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1670 年狐貍座新星實(shí)為恒星碰撞

一系列新的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，1670年歐洲天文學(xué)家在狐貍座中所看到的新星并非是一顆新星，而是更為罕見(jiàn)的恒星碰撞事件。在它爆發(fā)的初期非常壯觀，用肉眼就能輕易地看到。但在340多年之后的今天，它的遺跡已十分暗弱，只有用尖端的亞毫米波望遠(yuǎn)鏡才能對(duì)它進(jìn)行分析和研究。

17世紀(jì)的一些著名天文學(xué)家都記錄下了1670年在天空中出現(xiàn)的一顆新的星星。它位于天鵝座和狐貍座的邊界附近，現(xiàn)在被稱為1670年狐貍座新星。留存至今的新星記錄很少，因此備受當(dāng)今天文學(xué)家的關(guān)注。

在上個(gè)世紀(jì)，天文學(xué)家已經(jīng)知道，絕大多數(shù)的新星可以用密近雙星系統(tǒng)中的失控爆發(fā)現(xiàn)象來(lái)解釋。但1670年的狐貍座新星卻與這個(gè)模型不相容，其成因一直是個(gè)謎題。直到20世紀(jì)80年代，才在其所在的位置發(fā)現(xiàn)了一個(gè)十分暗弱的星云，但對(duì)其本質(zhì)仍無(wú)法提供有用的線索。

最近，使用阿塔卡馬探路者實(shí)驗(yàn)、亞毫米陣和埃菲爾斯伯格射電望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家測(cè)量了該星云氣體中的化學(xué)成分和不同同位素的比例，結(jié)果顯示與新星的情況不符。由此推斷其成因是罕見(jiàn)的兩顆恒星間的劇烈碰撞，亮度遠(yuǎn)超新星，但不及超新星。

（供稿：謝懿）

現(xiàn)代天文儀器所觀測(cè)到的1670年狐貍座欒械銚缽〃疇檣伴FTP0U/!Lbnjňtlj〃

暗物質(zhì)間相互作用比預(yù)期更弱

“哈勃”和“錢(qián)德拉”所觀測(cè)的6個(gè)碰撞星系團(tuán)，其中藍(lán)色為暗物質(zhì)、粉色為高溫氣體。版權(quán)：NASA/ESA/ STScI/CXC。

使用美國(guó)宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)星系團(tuán)相互碰撞時(shí)，暗物質(zhì)并沒(méi)有減速。這意味著暗物質(zhì)之間的相互作用甚至比此前預(yù)期的還要微弱。

暗物質(zhì)占據(jù)了宇宙中物質(zhì)組成的絕大部分。它們不反射、發(fā)射或吸收輻射，只有通過(guò)它們的引力作用來(lái)間接地探測(cè)它們。當(dāng)遙遠(yuǎn)的光源所發(fā)出的光經(jīng)過(guò)暗物質(zhì)的引力場(chǎng)時(shí)，會(huì)因引力透鏡效應(yīng)被放大和扭曲。星系團(tuán)中有三大組成成分：星系、高溫氣體和暗物質(zhì)。在碰撞的過(guò)程中，高溫氣體會(huì)因碰撞而減速或停止運(yùn)動(dòng)。星系的運(yùn)動(dòng)則幾乎不受氣體阻尼的影響，因?yàn)闃?gòu)成星系的恒星之間有著巨大的空隙。

“哈勃”和“錢(qián)德拉”研究了72個(gè)星系團(tuán)，想知道在發(fā)生碰撞時(shí)其中的物質(zhì)會(huì)如何運(yùn)動(dòng)?！肮笨梢詼y(cè)量碰撞后恒星的分布，它還可以根據(jù)引力透鏡效應(yīng)反演出暗物質(zhì)的分布?！板X(qián)德拉”則可以在X射線下確定星系團(tuán)中高溫氣體的分布。

結(jié)果顯示，暗物質(zhì)相對(duì)于星系沒(méi)有出現(xiàn)減速的現(xiàn)象，和星系一樣也絲毫沒(méi)有受到星系團(tuán)劇烈碰撞的影響。暗物質(zhì)沒(méi)有減速不僅意味著它們和可見(jiàn)物質(zhì)之間沒(méi)有相互作用，同時(shí)還表明暗物質(zhì)之間的相互作用也要比此前的預(yù)計(jì)弱得多。這為粒子物理學(xué)家在微觀層面上確定暗物質(zhì)的候選粒子提供了進(jìn)一步的限制條件。

（供稿：謝懿）

首次在原行星盤(pán)中發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的有機(jī)分子

近日，科學(xué)家首次在一顆年輕行星外的原行星盤(pán)中發(fā)現(xiàn)了復(fù)雜的有機(jī)分子，即構(gòu)成生命的基本要素，這再次說(shuō)明，我們的地球與太陽(yáng)的環(huán)境在宇宙中并非是獨(dú)一無(wú)二的。

阿塔卡馬大型毫米波天線陣（ALMA）發(fā)現(xiàn)，一顆僅誕生了一百萬(wàn)年的年輕恒星MWC 480周?chē)脑行潜P(pán)中充滿了甲基氰（CH3CN），一種復(fù)雜的碳基分子。另外，在這個(gè)新近形成的原行星盤(pán)寒冷的邊緣地帶，還發(fā)現(xiàn)了它的“近親”——氰化氫（HCN）。MWC 480的質(zhì)量約為太陽(yáng)的兩倍，位于離我們約455光年的金牛座恒星形成區(qū)。它周?chē)脑行潜P(pán)仍處于形成早期，之前只是一團(tuán)冰冷、黑暗的塵埃和氣體，不久前才開(kāi)始凝結(jié)起來(lái)。

ALMA發(fā)現(xiàn)的這些分子比星際云中應(yīng)有的要多得多。據(jù)研究人員稱，MWC 480周?chē)募谆枳阋蕴顫M地球的所有海洋。這告訴天文學(xué)家，原行星盤(pán)可以大量產(chǎn)生復(fù)雜的有機(jī)分子，而且形成速度相對(duì)較快。分子快速的形成十分重要，否則容易導(dǎo)致分子分崩離析。此外，這些分子是在離原行星盤(pán)中心較遠(yuǎn)的位置發(fā)現(xiàn)的，距中央恒星約45億至600億千米。雖然從我們太陽(yáng)系的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，這一距離十分遙遠(yuǎn)，但在MWC 480的規(guī)模看來(lái)，這恰好就是容易形成彗星的區(qū)域。

（供稿：魯暘筱懿）

原行星盤(pán)中存在機(jī)分子（概念圖），圖片來(lái)源：B. Saxton（NRAO）

原恒星的激進(jìn)式生長(zhǎng)

使用美國(guó)宇航局斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡和地面望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆仍處于發(fā)育最早期的恒星出現(xiàn)了爆發(fā)。這一爆發(fā)現(xiàn)象表明，在這顆極其年輕的原恒星上突然吸積了大量的氣體和塵埃。

恒星都由低溫氣體云坍縮而成。當(dāng)星云在自身的引力作用下收縮時(shí)，其中心的溫度和密度都會(huì)升高。在這一過(guò)程的末期，會(huì)在中央形成一顆原恒星，而在這顆原恒星的周?chē)鷦t會(huì)有一個(gè)質(zhì)量與其相當(dāng)?shù)臍怏w和塵埃盤(pán)。天文學(xué)家稱它為“0級(jí)”原恒星。

此次爆發(fā)的原恒星HOPS 383是迄今所觀測(cè)到的第一個(gè)0級(jí)原恒星爆發(fā)的案例，也是發(fā)生爆發(fā)的最年輕原恒星。原恒星的0級(jí)階段十分短暫，只持續(xù)約15萬(wàn)年，被認(rèn)為是類(lèi)太陽(yáng)恒星發(fā)育的最早階段。原恒星以自身收縮過(guò)程中釋放出的熱量來(lái)作為發(fā)光的能源，通過(guò)吸積周?chē)镔|(zhì)盤(pán)中的氣體和塵埃也可以為其提供能量。

斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)原恒星HOPS 383的觀測(cè)，插圖顯示了其爆發(fā)前后的差別。版權(quán)：E. Safron et al.; Background: NASA/JPL/T. Megeath (U-Toledo)。

HOPS 383位于獵戶座，距離我們大約1400光年。綜合“斯皮策”和其他望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)它的增亮始于2006年，到2008年它在24微米的波段上已增亮了35倍。天文學(xué)家懷疑，由于其周?chē)镔|(zhì)盤(pán)中的不穩(wěn)定性使得大量的物質(zhì)突然流入了中央的原恒星，撞擊產(chǎn)生了超高溫的熱斑，使得它急劇增亮。

（供稿：謝懿）

好奇號(hào)在火星上發(fā)現(xiàn)液態(tài)水

美國(guó)國(guó)家航空航天局研究團(tuán)隊(duì)4月13日（當(dāng)?shù)貢r(shí)間）在科學(xué)雜志《自然地球科學(xué)》上宣布火星車(chē)“好奇號(hào)”（Curiosity）發(fā)回的資料顯示，在火星地表以下約50cm的位置發(fā)現(xiàn)了液態(tài)水。”這一發(fā)現(xiàn)意味著有生命體存在的可能性變大。1965年以后有超過(guò)40架宇宙探索船先后對(duì)火星進(jìn)行過(guò)探測(cè)，但發(fā)現(xiàn)液態(tài)水尚屬首次。迄今為止，在火星的南極和北極只發(fā)現(xiàn)了結(jié)冰狀態(tài)的水，以及液態(tài)水流過(guò)的痕跡。研究團(tuán)隊(duì)在“好奇號(hào)”發(fā)回的地表下土壤樣本資料中發(fā)現(xiàn)了融有過(guò)鹽素酸鹽的液態(tài)水。含有堿性物質(zhì)的過(guò)鹽素酸鹽在地球的海洋、沙漠、巖石等中也被發(fā)現(xiàn)。

“好奇號(hào)”火星車(chē)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 (REMS)對(duì)包括相對(duì)濕度、地表溫度和紫外輻射在內(nèi)的火星地表環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量. 圖片來(lái)源：NASA / MSSS

火星上的水只有在夜晚才會(huì)形成。夜晚火星大氣冷卻，空氣中的水蒸氣凝結(jié)，滲入土壤，成為融有過(guò)鹽素酸鹽的水。然而到了白天，地表變熱，水分蒸發(fā)，只剩下過(guò)鹽素酸鹽結(jié)晶?；鹦浅嗟栏浇臍鉁刈兓葮O大，從零下60度到零上20度。研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)低溫下液態(tài)水能夠存在的原因表示，因?yàn)檫^(guò)鹽素酸鹽帶來(lái)了“凝固點(diǎn)降低”的效果。純水的凝固點(diǎn)為0度，融有過(guò)鹽素酸鹽的水凝固點(diǎn)會(huì)降低。帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)的挪威科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授托里斯（Xavier Torres）表示：“就生命體生存來(lái)看，算是低溫，但存在水這一事實(shí)說(shuō)明曾經(jīng)有生命體存在或者正在生存?！?/p>

（供稿：魯暘筱懿）

哈勃望遠(yuǎn)鏡在死亡類(lèi)星體周?chē)业缴衩靥祗w

哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到了一系列神秘的綠色天體，它們是暫現(xiàn)的類(lèi)星體的遺跡。這些發(fā)光的結(jié)構(gòu)有環(huán)狀、螺旋狀和辮子狀?！八鼈儧](méi)有單一的形態(tài)，”阿拉巴馬大學(xué)的凱爾（Bill Keel）說(shuō)。他主導(dǎo)了這次哈勃觀測(cè)。凱爾相信這些結(jié)構(gòu)可以為了解這些具有巨大能量的核的星系提供線索。

天文學(xué)家相信，寄主星系中心的超大質(zhì)量黑洞發(fā)出的紫外輻射照亮了這些結(jié)構(gòu)。這些星系核中最活躍的那些稱為類(lèi)星體，其中黑洞周?chē)奈e盤(pán)產(chǎn)生了明亮的輻射?！安贿^(guò)，類(lèi)星體當(dāng)前的亮度不足以解釋我們看到的現(xiàn)象。這應(yīng)該是過(guò)去發(fā)生的某個(gè)事件的記錄，”凱爾說(shuō)，“發(fā)光的絲狀體告訴我們，這些類(lèi)星體過(guò)去要亮得多，或者它們變化得很快?！彼f(shuō)，一個(gè)可能的解釋是，一對(duì)互相繞轉(zhuǎn)的黑洞在驅(qū)動(dòng)類(lèi)星體，這可以改變其亮度，就像燈的調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。

類(lèi)星體的輻射束導(dǎo)致深空中曾經(jīng)不可見(jiàn)的絲狀體通過(guò)一個(gè)被稱為光致電離的過(guò)程開(kāi)始發(fā)光。這些絲狀體中的氧原子吸收來(lái)自類(lèi)星體的光子，在數(shù)千年間慢慢發(fā)射出來(lái)。在絲狀體中探測(cè)到的其他元素包括氫、氦、氮、硫和氖。

（供稿：錢(qián)磊）

UGC 7342。天文學(xué)家在9個(gè)有明亮活動(dòng)星系核的星系中發(fā)現(xiàn)了塵埃和氣體結(jié)構(gòu)，圖中為綠色。哈勃望遠(yuǎn)鏡圖像表明它們可能是星系碰撞的遺跡。版權(quán)：NASA, ESA, and W. Keel （University of Alabama, Tuscaloosa）

解釋土衛(wèi)六上的沙丘方向之謎

土衛(wèi)六表面和土星的美術(shù)圖，Credit：Antoine Lucas/ NASA

土衛(wèi)六（泰坦）是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽(yáng)系中與地球最相像的星球之一。隨著卡西尼-惠更斯探測(cè)器對(duì)這顆星球的探索，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了更多問(wèn)題。其中之一就是位于衛(wèi)星赤道附近的沙丘指向某一方向，但是近地面的風(fēng)向卻指向另一邊。最近，天文學(xué)家也許解決了這個(gè)問(wèn)題。

科學(xué)家使用模擬的方式建立了土衛(wèi)六近地面風(fēng)向的模型，和地球上的信風(fēng)類(lèi)似，它們指向西方。但是來(lái)自卡西尼-惠更斯的探測(cè)結(jié)果，卻發(fā)現(xiàn)星球表面的沙丘綿延數(shù)英里長(zhǎng)，高幾百碼，指向東方。

然而來(lái)自華盛頓大學(xué)的天文學(xué)家本杰明?夏內(nèi)（Benjamin Charnay）和他的合作者在最新發(fā)表的文章中認(rèn)為，土衛(wèi)六高層大氣中的甲烷風(fēng)暴也許是解決這個(gè)問(wèn)題的答案。因?yàn)檫@些甲烷風(fēng)暴的指向正是東方。

使用計(jì)算機(jī)模型，夏內(nèi)模擬出強(qiáng)烈的甲烷風(fēng)暴非常強(qiáng)力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通星球表面的西向風(fēng)。因此它主導(dǎo)了星球表面沙丘指向，讓它們朝向東方。

（供稿：李珊珊）

“地獄行星”上的極端表面環(huán)境

在船底座星云的恒星形成區(qū)內(nèi)，科學(xué)家觀測(cè)到這里形成了新的系外行星。既然這是新生恒星的誕生地，那么系外行星的數(shù)量一定不會(huì)少，來(lái)自日內(nèi)瓦大學(xué)和伯爾尼大學(xué)的科學(xué)家通過(guò)HARPS光譜儀對(duì)系外行星的大氣進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HD189733b系外行星的大氣如同恐怖的地獄，風(fēng)速高達(dá)每小時(shí)1000千米以上，相當(dāng)于0.277千米/秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地球上的最快風(fēng)速，是非常瘋狂的行星環(huán)境。

HD189733b系外行星不僅擁有如此極端的風(fēng)速環(huán)境，表面溫度也達(dá)到3000攝氏度，太陽(yáng)表面的溫度也僅有5000多攝氏度，因此HD189733b系外行星是顆名副其實(shí)的地獄行星。日內(nèi)瓦大學(xué)和伯爾尼大學(xué)的科學(xué)家對(duì)這顆系外行星進(jìn)行了全面觀測(cè)，探測(cè)方法為鈉譜線觀測(cè)。同時(shí)科學(xué)家也使用了位于智利高原的歐洲南方天文臺(tái)高精度視向速度系外行星搜索器，兩者配合觀測(cè)可獲得更加全面的系外行星數(shù)據(jù)。

在本次觀測(cè)之前，科學(xué)家就已經(jīng)使用HARPS光譜儀對(duì)系外行星大氣中的鈉譜線進(jìn)行研究，從中找出有用的信息。但是就觀測(cè)靈敏度而言，光譜分辨率較好的觀測(cè)平臺(tái)仍然是哈勃望遠(yuǎn)鏡，來(lái)自伯爾尼大學(xué)的凱文教授還尋求一種簡(jiǎn)單的公式對(duì)系外行星大氣溫度、密度和壓力進(jìn)行計(jì)算，以取代復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型。

（供稿：魯暘筱懿）

超百萬(wàn)顆恒星正在神秘的富塵埃云中形成

一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在我們星系附近的一個(gè)小星系的富塵埃的分子氣體云中發(fā)現(xiàn)，超過(guò)一百萬(wàn)顆年輕恒星正在形成。這個(gè)星團(tuán)處于矮星系NGC 5253中，在半人馬座方向，亮度是太陽(yáng)的十億倍。

NGC 5253中有數(shù)百個(gè)大的星團(tuán)，不少是年輕的，而最引人注目的就是這個(gè)在D云（Cloud D）中發(fā)現(xiàn)的這個(gè)星團(tuán)。這個(gè)星團(tuán)含有超過(guò)7,000顆大質(zhì)量的O型星——這是所有已知恒星中最亮的一類(lèi)恒星，每一顆都比太陽(yáng)亮一百萬(wàn)倍。它的年齡差不多是三百萬(wàn)年，以天文學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，這是非常年輕的。銀河系已經(jīng)有數(shù)十億年沒(méi)有形成過(guò)巨型的星團(tuán)了，文章的作者、UCLA的物理和天文學(xué)教授特納（Jean Turner）說(shuō)，雖然銀河系還在形成恒星，但數(shù)量沒(méi)那么大。

多少氣體能轉(zhuǎn)化為恒星在宇宙的不同部分差別很大。在銀河系中，像D云那么大的云，轉(zhuǎn)化率低于5%，而在D云中這個(gè)轉(zhuǎn)化率要高10倍或者更多。在未來(lái)的日子里，這塊云可能會(huì)被變成超新星的恒星摧毀，特納說(shuō)，“這會(huì)將這些恒星創(chuàng)造的氣體和元素散布到星際空間去?！?/p>

（供稿：錢(qián)磊）

藍(lán)色的背景是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的NGC 5253的圖像；白色的點(diǎn)是年輕的星團(tuán)。疊加的是亞毫米波陣（SMA）看到的氣體（模糊的紅色和黃色）。版權(quán): Courtesy of Jean Turner

HD189733b大氣層蒸發(fā)（想像圖），圖片來(lái)源：NASA GSFC

太陽(yáng)活動(dòng)的短周期變化

太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)望遠(yuǎn)鏡（SDO）2012年4月至2013年4月中的25幅圖像的合成圖，由圖可以看出活動(dòng)區(qū)在這段時(shí)間向赤道方向移動(dòng)的軌跡，Credit:NASA/SDO/ Goddard

我們的太陽(yáng)在不斷變化著。在它的變化周期中，有時(shí)相對(duì)平靜，有時(shí)則會(huì)表面經(jīng)常出現(xiàn)爆發(fā)現(xiàn)象，將大量的光子、粒子以及能量拋射進(jìn)宇宙之中。以往，我們熟知的太陽(yáng)周期約為11年左右。最新的研究表明太陽(yáng)還有較短的周期性變化，時(shí)間為330天左右。

在2015年4月7日發(fā)表的最新科學(xué)論文中，來(lái)自博爾德國(guó)家大氣研究中心高海拔天文臺(tái)的天文學(xué)家斯科特?麥金托什（Scott McIntosh）認(rèn)為，太陽(yáng)的這種準(zhǔn)年周期變化，是由于太陽(yáng)上下兩個(gè)半球的強(qiáng)磁場(chǎng)帶變化產(chǎn)生的。

科學(xué)家認(rèn)為這種強(qiáng)磁場(chǎng)的短期變化在之前的觀測(cè)中也被捕捉到了，只是因?yàn)樗麄兊拇蟛糠帜抗舛技性谌绾谓忉?1年周期變化上，而忽略了這種短周期的影響。

同時(shí)，磁場(chǎng)帶的相互作用還可以解釋一個(gè)最早在20世紀(jì)60年代提出的問(wèn)題：為什么在黑子數(shù)量極大年之后，太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射的次數(shù)會(huì)保持一年或更久的高峰。解讀太陽(yáng)磁場(chǎng)的變化模式，有助于判斷太陽(yáng)是否處于爆發(fā)期還是平靜期，可以更好地避免太陽(yáng)風(fēng)暴對(duì)地球的影響。

（供稿：李珊珊）

（責(zé)任編輯 張長(zhǎng)喜）