摩擦力的作用将使火星科学实验室的速度降低到1600千米/小时。此时它会再次抛弃6块配重,重新恢复平衡,消除其自身与前进方向之间的倾角。
下降 4分钟
一旦火星科学实验室的速度降低到1440千米/小时,它将会释放一个直径约15米的尼龙-聚酯纤维降落伞。降落伞打开后的一分半时间里,火星科学实验室的速度会降低到290千米/小时。当它携带的雷达探测到与火星表面的距离只有8000米的时候,热护罩脱落,名为“火星下降成像器”的高分辨率相机开始工作,科学家日后将利用它拍摄的视频对着陆地点及其周围环境进行分析。热护罩分离80秒后,后盖带着降落伞同时与主体分离,只留下降落模块和火星车继续降落过程。
着陆 7分钟
在距离火星表面1600米的时候,降落模块上的8台再入火箭推进器点火,在40秒内将火星科学实验室的速度降低到2.75千米/小时。在距离火星表面约20米的高度,降落模块在保持以2.75千米/小时的速度下降的同时,通过名为“太空起重机”的设备,用尼龙绳将“好奇号”火星车放下。火星车上的计算机将通过“脐带”,向降落模块发送指令。一旦火星车抵达地面,距离地面7.5米高的降落模块将松开尼龙绳,飞离火星车上方,并在其北面150米远的地方坠毁。此时火星车将从EDL模式切换到表面模式,开始其探测任务。
探测过程
在主任务阶段,“好奇号”火星车将记录火星的天气变化,分析空气成分,对岩石进行测试以寻找氨基酸、甲烷或者其他能表明火星上现在或者过去有生命存在的有机物。它将面对极低的温度、大风、沙坑和悬崖等危险。为了能满足这些苛刻条件的挑战,工程师用与以往完全不同的方式打造了这辆新一代火星车。与以往的任何火星车相比,它都更坚固、更智能,并能携带更多的科研设备。
能量
为了满足“好奇号”这样高能量密度的大型火星车的能量要求,工程师们为它配备了核反应堆。反应堆重约45千克,利用火星车携带的4.8千克钚的衰变,每天能产生约2.7千瓦时的电能,是“勇气号”和“机遇号”火星车携带的太阳能电池发电量的3倍。散热系统会引导反应堆的废热为“好奇号”的两台主计算机保温,防止其在夜晚零下90摄氏度的低温中冻坏。
导航
尽管科学家会控制“好奇号”的某些路线和任务,但是绝大多数目标还是要靠它自己来完成。为了躲避危险,“好奇号”会利用安装在桅杆上的两台导航相机所生成的3D图像和安装在车身上的两对立体鱼眼相机产生的图像进行导航。火星车会用图像识别软件对上述设备拍摄的图像进行分析。一旦遇到障碍或者危险地形,它就会自动选择一条安全的规避路线。
寻找目标
为了确定应该钻探哪块岩石,“好奇号”会利用“化学与成像(ChemCam)”系统首先进行远距判断。“化学与成像”系统由安装在桅杆上的激光器、望远镜、相机和安装在车身上的分光计组成。首先,激光器会向7米外的岩石发射一系列红外脉冲,百万瓦级的能量将使岩石上的小块区域汽化,产生闪光。望远镜将观测闪光并将信号发送给分光计,分光计会分析闪光的波长并据此确定岩石类型。如果发现某块岩石有存在有机物的希望,任务计划器会在第二天指示“好奇号”对其进行钻探。
通信
“好奇号”会每天两次把任务数据通过超高频无线电传送给火星观测轨道器(MRO)—2006年MRO就开始了环绕火星的飞行。利用能传送更多数据的X波段无线电,MRO将把“好奇号”发送来的任务数据中继给任务专家。(信号抵达地球需要8~22分钟时间。)地球上的科学家将利用“好奇号”的成像和传感数据进行每天的任务计划。不同的是,这次他们是按照预定的时间—火星时间上午9点半左右—通过X波段无线电直接把指令发给火星车。
钻探
现有的火星车只能在火星的表面上刮取一些样本进行分析,但是地表是找到有机物可能性最小的地方—有机物会在阳光的照射下分解。为了解决这一问题,工程师给“好奇号”装备了1.8米长、带有5个关节的机械臂,在机械臂的末端是一个旋转的冲击钻,足以在岩石上钻出5厘米深的孔。岩石粉末通过通道进入处理单元,之后经过过滤,直径小于150微米的粉末会进入科研设备进行分析。
分析
“好奇号”将利用两种工具确定火星上是否曾经有适宜生命生存的环境:“化学与矿物(CheMin)”系统和“火星样本分析”设备。这两种工具都安装在火星车的车身上,并从机械臂接收样本。“化学与矿物”系统利用X射线衍射和荧光在样本中寻找生命环境下才会出现的矿物质,“火星样本分析”设备则会利用激光光谱和气相色谱法在样本中寻找能创造生命的有机物。
“好奇号” 的前进路线
在评估了60处可能的着陆点后,科学家最终选择了盖尔陨石坑。“好奇号”将会对陨石坑下方侧面平缓的斜坡进行探测。科学家对这里的一处扇形淤积区域特别感兴趣,因为这片区域很可能意味着泛滥的洪水、沉积的淤泥和硫酸盐,而这就意味着有机物的存在。
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)
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北京时间9月29日消息,乍一看,为金星做天气预报似乎是一件极其简单而枯燥乏味的事情,因为金星上的天气几乎是一成不变的。但现在看来这一点可能要取决于你所处的位置。人们很早便已经知道金星是太阳系的地狱——地表温度超过480摄氏度,连铅块都会熔化。空气中弥漫着浓硫酸液滴组成的雾气,这还不算,这里的地表大气压是地球表面大气压的90倍,人站在上面会立即被压扁。因此,在规划金星考察计划时,永远不要指望金星上会有好天气,不过有一点倒是可以确定的,那就是金星的这种地狱般的天气是不会变的。
蒂姆·莱文古德(Tim Livengood)博士是美国国家地球与空间科学教育中心的研究员,现在他在马里兰大学任职,他说:“金星上发生的任何气候变化都将引人注意,因为这颗星球上有着太多的因素限制着天气的变化,这让这里的天空几乎一成不变。”
莱文古德解释说:“地球上存在四季变化,这是因为地球拥有23度的黄赤交角(即地球赤道面与黄道面之间的夹角),这样一来,在一年之中地球上各地的光照强度以及白天的长短会出现变化。然而金星的黄赤交角数值太大了,它的这一数值为177度,这就相当于金星整个颠倒了过来,反而相当于仅有3度的角度了。因此太阳光几乎可以一直直射金星的赤道附近纬度带,季节变化很不显著。另外,金星的轨道偏心率也比地球的小,也就是说它的轨道形状更圆,这样也就不会出现离太阳太远或太近的情况,也就不会出现由于距离太阳远近的变化而导致的温度差异。你或许还会说,金星的晚上温度总会比白天低一些吧?确实,由于金星自转极慢,金星上的一晚上几乎要相当于地球上的两个月。但是事实上,由于金星被一层充满硫酸云和二氧化碳的浓厚大气层包裹,很难散热,因此它表面上白天和黑夜的温度几乎是一样高的。最后,金星上几乎所有的水都已经散失殆尽了,因此你也不能指望会有任何飓风或者暴雨来给你降降温。”
然而,根据最新一项由美国宇航局及其国际合作伙伴们进行的研究项目显示,在更高的海拔上,金星的高层大气却显示出了更加复杂的模式。研究小组利用望远镜发现在红外波段中观察时,在金星上空大约110公里远离令人窒息的云层上方,金星大气中间层和热层区域里寒冷,洁净的空气中正发生一些不同寻常的事件。
美国宇航局戈达德空间飞行中心的特雷多·卡斯托克(Theodor Kostiuk)博士说:“尽管在这些高海拔上,金星极地上空的空气温度一般总会低于赤道上空空气的温度,但是偶尔极地上空的温度会变得较为温暖。”他说:“在地球上,有一个被称之为‘哈德利环流’的气流循环模式存在于赤道与两极之间:赤道地区上空的空气受热膨胀上升并向两极运动,最后在极地变冷下沉回到赤道,从而构成完整循环。由于近地面的大气密度较高,从上空下沉的气流会被压缩并因此升温。然而我们在金星上看到了恰好相反的进程。另外,尽管金星上各处的温度相当均衡,但是在中间层-热层范围内,我们发现在金星低纬度地区上空,短短几个地球日内就会出现幅度达到30度的温差变化。金星的极地地区上空高层大气环境相对稳定,但是仍然纪录到幅度达到15度左右的变化。”
卡斯托克和莱文古德参与撰写的这一论文已经发表在了7月23日出版的在线版《伊卡鲁斯》杂志上。来自德国科隆大学的吉多·索纳本德(Guido Sonnabend)博士是论文的第一作者,他说:“金星大气的中间层和热层非常活跃,由太阳热量和东西方向纬向风带相互竞争。可能正是这一点导致了局地的温度变化以及随时间出现的起伏。”
根据研究小组的观点,这种出现于金星高层大气中的温度起伏有着诸多可能的原因。金星大气中不同海拔高度上的全球性气流会引发扰动,其运行时速超过320公里,且方向各自相反。这会导致不同高度间气流的热量交换,并进而导致高层大气温度状况发生相应的变化。另外,在金星极地存在的巨型气旋也可以产生扰动,并造成气压值的改变并进而引发温度变化。
除此之外,由于小组所研究的金星大气层面位于其浓密的云层上方,因此这里的温度环境也会受到日夜转变时太阳光照强度改变的影响,而从赤道到两极纬度逐渐增加也会对此产生相应的影响。事实上金星的这一大气圈层海拔已经足够高,它甚至会受到太阳活动周期变化的影响,如太阳耀斑爆发或者日冕物质抛射事件(CME)等等。
长期观察显示,金星上层大气表现出以日,周,乃至以十年为长度单位的变化。1990年至1991年间测量的温度数值显示当时要比2009年时温暖一些。同样的,在2007年使用戈达德空间飞行中心的“行星风带和组成外差震荡设备”(HIPWAC)金星的观测则发现当年金星赤道地区的温度也要比2009年的数值显得温暖一些。科学家们表示,既然现在已经确认发现金星高层大气中存在着变化,那么便需要在未来进行更多的观测来确定究竟是哪些因素在不同的时间尺度上影响着金星的高层大气环境。
卡斯托克说:“除了这些变化之外,我们还发现在这一高度上,依据现有主流模型,即‘金星大气国际参考模型’计算得到的温度数值要低于实测数值。这就意味着我们还有很多工作要做,用以对现有的金星大气循环模型进行相应修正。”
很多时候人们喜欢将金星比作是地球的姐妹,因为它们两者大小相当,很多地方也具有相似之处,但是现在的两颗行星却已经大相径庭,完全走上了两条不同的道路。那么为什么当初如此相似的两颗行星竟会得到如此迥异的结局?科学家们相信对于金星的研究将最终帮助我们进行对比反思,更好地理解地球大气的演化历史,了解为什么地球今天可以如此生机勃勃,而金星上却成了一片死亡的沙漠?
小组此次对金星高层大气中的风速和温度数值进行了测量,使用的方法是借助望远镜观察金星大气中的二氧化碳分子在太阳光照下被激发产生的红外光辐射。红外光肉眼看不到,但是我们可以以热量的形式表达它的存在,经过特殊设计的仪器却可以非常灵敏地在红外波段进行探测工作。
研究小组将他们活的的观测数据与1990年~91年期间戈达德中心得到的数据,以及2009年美国宇航局夏威夷红外望远镜获得的数据进行了对比研究,得到了相应的结果。(晨风)
新华社兰州9月11日电(记者刁泽)被称为“沙漠第一泉”的敦煌月牙泉将继续通过工程措施恢复水位,扩大水面。
敦煌市水务局规划计划部部长于新华介绍,月牙泉恢复工程将利用党河水库至灌区取水口间的天然河道,修建回灌工程,同时控制地下水开采量,月牙泉周边一千米范围内禁止开采地下水,通过加大地表水的入渗补给,整体抬升月牙泉上游重点地带的地下水位,重在治本。
工程的主要建设内容为修建河道回灌低坝4座,修建泄洪槽16千米,修整堤防32千米。
近年来,因月牙泉水位下降、水面缩小,当地政府实施了月牙泉应急治理工程,取得了初步效果。敦煌市鸣沙山月牙泉管理处办公室主任梁文新说,目前,月牙泉水域面积约8亩,水深约1米。
但是应急治理工程并非治本措施。如果区域地下水位下降超过6米、泉域附近地下水位下降超过3米时,应急工程的局部地下水回灌将会失去作用。“从长远考虑,月牙泉的恢复必须实施能够治本的治理措施”。梁文新说。
有关专家经研究后认为,造成月牙泉水位下降、水面缩小的原因是多方面的,包括人口增加、种植面积扩大,敦煌境内的需水量增加,地下水开采量不断增加等。而地下水总补给量减少、开采量增加是导致月牙泉地下水位逐年下降的主要原因
新的治理措施包括实施一项调水工程——引哈济党,为月牙泉的根本治理提供充足水源,再通过党河主河道放水,人工补给地下水,抬升区域地下水位,使月牙泉水位逐步得到恢复。
于新华说:“经模拟分析,一旦区域地下水位得以抬升,月牙泉附近水位10年可稳定上升1.9米左右,将有效提高月牙泉水位。”
于新华介绍,通过恢复工程的实施,有望在今后几年逐步恢复月牙泉水位和水域面积。工程的实施目标是确保月牙泉水深达到2米以上,呈月牙形状,面积12亩左右,能满足这一自然生态景观存在的要求。(完)
科幻图片
据美国太空网站报道,一项最新研究显示,著名科幻小说《沙丘》中所描述的沙漠行星比类似地球的水世界更有可能孕育生命,这种行星或许是星系内最有可能存在生命体的星球。同时,这项研究暗示炽热的金星(平均表面温度达到460摄氏度)在10亿年前可能是一颗沙漠行星,或许金星远古时代曾孕育着神秘生命。
在地球上差不多只要有水的地方,就会有生命。科学家依据这一寻找生命的方法在宇宙中搜寻外星生命迹象,他们主要聚焦观测表面有大量液态水的“浅绿色行星”。
“浅绿色行星”通常是指覆盖海洋的类地岩石行星(比如:地球),或者完全覆盖数百公里厚冰层或者液态水的“海洋行星”(比如:木星冰冷的卫星木卫三)。为了实现可居住性,浅绿色行星必须环绕其恒星的“适居带”,这一太空区域既不炎热也不寒冷,如果该行星过于远离恒星,它们将冷冻。如果它们过于接近恒星,将在大气层中产生蒸汽流,吸引热量蒸发更多的水份,导致一种失控的温室效应,可煮沸行星表面的所有海洋,其情景如同金星表面。最终,像这样的行星将非常炽热,迫使水蒸汽上升至大气层的高度,在紫外光线作用下分离成氧和氢。之后氢逃逸进入太空,氧很可能与炽热行星表面发生反应进入到地幔之中,随着时间的推移,这颗行星大气层将损失所有的水份。
美国宇航局艾姆斯研究中心行星学家凯文-扎恩勒(Kevin Zahnle)称,科幻小说《沙丘》中的沙漠行星不像浅绿色行星那样表面拥有大量水资源,这样的行星表面没有海洋,却拥有广袤的干旱沙漠,可能零星分布着绿洲。在《沙丘》中一颗叫做“阿拉基斯”的沙漠行星,被描述为是可以孕育生命的陆地行星。
阿拉基斯行星是一颗较大、较温度的行星,与火星有点儿相近,拥有可吸入氧气的大气层,极地区域寒冷潮湿,可形成较小的冰盖和朝露。
“陆地行星”模型
科学家推断称,缺乏水资源的陆地行星实际上更可能实现在恒星周围形成一个较大的孕育生命区域,这里有几个因素在内,首先,陆地行星拥有较少水资源,无法转化大量的雪和冰,它们能反射阳光进入太空。同时,它可以吸收更多的热量更好地抵御全球冰冻现象,扩大适宜居住区域的寒冷外部极限。此外,陆地行星干燥大气层中缺乏水份将比浅绿色行星吸收更少的热量,有助避免出现失控温室效应,并扩大行星适宜区域内部、炽热边缘。大气层中水份越少,紫外线分解形成的氢和氧就越少。
日本东京大学研究员阿部丰(Yutaka Abe)和研究同事进行了类地行星三维简单全球气候模型实验,为了模拟陆地行星,他们设置了自转速率、大气压力和未变化的二氧化碳指数,但在模型中移除了海洋和植物,从而使地下水资源锁定在地表以下。科学家发现沙漠行星的适宜居住区域面积是浅绿色行星的3倍。
研究小组指出,拥有海洋的浅绿色行星并不是唯一类地宜居行星模型,最适宜生命居住的行星是首选行星是沙漠行星,而不是那些浅绿色行星。目前,这项研究报告发表在《天体物理学杂志》上。
处于宜居地带的沙漠行星
当分析这些行星的寒冷外部极限时,阿部丰和研究同事发现当地球接收阳光下降至72-90%时,浅绿色行星将完全冷冻,这取决于行星旋转轴朝向恒星的倾斜度。这种情况下,沙漠行星比浅绿色行星具有更好的全球冰冻抵御性,当接收光线下降至58-77%时才完全冰冻。这意味着陆地行星可远离恒星,却仍具备孕育生命的可能性。
对于这些行星的炽热内部极限,研究人员估计液态水可稳定保存于浅绿色行星极地,这里是该行星最寒冷的区域,照射的阳光是现今地球接收阳光的135%。相比之下,液态水可稳定保存于沙漠行星极地情况下,照射的阳光是现今地球接收阳光的170%。这意味着当沙漠行星可近距离环绕恒星运行,且仍具备孕育生命的条件。
像这样的沙漠陆地行星非常接近科幻小说《沙丘》中描述的阿拉基思行星,扎恩勒说:“虽然我并不知道这部小说中阿拉基恩行星上生存的沙虫是怎样的,但是沙漠行星的赤道区域过于炽热无法适宜生存,而极地区域的生存条件更适宜一些。我真实地认为极地区域是最佳生存区域,这里可能有更广阔的水域,甚至还有小溪流和湖泊。”
美国宾夕法尼亚州大学行星科学家吉姆-卡斯汀(Jim Kasting)称,这是一项非常有意义的研究。然而卡斯汀仍不确定这项发现将真实地帮助发现新适宜居住行星,无论它是沙漠行星还是浅绿色行星。
卡斯汀说:“基于我们的认知标准,为了揭晓是否哪颗行星适宜居住,它们需要具备水存在的迹象,目前我们通过望远镜尚不清楚是否能探测到沙漠行星上有足够的水资源。因此我并不认为它将改变我们在遥远太空寻找地外文明的策略。”
扎恩勒持不同意见,他说:“我们不可能探测到这些行星存在水的迹象,但或许能探测到氧气的存在。同时,我们在其它地外星球上发现许多存在水资源的情况,但这并不能作为该星球具有适宜居住性的判断依据。”
发现第一颗适宜居住行星
如果是这样的话,由于沙漠陆地行星比浅绿色行星更接近于主恒星运行,且具有适宜居住条件,扎恩勒认为,发现适宜居住的沙漠行星要早于适宜居住的浅绿色行星。前者更接近恒星运行,它拥有运行速度更快的轨道,途经恒星前方使恒星光线变暗的概率较大,这更加便于我们通过望远镜进行探测。
同时,卡斯汀并不确定少量水能稳定存在于行星表面。他猜测沙漠行星上的少量水资源将被岩石吸收,或者被吸入地幔之中。扎恩勒同意卡斯汀的观点并强调指出,我们并不是要寻找永久性适宜生命居住的星球,只需要满足生命体能够长时间存活即可。没有行星能够永久性适宜生存,甚至包括地球在内。
未来有一天,地球将变成一个沙漠世界。伴随着太阳的衰老,地球每隔10亿年亮度就会增加9%,太阳辐射会分解水成为氢气和氧气,将最终耗尽地球上的液态水资源。然而,研究人员计算地球在太阳步入衰老期的数十亿年里仍可能保持适宜居住性,地球能够避免失控温室效应现象,在太阳死亡之前可能仅损失三分之一的海洋。
目前令科学家关注的一个问题是金星曾经是否是一颗适宜居住的沙漠陆地行星?金星是太阳系内最火热的行星,或许曾经的环境状况能够孕育生命。扎恩勒称,假设金星曾经拥有液态海洋,研究人员推算称很可能金星远古历史时期曾有干燥且适宜生命居住的环境条件。
扎恩勒强调,在10亿年前金星的确具有持续性适宜居住的陆地环境,那时金星热带区域非常火热,但在极地区域温度较低且湿润,类似于地球的环境条件,并没有大量的二氧化碳。未来的研究将精确地证实金星曾经是否具有适宜居住性。(悠悠/编译)
深圳特区报讯(记者 李舒瑜) 节假日的全天,工作日的中午、工作日的晚8时至次日8时将不得从事产生噪声的装修活动。昨天提请市人大常委会议“二审”的《深圳经济特区环境噪声污染防治条例(修订草案)》作出这样的新规定,与“一审”稿工作日晚7时至次日7时不得装修相比,周边居民早上可多睡一小时。
记者了解到,该条例如审议顺利,拟于明年1月1日正式实施。
拟绘制城市噪声地图
源头控制是防治噪声污染最有效的措施。条例修订草案要求市政府在制定城市规划时,应当结合环境噪声污染防治规划的要求,合理规划各类功能区和交通干线,并依法进行环境影响评价。同时增加了公众参与的内容,规定在制定环境噪声污染防治规划时应当向社会公开征求意见,时间不得少于30日。
条例修订草案另一大亮点是引入国际上噪声监督管理的先进做法,规定环保部门应当逐步建立城市区域声环境质量监测系统,绘制本市城市噪声地图,并定期将监测结果向社会公布。
市人大常委会城市建设和环境资源保护工作委员会副主任王薇介绍说,环境噪声地图是一项新型的城市噪声预测方法,是将噪声源的数据、地理数据、建筑的分布状况、道路状况、公路、铁路和机场等信息综合、分析和计算后生成的反映城市噪声水平状况的数据地图。由于噪声地图是从三维空间和时间维度上较为全面地对噪声影响进行事前预测和评价,使噪声控制更为高效、透明、可靠、精准。
中午夜间施工须提前24小时公布
关于中午和夜间施工是社会比较关注的问题之一。在修改中,条例综合考虑了市民意见和现实需要,明确规定只有4种特殊情况才能在中午或者夜间施工,包括:国家、省、市重大项目因特殊需要必须连续作业的;按正常作业时间开始施工但因生产工艺要求必须连续作业的;因道路交通管制的原因需要在指定时间装卸、运输建筑材料、土石方和建筑废弃物的;抢修、抢险、应急作业的。
条例修订草案强化了中午或夜间施工的单位必须承担的噪声防护责任,如必须制定噪声防治方案、合理调整施工作业内容、采取有效的噪声防治措施等。还要求施工单位必须在施工前24小时,在受影响区域的显著位置向周围单位和居民公布,接受监督等。
在条例“一审”稿规定了在中考、高考等特殊时期,环保部门可以对产生噪声污染的建筑施工作业时间和区域作出限制性规定的基础上,还根据深圳实际,将重大庆典、运动会等重大活动补充进来,并要求提前7日向社会公布。
机动车警报信号不得超过5分钟
我市现有机动车保有量近190万辆,机动车的噪声防治形势十分严峻,必须严格管理。条例修订草案禁止生产、销售和进口超过规定噪声限值的机动车,同时要求机动车辆的所有人、管理人或者使用人加强对车辆的维修和保养,保持车辆技术性能良好,防止噪声污染。此外,还对机动车的使用作进一步规范,与交通法规相衔接,如在原特区内禁鸣喇叭等。
对机动车辆防盗报警器的使用,条例修订草案学习借鉴了香港、台湾等地区的做法,规定机动车发出报警信号持续时间不得超过5分钟。
宠物噪声扰民要被处罚
在生活噪声方面,条例修订草案要求在噪声敏感建筑物集中区域从事宠物经营活动或家庭饲养宠物的,应当采取有效措施,避免噪声干扰他人。否则,将可对单位处1万元罚款,对个人处500元罚款。
此外,条例修订草案还充分发挥物业管理机构的作用,规定物管企业可以按照管理规约的约定对噪声扰民行为行使监督管理权,多次劝阻、制止无效的,可以在物业管理区域内予以公示。
条例修订草案还在原有基础上对处罚标准进行了调整,整体上提高了处罚额度,加大了违法成本。比如,在中午或者夜间施工,未及时向周边居民公示的,罚款由2000元增加至20000元。又如,未按规定时间进行产生噪声的装饰装修和家具加工活动并拒不改正的,处罚也由500元以上1000元以下增加至3000元。
新华网合肥8月22日电(记者杨玉华、蔡敏)安徽省22日宣布撤销地级巢湖市,并对原地级巢湖市所辖的一区四县行政区划进行相应调整,分别划归合肥、芜湖、马鞍山三市管辖。
此次撤销的地级巢湖市位于安徽省中部,濒临长江,因第五大淡水湖巢湖得名,下辖庐江、无为、和县、含山四县和居巢区。
根据国务院的批复,撤销地级巢湖市。撤销原地级巢湖市居巢区,设立县级巢湖市。以原居巢区的行政区域作为新设的县级巢湖市的行政区域。新设的县级巢湖市由安徽省直辖,合肥市代管。原地级巢湖市管辖的庐江县划归合肥市管辖。无为县划归芜湖市管辖;和县的沈巷镇划归芜湖市鸠江区管辖。含山县、和县(不含沈巷镇)划归马鞍山市管辖。行政区划调整后,合肥市辖4区1市4县;马鞍山市辖3区3县。芜湖辖4区4县。
据了解,此次区划调整是安徽经济社会发展到一定阶段的内在要求。安徽现有行政区划是在沿袭历史的基础上形成的,虽然几经调整,但中心城市规模偏小,政区规模差距较大,划江而治等问题比较突出,水系特别是巢湖的管理体制不顺,对现阶段经济社会发展已经形成很大制约。
安徽省相关人士认为,此次行政区划调整将有利于加强巢湖流域综合治理,增强可持续发展能力;有利于优化国土开发格局,全面提升皖江地区中心城市建设和承接产业转移水平,培育引领安徽发展的核心增长极。对充分发挥中心城市的辐射带动作用,在更大区域范围内统筹安排生产力布局和基础设施建设,依托中心城市较强的经济实力和优质的公共服务资源,在更大范围内实现基本公共服务均等化,促进城乡区域协调发展都具有重要意义。
据悉,在此次区域调整实施过程中,安徽明确提出做到“四个确保”,即确保干部职工得到妥善安排;确保干部群众利益得到合理保障;确保群众正常生产生活秩序不受影响;确保其他调整工作同步推进。为理顺巢湖管理体制,专门成立了巢湖管理局,统一管理巢湖规划、水利、环保和巢湖流域主要控制设施管理事务。
从8月22日起,安徽省将全面启动行政区划调整的对接实施工作,计划9月10日前基本完成人员安置等主要工作。
辐射环的模拟图
科学网(kexue.com)讯 近日,来自意大利罗马大学的研究小组发现,根据来自PAMELA卫星的数据显示,关于在地球附近存在一个反质子环的理论是正确的。这个环由宇宙射线与地球大气顶部粒子的原子核发生碰撞而产生的。相关的研究成果已经发表在arXiv论文库中。
在此之前,物理学家认为,产生于太阳的宇宙射线流不断地撞击地球的大气层,这些宇宙射线流主要由质子、电子和氦原子核组成。而太阳所产生的宇宙射线算是较大的一部分,另外还有部分来自宇宙其他的射线源。当这些粒子与大气层顶部的粒子核相撞时,就会产生更小的粒子。
这些更小的粒子被认为是反质子,而大多数粒子在碰撞的过程中会全军覆没,而那些不与普通物质发生碰撞的粒子就会留在大气中,逐渐累积形成带状结构。这个环绕地球的环带状结构被称为:范艾伦辐射带,主要是指在环绕地球的宇宙空间存在着高能辐射带。这个高能辐射的带状分布不仅是一圈环结构,还分为内外两个部分,在内辐射环上,高能质子居多,在外辐射环上,高能电子居多。而目前意大利的研究人员通过最新的观测证明了这个高能辐射带的存在,也就是说,美国物理学家詹姆斯·范·艾伦的理论被直接观测数据证明是正确的。
而之所有会出现两个环状高能辐射带,科学家认为这是由于地球的磁场造成的两个内外环辐射环就像地球的两只无形的大耳朵,较轻的粒子可以处于外辐射环上,而更大更重一些粒子处于内辐射环上,意大利研究人员发现的反质子就存在内辐射环上,这是因为质子在地球重力的作用下处于更低的轨道位置。
为了检验这个高能辐射环理论,研究人员转向使用用于反物质探测的方法,并得到俄罗斯轻原子天体物理卫星的支持,该卫星上装载有一个宇宙射线探测器的接受板,并定期经过范艾伦辐射环非常密集的区域进行监测。探测器经过的区域,被科学家称为“南大西洋异常”区域,在这个区域内,范艾伦辐射环穿过地球的高层大气。而这个区域同样也给天文学家造成了不小的麻烦,由于哈勃望远镜轨道高度只有580公里左右,正好穿过这个区域,所以每次穿过的时候,就要停止观测,否则将损坏敏感元件。从这一点可以看出,在看似黑暗、空无一物的宇宙空间,其实也蕴藏着极大的危险。
从2006年7月到2008年12月期间,超过850天的连续监测,轻原子天体物理卫星传感器数据显示监测到28个反质子,根据研究小组的人员介绍:“这个数量是非常大的,比我们对太阳风进行随机抽样检测中要高出3倍,这说明在靠近地球的内高能辐射环上,聚集了较为丰富的反质子。
这项研究的意义除了证明范艾伦辐射环理论正确性以外,也打开了其他空间研究的大门,比如,我们可以使用反质子作为火箭的燃料,进行长距离的宇宙航行。目前的火箭发动机主要使用液态燃料,例如液氢液氧等,用这种化学反应产生动力的发动机绝对不合适进行长距离的宇宙航行,而使用反质子发动机产生的能量不仅远远大于化学反应类型的发动机,而且也所需的量也很少。(乔尔)