科学网(kexue.com)讯 目前,这项科学研究报告发表在《自然》杂志上。
据美国太空网站报道,近日,天文学家最新观测发现地球第一颗“小行星伴侣”,这颗太空岩石星体沿着轨道路径始终在地球前方运动。
这颗小行星被命名为2010 TK7,直径接近300米,当前距离地球8000万公里。这种类型的小行星通常叫做“特洛伊小行星”,是比卫星更容易接近行星的星体,即使这些小行星与该行星的距离是卫星与行星距离的数十倍。长期以来科学家一直猜测地球可能存在着特洛伊小行星,但却未证实过,未来有望对这种小行星进行勘测,尤其是采集小行星样本送至地球表面。
目前,科学家已观测到木星、海王星和火星存在着特洛伊小行星,长期以来,科学家猜测太阳和地球也拥有特洛伊小行星,但这些“小伴侣”多数隐藏在阳光之下难以观测到。
2010 TK7小行星具有一个奇特无序的轨道,通常情况下特洛伊小行星不会环绕在拉格朗日点右侧运行,但会在蝌蚪状轨道环绕行星,这是受太阳系其它星体引力作用影响形成的。2010 TK7小行星的蝌蚪轨道非常大,接近于地球到太阳轨道的最远端。
加拿大阿萨巴斯卡大学天文学家马汀-康纳斯(Martin Connors)是该项研究合著作者,他说:“这种特洛伊小行星的特征显著,远超出我此前的预计。之前它看上去并不具备特洛伊小行星的特征,它肯定存在着某种特殊因素导致其移动至拉格朗日点。”
小行星2010 TK7可能是地球第一颗已证实的特洛伊小行星,但在地球邻近的稳定轨道中还存在着其它几个太空岩石小行星,其中包括小行星Cruithneand 2010 SO16,它具有马蹄状轨道,此外至少还有两颗小行星也处于地球邻近轨道。但目前并未证实它们属于地球的特洛斯小行星。
(科学网kexue.com 乔尔)
日前,一位业余天文学家最新观测到一个足球外形的行星星云,科学家发现该奇特行星星云是垂死恒星的“最后喘息物”。
科学家将最新发现的这个足球状行星星云命名为“克隆伯格61(Kn 61)”
7月25日,西班牙特纳利夫岛举行的讨论会中,科学家将最新发现的这个行星星云命名为“克隆伯格61(Kn 61)”。天文学家指出,这个喘气膨胀星云是由美国宇航局开普勒太空望远镜拍摄到的,其外形颇似深太空的一个英式足球。
开普勒望远镜的后续观测将有助于揭开行星星云的神秘面纱,例如:通过其它恒星或者行星同伴的作用力,如何形成这种奇特的外形结构。澳大利亚悉尼麦考瑞大学的奥索拉-德马尔科(Orsola De Marco)说:“类似太阳的中等体积恒星喷射最后喘息物质的形成解释是此次讨论会天文学家的热议话题,尤其是在这一过程中同伴星体所起到的作用。”
像太阳这样的恒星最终将耗尽氢气燃料将形成行星星云,恒星的外层膨胀并降温,形成一个巨大的气体灰尘包膜。从垂死恒星释放的放射线将这个气体灰尘包膜电离化,导致其发光。
与其名称恰恰相反,行星星云与行星并没有关系。之所以这样命名是由于早期望远镜观测时,行星星云的表面与巨型行星十分接近。
克隆伯格61行星星云是以发现者澳大利亚业余天文学家马蒂亚斯-克隆伯格(Matthias Kronberger)的名字命名的,克隆伯格是通过数字巡天探测器观测到这个行星星云,之后专业天文学家鼓励克隆伯格和其它天文爱好者通过开普勒望远镜进行深入观测。
2009年3月,美国宇航局发射开普勒探测器,该探测器的任务是勘测类地行星途经类似太阳恒星的频率。目前,开普勒探测器现已发现1200多颗行星,并且正在天鹅星座北部观测15万颗恒星。
开普勒望远镜通过探测恒星亮度的微弱变化来发现行星,这是由于行星途经恒星前方会产生“凌日现象”。同时,研究人员迫切希望通过开普勒望远镜能够发现邻近行星星云的同伴天体,这样将更好地理解这些奇特天体是如何进化的,以及为什么经常出现复杂奇特外形的原因。
德马尔科说:“行星星云仍具有一定的神秘性,近期一些理论认为行星星云仅形成于双星系统或者行星系统之中。另一方面,传统教科书中解释的多数恒星,甚至包括像太阳这样的单个恒星也将符合这一命运。”
天文学家现已发现银河系内3000多个行星星云,迄今为止,发现其中大约20%行星星云具有同伴星体。然而,这一比例仅发现较少数量的行星星云同伴星体,多数同伴星体体积过小,或者过于昏暗,难以通过地面望远镜进行观测。
这项由专业和业余天文学家共同使用开普勒望远镜先进仪器完成该最新研究,将有助于天文学家洞悉奇特行星星云的形成之谜。到目前为止,使用开普勒望远镜已观测到6个行星星云,其中包括克隆伯格61行星星云。(叶孤城/编译)
一个天文学家小组宣布,在巨蟹座55恒星系统中发现了第五颗行星,即巨蟹座55F。加州理工学院的天文学家卡斯帕冯布劳恩则对巨蟹座55恒星系统进行了详细的观测,最新的结果表明:这颗新发现的巨蟹座55F行星轨道在远日点(离恒星最远)到恒星的距离是地球到太阳的1.3倍,而其再近日点时距离其恒星只有地球到太阳距离的一半,也就是说:巨蟹座55F行星的轨道穿过该恒星系统的可居住带,进一步计算表明,这颗行星上一年有260天,其中有192天处于可居住带上,或者说,这192天的时间里,这颗行星上的水是液态。同时,天体生物学家都在致力于寻找太阳系以外适合人类居住的行星。
而用于观测巨蟹座55F行星的则是佐治亚州立大学位于威尔逊山上高角分辨率天文研究中心(CHARA)阵列望远镜,由6台1米口径的阵列组成。该阵列组成的观测能力相当于一台250米口径的望远镜,其是世界上最清晰的近红外波段的望远镜。根据天文学家对系外行星生命可能存在形式的研究成果:水对生命来说是个重要因素,距离恒星一定范围的轨道位置,存在一个可居住带,这个轨道位置上的水呈液态,有着较为适宜的温度和光照。而如何描述这样一个可居住带还存在争议,由于行星的轨道是个椭圆形,并不是圆形,所以在通过轨道上的远日点和近日点的过程中具有不同的速度特征。
根据现有的数据,天文学家推测巨蟹座55F行星可能就是一个大水球,没有火上活动或者陆地,虽然这仅仅是推测,但是有一点可以肯定:如果行星上存在水,那么水的一年中大部分的时间里是液态的。或许这就相当于一颗真实版得潘多拉星球,由于这个恒星系统轨道较近,可以想象在这颗行星上还可以见到巨大的“月亮”,就像土星巨大的土卫六那样。行星上拥有大气和水,正如2009年科幻大片中描述的潘多拉星球上存在着蓝皮肤的阿凡达。
计算机模拟结果显示,在该恒星系统形成的最后阶段,已经形成的行星周围还存在尘埃和气体,这些气体和尘埃足以形成这些行星的小卫星,就像环木星轨道上那四个伽利略卫星一样,或者可能集中形成一个较大的卫星,就像土星的大卫星泰坦那样,有着浓厚的大气密度。
这样一颗卫星存在于巨蟹座55F行星的环绕轨道上,将对行星产生一定的影响。加州理工学院的天文学家认为:这颗卫星就导致在巨蟹座55F行星上出现短暂闷热的夏季和较长的冬季。在夏季行星上平均地表温度在302开尔文,相当于29摄氏度或者84华氏度,而在冬季行星上平均温度则在221开尔文,即零下52摄氏度。但是,这个温度推演的数据只是在没有行星大气的条件下,而如果考虑到行星大气中存在类似二氧化碳的温室气体,那么这颗行星具有相当理想的温度环境。
假如地球上的生命对环境的适应性是标准的生物进化的结果,那么不能想象出这巨蟹座55F行星上的生命同样也会进化出适应他们星球气候特征的生命形态。生命与环境的相互作用,并且不断处于动态的变化中。
然而,如果巨蟹座55F行星上适应的环境演化处高等智慧生物,那么他们会将看到三个较亮的行星位于他们的太阳周围,就像咱们看到金星一样,而这些行星却距离巨蟹座55F有些远,更靠近他们的太阳,处于内轨道位置上,而最靠近这颗恒星的则是一颗类似天王星质量的行星,完成一次公转仅仅只要3天的时间,接下来则是一颗类似木星大小的行星,轨道周期只要15天,排在第三的则是一颗土星质量的行星,轨道周期仅有44天。
在巨蟹座55F行星上,夜空中不仅能看到繁星点点,就像地球上看到的一样,而且在位于这个恒星系统1000亿英里的地方还有一颗红矮星,巨蟹座55F恒星系统中的恒星是一颗黄矮星,由此看来,在这个恒星系统中,行星的夜空不会那么漆黑。
毫无疑问,巨蟹座55恒星系统是一个令天文学家痴迷的地方,今后将由更多的空间望远镜或者近地轨道上的探测器对准这个地方进行研究,值得一提的是,该恒星系统中的黄矮星的年龄比我们的太阳要大的多,这就是说,如果巨蟹座55恒星系统中存在生命,并且开始进化,那么他们极有可能已经进化到非常高级的生命形式,并且拥有远比地球文明高级的星际科技。
科学家计算机模型推算出系外“热木星”同样存在极光,且强度是地球极光的100-1000倍
生活在地球极地区域的人们可以看到壮观美丽的极光现象,绿色和红色光线动态交织在夜空。近日,科学家最新研究显示一颗遥远“热木星”系外行星的极光,其亮度是地球极光的100-1000倍。
美国哈佛-史密森天体物理学中心博士生奥弗-科恩是这项研究报告第一作者,他说:“我真想提前预约这颗系外行星的太空之旅,届时能看到这种美丽的极光!”当太阳释放的能量粒子抨击地球磁场时便形成地球极光,地球磁场指引太阳微粒朝向极地,在这里碰撞进入地球大气层导致空气分子释放像霓虹灯一样的光线。而当前科学家通过计算机模型已推测环绕一颗遥远恒星的系外行星存在着类似极光现象。
当地球遭受日冕大规模喷射物(CME)侵袭时便产生强极光,CME是太阳爆炸式释放数十亿吨的太阳等离子体(带电粒子和炽热气体)。它们可以扰乱地球磁气圈——受地球磁场保护的太空泡,并导致地磁暴。1989年,CME轰击地球产生的磁暴中断了加拿大魁北克省供电系统。
科恩和他的同事使用计算机模型研究如果一颗与恒星仅距离数百万公里的大型气态行星遭受恒星等离子喷射时将发生什么状况,他希望进一步获悉系外大气层和所环绕的磁气圈产生的效应。
大型气态行星将遭受非常强的作用力,在我们太阳系,太阳等离子喷射物穿过太空时将进一步扩散,因此当它们抵达地球时就变得更加漫射。一颗“热木星”将感受到更强、更集中的爆炸,就如同距离火山喷射点100英里和1英里之间的差别。
研究报告合著作者维纳-卡什亚普说:“系外行星所产生的效果完全不同于太阳系内部,将更加猛烈!”在计算机模型中,CME轰击“热木星”,并削弱了该行星的磁场。CME微粒抵达这颗大型气态行星的大气层,它的极光照亮了行星赤道,呈现出一个光亮环结构,其能量强度是地球极光的100-1000倍。整个极光过程持续大约6个小时,之后极光呈波状朝向行星北极和南极逐渐减弱。
计算机模型显示,虽然“热木星”遭受非常强的作用力,但是这颗系外行星的磁场将CME遮蔽在大气层,能避免被侵蚀。科恩解释称,我们的模拟计算显示这颗系外行星的防御机制如何运行。甚至一颗拥有磁场的行星将比木星更安全。
这项研究对于研究环绕遥远恒星的宜居岩石星体具有重要意义,由于红矮星在银河系中非常普遍,天文学家认为应当在寻找类地行星方面投入更大精力。但是红矮星比太阳的温度更低,一颗岩石行星必须非常近距离地环绕恒星,才能达到足够的温度保持液态水。但同时这样的行星必然承受强烈的恒星辐射和高能量喷射物轰击,这种状况正如科恩和同事的研究内容。今后科恩的研究将进一步检测是否岩石星体能够屏蔽这样的恒星辐射。(卡麦拉)
美国宇航局“曙光”号太空探测器与小行星“灶神星”遭遇。这是科学家对一颗小行星最佳的观测机会。“曙光”号太空探测器的发现成果将能够帮助科学家们揭开太阳系内成千上万小行星的神秘面纱。包括“灶神星”在内的大多数小行星都居住于一个像油炸圏饼的小行星带中,这个小行星带位于火星与木星之间。
尽管在过去两个多世纪的观测中,人类观测到的小行星数不胜数,但是其中最著名、最怪异的七颗小行星却不得不提,它们分别是:最大最重的小行星谷神星、恐龙灭绝的杀手巴普提斯蒂娜星、最大的特洛伊星赫克托星、呈狗骨头形状的艳后星、地球生命的可能传送者西弥斯星、无法预测的扭曲状天体托搭提斯星以及传说中将可能导致世界末日的太空岩石阿波菲斯星。
1. 谷神星:最大最重小行星
谷神星:最大最重小行星
谷神星发现于1801年,是最早发现的小行星,也是迄今为止发现的最大小行星(这也可以用来解释它为什么会最早被发现)。谷神星的质量占整个小行星带三分之一。这颗小行星是如此之重,以致于它也是唯一一颗用重力将自己拉成球体的小行星。由于谷神星很圆,因此它也被认为是一颗矮行星。“曙光”号在完成对灶神星的探测任务后,将继续飞往谷神星,预计将于2015年抵达那里。抵达谷神星后,“曙光”号将搜集科学家关心的数据,如谷神星的化学成分等。谷神星还可能是一颗最潮湿的小行星,其内核可能以冰的形态存储有大量的水资源。还有一种可能是,在其表面之下有一个液态层。
2. 艳后星
艳后星
艳后星即克丽欧佩特拉(著名的埃及艳后)星。不管你相信与否,许多小行星都拥有卫星,有的甚至有两颗卫星。艳后星也拥有两颗卫星,它们分别是阿历克斯太阳神星和克利奥月神星。最奇特之处在于,这颗金属小行星还拥有逼真的狗骨头形状。艳后星长、高、宽分别为217公里、94公里和81公里。它的两颗卫星直径分别为5公里(阿历克斯太阳神星)和3公里(克利奥月神星)。
3. 赫克托星:最大的特洛伊星
赫克托星:最大的特洛伊星
与艳后星一样,赫克托长度很长,长宽分别约为370公里和200公里。赫克托也有卫星。不过,与艳后星不同的是,赫克托并不是在主小行星带中,这颗暗红色的天体与木星共用一条轨道,属于特洛伊星,而且是特洛伊族中最大的一颗。特洛伊族位于L4和L5拉格朗日点之间。它们的名字来自荷马史诗《伊利亚特》中的特洛伊战争。
4. 巴普提斯蒂娜星:恐龙灭绝的杀手
巴普提斯蒂娜星:恐龙灭绝的杀手
巴普提斯蒂娜的著名之处在于,它是造成恐龙灭绝的杀手。巴普提斯蒂娜是小行星带中最年轻的小行星家族成员之一。小行星家族是指共享轨道特点的一群小行星,它们以最突出的成员命名。根据计算机模型,巴普提斯蒂娜和它的家族成员产生于大约1.6亿年前,是由一个直径约为60公里的天体与一个直径约为170公里的天体相碰撞产生。这次碰撞形成了数百个较大天体碎片,其中许多都闯入了地球的怀抱。在大约6500万年前,其中一颗或多颗碎片撞向地球,造成了恐龙的灭绝。这次撞击形成了奇克苏卢布陨石坑,如今陨石坑被埋于尤卡坦半岛和墨西哥湾之下。巴普提斯蒂娜的家族成员同样没有放过月球。大约在1.09亿年前,巴普提斯蒂娜家族一个成员撞向月球,在月球上形成了著名的第谷环形山。
5. 西弥斯星:地球生命的可能传送者
西弥斯星:地球生命的可能传送者
西弥斯星是一颗较大的主带小行星,它是迄今发现的第一颗,也是唯一一颗表面有冰的小行星。2009年,红外线观测数据证实了该小行星表面冰体及含碳或有机分子的存在。这些特点使得这颗有冰的小行星与主带彗星一样,可能是将水或碳等生命必要物质于40亿年前送到年轻、酷热、干旱的地球上的传送者之一。
6. 托搭提斯星:无法预测的扭曲状天体
托搭提斯星:无法预测的扭曲状天体
托搭提斯星是最畸形的太空岩石之一。它不是一颗以轴为核心形成的普通模样天体,它呈现一种混乱的扭曲状。这种形状的形成,一部分原因在于托搭提斯是由两个几乎不可能互相连在一起的部分组成,另一部分原因是来自地球和木星引力的影响。托搭提斯的飞行路径会掠过地球。但是,由于它的轨道是无规则的,因此它的确切路径以及与地球究竟有多靠近,数百年来一直到现在,仍然无人能够预测。
7. 阿波菲斯星:传说中将导致世界末日的太空岩石
阿波菲斯星:传说中将导致世界末日的太空岩石
阿波菲斯曾经与地球近距离擦肩而过。2004年,它与地球的距离仅约为161万公里(约为地球与月亮距离的4倍)。有许多太空岩石曾经与地球近距离擦肩而过,但阿波菲斯是引起天文学家最警觉和公众最关注的一颗太空岩石。阿波菲斯发现于2004年,以埃及神话中著名的灾难和破坏之神命名。阿波菲斯有可能将于2029年再次向地球飞来。科学家曾经计算过,它未来与地球相撞的可能性高达1/40。不过,后来的测量数据将这种可能性几乎降至零。2004年12月,阿波菲斯得到的杜林危险指数为4分。杜林危险指数是指一套用作衡量近地天体撞击地球的10分制指标,10分代表天体明确会撞向地球并导致世界末日。尽管阿波菲斯2029年飞来时撞向地球的可能性已几乎降为零,但它与地球表面的距离将可能会缩小到大约30万公里。(彬彬)
卡西尼飞船拍摄的土星上极为壮观的极光现象
哈佛史密森天体物理中心最新研究成果显示:有些距离其恒星较近的气态系外行星上由于恒星高能粒子流的作用,将出现全球性的极光现象。如果地球上的极光现象是令人印象极为深刻的,那么就应该想象一下那些位于太阳系以外的行星上(例如轨道距离其恒星较近的大质量气态行星)产生的极光是何种情形。而由美国国家航空航天局的卡西尼飞船红外光谱成像仪拍摄的合成图像显示,土星南极地区云层顶部的出现极为绚丽的极光情景。
较为靠近恒星的系外行星上能接触到恒星自身强大的磁场,如果这个现象发生在热木行星上(质量接近或者超过木星),则产生的极光将是地球上极光亮度的100至1000倍,将显示出非常的梦幻般的绚丽。不仅如此,有一项新的研究进一步发现:这些系外行星上产生的极光不仅仅在两极地区的大气中,而是能“波及”整个行星,使得整个星球看上去就像一个神奇的世界。
据哈佛史密森天体物理中心博士后研究员奥弗科恩(Ofer Cohen)介绍:任何人都有兴趣想看一看系外行星神奇壮丽的极光到底是什么样。对于人类这样居住在一颗行星上的高等文明生物而言,空间“天气环境”将越来越被重视起来,因为发射到地球轨道上的人造卫星将信息传送到地球的任一地点都需要涉及到电磁等原理,而来自太阳的高能粒子风暴很容易使得这些昂贵的电子设备受损,例如卫星电视直播、GPS全球定位等。
而太阳风暴等空间天气环境不仅能威胁到轨道上的卫星,还能对地面上的整个国家电网等设施造成大规模故障。当高能粒子风暴撞击到行星的磁层时,就可能撕开一个缺口,这就使得后续的大量的高能粒子流进入行星磁场。当这种情况发生在地球上时,我们就会在高纬度地区看到极光的爆发,这就是著名的北极光和南极光。极光产生过程中,同时也会使得大气层中出现强大的电流,如果作用于地面上的电网设施,就会造成大面积的停电。
但是,如果系外行星距离其恒星较近,只有几千万公里,这个距离小于地球到太阳的1.5亿公里会出现什么情况呢。科恩和他的研究小组利用计算机来模拟这种极端的空间天气环境,模拟出类似太阳的日冕物质抛射在系外行星中击中在轨道上运行的热木行星的情景。
一颗如此靠近恒星的系外行星在日冕物质抛射时将接受到密度更大的高能粒子,这个密度值比地球上的要高出许多,这是因为日冕物质在空间中飞了将近1.5亿公里才到地球上,密度就下降了很多,而对于那颗系外行星而言,将是直接面对恒星的“喷火的咽喉”。由于地球上所看到的极光现象所体现的物理定律在宇宙中具有普适性,地球上极光形成机制和系外行星上的全球性极光的机制是一样的。但是,就影响程度而言,史密森天体物理中心另一位科学家Vinay Kashyap认为:系外行星上的极光将极为恐怖的天体现象,其规模远不是太阳系中所看到的能比拟的。
随着恒星等离子体高速撞击系外行星的大气,其能量将比地球上的高出100-1000倍,极端的条件造成的影响将会迅速席卷至整个星球。史密森天体物理中心研究小组预测:全球性的极光爆发将从系外行星的北极蔓延到南极,并在赤道位置产生较亮的爆发,过程至少超过6个小时,最终由磁暴能量消散。
令人惊讶的是,即使整个行星发生强烈的极光现象,行星的磁场将自动切换到保护模式,抵御高能粒子风暴的进一步侵蚀,“无形的力场”将保护大气层免受更大的高能粒子的撞击。这个研究是非常有意义的,这种行星大气模式可以用来寻找外星生命。例如红矮星就是一个极有吸引力的目标,外星人搜索计划中认为其比较容易被发现。再者,其内部氢核聚变较慢,放出的能量也比太阳这类恒星少,因而寿命也较长一样,其周围的可居住带也会相对较近一些。所以,在这些恒星周围如果存在外星人,那他们将看到极为壮观的行星极光。
然而,科恩的研究成果已经表明:巨大的气态系外行星具有保护自身免受进一步恒星高能粒子流冲击的机制,因此这个研究还可以缩小范围,推广到类似地球这样岩质行星上,是否能找到类此的磁场自我调控机制。如果这类行星上存在外星生命,并且已其演化至能进行星际航行的文明,那么他们应该对来自他们恒星的高能粒子极为感兴趣,强烈的恒星风能激励他们研制出极为先进的利用太阳帆进行星际航行的宇宙飞船。(Everett/编译)
据国外媒体报道,随着开普勒系外行星探测器的发射升空,人类将在未来一段时期内发现较多的系外行星,会有越来越多的系外行星被发现,而几乎所有新发表的研究成果都涉及到一个问题:这些行星到底是如何形成的?当天文学家发现第一颗系外行星时,太阳系行星形成理论是否同样适用于其他星系,是否我们已知的行星形成理论是否只是某个框架的一部分,这些问题都困扰着天体物理学。例如,宇宙存在着大量的热木行星,却在现有的理论范围之外。
艺术家笔下的某恒星系统中的气态行星
这将导致科学家重新审视现有的理论结构,重新回到起点进行推演,而目前最大的难题是:宇宙中到底有多少系外行星?我们目前所掌握的行星形成模型的漏洞有多大?针对这些问题,科学家发现阻碍系外行星进一步发现的原因是观测方法上存在问题,目前所采用的引力摇摆法只能发现质量较大的系外行星,而且这些系外行星的轨道必须靠该恒星系统较近。
尽管目前最先进的开普勒系外行星探测器能在一定程度上提升了对系外行星的观测发生力度,容易发现距离地球较远且质量较低的行星,但是也只能发现距离恒星较近的行星。然而,有一种用于发现系外行星的新技术,即引力微透镜法,用该方法发现的系外行星质量已经能降至10倍地球质量,且这类系外行星的轨道距离其恒星系统也较远。根据这个方法,一个天文学家小组公布了用于发现系外岩质行星的范围。检索系外行星表,天文学家使用引力微透镜法发现了13颗系外行星,最新的一颗编号为MOA-2009-BLG-266Lb,通过精确的计算,发现其质量大约只有地球的10倍,公转轨道在3.2个天文单位(一个天文单位为1.5亿公里),而其所在的恒星系统中,恒星的质量大约只有太阳质量的一半。
这个新发现对于系外行星的探索理论是非常重要的。因为这是首次发现这个质量级别的系外行星,科学家将其称为“质量雪线”,这个质量所对应的公转轨道决定了在这颗行星上水是否是液态水,而氨和甲烷是否会冻结成冰,如果具备了液态水的存在的轨道条件,那将极有可能孕育外星生命。但是,这条理论上的“质量雪线”并不是用于衡量外星生命的标准,如果推演到行星形成时期,将使得行星形成坚硬的核结构,而如果超出了这个范围,天文学家估计该行星的形成时间相对而言将非常短暂,若在进一步远离这个范围,行星的密度就会下降。
因此,依据此行星形成理论模型,标准形成质量将达到10倍的地球质量,并在形成初期具有较大的固态物质聚集,而在这个过程中,可进行较慢程度的气体吸积,如果这个过程过快,过于迅速地积累行星材料,其大气结构将变得厚重而崩溃,这个循环的加速将导致这颗行星成为一颗气态行星。
这个行星形成理论模型能否具有广泛的普适性还需要进一步的结合天文观测。通过对与邻近行星系统的对比,判断理论是否符合观测。特别需要点出的是:从这个理论出发,在低质量恒星系统周围,应该不会观测到巨型气态行星,因为气体盘将会在行星大气崩溃导致进一步的吸积效应前消失。天文学家所期待的情况已经被开普勒系外行星探测器所发现的超过500个系外行星观测报告所在证实。
此外,按这个“质量雪线”进行观测时,也发现较多的低质量行星,这也支持了在行星形成初期如果没有较低的温度形成固态物质,将在很大程度上阻止行星形成的假说。与此同时,一些新的观测计划也就在不久得将来实现,比如光学引力透镜实验IV(OGLE-IV)探测器即将全面开始运作以及新一代的WISE空间观测天文台将使用更加成熟的微引力透镜进行系外行星观测。
据国外媒体报道,小行星是地球未来最大的威胁,同时它们也掌握着地球生命如何起源的秘密。目前,美国宇航局计划2016年执行“OSIRIS-REx”计划,发射航天器抵达岩石小行星1999 RQ36,采集小行星表面样本并返回地球。
OSIRIS-Rex太空任务计划于2016年发射航天器,于2020年抵达1999 RQ36小行星,2023年将采集的太空样本返回至地面。
这项太空计划投资大约8亿美元,计划喷射纯氮至小行星,然后采集其表面喷射出的灰尘和“搅拌砂砾”。通过这种“逆转真空吸尘器”收集的太空样本不仅使科学家能更好地理解2170年1999 RQ36小行星碰撞地球的可能性,该小行星碰撞地球的概率为1800分之1;除此之外,科学家认为在该小行星上有可能发现包含有机物或者富含水的矿物质,类似于早期地球产生生命体的环境状况。
美国宇航局戈达登太空飞行中心OSIRIS-Rex计划科学家乔-努思(Joe Nuth)称,如果该小行星表面存在这些有机物质,那么1999 RQ36小行星可作为未来人类探索太阳系外部宇宙空间的“加油站”。未来有一天,或许我有生之年已看不到,这种类型的小行星或许是通往太阳系之外的“绿洲”,人类可在该小行星上驻留,获取水资源和其它资源物质。
OSIRIS-Rex太空任务计划于2016年发射航天器,于2020年抵达1999 RQ36小行星,2023年将采集的太空样本返回至地面。
当航天器接近直径为575米的岩石小行星1999 RQ36,它也将作为未来小行星任务的测试运行。努思对出席国际宇宙航空学院第9届低成本行星任务会议的科学家和工程师说:“当我们发送宇宙员至小行星表面,他们将有助于开拓未来太空任务。”
据悉,除了采集小行星样本之外,美国宇航局还计划用400天对1999 RQ36小行星进行勘测,其中包括:勘测绘制1999 RQ36的表面和内部结构,分析其表面的化学成份和矿物质。同时,科学家希望测量“亚尔科夫斯基效应”,该效应被描述为小行星如何从黑暗一侧半球的喷射热辐射能量中获取推动力。
OSIRIS-Rex太空任务中航天器发射和太空样本采集返回需要7年时间,可使该太空任务规划者安排“几代研究小组”,由年轻科学家和经验丰富的年老科学家组成,共同完成该太空任务。努思称,这些太空样本应该是未来100年最吸引科学家的研究对象。
2001年抵达火星目的地的“火星奥德赛”拍摄图片显示的地形
研究人员发现火星地形和特立尼达岛近海的条纹状海底土墩存在相似之处
20世纪80年代末到20世纪90年代行星学家开始怀疑火星上可能曾存在远古海洋
科学家称,在火星表面发现的土墩可能曾是湖泊所在地。这些令人难以置信的照片是由2001年抵达目的地的“火星奥德赛”拍摄的,它们显示的是这颗红色行星上的谷地和沟渠。
专家认为,火星上的这些泪滴状小岛可能是几百万年前在水下形成的。这一重大发现将能证明这颗红色行星上曾出现过可以支持生命存在的海洋。该研究成果7月发表在《地质学》杂志上,德州大学奥斯汀分校的地质学家罗勒纳-莫斯卡尔德里是这篇论文的第一作者,他说:“根据这些相似处,我认为火星上的泪滴状小岛是在相对较深的海洋深处形成的。”该研究突出了火星地形和位于特立尼达岛近海的条纹状海底土墩之间的相似之处,为证明火星北部平原存在远古海洋提供了证据。20世纪80年代末到20世纪90年代行星学家开始怀疑火星上可能曾存在海洋。
“海盗”号轨道飞行器拍摄的图片显示,这颗红色行星的克里斯平原地区看起来像是存在海岸线和河槽。莫斯卡尔德里和德州大学的地质学家雷斯利-伍德主要研究特立尼达岛近海海床的形状。这些被称作侵蚀阴影残迹(erosional shadow remnants)的地貌特征是一端与泥火山相连的彗状条纹,它们最长可达数英里。当沉积物与泥火山周围的水流混合在一起,聚集在相反方向时,就会形成这种地貌。详细的3D海床图(石油和天然气勘探工作拍摄的图片)让研究人员更好地观察了侵蚀阴影残迹。
莫斯卡尔德里认为,可能正是类似过程促使火星上的泪滴状小岛形成。他们称,由撞击而非泥火山产生的撞击坑,导致沉积物快速流动,形成彗状结构。莫斯卡尔德里说:“地球和火星之间存在的大部分相似处都是对陆地或环境进行对比得出的。这是首次得出深水海床的相似处。”火星上的这些条纹状小岛长在3英里到30英里(4.83公里到48.28公里)之间,占地1.5平方英里到150平方英里(388.50万平方米到3.88亿平方米)。这种大小意味着它们与深水侵蚀的特征类似,而非由空气侵蚀的地面特征。
实验室试验发现,它们的三角形状只能在水下形成,这为火星上存在远古海洋的观点提供了更多证据。但是田纳西大学的行星学家德文-伯尔表示,火星上较小的重力意味着这些小岛能在空气作用下形成,而且看起来像是在深水处的强压环境下形成的。莫斯卡尔德里说:“我们把一名地质学家送上火星,并用老式铁锤获取样本,对其进行直接观察,才能确定它们到底是怎么形成的。”(秋凌)
科学家最新研究认为一些类地系外卫星具备孕育生命的条件
2004年卡西尼-惠更斯号探测任务抵达土星卫星——土卫六附近,我们开始意识到太阳系之外可能还存在着类似的卫星环绕较大的行星。这些系外卫星可能很难通过我们当前的勘测装备进行辨别,但近年来我们的技术得到的显著提高。目前,最新研究表明,类似土卫六的系外卫星不仅存在,而且它们很可能具备孕育生命的条件。
众所周知,目前我们并不缺少可能孕育生命的候选行星,到目前为止已发现至少40颗类地星体,经过观测凌日时间和摇摆震动,科学家探测到行星的卫星仅是时间的问题。如果我们能发现巨型行星,那么观测发现它的卫星也将是很容易的。
美国洛厄尔观测台的西蒙-波特和亚利桑那州大学的威廉-格伦迪说:“近期科学家已将系外行星的卫星系统作为天体生物勘测目标,由于行星系统适宜居住区域的巨行星被认为可存在生命迁移至卫星。很可能他们会发现一颗类地行星或者小行星体。”
虽然我们知晓可能孕育生命的系外行星存在,但我们并不能确信它们的所在太空位置。模拟实验显示这些星体可能存在濒临状态的冰水物质,但也可能是不适宜生命存活。这些星体也可能拥有让生命无法忍受的温度,且与主恒星距离很近。科学家提出一种理论称,在星体“混乱洗牌”阶段,一些微行星可能处于“交换状态”。
波特和格伦迪说:“因此我们尝试模拟行星系统适宜生存区域内环绕一颗巨行星的类地星体的动态进化模型,我们发现在不足几百万年历史的稳定圆形轨道存在着近似一半的松散椭圆轨道。同时,我们也发现这些轨道多数具有低倾角,但没有逆转迹象。”
目前,最可能孕育生命的系外卫星是环绕在类似海王星的行星周围,且该系统环绕一颗类似太阳的恒星运行。一旦这样的类地球质量卫星稳定地进入持久的轨道周期,使用凌日变化性将很容易地发现它们,即使它们与主行星的轨道非常紧密。