天文科普:發(fā)現(xiàn)最年輕的行星;恒星死亡現(xiàn)場發(fā)生了什么?
發(fā)布時(shí)間:2021-11-04
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/?最年輕的行星

科學(xué)家們?cè)谝活w遙遠(yuǎn)的新生恒星周圍發(fā)現(xiàn)了一顆有史以來最年輕的行星:2M0437b。

研究人員估計(jì),2M0437b的質(zhì)量是木星的幾倍,是在幾百萬年前與它的恒星一起形成的(大約是夏威夷主島首次出現(xiàn)在海洋上的時(shí)候)。這顆行星如此年輕,以至于它在形成過程中釋放的能量仍然很熱,其溫度與基拉韋厄火山噴發(fā)出的熔巖相似。

圖為2M0437,圖中四個(gè)“尖峰”是望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)元件產(chǎn)生的偽影。

https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2021/infant-planet-discover.jpg

這顆行星和它的母恒星位于一個(gè)名為金牛座分子云的恒星“搖籃”中。觀測結(jié)果顯示,它的軌道比太陽系中的行星要寬得多,它與母恒星的距離約為日地距離的100倍。聽起來這很有利于觀測,但實(shí)際上,因?yàn)楹阈窃谔炜罩幸苿?dòng)得很慢,所以確認(rèn)2M0437b確實(shí)是這顆恒星的伴星而非更遠(yuǎn)天體仍花費(fèi)了科學(xué)家們至少三年的時(shí)間。2M0437b促進(jìn)了我們對(duì)行星如何形成、如何隨時(shí)間變化的理解??茖W(xué)家們期待能有更多這樣的發(fā)現(xiàn),以及用未來的技術(shù)和望遠(yuǎn)鏡對(duì)這類行星進(jìn)行更詳細(xì)的研究。相關(guān)研究已發(fā)表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上。

來源?/?https://phys.org/news/2021-10-astronomers-infant-planet.html

/?恒星死亡現(xiàn)場發(fā)生了什么?

就像一場暴力致死案的目擊者一樣,哈勃空間望遠(yuǎn)鏡最近向天文學(xué)家提供了一幅前所未有的、全面的恒星災(zāi)難性死亡最初時(shí)刻的景象。過去,科學(xué)家們總像犯罪現(xiàn)場調(diào)查員一樣研究超新星:案發(fā)后才姍姍來遲,并試圖推理那顆恒星身上到底發(fā)生了什么。

但這次不同:科學(xué)家們真的知道發(fā)生了什么——換句話說,科學(xué)家們實(shí)時(shí)看到了恒星的死亡。

圖為SN 2020fqv。

https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2021/hubble-gives-unprecede.jpg

這顆超新星名為SN 2020fqv,發(fā)現(xiàn)于2020年4月。當(dāng)時(shí)凌日系外行星巡天衛(wèi)星(TESS)也正在觀測這顆超新星。于是,科學(xué)家們迅速訓(xùn)練了哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和一套地面望遠(yuǎn)鏡。眾多觀測數(shù)據(jù)共同提供了恒星毀滅過程中的諸多信息,幫助天文學(xué)家了解恒星在死亡之前究竟發(fā)生了什么。于是,科學(xué)家們得知了這顆恒星在死亡前幾年、死亡時(shí)以及死亡后發(fā)生的全部故事。

有科學(xué)家將SN 2020fqv稱為“超新星的羅塞塔石碑”——古羅塞塔石碑上有三種語言版本的同一段詔書,幫助專家們學(xué)習(xí)閱讀埃及象形文字。而在這顆超新星的例子中,科學(xué)家們使用三種不同的方法來確定爆炸恒星的質(zhì)量,結(jié)果都是一致的:它的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的14到15倍。準(zhǔn)確地確定超新星爆發(fā)中的恒星質(zhì)量,對(duì)于了解大質(zhì)量恒星的生死情況至關(guān)重要。相關(guān)研究成果已發(fā)表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上。

來源?/?https://phys.org/news/2021-10-hubble-space-telescope-unprecedented-early.html

/?了不起的Proba-1微型衛(wèi)星

20年前,也就是2001年10月22日,歐空局的Proba-1微型衛(wèi)星發(fā)射成功。20年過去了,如今它仍在運(yùn)行,它也因此成為了歐空局歷史最久的地球觀測任務(wù)。Proba-1大約只有一個(gè)酒店冰箱那么大,但卻負(fù)載著兩臺(tái)地球觀測儀器,實(shí)現(xiàn)了許多技術(shù)上的創(chuàng)舉。

在歐空局的監(jiān)督下,高度自動(dòng)化的Proba-1引入各種當(dāng)時(shí)的新技術(shù)(現(xiàn)在已成為主流技術(shù)),包括鋰離子電池、砷化鎵太陽能電池板以及歐空局開發(fā)的、運(yùn)行其飛行計(jì)算機(jī)的ERC-32微處理器等等。

圖片來自CC0 Public Domain。

https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2019/satellite.jpg

Proba-1成功發(fā)射后,觀測太陽的Proba-2和追蹤植被的Proba-V分別于2009年和2013年發(fā)射。研究太陽日冕的雙衛(wèi)星Proba-3任務(wù)則計(jì)劃于2023年發(fā)射。Proba-1搭載了大量低成本、現(xiàn)成的商業(yè)組件和系統(tǒng),它將繼續(xù)為全球科學(xué)家們提供圖像和寶貴數(shù)據(jù)。

來源?/?https://phys.org/news/2021-10-mini-earth-observer-proba-years-orbit.html

/?人工智能尋找系外行星

迄今為止,我們發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)系外行星都是用凌日法發(fā)現(xiàn)的。但是,用這種方法來探測行星是一個(gè)漫長的過程。而且,行星之間的相互作用也可能會(huì)造成一定干擾,從而增加了在一堆數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)系外行星信號(hào)的難度。

圖為行星的數(shù)據(jù)表示方法,行星的存在(右)被看作是天空中的一條河流(左)。

https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2021/discovering-exoplanets.jpg

有鑒于此,科學(xué)家們打算使用應(yīng)用于圖像識(shí)別的人工智能技術(shù)來尋找系外行星。這個(gè)項(xiàng)目中使用的人工智能技術(shù)用于自動(dòng)駕駛汽車,能識(shí)別道路、交通標(biāo)志和攝像頭感知到的行人等。借助這項(xiàng)技術(shù),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了兩顆系外行星:開普勒-1705b和開普勒-1705c,這是用以往的技術(shù)無法發(fā)現(xiàn)到的。而且,該技術(shù)不僅可以幫助科學(xué)家們估計(jì)行星的半徑,還能提供關(guān)于行星質(zhì)量的信息。

這項(xiàng)技術(shù)不僅對(duì)天文觀測有效,在觀測地球及其環(huán)境方面也同樣有用:比如說,可以用來探測非法垃圾場和廢物堆。相關(guān)研究已發(fā)表在Astronomy & Astrophysics上。

來源?/?https://phys.org/news/2021-10-exoplanets-artificial-intelligence.html


/?藍(lán)色閃光星云 NGC 6905

利用北歐光學(xué)望遠(yuǎn)鏡(NOT),天文學(xué)家們調(diào)查了一個(gè)被稱為NGC 6905的行星狀星云及其中央星。

行星狀星云是恒星演化至老年的紅巨星末期,因?yàn)闅怏w殼層向外膨脹并被電離而形成的發(fā)射星云。相較于恒星長達(dá)數(shù)十億年歲月的一生,行星狀星云只能存在數(shù)萬年。雖然它們數(shù)量相對(duì)稀少,但對(duì)天文學(xué)家研究恒星和星系的化學(xué)演化非常重要。

NGC 6905。

https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2021/research-inspects-plan.jpg

在距離地球大約8800光年的地方,NGC 6905因其特有的顏色被稱為“藍(lán)色閃光星云”。它的中央星名為HD 193949,是一顆沃爾夫–拉葉星(一種幾乎比所有其他類型恒星都熱的恒星),半徑約為太陽的0.15倍,質(zhì)量約為太陽的0.6倍。

借助望遠(yuǎn)鏡,科學(xué)家們調(diào)查了NGC 6905不同區(qū)域的物理性質(zhì)和化學(xué)豐度,還發(fā)現(xiàn)NGC 6905中氣體的總質(zhì)量在0.31和0.47個(gè)太陽質(zhì)量之間,而塵埃的質(zhì)量估計(jì)在0.00224和0.00169個(gè)太陽質(zhì)量之間。相關(guān)研究成果已發(fā)表在arXiv上。

來源?/?https://phys.org/news/2021-10-planetary-nebula-ngc-central-star.html

科學(xué)審核?/?茍利軍??編譯?/?雪琪

編輯?/?懷塵??校對(duì)?/?諾諾

中國國家天文

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《中國國家天文》雜志由國家天文臺(tái)主辦。

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