天文宇宙知识奇观1
天文宇宙知识奇观1


1、天文学家发现含液态水行星 冰雪储量超地球数千倍

    天文学家观测到太阳系外一颗正在形成的、含有大量水的行星。该行星的水蒸气只占很小一部分,大部分以冰雪形式存在,经计算后,水蒸气量约为地球的全球海洋水量的1/200,冰雪的储量是地球上的海洋水储量的数千倍。该年轻行星系统距离太阳175光年。

    该行星围绕着一颗名为“tw hydrae”的母星运行,这是一颗年轻恒星,它大约诞生于800到1000万年前,其质量是太阳质量的60%。

    赫歇尔太空望远镜观测到这个行星磁盘的中心(接近其母星)位置的温度比较高,使水保持在水蒸气状态。超出这个范围,水呈雪线状态,水被冻结到尘埃粒子上。水蒸气内的吸收光谱很容易被赫歇尔等太空望远镜发现,但水冰的吸收光谱很难被发现。但这次天文学家很幸运,观察了一下,当条件恰到好处时,发现了些许水冰的吸收光谱。但在大多数情况下,他们依靠模型和其它信息来推断水冰的存在。来自其母星和其它邻近恒星的紫外线辐射使水冰变成气态,从而再次被观测到。

    天文学家把数据输入探测器,很清晰地观测到了雪线上面的水蒸气,观察到的水量经计算后约为地球的全球海洋水量的1/200。研究发现,该行星上的水蒸气只占很小一部分,大部分以水冰形式存在,水蒸气存在于雪线上面。从模型模拟的估计数字表明,我们检测的水蒸气量推算出冰雪的储量是地球上的海洋水储量的几千倍。

2、研究称暗物质或由大块奇异物质构成而非粒子

    2007年,借助“哈勃”太空望远镜和引力透镜现象,科学家绘制了一张在遥远星系中暗物质的“三维分布图”。

  参考消息网11月15日报道外媒援引研究人员的话说,暗物质可能不是像大多数科学所认为的那样由粒子构成,而可能由大块的奇异物质构成,从苹果大小到小行星大小都有可能。

  据美国趣味科学网站11月13日报道,目前科学界最为神秘的领域之一就是对暗物质的探索。据信,这种看不见的物质占宇宙所有物质的六分之五。然而,没有人知道,构成暗物质的微粒看上去是什么样子。

  研究人员在一份最新的研究报告中提出了他们的想法,暗物质由它们称之为“马克罗斯”(Macros)的粒子组成。科学家推理说,如果这些粒子的密度与原子核一样,它们可能不会小于55克。如果是这样,现有的粒子探测器就已经能看到它们了。与此同时,“马克罗斯”不会大于10万亿亿千克,因为如果这样,他们的引力场将强大到足以使星光变弯曲,天文学家从未观测到这种现象。

  研究人员说明了这些粒子在宇宙早期是如何形成的。那时候,宇宙仍极其炙热,温度高达3.5万亿摄氏度,堪比一颗超新星核心的温度。在这种情况下,“马克罗斯”可能是由被称为夸克的粒子汇聚而成的,夸克是一种组成质子和中子的更为基本的粒子。

  一共有6种夸克——上夸克、下夸克、顶夸克、底夸克、奇夸克、璨夸克。质子和中子都是由上夸克和下夸克构成——质子由两个上夸克和一个下夸克组成,而中子是由两个下夸克和一个上夸克构成。研究人员说,这两种普通的夸克以及奇夸克可以结合形成暗物质“马克罗斯”。

  奇夸克通常极为短命,到目前为止,科学家仅在粒子加速器里看到过他们。新研究报告的共同作者、位于美国克利夫兰的凯斯—西部保留地大学的理论物理学家格伦·斯塔克曼说,不过,中子本身也极度不稳定,但是,当他们与原子里的质子结合后就变得稳定了。所以,在宇宙诞生后不久产生的奇夸克在与其他粒子结合后就形成了稳定的奇物质。这或许构成了暗物质。

  研究人员说,在宇宙诞生伊始产生的“马克罗斯”现在已经冷了、暗了。

  这一新想法是在研究人员再次回顾暗物质可能由科学家已经创造并探测出来的粒子,而不是奇怪的新粒子组成时提出的。

  几十年前,科学家对奇异的暗物质粒子的性质提出了两种假设。一种假设是,暗物质由轴子组成——一种据信相互作用不强的小质量粒子。另一种假设是,暗物质由一种被称为WIMPS的相互作用不强的大质量粒子组成。

  不过,在过去30年里,物理学家没能找到上述两种假设的证据。

3、平行宇宙若存在 可解释量子力学的“怪事”

    平行宇宙的理论认为我们的宇宙可能由无数个可能性时空构成,无数个宇宙中每个宇宙彼此互为平行宇宙,这些世界几乎没有交集,每个事件都可能产生出无数个可能性结果,它们分别对应着每个平行宇宙,因此关于平行宇宙的研究也处于进展之中。

    其实,比尔·普瓦里埃教授在四年前就已经提出过类似的想法,但其他物理学家在最近才开始构思这个框架,计算结果表明其在数学上是可行的。量子力学是物理学中最为神奇的学科,从微观尺度上解释了宇宙的运行情况,科学家也通过量子理论来解释亚原子粒子所表现出的波粒二象性,并通过波函数对微观粒子的行为进行描述。

    物理学家认为一旦我们对一个粒子进行测量行为,我们就无法同时获得精确的位置与速度信息,而休·埃弗雷特是第一个提出多元宇宙解释的物理学家,他在20世纪50年代公布了多世界理论,用于解释量子力学的怪异现象,但该理论在学术界并不受欢迎。现在,许多物理学家投身于研究多元宇宙和平行宇宙理论,提出了许多可能性的理论来解释量子力学。有趣的是,量子力学已经存在一个多世纪了,直到今天仍然存在争议。

4、加拿大发现特殊菌类 暗示火星上会有生命

    加拿大麦吉尔大学微生物学家怀特·莱尔博士领导的一个小组,在北极努纳武特地区阿克塞尔黑贝格岛的“失锤缝”,意外地发现了“食用甲烷菌”。怀特博士在“失锤缝”这个极端低温、含盐的环境里,发现两种专吃甲烷和呼吸氧气之外的细菌--因为这里根本没有氧气。 

    据来自加利福尼亚州“搜寻地外文明计划”研究所的安德森·戴尔博士称,这一发现表明,类似细菌的生命可能存在于火星,因为,火星上的环境条件在许多方面与加拿大北极地区相似。

    美国宇航局收集的最新数据也表明,火星上也有甲烷和冻水组织,温度的变化也与“失锤缝”类似。也就是说,如果“食用甲烷菌”能茁壮成长在类似火星条件的地球上,那么,“食用甲烷菌”完全可以在火星上生活。

    加拿大国家研究委员会的微生物学家查尔斯·格里尔博士完全是因为更务实的原因而被这种细菌所吸引的。“随着温度的升高,北方的永久冻土在融化。若土地变得潮湿,被困在冻土里的甲烷和二氧化碳就很可能被排放出来。”格里尔博士说,“甲烷是一种远比二氧化碳更为重要的温室气体。”

5、地球未来命运 或被白矮星所撕裂

    未来的地球会是什么样子的呢?来自英国华威大学的天体物理学家在4颗白矮星的周围发现了与地球极其相似的行星碎片,这暗示着,未来的地球也可能会像这些行星一样,承受被撕裂的命运!

    白矮星是类日恒星生命的最后阶段。一旦内部的高热原子核反应熔炉燃烧殆尽,恒星便进入这一阶段。借助于哈勃太空望远镜,科学家对这些白矮星的大气化学构成进行了迄今为止规模最大的观测。观测结果显示,4颗白矮星周围的尘云中最常见的元素是氧、镁、铁和硅。这4种元素在地球中的比重达到93%左右。

    科学家表示这些体积较小的密集恒星正在吞噬行星的“尸体”,其中至少有一颗正在吞噬行星的星核——富含铁、镍和硫——速度在每秒100万公斤所有。研究领导人、英国华威大学物理学系教授鲍里斯-甘希克表示,我们的太阳系也将在未来的某一天出现这种白矮星吞噬行星的现象。

    “我们观测到距地球几百光年的白矮星吞噬行星的现象,在遥远的未来,地球也将遭受这种命运。随着类似太阳的恒星走向生命的尽头,它们会膨胀成红巨星,此时星核内的核燃料燃烧殆尽。几十亿年后,太阳系也将出现这种现象,届时,太阳将吞噬水星和金星等内侧行星。现在尚无法确定地球是否会在太阳进入红巨星阶段后遭受被吞噬的命运。即使能够幸存下来,地球表面也将被烤焦。”

    甘希克说:“在变成白矮星过程中,太阳将损失大部分质量,太阳系内的所有行星都进一步远离太阳。这可能导致它们的轨道趋于不稳定,发生相撞。早期的太阳系也非常不稳定,出现行星相撞现象。相撞可能撕裂整个陆地行星,形成大量小行星,其中一些小行星的化学构成与行星星核类似。在我们的太阳系,木星将在太阳晚期演化中毫发无损地幸存下来,同时将新的或者老的小行星抛向太阳变成的白矮星。”

    研究过程中,科学家发现尘云中存在数量极少的碳,与地球以及其他靠近太阳的多岩行星的碳极为相似。这是科学家第一次在白矮星大气中发现行星碎片带来的数量极少的碳。碳的发现说明这些恒星一度拥有至少一颗多岩行星,现在已经被它们吞噬。白矮星的大气层由氢和氦构成,大气中的任何重元素都会被白矮星的引力吸入星核,很难被观测到。

    这一次,天文学家观测到行星死亡过程的最后阶段,它们的物质如同雨水一样飘落,以每秒100万公斤的速度被白矮星吞噬。观测获取的证据表明,这些恒星一度拥有多岩行星,后被它们撕裂并吞噬。对其中一颗白矮星PG0843+516的观测发现可能帮助科学家了解行星被摧毁的整个过程。

    PG0843+516有别于其他白矮星,大气中的铁、镍和硫的数量相对较多。陆地行星的星核中存在铁和镍,在行星形成过程中被引力吸入星核,二者之间存在化学亲合性。研究人员认为,PG0843+516吞噬了一颗多岩行星的星核物质。这颗行星体积很大,能够发生分异作用,与将地球地核和地幔分离的过程类似。借助于哈勃望远镜搭载的宇宙起源光谱仪,华威大学的科学家对距离太阳几百光年的80多颗白矮星进行了观测

6、太阳系外行星存淡水 人类未来太空移民有希望

    科学家一直在试图寻找宜居行星,即适宜人类生存的行星。科学家表示它们发现了太阳系外可居住行星的首批证据。发现小行星散落的残余物曾包含大量的水,这对生命存在至关重要。这暗示着几亿年前,遥远的外太阳系可能存在类似地球的行星。 

    但是,任何潜在的居住者可能早已离开那片区域,它们已经灭绝或者进行了太空旅行,因为它们的太阳已经爆炸并坍塌形成“白矮星”。现在残余的只是环绕死亡恒星的多岩石天体。

    英国华威大学物理学院的鲍里斯·甘斯克(Boris G nsicke)说:“这是我们首次发现太阳系外包含水的多岩石天体。两个主要组成成分——多岩石表面和水,这是搜寻太阳系外可居住行星的关键,因此能够在太阳系外同时发现这两个成分让人振奋不已。”

    “这意味着我们已经有了组成类似地球的建构单元。” 甘斯克说道,但他表示现在推测该区域支持外星生命还言之过早,就算的确存在外星生命,它们随着自身恒星的坍塌也早已分崩离析。

    “在现在的阶段,这颗多岩石行星所有的残余物只是被死亡母星拖拽进入轨道的尘埃和残骸。” 甘斯克说道。“然而,这个环绕母恒星余烬旋转的行星墓地是有关之前存在的生命形式的信息源。这些残余物里存在某些化学线索,暗示着之前富含水的类地天体的存在。”

    天文学家利用了哈勃太空望远镜对恒星GD61发出的光的观测。这片区域距离地球150光年远。天文学家检测到大量“岩石”元素,例如镁、硅和铁,同时还发现大量氧气,这暗示着大量水的存在。只有少数富含水的巨型小行星或者较小的行星能够解释这种观测结果。

    地球本质上来说是“干燥”的行星,因为地表水只占全部质量的0.02%。我们的海洋是在地球形成之后才形成的,它很可能是富含水的小行星或者彗星撞击地球的结果。最新的发现暗示着在遥远的外太阳系可能也发生了相似的过程。

    研究首席作者、剑桥大学天文学院的杰·法利赫(Jay Farihi)说道:“这些富含水的建构单元以及它们所构建的类地行星可能非常常见,一个系统既无法创造小行星这么大的天体,又避免建造行星,而GD61又具有必需的组成成分,能够将大量水分传输到地表。”

    “开普勒”太空望远镜经过一年多探寻,发现1200多颗太阳系外潜在行星,其中54颗可能适宜生命生存。科学家表示,在这些天体中,有54颗处于“宜居区段”,可能适宜生命生存。然而要详细的了解它们的信息需要更加长久的时间,而我们也无需恐慌,距离世界末日还有几十亿年的时间。

7、地球何时迎来世界末日?科学家最新预测

    英国圣安德鲁斯大学天体生物学家杰克·奥马利-詹姆斯通过计算机模拟表明,地球将在28亿年后进入世界末日,地球上的所有物种将灭绝,届时地球上的海洋也将完全蒸发,仅仅剩下干旱的世界,如同现在的火星。地球生命将随着液态水的减少逐渐消失,有些生物可以留存到最后一刻,它们可以利用最后一点的液态水资源生存。根据模拟预测,未来10亿年内,增发量的增加、以及大气物化反应加剧,使得二氧化碳水平出现下降,植物和动物完全灭绝,地球将变成微生物的世界。

    同时,地球上的氧气正在逐渐耗尽,温度升高导致海洋蒸发愈演愈烈,太阳核心聚变反应出现变化并逐渐增亮,奥马利·詹姆斯认为地球的环境将变得越来越恶劣,能适应这样环境的生物变得越来越少,植物和动物灭绝后只剩下生命力更加顽强的微生物,它们的生存范围被限制在局部存在的液态水环境中,或者温度更低的地方。此外,这些生物还有受到极端高温和强烈紫外线辐射的作用。

    科学家进行这样的预测是寻找类地行星是否处于可居住的“时间区间”上,即恒星系统内哪个演化阶段适合存在生命,虽然我们发现了一些可居带上的行星,但是它们可能不处于可居住的时间区间内。根据该模型的最新预测,太阳的寿命大约为100亿年,留给地球生物的窗口大约只有恒星寿命的25%,这就决定了有些系外行星的表面环境已经严重恶化,如果行星上存在生命,那么就会转移到地下生存。

    适者生存物竞天择。自然选择的结果是筛选出可适宜环境的生物,无法适宜的生物将会被淘汰。科学家估计可抗辐射的嗜热细菌将是地球上最后的生命,时间大约为未来28亿至30亿年。

8、系外行星大气现水蒸汽 有助研究行星进化

        牧夫座存在一个巨大的行星名为牧夫座τb。它与太阳系内存在的任何世界都不相同。我们地球的最近伴星是木星,但是牧夫座τb的重量是太阳系内最大行星的8.5倍。被称为“热木星”的牧夫座τb存一个“烈焰轨道”——它与自身恒星的轨道距离比水星和太阳距离近7倍。

        但令人意外的是,在这样的世界里,利用一项新的技术,研究小组竟然监测到行星大气层里的水的成分,很可能是以水蒸气的形式存在。宾夕法尼亚州立大学的助理研究员查德-本德(Chad Bender )认为这项发现的重要性分为两个方面:

        “在牧夫座τb的大气层里检测到水的存在非常重要,因为它将帮助我们理解这些外来的炙热木星行星是如何进化和形成的。它还展示了我们新技术的有效性,后者检测了这些行星大气层里的红外辐射。”

        这项新技术将辅助研究人员确定太阳系内距离太阳比牧夫座τb距离宿主恒星还要近的一系列行星是否可能存在水。在这项技术研发之前,研究人员目前只能通过两种方式寻找行星上水的存在:要么是直接经过宿主恒星和地球之间,要么就是从足够远的地方利用恒星的光获得可靠的图片。多亏了这项新技术,科学家们不仅能推测潜在可居住的系外行星上水存在的可能性,还能实际检测大气层里水的存在。

9、研究显示小质量恒星周围行星或无法孕育生命

  北京时间12月20日消息,据物理学家组织网站报道,宇宙中数量最多的恒星都具有较小的质量,而那些围绕这些小质量恒星运行的行星则是搜寻地外生命的主要目的地之一。然而近日一项由美国华盛顿大学的一位天文学研究生领导的工作却显示,由于其形成阶段经历的高温环境,这些行星可能早就失去了容纳生命生存的基本条件。

  低质量恒星,或者称作M型恒星,是指那些质量小于太阳,同时光度也较小,因此它们周围的宜居带范围到恒星本身之间的距离也会相应更近一些。所谓宜居带是指恒星周围距离适中,从而能够让液态水得以在地表存在的区域范围。

  相 比更远的行星,那些距离恒星更近的行星体更容易被天文学家们发现。天文学家们会通过恒星亮度上出现的轻微下降信号来识别恒星周围行星的存在,这种亮度变化 是当行星从恒星面前通过时遮挡恒星的部分光线而导致的;另外天文学家们也会通过径向速度的方法来探测系外行星,方法是观察由于行星引力的作用造成的恒星晃 动。

  然而根据近日这篇发表在《天体生物学》杂志上的文章,美国华盛顿大学博士研究生罗德里格·卢格(Rodrigo Luger)和合作者,该校助理教授洛里·巴内斯(Rory Barnes)通过计算机模拟发现,这些在近距离上围绕小质量恒星运行的系外行星很有可能早在它们形成的阶段便已经失去了所有的水分和大气。

  卢格表示:“所有恒星都形成于星际气体云团的塌缩,其在收缩过程中会以光的形式释放能量。但由于这些恒星的质量较小,因此相应的引力也较小,M型恒星整个塌缩的过程耗时相比大质量恒星要长得多——往往持续数亿年之久。”

  他说:“围绕这些恒星运行的行星可以在1000万年内形成,因此当这些行星形成之际,位于近旁的恒星仍然处于极度高温阶段。这对于宜居带而言并非好消息,因为这些行星的表面也会被加热到很高的温度,甚至超过1000摄氏度。当这种情况发生时,这些年轻行星表面初生的原始海洋将完全沸腾蒸发殆尽,大气也将完全消散。”

  除此之外,对于这些行星来说另外一件坏消息是M型恒星会释放大量的X射线与紫外线辐射,这会将行星大气加热到数千摄氏度的高温状态,从而造成行星大气快速膨胀,气体大量逃离行星并进入星际空间。

  卢格指出:“因此,M型恒星周围的很多行星可能在这一阶段的早期便会失去它所有的水汽成分,这将大大降低它们产生宜居环境条件的几率。”

  不 过卢格和巴内斯在论文中也指出,这一现象有一个副作用,那就是来自恒星强烈的紫外辐射会打断水分子链条,使其分解为氢原子和氧原子。质量较轻的氢原子会更 容易地逃逸出去,而质量较重的氧原子则可能会留下来。当然对于生命而言,和地球上一样,存在氧气无疑是一件好事,但如果氧气含量过高对于生命的起源则会起 到负面的反作用。

  巴内斯表示:“罗德里格的工作证明类似这样的长期失控温室效应将可能导致形成一个极度富氧的大气——其密度可能超过金星大气的10倍,并且成分几乎完全由氧气组成。而由于在我们对系外行星的搜寻工作中,探测系外行星大气中氧气的信号是一项重要指标。因此类似这样非生物成因的富氧大气将会对未来的搜寻工作带来干扰。”

  卢 格将他们的这项研究工作称作“地球海市盛楼”,意思是看上去像地球那样似乎可能拥有生命,拥有水,但实际上情况完全不是那样。他说:“由于这些行星大气中 积累的高浓度氧气成分,从远处观察它们时可能会感觉它们与地球很像,但如果你仔细观察就会发现这完全只是‘海市盛楼’,那里根本就没有水。”

10、新生行星吞噬恒星气体 补充成长能量

        科学家首次观测到两颗新生巨行星轨道运行时吞噬主恒星的气体物质。通过陆基最大射电望远镜,观测到大量的气体流漂过环绕年轻恒星周围物质盘的间隔,从而有助于解释该恒星系统中行星的成长过程。

        这项最新数据首次直接观测到伴随着行星成长巨行星正在吞噬主恒星气体物质。一支天文学家构成的国际研究小组研究这颗恒星——HD 142527,它距离地球450光年。HD 142527被气体盘和宇宙尘埃所环绕,这些物质正是恒星形成时星云的残留部分。

        灰尘盘是被一个间隙划分为内部和外部部分,伴随着新生气体巨行星环绕恒星时清除轨道物质逐渐形成这种间隙。内部灰尘盘从主恒星内部延伸至相当于太阳系土星的轨道,而外部灰尘盘延伸直径却是内部灰尘盘的14倍。

        依据这一理论,巨行星的成长是通过捕获外部灰尘盘的气体,溪流桥状结构跨越在灰尘盘的间隙之间。智利大学的西蒙-卡萨苏斯博士说:“天文学家现已预测这种桥状结构的存在,但这是首次直接观测到巨行星如何吞噬主恒星的气体物质。借助于新型ALMA望远镜,我们能够直接观测证实当前行星形成的理论。”

        天文学家使用ALMA望远镜可以详细观测到环绕恒星的气体和宇宙灰尘,并比之前类似望远镜更清晰地观测到这颗恒星。灰尘盘的间隙之前就已观测到,但目前他们也发现间隙中残留的漫射气体,两个密集气体流从外部灰尘盘流出,穿过间隙到达内部灰尘盘。

科学家首次证实新生行星通过桥状结构连接恒星灰尘盘吸食气体,维持行星生长

        智利大学研究员希巴斯汀-佩雷兹博士说:“我们认为这是隐藏起来的巨行星,它们不仅是真正的‘杂乱食者’,还通过吞食外部灰尘盘中的气体逐渐成长。”这项观测还解答了环绕HD 142527恒星灰尘盘的另一个疑问——当主恒星通过捕获内部灰尘盘物质而处于逐渐形成之中,其内部灰尘盘被吞噬,是否存在某种方式来对该灰尘盘进行“能量补充”。研究小组发现残留气体流进入内部灰尘盘的速率正好满足内部灰尘盘的补给,并不影响逐渐成长恒星所需要的能量。

11、月球越来越小 10亿年收缩百米

        美国《科学》杂志刊登的最新研究指出,在过去10亿年间,随着月球的内部降温收缩,月球的外壳上已经形成了裂缝。也就是说月表也在收缩,不过我们不用太担心,因为它收缩的速度非常缓慢,你一直盯着它看也无法注意到这一变化,而且它并不会在短期内消失不见。

        史密森国家航空航天博物馆地球和行星研究中心的托马斯·瓦特斯解释说,科学家已经在月球表面确定了14处被称作瓣状陡坡的地形。瓦特斯和同事们把他们的研究成果发表在《科学》杂志上。以前人们也曾注意到月球赤道附近的瓣状陡坡,但这是第一个可以证明其他地方也存在这种地形的证据,这说明它们是一种全球性过程产生的结果。

        该研究称,瓣状陡坡“证明了月球上最近发生的冲断裂作用”。但这里说的是行星科学,这里的“最近”可以是指10亿年前。瓦特斯在电话采访期间解释说,瓣状陡坡或称悬崖跨越一些小陨石坑,随着时间推移,这些小陨石坑有可能会慢慢消失。另外,没有大陨石坑对其上的瓣状陡坡施加影响,这说明从行星学的角度来说,这些瓣状陡坡出现的时间相对较近。

        瓦特斯说:“有关这个问题,令人感到更加兴奋的是,这些断层看起来非常新,你甚至无法排除它们是最近形成的可能性,这说明月球目前仍很活跃。”瓣状陡坡的大小,说明月球的大小已经收缩了大约100米,这一变化利用裸眼还无法注意到。月球的直径大约是地球直径的四分之一。

        瓦特斯表示,这些瓣状陡坡高达10米,有几公里长。与之相比,水星的瓣状陡坡更大,这说明这颗行星收缩的速度更快。瓦特斯强调说,月球不会消失,它的收缩也不会对地球产生任何影响。

12、天体物理学家:宇宙中约有100亿个星系存复杂生命

    宇宙中存在多少的智慧文明呢?天体物理学家认为,在可以观测的宇宙中,大约有100亿个星系,或可以支持复杂的生命形式存在。 

    事实上,沃什伯恩大学的科学家布莱恩·托马斯认为宇宙中本应该存在更多的文明,但是伽玛射线等极端事件导致许多文明灭绝了,在宇宙其他地方时常会出现宇宙中最强大的能量释放,把原本有望发展的外星生命摧毁,因此宇宙中只有10%的星系中能够拥有支持生命的环境。科学家长期以来一直在对伽玛射线爆发进行研究,调查这种超级能量释放是否会威胁到地球生命,幸运的是现阶段太阳系附近并没有如此极端的物理环境,而人类则得以幸存。

    伽玛射线爆发持续的时间非常短,一般情况下会持续几十秒的时间,主要是大质量恒星进入生命末期产生的爆发。在极短的时间内释放出强大的能量,如果行星距离爆发天体太近,那么就会引发一连串的反应,比如破坏行星大气层,如果恒星紫外辐射灾难降临,只要数月至数年就会使得行星表面生命大规模死亡。耶路撒冷希伯来大学天体物理学家皮兰与西班牙巴塞罗那大学的劳尔·希门尼斯等人对宇宙伽玛射线爆发进行了长期调查,发现具有更高能量的长脉冲爆发是真正扼杀宇宙生命的黑手。

    地球在过去10亿年左右的时间内有大约50%的概率处于长脉冲伽玛射线爆发的威胁之下,对此有些物理学家认为奥陶纪灭绝事件与伽玛射线爆发有关,那次生物大灭绝发生在4.5亿年前,消灭了地球上80%的物种。因此一个具有宜居环境的恒星系统要演化出宇宙生命,需要有一个稳定的宇宙环境,距离银河系中央6500光年内的行星世界,在过去10亿年内有95%的概率沐浴在伽玛射线爆发的威胁之下,幸运的是,我们的太阳系距离银河系中央大约2.5万光年,这就是我们的优势。

    从物理学家的调查结论看,存在生命的星系体积不能太小,如果体积太小,不仅是金属丰度不够,而且中央黑洞与恒星集群的各种射线足以杀死宇宙生命。也有人指出,一些微生物可能存活,对此天体物理学家也承认一些细菌、低级生物能够在此类环境下生存,此类生命在宇宙中应该普遍存在,我们关心的只是高级生物以及具有智慧的生物。

13、天文学家发现超级地球过境 助于研究系外行星

        2014年12月3日消息。每个时刻,宇宙的各个行星都在不安分的移动。近日,天文学家利用地面望远镜首次测量到超级地球从一颗明亮的类似太阳的临近恒星过境。系外行星巨蟹座55e(55 Cancri e)的过境是从地面上检测到的最浅的过境。因为检测过境是分析行星大气层的第一步,成功检测到过境预示着可以定义很多小型行星的好兆头,这些小型行星是接下来几年未来太空项目的观测目标。

        据悉,宿主恒星巨蟹座55距离地球55光年远,位于肉眼可见范围。在过境过程中,行星经过巨蟹座55并阻挡了一小部分星光,它降低了恒星亮度的0.05%,并持续了2小时。这显示了行星的大小大约为地球的2倍,或者直径为16000英里。

        “我们的观测显示我们可以利用地面望远镜检测小型行星从类似太阳的恒星前方过境。” 研究首席作者、英国贝尔法斯特女王大学的厄恩斯特·德·穆伊( Ernst de Mooij)这样说道。“这尤为重要,因为接下来的太空项目,例如掩星系外行星探测卫星(TESS)和柏拉图项目(PLATO)应该会在明亮恒星附近发现很多小的行星,我们希望能够利用地面设备跟进这些发现。”

        “我们所实现的非常了不起,它突破了现有望远镜和仪器设备的极限,尽管面临着地球自身混乱大气层所引发的并发症。”研究合作作者、加拿大约克大学的雷·贾亚瓦哈纳(Ray Jayawardhana)这样说道。“在几十光年的距离进行遥感并非易事,但借助合适的技术和巧用独创性也是可以实现的。”

       行星巨蟹座55e体积约为地球2倍,质量约为地球8倍。自转周期为18小时,它是该系统里五颗行星中距离宿主恒星最近的一颗,这导致它的白天温度高达1700摄氏度,足以熔化金属,这样恶劣的环境对生命来说根本无法生存。这颗行星的存在最早是10年前通过径向速度法侦测(本质上是行星引力对恒星的扰动)确定的,随后利用MOST和斯皮策太空望远镜的过境观测进一步证实了它的存在。

        在此之前,利用地面望远镜只观察到一颗超级地球,环绕红矮星的GJ1214b。这颗超级地球混乱的气体导致观测非常困难。但研究小组成功观察到巨蟹座55e增加了定义未来调查或可能发现到的十几个超级地球特征的前景。

        洛佩兹-莫拉莱斯补充说道:“我们预计这些调查将发现非常多临近的类地行星,太空望远镜将无法跟踪调查全部类地行星,因此未来地面设备将成为关键。” 我们将期待更多的发现。

14、哈勃拍到宇宙“双心”星系 中心存有超大黑洞

        哈勃图像揭示了明亮恒星及其周围出现的厚厚尘埃结构,这是一个巨大的螺旋星系,被称为梅西耶83,是一个距离我们较近、跨度较大的棒状螺旋星系,科学家认为这个星系具有较为神秘,其中存在大量的超新星爆发,更奇怪的是其中央附近可能存在“双核”,这说明该星系或由两个较为统治力的“内核”控制着,我们通过对梅西耶83的外观和结构分析可以发现其核心与旋臂是如何演化的,还有其中央隆起结构的特征。

        从外形上看,该星系有点像漏斗,漏斗的中心就是星系的核心位置,在中央黑洞引力的统治下,一些气体就向中央附近流动,于是在这里就形成了新的恒星,中央隆起结构也显得非常明亮,这些气体等宇宙物质也“养活”了星系中央的黑洞,这个发现也能解释宇宙中为什么有着数量较多的棒状螺旋星系。

        梅西耶83是较为活跃的,中央隆起区域显得非常明亮,科学家发现梅西耶83的中央附近是非常神秘而且不寻常的,其中存在的超大质量黑洞似乎并不孤单,作为螺旋星系的典型代表,位于银河系附近的仙女座大星系也是这样的结构,那么梅西耶83的核心是否拥有两个黑洞呢?

        科学家进一步的观测发现,梅西耶83的神秘核心并不意味着该星系中央存在两个黑洞,但肯定拥有超大质量黑洞,从黑洞的行为上看,其可能有不均匀分布的盘状物质,该结构的形成与恒星碎片分布有关,并且创建了另一个类似核一样的结构。到目前为止,科学家已经观测到梅西耶83中出现的超新星爆发。

15、地球附近小行星远超预计 暗示起源方式或不同

        美国宇航局斯皮策太空望远镜对近地小行星的最新勘测统计显示,地球附近的小行星的多样复杂性远超出之前的预计,一些太空岩石发光明亮,而另一些则昏暗、光线不清楚。

        这项发现表明近地小行星各式各样,远超出科学家最初的评估。据悉,科学家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜对100颗太空岩石小行星进行红外线观测得出这一结论。美国北亚利桑那州大学的大卫-特里林(David Trilling)是此项研究负责人,他说:“这些太空岩石告诉我们它们的起源,这就像研究河床中的鹅卵石可洞悉这些石块如何从山脉上分离出来。”

        斯皮策太空望远镜红外观测可帮助天文学家收集更多关于小行星构成成分和体积大小的精确评估,而不仅仅局限于这些小行星是否发光。在可见光观测下,小行星很被区分是否是较大昏暗的、或者是较小光亮的太空岩石。因为这两者在可见光下反射光线状况是一样的。

        红外线观测数据可提供真实的小行星温度,从而告诉天文学家小行星关于实际大小和构成的信息。较大昏暗的太空岩石比较小光亮的太空岩石具有更高的温度,这是因为它们可以吸收更多的阳光。

        此外,迄今小行星观测数据证实其具有很大的差异性,远超过之前科学家的估计,这暗示着它们可能存在着不同的起源方式。一些小行星可能来自火星和木星之间的主小行星带,而另一些小行星则可能来自太阳系其它区域。

16、科学家发现两颗奇怪行星 或可揭开行星迁移之谜

    天文学家发现一个系外行星系统中两颗土星大小的行星环绕恒星运行,这将有助于天文学家更好地理解一些较大的行星如何像“飞蛾扑火”般地迁移,最终依偎在恒星周围。

    美国宇航局“开普勒”太空探测器近期证实两颗土星大小的行星环绕一颗距离地球2300光年之遥的恒星运行,同时,比这两颗行星略小的第三颗行星可能更近距离地接近恒星,其公转周期仅为地球的1.6天。

    该行星系统现被命名为“开普勒9号”,这是一项重大发现,同时也代表着天文学家认知行星最初的太空行星系统分布状况。科学家认为这三颗行星可能迁移自更遥远的区域,随着时间的推移,它们就像“飞蛾扑火”一样逐渐接近恒星。目前,这三颗行星都位于太阳系水星轨道范围之内。

    美国华盛顿卡内基学院地球磁场系天文学家阿莉西娅-温伯格(Alycia Weinberger)说:“很可能这三颗行星和原始物质盘发生交互作用才引起迁移,目前仍需要做一些研究工作分析这个行星系统形成之初究竟发生了什么?”

    美国哈佛-史密逊森太空中心天体物理学理论部副主管马修-霍尔曼(Matthew Holman)是该项研究负责人,他探测发现这两颗土星大小的行星,并分别命名为“开普勒-9b”和“开普勒-9c”,它们在非典型的轨道内运行。

    “开普勒-9b”行星公转周期为19.2天,“开普勒-9c”行星公转周期为38.9天,是开普勒-9b行星公转周期的两倍。霍尔曼在接受美国太空网采访时说:“这两颗行星接近2比1的轨道共振,这意味着这些行星轨道周期以2比1运行。依照这种行星系统构造状况,我们能够观测到行星系统内强烈的交互作用和行星轨道中产生的巨大变化。”

17、冥王星卫星“卡戎”或藏地下海洋 或支持生命存在

    美国航空航天局(NASA)一项研究显示,卫星“卡戎”可能存在表面冰层且有巨大的裂缝——这意味着,“卡戎”或拥有一个巨大的、曾经温度适宜的地下海洋,即是说其曾以液态水的形式存在。这一发现激起了科学家们在此寻找地外生命的热情,但在“新地平线”探测器到达之前,谜底还需“冰封”海底。

    冥王星是一个极其遥远的世界。而“卡戎”本是冥王星的冥卫一,这一名字在希腊神话中是冥王哈迪斯的船夫,职责是将死者摆渡过冥河。卫星“卡戎”距离冥王星有19640公里,但二者体积相差并不悬殊,且它们始终保持同一面朝向对方。在2006年,冥王星由于体积和质量原因被悲惨“降级”后,冥王星和“卡戎”都被定义为矮行星。一直有天文学家认为,它们应是平等的伴星关系。

    NASA天文学家依据表面冰层的厚度,建模预测了“卡戎”表面不同的断裂模式、其内部结构、变形以及轨道演化。通过对这颗冰冻卫星表面裂缝的分析,研究人员认为“卡戎”可能藏匿了一个曾经温暖的海洋。

    鉴于液态水是已知生命形式的必要成分,这对整个冥王星系统来说都是一个希望。但生命也需要一个可用能源,还需要大量诸如碳、氮、磷等元素,这片海洋是否有这些附加成分从而具备了支持生命的条件,还要等已出发的“新地平线”探测器抵达后才能下结论。

18、超大黑洞堪称“死神” 剥离恒星气体促其死亡

        超大质量黑洞具有可怕的力量,它所环绕的吸积盘可以剥离超大质量星系中孕育恒星的气体,最终导致超大质量星系死亡。

        研究人员发现星系喷射较高等级的放射线和X射线,这是黑洞通过引力作用增长吸收宇宙物质,吞噬气体和灰尘的典型迹象。

        当这些宇宙物质盘旋在黑洞边界时将被吸积盘(accretion disc)的放射性能量加热。在超大质量黑洞中,放射性能量占据很高的比例,可以喷射大量的X射线,然后与星系中剩余的物质结合在一起,这意味着黑洞“发光度”要比星系心脏区域更明亮。事实上,这种黑洞释放的大量能量足够完全剥离星系中的气体25次以上。

        环绕超大质量黑洞周围的吸积盘所产生的能量足以加热位于超大质量星系心脏区域的寒冷气体。吸积盘可以照射所有不同波长的光线,从射电波至伽马射线波。它们加速了气体的无规则运动,使气体的温度升高,将它们从星系中心排斥出来,从而星系中心密度逐渐降低。

        气体需要达到一定的低温和高密度,在重力作用下崩溃才能形成新的恒星,因此炽热、低密度气体必须足够降低温度,才能具备孕育新恒星的条件。这一降温过程需要漫长的时间才能实现。

        在这种情况下,星系内较老的恒星陆续步入死亡阶段,而没有新的恒星进行替换,使星系逐渐变得黑暗,慢慢朝向死亡迈进。同时,通过排斥气体远离星系中心,吸积盘使超大质量处于饥饿状态,没有新的宇宙物质充饥,而黑洞加速其死亡的进程。

19、宜居行星距地球仅13光年 红矮星生命或更高级

        哈佛-史密森天体物理学中心的天文学家已经发现6%的红矮星周围存在可适合人类居住的星球,并且体积与地球相接近。由于红矮星是银河系中较为常见的天体,因此我们星系中应该拥有数量庞大的宜居行星群,科学家认为最接近地球的“类地行星”仅距离我们13光年。

        哈佛大学天文学家称我们一直以来寻找遥远“太阳系”的宜居星球,但最新的研究发现类地行星可能就在我们的“后院”中,红矮星是银河系中常见的天体,其大小只有太阳的三分之一,亮度为千分之一左右,因此我们在地球上是不可能用肉眼观测到红矮星。尽管这些天体非常暗淡,但它们周围却具有满足液态水存在的轨道环境,并且可以维持稳定的状态达数十亿年之久。

        根据统计,我们太阳系周围存在大量的红矮星,寻找类地行星世界可通过陆基望远镜或者空间望远镜,比如麦哲伦、詹姆斯韦伯望远镜等,它们的观测精度可告诉我们过境行星的大气成分,为科学家探讨潜在宜居行星的化学组分提供依据。

  不过,如果行星过于靠近它所围绕的恒星,就可能会被潮汐锁定,有科学家认为这样的轨道环境并不能完全阻止生命的诞生,如果系外行星拥有浓厚的大气,或者深海保护层可以阻挡红矮星发出的强紫外辐射。事实上,拥有极端轨道环境的系外行星反而有助于生命的进化,科学家认为红矮星周围的行星可能已经存在了近百亿年,如果行星上存在宇宙生命,那么它们会比地球生命更高级。

20、怪异白矮星互相快速绕转 未来合并迎第二次生命

    白矮星是恒星死亡的产物,它密度极高,差不多相当于将太阳的物质压缩进地球的体积内。哈佛天体物理中心的天文学家发现了一对相互绕转的白矮星,绕转的周期仅为39分钟。根据现有的恒星模型预计,它们将在数百万年后合并,重新点燃,成为一颗质量较大的恒星,以核区氦燃烧提供能量。

    穆克雷明·基里克(Mukremin Kilic)来自哈佛-史密松天体物理中心,也是有关这一发现的论文第一作者。他说:“这两颗恒星已经过完了一生,它们已经死亡了。但一旦它们合并,那就相当于它们又复活了,可以再次享受第二人生。”

    此次新发现的双星编号SDSS J010657.39–100003.3,位于鲸鱼座,距离地球约7800光年。这是一个由两颗白矮星组成的双星系统,其中一颗可见,另一颗看不到,但是可以从看得到的那颗白矮星的运动行为中推测出它的存在。可见的白矮星质量约为太阳质量的17%,而看不见的那颗质量约为太阳的43%。天文学家们相信它们都是由氦组成的。

    这一次发现的白矮星双星,两者之间的相互绕行周期仅有39分钟。这样的短周期是前所未有的。由于两颗恒星相距如此之近,它们的重力作用将对周围的时空产生扰动,向外界扩散出引力波。这些引力波将带走角动量,最终使恒星减速,并相互靠近。在大约3700万年后,两者将最终合并。

    白矮星合并事件也可能会以超新星爆发的形式收场,但要达到超新星爆发的程度,两颗白矮星的质量和必须比太阳大40%以上。因此这次发现的这两颗白矮星太小了,达不到这个临界质量。因而它们将不会经历超新星爆发的厄运,而是会开始第二次生命。

21、天文学家发现类地行星GJ1214b 温度高不宜人类生存

    这颗绕昏暗恒星运转的类地行星,距地球仅有40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”,体积是地球的6倍,被命名为“GJ1214b”。

    据悉,这颗行星75%的表面区域被水覆盖,但由于温度太高,它无法支持地球型生命存在。有证据显示,这个“水世界”同样拥有大气层。天文学家认为这颗行星与此前在太阳系外发现的任何系外行星相比更接近地球。

    这颗有水行星被归入“超级地球”行列,体积在地球等体积较少多岩行星和天王星、海王星等冰巨星之间。虽然它的母星是一颗昏暗的红矮星,亮度只有太阳的三千分之一,但由于二者之间距离太近,这颗有水行星的表面温度高达200摄氏度。有水行星与母星之间的距离仅为130万英里(约合209万公里),绕母星轨道运行一周只需要38小时。

    通过测算行星穿过导致的亮度降低,科学家能够计算出一颗行星的密度并对其成分进行有根据的猜测。研究发现,表面四分之三区域被水和冰覆盖,留给岩石的区域只有四分之一左右。

    哈佛-史密森尼中心研究生、天文学家查克里·伯塔发现了这颗有水行星。他表示:“尽管温度很高,但它仍旧是一个有水世界。与其它任何已知系外行星相比,这颗行星体积更小,温度更低并且与地球更为接近。”不过,由于温度如此之高人类不适合在上面生存。

22、50亿年后太阳将熄灭 变成美丽星云

        熠熠生辉的环状星云实际上是我们的太阳熄火之后看起来的样子。50亿年后,当太阳熄火后就会形成这样的环状星云

        这个具有标志性的环状气体星云,是类似于太阳质量的恒星在死亡之后都会产生的结果。这样的环状星云如何在恒星死亡之后形成的呢?事情是这样的,当一颗恒星燃烧完核燃料之际,中心的强辐射加热最外层物质,使其逃逸到太空中,逐渐形成了美丽的环状星云。

        美国范德堡大学的天文学家C. RobertO"Dell拍摄了这个星云的精细结构。他表示,对环状星云的研究能够洞悉我们太阳未来的命运。

        在太阳演化的末期,它将会失去外层气体物质,中心形成一颗炽热的致密白矮星。白矮星发出的辐射能够激发环绕在其周围的气体物质发出多彩的光线。随着气体物质的逐渐远离,就会变得越来越暗淡。不过要等到50亿年以后才会看到这样美丽的星云。

23、38亿年前火山活动突然终结 或致水星冷却

        水星在它大约46亿年前形成之后不久便冷却下来了。随着冷却的进行,水星的体积会相应地收缩——直径上缩小幅度达到6.8英里(约合10.9公里)。现在,对水星地表进行的最新分析结果显示这种收缩可能导致水星上发生了突然的严重火山喷发,造成大量岩浆覆盖水星地表,直到大约38亿年前才逐渐平息。

        今天水星的地表一片死寂。然而1974年飞过水星的“水手10号”飞船传回的图像显示这颗行星的地表似乎存在岩浆流动的痕迹,随着熔融岩浆的冷凝,形成很多相对新鲜的地表。但直到数年之前,伴随信使号水星飞船抵达水星并拍摄更多近距离图像之后,科学家们才得以确认水星地表的确是被熔岩平原所覆盖。

        美国休斯敦月球与行星研究所的行星科学家保罗·巴尼(Paul Byrne)指出,信使号飞船发现水星北部两个最大的熔岩平原形成于大约38亿年前。它们也是这一区域最年轻的地表喷发痕迹。在那之后,所有曾经造成大量熔岩流覆盖水星表面的大型火山喷发活动似乎突然之间完全终止了。

        为了查明当时水星地表岩浆活动终止仅仅是发生在水星北部的局部事件还是一次全球性事件,巴尼与同事们查看了信使号飞船传回的图像并对分布在水星南部平原上最新鲜的那些陨坑进行了分析。最终,他们在12月16日召开的美国地球物理学联盟会议上报告了他们的有关成果。

24、死亡恒星阿贝尔再次重生 类似僵尸恒星

    天文学家使用美国宇航局的哈勃空间望远镜和钱德拉X射线空间望远镜穿透这一星云。观测结果显示这颗恒星大约在12500年前便已经耗尽了它最后的生命气息。

  然而后续的进一步观测很快带来的出人意料的发现:很多证据显示死亡的恒星阿贝尔30在大约800年前突然经历了重生!该项研究的论文合作者,美国约翰·霍普金斯大学的天文学家威廉·布莱尔(William Blair)说:“在这颗恒星看似平静下来之后数千年之后,似乎发生了一些事,让这颗恒星不再稳定并开始向外大量抛射更多物质,这便是我们在这一行星状星云内部看到的许多后续抛出的密度更高的物质团块。”

  他说:“这些内侧物质的化学成分告诉我们它们是从恒星内部深处被抛射出来的。这显示这颗应当已经归于平静的恒星再次恢复了活跃。”然而就在短短的20年之后,这种快速的活动便戛然而止,这颗恒星死去了。这是每一颗恒星必然要经历的宿命。

25、科学家或将造出时刻泡沫 并开启新的宇宙

  从量子力学的角度看,我们的宇宙由无数亚原子粒子构成,这是一个非常成功的理论,是现代科技成就的基础理论,量子力学告诉我们在微观世界更有一番奇特的景象,而且超乎我们的想象。广义相对论则是爱因斯坦的最高成就,描述了时间、空间以及引力场的工作机制,是宏观宇宙学的理论基础,我们所见到的宇宙事物都受到广义相对论的制约。

    量子力学与广义相对论之间确无法相互匹配,一些物理学家开始研究新的理论来承载两个理论的不同点,这些方法也被剑桥大学的斯蒂芬·霍金用于描述黑洞。

  科学家发现量子理论应用于尽可能小尺度的空间,此时空间本身就变得不稳定,无法保持连续性,在受到扰动后形成时空泡沫,换句话说这些时空泡沫可自发形成。来自亚利桑那州大学科学家劳伦斯·克劳斯认为通过这些理论的研究,我们可以创建虚拟空间和时间,就像我们可以创建虚拟粒子那样,把时间和空间进行量化。

   马萨诸塞州波士顿塔夫茨大学科学家亚历山大·维兰金认为更重要的是我们有可能创造出这些时空泡沫,并开启新的宇宙。

  因为我们的宇宙也开始于一次量子涨落,大多数物理学家认为我们的宇宙开始于一次大爆炸,所有的物质和能量都集中在一个点上释放,如今所有的星系都远离我们而去,这说明在起初他们聚集在一个点上的。在大爆炸后几分之一秒的时间内,宇宙从量子尺度迅速扩大,暴涨形成了宇宙演化的雏形。科学家认为宇宙是平坦的,但宇宙看上去似乎是不平坦的,同时我们的宇宙还可能存在多元宇宙,宇宙之外还有其他宇宙,因此我们探索宇宙的道路似乎没有终点。

26、美国佐治亚大学研究提出暗能量或不存在 宇宙并未加速膨胀

    一项由美国佐治亚大学教授爱德华·基普里奥斯(Edward Kipreos)开展的研究则提出,人们看待时间膨胀的方式将会提供一种不同的暗能量解释。所谓时间膨胀是一种由爱因斯坦预言的时间减慢效应。

    美国佐治亚大学教授爱德华·基普里奥斯。他在近日发表的一篇论文中提出一个大胆的想法,即宇宙或许并没有加速膨胀,因而所谓的暗能量或许也就根本不存在。

    爱因斯坦的广义相对论指出,重力作用下的时间膨胀效应具有方向性,即位于强重力场中的物体相较于位于较低重力场中的物体将体验到更慢的时间。与之相对的,爱因斯坦的狭义相对论则描述了两个运动中的物体之间的所谓“相互时间膨胀”效应,即两个运动中的物体相互之间都能感受到时间的减慢。

    而根据一份新发表的论文指出,运动导致的时间膨胀可能并非“相互的”,而是有方向性的,即只有那个运动中的物体会感受到时间膨胀。这篇论文题为《绝对同步理论在宇宙学以及宇宙加速中的意义》,刊载于2014年12月23日出版的《PLOS ONE》杂志上。

    作为一名分子遗传学家,其实验室的主攻方向是细胞循环,但基普里奥斯在数年前开始对宇宙学以及相对论理论产生了浓厚的兴趣。他指出,这种现象可以借助全球定位系统的工作模式很容易地去加以理解。他说:“GPS卫星在自由参照系中运行,其速度相对地球而言足够快,因此必须考虑对其时间减慢效应进行修正。如果我们不去对这种效应进行修正,那么它每天都会产生大约2公里左右尺度上的偏差。”

    在这里简单的案例中,GPS卫星向地面发出时间信号,同时与地球上的时间进行比对,并测定这一时刻两者之间的距离。所有这些修正都必须基于狭义相对论以及洛伦兹变换来进行,后者是一种数学方法,用于描述两名进行时空观测的观测者之间的相互关系。

    基普里奥斯表示:“狭义相对论是相对性的,在其中相对的双方都会感受到时间膨胀效应,但所有我们所拥有的案例实际上都可以解读为有向的时间膨胀。如果你观察GPS卫星,你会发现这些卫星上的时间减慢了,但从GPS卫星的角度来看,我们的时间并未减慢——而这正是相对性下会出现的情况。与此相反,我们的时间相对卫星而言变得更快了,而我们之所以知晓这一点是因为我们与卫星之间存在着实时的通讯联系。”

    这里提出的一项新的理论,即所谓“绝对洛伦兹变换”,描述的是有向的时间膨胀效应。基基普里奥斯发现这一理论与现有观测证据相兼容,前提是相对于有向时间膨胀发生的参照系,其所采用的“理想参照系”与质心相关联。在地球附近,这一“理想参照系”应为“以地球为中心的非转动惯性系”,这也是当前被用于GPS卫星时间膨胀效应计算的参照系。

    随着宇宙膨胀,包括星系等在内的天体之间正加速相互远离,这一效应被称为“哈勃膨胀”。而绝对洛伦兹变换表明速度的增加会引发有向的时间膨胀。将这一关系套用到哈勃膨胀现象中,将会发现当前相比过去存在时间膨胀。也就是说当前我们感受到的时间流逝要比过去更快。

    强度相同的超新星常常被用作测量遥远距离的宇宙“标准烛光”。距离地球相对较近的超新星,其距离与视亮度之间都存在着很好的相关关系。然而在1998年至1999年,对遥远距离上超新星的观察意外地发现其亮度要低于理论值,暗示宇宙正在加速膨胀。

    基普里奥斯表示:“宇宙的这种加速膨胀一直都被归因于暗能量的作用。然而我们迄今对于暗能量的本质以及为何它在后来才开始发挥作用却仍然一无所知。而如果采用绝对洛伦兹变换的新观点,就会发现现在与过去在时间流逝上存在的差异将可以产生相似的效应,因此实际上宇宙的膨胀可能并未出现加速。如果情况的确如此,那么或许所谓的暗能量根本就不存在。”

27、不可思不可思议的白矮星 最快自转周期仅13.2秒

    白矮星,是低质量恒星的演化产物。科学家通过对白矮星的观测,发现其具有不可思议的自转速度,比如RXJ0648.0-4418自转只有13.2秒。

    如果地球以如此高的速度进行自转,显然地表上的生物会被甩入太空中,然后是海洋、山脉以及地壳,最后是深处岩石地幔等,地球上几乎所有的物质都会被超速的旋转所撕裂。位于米兰的天体物理学和宇宙物理学研究所科学家桑德罗·梅雷赫蒂认为白矮星的恐怖质量意味着表面的重力将是地球的1百万倍,显然白矮星的环境是令人恐怖的。

    科学家发现这颗白矮星要获得如此快的自转速度,可能需要一个合作伙伴,即它的伴星HD49798,这颗炙热的恒星在数十万年前,其开始膨胀为红巨星,逐渐膨胀的半径开始进入白矮星的引力作用范围内,高速旋转的白矮星开始从这颗恒星汲取物质,获得质量后的白矮星加速了其自转速度。

    总有一天,HD49798恒星将再次增大体积,并用完其自身的核燃料,最终将抵达一个临界的质量,然后发生1a型超新星爆发。由于令人恐怖的高速旋转以及临界质量,在一定程度上促发最后的爆发,科学家估计其亮度将超过满月,爆发后将留下一种被称为毫秒级脉冲星的天体。如此奇怪的白矮星所构成的天体系统最终的命运可能无法预料,等待和继续观测或是唯一的方法。

28、新型罕见天体青豆星系 质量约为银河系两百分之一

    天文学家在宇宙中发现了一种新型态的星系——青豆星系。其外形十分的特殊,环绕中心超大质量黑洞的周围物质所发出的强烈辐射照耀整个星系;已知的这类星系数量屈指可数,相当罕见。 

    许多星系都在其中心安置着一个超大质量黑洞,黑洞周围的气体物质环绕黑洞的过程中,能发出强烈辐射,使星系中心附近非常明亮部分。然而在青豆星系的案例中,却是整个星系都在发光!这是迄今已知黑洞驱动发光的案例中,发光面积最大、最亮的。天文学家认为可能是这些星系中心的超大质量黑洞先前非常活跃,不过现在恰好关机了。

    来自双子天文台的天文学家MischaSchirmer在许多遥远宇宙的影像中搜寻星系团,当他检视其中一幅来自CFHT的影像时,偶然发现其中有个怪异天体,看起来是星系,但却是绿色的。这和以前看过的其他星系都不同,因此感到相当意外。他迅及申请欧南天文台(ESO)VLT观测时段,企图寻找到底是什么原因造成这股绿色光辉。ESO在他提出申请后数天,很快地就拨给他一个特别观测时段;VLT观测完后10分钟,人在德国的Schirmer就已经收到观测影像,他也很快地就确认他发现了一种新型的天体。

    这个新型星系位在宝瓶座方向,按其所在位置的座标将之编号为J224024.1?092748,或缩写为J2240,距离地球约37亿光年左右。

    在Schirmer宣布其发现之后,他的同僚便彻底搜索近10亿个其他星系,最后找出另外16个性质类似的星系,并利用双子南座望远镜进行确认。这种星系相当罕见,平均约边长13亿光年的立方空间,才出现1个青豆星系。这些天文学家们之所以称它们为青豆星系,不仅是因为它们绿色的外表,而且因为它们有点像所谓的豌豆星系(greenpeagalaxies),但比豌豆星系还大。豌豆星系是一种体积小、但非常明亮且正经历疯狂恒星诞生过程的星系,豌豆星系的质量约仅有银河系的1/200而已。

29、科学家发现:地球远古细菌以超新星微粒为食

    宇宙中的物质和地球有着密切联系,超新星爆炸产生一些化学元素对地球生命非常重要,科学家首次证实220万年前地球远古细菌体以超新星微粒为食。

   德国慕尼黑工业大学研究人员进行一项实验,他们对生活在海洋沉积层趋磁性细菌进行了研究,发现这种特殊嗜铁细菌能够新陈代谢铁元素形成氧化铁微晶体Fe3O4。

    细菌制造氧化铁晶体非常普遍,它们的尺寸约80纳米,这些铁元素来自降落至海底的地球大气层灰尘微粒,有时这些细菌新陈代谢的铁元素来自超新星爆炸残骸。当一颗超新星爆炸,将产生剧烈核聚变,元素能够随意聚合在一起,形成独特的不稳定放射性同位素。这是形成某些元素的唯一自然方式,同时还能形成同位素铁-60。

    其实,同位素铁-60几乎全部形成于超新星爆炸,在260万年半衰期内,任何地球上的铁-60都不是在地球上形成,因此该时间内发现任何形式铁-60元素都被证实其来自邻近超新星爆炸。

    原子核天体物理学家肖恩-毕夏普分析了太平洋海底沉积岩心,发现远古细菌化石中存在铁-60,这些沉积样本的历史可追溯至170万-330万年前,细菌化石化学分析显示同时产生磁铁矿晶体。更重要的是,细菌性铁-60可追溯至220万年前,这与2004年科学家发现邻近太阳系一颗超新星220万年前爆炸时间相符。

30、太阳系深处妊神星 表面被冰水覆盖

    天文学家们发现,运行在太阳系深处的一颗矮行星表面存在一个冰雪世界。这颗矮行星名为妊神星(Haumea),它是于2004年被首次发现,一直以来人们对于这颗位于海王星轨道之外的神秘天体知之甚少。不过欧洲天文学家们的观测开始为我们揭示出更多的细节。

    根据欧洲南方天文台的观测数据,这颗小小的矮行星外形呈现拉长的橄榄球状,并且其表面75%的面积反光特征和水冰一致。根据观测结果,妊神星两颗小卫星之一的妊卫一(Hi’iaka)表面同样被冰雪覆盖。

    妊神星和它的卫星表面呈现光滑的有序的结晶状态,这种特征是不同寻常的。并非一般常见的不规则,凌乱分布的冰雪覆盖状态。欧洲的科学家们据此判断妊神星拥有一个主要由岩石构成的内部构造,以及一个冰封的表面。

    这项研究的合著者,来自欧空局马德里ESAC中心的天文学家贝诺特·卡里(Benoit Carry)说:“由于太阳辐射会不断摧毁天体表面冰面的结晶构造,必须存在内部热源以便保持这种有序状态。”

    他进一步解释说:“我们目前认为可能的能量源有两个,一是其内部存在放射性衰变元素,如钾-40,钍-232和铀-235。其二便是它和它的小卫星之间存在的潮汐相互作用引发的固体变形效应,这就和地球和月球之间的情形一样。”

31、科学家发现:火星快速形成后体积却一直较小

    科学家们研究发现,火星是一个快速形成但在形成之后却一直保持较小的行星,因此现在火星的体积仍然较小。据悉,火星仅用了约180万年甚至更少的时间便达到现在体积的一半,不过现在火星的体积也保持较小。不像地球,火星不需要从其他小行星那里“吸取食物”,这便使得火星能保持较小且基本“原封不动的”体积。 

    在太阳系的早期,火星似乎避免了“太阳系早期的行星碰撞”,因而成为了一个快速形成但能保持相对不变的“微小行星”。芝加哥大学的地球物理学家、本项研究的主要负责人尼古拉斯-达普哈斯(Nicolas Dauphas)表示:“这项研究为‘为什么作为太阳第四颗行星的火星是如此小’这个由来已久的谜团提供了一种解释。一直以来都存在着如何解释为何火星的体积如此之小的问题。科学界存一直流传着很多‘观点’,但是问题在于该怎么做才能确定这些观点是神话故事呢还是与已经发生的事实相符。”

    据悉,达普哈斯与其他同事决定通过计算出火星形成的时间来解决这个问题。他们对来自火星的陨石中的20种放射性物质进行了艰苦数据分析工作,并且对30种球粒状陨石进行了比较研究。据悉,他们相信这30种球粒状陨石是太阳系早期的“残留物”。由于拥有放射性示踪元素的比率数据,科学家们可以通过电脑模拟以计算出“火星的形成有多快”。通过研究,科学家们发现火星仅用了约180万年甚至更少的时间便达了到现在体积的一半。作为对比,体积大约为火星两倍的地球,用了5000万至1亿年的时间才形成。

    达普哈斯表示:“如果火星一直快速增长,那意味着宇宙早期所存在的另一种元素——放射性铝26的衰减将有足够的时间把火星变成‘岩浆海’。一个星球是形成固体球还是熔岩球是一个很重要的不同点。我们的地球便有岩浆海,而火星没有,这也是我们本项研究的重要成果之一。”不过火星的快速成长是否影响到其适合生物生存的“机会”还不得而知。

32、星系爆发释放“超级风” 速度可达数千公里每秒

    据媒体报道,科学家观测发现,在一颗孕育恒星的星系中存在着不同寻常的“超级风”外流气体,其速度可达到数千公里每秒。

    据介绍,这个星暴星系叫做“NGC 4666”,距离地球0.8亿光年,是恒星孕育诞生的温床。由于NGC 4666星系和邻近星系的引力交互作用,促使NGC 4666星系内大量孕育恒星。在图示左下侧可看到处于发育阶段的新恒星。欧洲南方天文台的天文学家观测该图像后指出,NGC 4666星系内超大质量恒星的强风流结合超新星爆炸,形成一股强烈的气流,被称为“超级风”,从星系内部释放至太空中。

    这些宇宙气体非常炽热,并主要喷射X射线形式的放射线,在可见光下无法直接观测。美国密歇根州大学天文学家乔根-迪特里希(Jorg Dietrich)说:“超级风起源于NGC 4666星系明亮的中部区域,并延伸至数万光年。这种宇宙风的风速可达到数千公里每秒。”

33、船底座大星云有大量恒星诞生 距地球7500光年

    船底座大星云位于银河南侧,距离地球约7500光年。这里发光的气体和尘埃是巨大的恒星育婴房,即使在可见光波段观测,在地球这样遥远的距离上看过去,依旧非常壮观。但是这还不够。欧洲南方天文台的科学家们使用甚大望远镜(VLT)工作在红外波段的HAWK-I相机设备拍摄了这一星云迄今最清晰的图像。红外光可以穿透厚厚的尘埃和气体云,暴露出其深处之前从未被观测到的年轻恒星。 

    船底座有一颗非常著名的恒星——海山二(船底座η),它在19世纪40年代前后一度成为全天第二亮的星。欧空局的天文学家们表示,这颗恒星极可能在不久的将来发生超新星爆发,当然这里的“不久”是天文学意义上的,意思是在未来的“数百万年之内”。

    在这张最新的照片中,海山二位于左下角。它的周围被发光的尘埃气体云包围,这些气体云之所以发光,是由于这里的年轻恒星发出的剧烈紫外辐射。船底座大星云是天文学家们极好的天然实验室,帮助我们观察了解恒星的诞生和它们的早期演化情况。

    纵贯整幅画面,可以看到其中散布有一些黑色的团块,它们即使是在红外波段强大的穿透力面前依旧保持着不透明。这是一些高密度的尘埃团块,这里正是恒星诞生的地方。在过去的数百瓦年间,这片区域已经形成了大量恒星,有些是单独形成,有些则成群诞生。在图像中靠近中央的部分,那群明亮的星群名为“特朗普勒-14”。尽管这一星群在可见光波段同样可见,但是在这张红外波段图像中,可以看到更多更加暗弱的成员恒星。

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