斜着飞?反着转?这些太阳系天体到底怎么啦?

/ 海王星外的天体们

为啥喜欢斜着飞?

新的证据表明,数十亿年前,可能有一颗恒星曾经非常接近太阳系因此,外太阳系海王星轨道之外的空间里有成千上万个较小天体被偏转到高度倾斜的绕日轨道上,其中一些可能被行星木星和土星所捕获,然后成为卫星。


提起太阳系,我们通常会认为它的尽头就是海王星。然而,我们已知的就有几千个天体运行在海王星轨道之外的地方(即海外天体),有人甚至怀疑其中有大量直径超过了100千米的天体令人惊讶的是,这些天体中有许多都在偏心轨道上运行——相对于太阳系大行星们的共同轨道平面而言,它们是倾斜的。天体物理学家Susanne Pfalzner和她的同事使用计算机模拟来调查这些奇异轨道的可能原因:是否有另一颗恒星导致海外天体形成了奇怪轨道?


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图片来自DOI: 10.1038/s41550-024-02349-x


天体物理学家们发现,一颗恒星的近距离飞掠可以解释已知海外天体的倾斜和偏心轨道模拟发现,与今天的外太阳系最匹配的是一颗比太阳稍轻的恒星——大约0.8个太阳质量——这颗恒星在大约165亿公里(地日距离的110倍)外飞过我们的太阳

科学家们通过模拟还发现,由于系外恒星的“路过”,一些海外天体被抛入木星、土星、天王星和海王星等气态巨行星(也叫“外行星”)区域内,其中一些天体可能被巨行星所捕获,然后成为了卫星这也可以解释为什么这些巨行星有时会有反向绕转的卫星

这一观点的美妙之处就在于它很简单,只用一个原因就回答了关于太阳系的几个悬而未决的问题。当然,要验证它的正确性,我们还需要更多确凿证据。相关研究已发表在Nature Astronomy和The Astrophysical Journal Letters上。



/ 推翻银河系“阴谋”

发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上的一篇论文推翻了天文学中一个长期存在的“阴谋”——恒星和暗物质以令人费解的方式相互作用


这一“阴谋”的出现是为了解释一个困惑了天文学家长达二十五年的现象:不同星系的物质密度似乎以相同的速度从中心向外缘递减星系多种多样,它们的年龄、形状、大小和恒星数量各不相同。那为什么它们会有相同的密度结构呢?论文第一作者Caro Derkenne博士说:“这种同质性表明,暗物质和恒星必须以某种方式相互作用,才能产生如此规律的质量结构。


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甚大望远镜观测到的巨大星系


如果暗物质和恒星确实以这种方式相互作用,那么我们就需要改变此前对星系形成和演化的理解。但Derkenne和她的同事发现,密度的相似性可能并不是星系本身造成的,而是天文学家测量和模拟星系的方式造成的。Derkenne说:“过去,人们建立的简单模型有太多的简化和假设,但星系是复杂的。”现在,有了超级计算机和先进的望远镜,“阴谋”正在被揭开。



/ 在太空中与生物薄膜共存

随着人类迈向宇宙,我们将带着其他地球生命一起旅行——在地球上,没有比细菌更普遍的生命形式了。这些微小的生物聚集在一起,会形成一种名为生物薄膜的结构。


生物薄膜在地球上无处不在,但它们会给太空旅行带来什么潜在的危险,又能解决什么可能的问题呢?最近发表在Biofilm上的一篇论文对此进行了研究。


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描述生物薄膜各种用途的示意图


生物薄膜常常会出现在潮湿的表面,比如未清洁的厕所和其他有持续营养和水源的地方。空间站和载人飞船上也有类似场所,比如空间站和载人飞船里的水回收系统或燃料箱,如果不加以管理,就可能会出现同样的问题。此外,干燥表面的沉积系统也含有大量细菌生物薄膜会污染上述这些系统,并给航天员们造成严重的问题——比如污染饮用水,或者导致航天员过敏。

不过,太空探索中的生物薄膜并不都意味着厄运。有些生物薄膜是有用的,能过滤有价值的物质。在地球上,生物薄膜反应器可以从矿山或回收厂的废水流中过滤出铂这样的贵金属。在火星上也可以采用类似的方法,从大气中过滤出有用的分子,比如。目前来看,为了控制这些系统,开发生物传感器迫在眉梢。

最终,人类必须学会在太空中与生物薄膜共存,就像我们在地球上一样。这种关系是对抗的、共生的,还是两者兼而有之,将主要取决于我们自己。



/ 是谁加热了太阳风

加热和加速太阳风的能量,究竟来自哪里?环日轨道器与帕克太阳探测器协同工作,为我们揭了答案。


太阳风是从太阳大气(即日冕)中逸出的超高速等离子体(带电粒子)流当太阳风与地球大气层碰撞,就会产生天空中五彩斑斓的极光。“快速”太阳风的移动速度超过500公里/秒,相当于180万公里/小时。奇怪的是,这种风以较低的速度离开日冕;而当它向更远的地方移动时,又会被某种东西加速、加热。那么,是谁加速和加热了太阳风呢?

一项在Science上发表的新研究中,研究人员利用环日轨道器与帕克太阳探测器的数据,证明“幕后推手”就是太阳磁场中的大规模振荡,即阿尔文波

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磁波为高速太阳风提供动力的示意图


在地球大气层等普通气体中,唯一能传播的波是声波。然而,当气体被加热到超高温时,它会进入一种名为等离子体的电化状态,并对磁场做出反应。于是,磁场中就会形成波,即阿尔文波。阿尔文波不仅能储存能量,还能在等离子体中传递能量。“阿尔文波加速并加热了太阳风”,正是困扰了科学家们数十年的答案。

太阳是宇宙中唯一一颗我们可以直接测量其风的恒星。因此,我们对太阳的了解可能也适用于其他恒星。也许陌生的恒星上,也有和地球上一样的极光。



/ 空天院发布中国区域

Landsat-9原始遥感影像数据集

近日,中国科学院空天信息创新研究院所属中国遥感卫星地面站发布了2021年12月至2024年2月中国区域Landsat-9原始遥感影像数据集。该数据集免费共享64000景原始遥感影像,数据总量近55TB。


Landsat-9卫星携带陆地成像仪2(OLI-2)和热红外传感器2(TIRS-2)。OLI-2在可见光、近红外和短波红外波段捕获地球表面的观测数据,TIRS-2测量从地球表面发出的热红外辐射或热量。此次共享的Landsat-9卫星影像数据全部由中国遥感卫星地面站自主接收、处理和存档。这是我国具有自主分发权的首套Landsat-9中国区域卫星影像数据。


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数据集缩略图


中国遥感卫星地面站建成于1986年,是国家发展和改革委员会布局建设的国家重大科技基础设施,拥有我国历史最长的遥感数据资料库。自2011年起,地面站通过对地观测数据共享网开始实施“对地观测数据共享计划”,持续向国内外用户免费共享遥感卫星影像数据。2022年,为进一步扩大“对地观测数据共享计划”的社会影响,国家对地观测科学数据中心受中国遥感卫星地面站委托,成为发布中国遥感卫星地面站共享数据专用门户,保持数据资源持续更新。目前,该数据中心已提供Landsat 5/7/8/9、IRS-P6、Envisat-1、ERS-2、THEOS-1等11颗卫星的中国区域历史存档数据的共享下载,并将陆续发布更多卫星数据。