激光干涉引力波天文台（LIGO）观测到名为GW230529的神秘信号

激光干涉引力波天文台（LIGO）观测到名为GW230529的神秘信号 马克斯-普朗克引力物理研究所的研究人员通过精确的波形模型、新的数据分析方法和先进的探测器技术为这一发现做出了贡献。虽然这一特殊事件只是因为引力波而被观测到，但它增加了人们对未来用电磁波观测到更多此类事件的期待。"大约 30 年来，研究人员一直在争论最重的中子星和最轻的黑洞之间是否存在质量鸿沟。现在，科学家们首次发现了一个天体，它的质量正好落在这个被认为几乎是空的缝隙中。"位于波茨坦科学园的马克斯-普朗克引力物理研究所所长亚历山德拉-布奥纳诺（Alessandra Buonanno）说："现在是引力波研究非常激动人心的时刻，我们深入的研究领域有望重塑我们对由引力主导的天体物理现象的理论认识。"天体物理学家还利用 GW230529 检验了爱因斯坦的广义相对论。"GW230529与爱因斯坦理论的预测完全一致，"参与研究的波茨坦爱因斯坦研究所研究生Elise Sänger说。"它提供了迄今为止利用 LVK 引力波事件对其他引力理论的一些最佳约束"。为了确定相互绕行并合并产生引力波信号的天体的特性，天文学家将来自 LIGO 利文斯顿探测器的数据与两个最先进的波形模型进行了比较。"波茨坦阿尔伯特爱因斯坦研究所团队的博士后研究员埃克托尔-埃斯特莱斯-埃斯特雷拉（Héctor Estellés Estrella）说："这些模型包含了一系列相对论效应，以确保产生的信号模型尽可能真实和全面，便于与观测数据进行比较。"波茨坦阿尔伯特爱因斯坦研究所博士生洛伦佐-庞皮利（Lorenzo Pompili）补充说："除其他外，我们的波形模型可以准确描述黑洞以光速的几分之一在时空中旋转，发射出多个谐波的引力辐射。GW230529是由一个质量为太阳1.3至2.1倍的小型天体与另一个质量为太阳2.6至4.7倍的小型天体合并而成的。这些紧凑天体究竟是中子星还是黑洞，仅靠引力波分析无法确定。不过，根据双星的所有已知特性，天文学家认为较轻的天体是一颗中子星，较重的是一个黑洞。因此，较重天体的质量很有把握地位于质量间隙中，而之前人们认为这个间隙大部分是空的。以前在这个质量范围内的候选天体中，没有一个能以同样的确定性被识别出来。爱因斯坦的广义相对论预测，中子星的质量比太阳轻三倍。然而，中子星在坍缩成黑洞之前的最大质量的确切数值尚不清楚。"考虑到电磁观测和我们目前对恒星演化的掌握，预计质量在3到5个太阳质量范围内的黑洞或中子星非常少。然而，新发现的天体之一的质量恰好符合这一范围，"布奥纳诺解释说。近年来，天文学家发现了几个质量可能符合这一难以捉摸的差距的天体。就 GW190814 而言，LIGO 和 Virgo 发现了一个处于质量谱下边界的天体。然而，通过引力波信号 GW230529 探测到的紧凑型天体是第一个其质量明确属于这一差距的天体。 ... PC版： 手机版：

四种新工具全力“捕捉”引力波

四种新工具全力“捕捉”引力波 两个“共舞”黑洞产生的引力波的频率越来越高 图片来源：美国国家航空航天局英国《自然》杂志网站在6月27日的报道中指出，物理学家正在筹建新天文台，开发新实验和技术，以发现目前方法无法检测到的引力波。他们期待能够发现由完全不同的宇宙现象，包括超大质量黑洞甚至宇宙大爆炸本身产生的引力波，从而进一步揭示宇宙的奥秘。脉冲星计时阵列：捕捉持续十年的引力波脉冲星是高度磁化且快速旋转的中子星，每秒可以旋转数千次。理想情况下，脉冲信号应该间隔相等，但如果引力波对时空造成了微小扰动，脉冲星和地球的距离会发生微小变化，探测这些微小变化有助发现引力波。对脉冲星集合或阵列进行观测的脉冲星计时阵列（PTA）应该能够检测到频率仅为纳赫兹的引力波引起的变化，此类引力波可能由超大质量黑洞对产生。这种引力波的连续波峰需要数十年才能通过地球上的特定位置，这意味着需要数十年观测才能发现它们。2023年，PTA技术结出硕果。北美纳赫兹引力波天文台、欧洲脉冲星计时阵列、中国脉冲星计时阵列、澳大利亚帕克斯脉冲星计时阵列等合作团队分别发表了4篇论文，报道了背景引力波的存在证据。在宇宙尺度上均匀分布的、大量独立且不可分辨的波源辐射的引力波叠加起来，就会形成随机背景引力波。美国耶鲁大学天体物理学家基娅拉·明加雷利表示，纳赫兹背景引力波可以让人们窥视更早期的宇宙。微波望远镜：发现源于宇宙大爆炸的引力波宇宙微波背景辐射（CMB）被称为宇宙大爆炸的“余晖”。位于智利北部阿塔卡马沙漠海拔5300米处的西蒙斯天文台即将竣工，其能以更精致的细节，为CMB绘制“肖像画”。美国普林斯顿大学宇宙学家乔·邓克利称，该天文台将提供迄今对CMB最好的观测，并寻找源于宇宙大爆炸的引力波痕迹，从而揭示宇宙暴胀的秘密。暴胀指宇宙指数级的快速膨胀。尽管暴胀是目前广泛接受的宇宙学理论基石，但目前还没有证据证明这一点，CMB极化漩涡中的特定“B模式”将是确凿证据，这一模式可能是引力波通过时留下的印记。理论上，这种引力波应该由宇宙暴胀产生。美国约翰斯·霍普金斯大学理论天体物理学家马克·卡米诺维斯基表示，暴胀理论预测了B模式的存在，如果该模型成立，西蒙斯天文台应能找到它。原子干涉仪：专捉特定频率引力波许多项目致力于探测较低频的引力波，但很少有设施探测略低于1赫兹的引力波。但新兴的原子干涉仪技术或有希望完成这一任务。原子干涉仪是一种垂直的高真空管，原子可以在其中释放并在重力作用下下落，在此期间，物理学家用激光“挑动”原子，使其在激发态和基态之间切换。美国斯坦福大学物理学家贾森·霍根表示，将两组或多组原子置于同一垂直管道内不同高度，并测量激光脉冲从一组原子传播到下一组原子所需的时间，引力波的通过将导致光在它们之间传播的时间稍微减少或稍微增加。斯坦福大学开发了落差为10米的原子干涉仪，也有其他小组计划建造100米高度的原子干涉仪，其中MAGIS-100已经在费米国家加速器实验室的竖井中建设，计划于2027年完工。台式探测器：小块头有大智慧也有科学家正在探索用更小更便宜的探测器探测引力波，包括桌面探测器。美国西北大学研制的悬浮传感探测器让激光在相距仅1米的成对镜子之间反射，旨在通过共振来探测频率约100千赫兹的引力波。英国南安普顿大学物理学家伊维特·富恩特斯提出了一种制造更小的共振探测器的想法。她计划利用玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）的奇异物质状态中的声波，如果引力波以与声波共振的频率通过，其就可以被探测到。不过，这个过程可能需要重复数月才能成功。理论上来说，基于BEC的探测器可以探测到1兆赫兹或更高频率的引力波。这些高频引力波可以揭示宇宙大爆炸后第一秒左右发生的奇异物理现象。 ... PC版： 手机版：

欧空局火星探测任务将使用开创性的镅元素核动力源

欧空局火星探测任务将使用开创性的镅元素核动力源 欧空局 ExoMars 火星探测器 "罗莎琳德-富兰克林 "的艺术家印象图。图片来源：ESA/ATG medialab利用放射性元素衰变产生的热量的装置，即放射性同位素加热器（RHU）可以让航天器在不依赖太阳能电池板产生的电能来取暖的情况下运行。欧空局历来依靠美国或俄罗斯合作伙伴为任务提供使用钚238的RHU，但自2009年以来，欧空局一直在开展自己的计划，制造放射性同位素加热器以及提供电力的电池。欧洲 RHU 将加热任务着陆平台上的组件，该平台将漫游车部署到火星表面。在漫游车离开平台并打开太阳能电池板之前，着陆器会为漫游车供电。位于荷兰诺德韦克的欧洲空间研究与技术中心（ESTEC）的欧空局火星探测小组组长奥森-萨瑟兰（Orson Sutherland）说，因此延长着陆器的寿命可以在部署漫游车过程中出现问题时提供备用电源。镅衰变欧空局的加热器装置不仅是欧洲的首创，也是世界上第一个使用镅-241的地方。镅-241是钚衰变的副产品，每克功率低于其前身。但镅-241的数量更多，价格也更便宜，这意味着即使RHU需要更多的同位素才能运行，它们的总体成本也可能更低。"萨瑟兰说："开发并发射欧洲 RHU 将是欧空局的首创，也是一项重大成就。罗莎琳德-富兰克林号漫游车拥有独特的装备，可以寻找火星上远古生命的踪迹，其2米长的钻头可以让它在火星表面下钻得很深。但这项任务原定于2018年发射，甚至在与俄罗斯的紧张关系升级之前，就已经因为技术问题和COVID-19大流行而推迟了。欧空局不得不从根本上重新考虑飞行任务，以便在没有俄罗斯航天局参与的情况下进行，俄罗斯航天局本应负责建造着陆器，战争带来的现状导致欧空局只能从头设计的新着陆器，并依靠美国国家航空航天局来填补任务计划中剩余的漏洞。根据协议，NASA 将提供在 2028 年发射 ExoMars 的能力，并为着陆器提供制动发动机。美国国家航空航天局还将为漫游车提供放射性同位素加热器。未来的电池镅 RHU 是欧洲利用放射性同位素能源装置（ENDURE）项目的一部分。由于这些装置含有放射性材料，因此需要在发射前进行认证。莱斯特大学（University of Leicester）的物理学家和太空动力系统专家理查德-安布罗西（Richard Ambrosi）说，该合作项目正在努力满足2028年的发射安全要求。ENDURE公司的目标是在本十年结束前开发出能够为航天器提供电力而不仅仅是热量的镅电池，以便在2030年代初及时执行欧空局的一系列月球任务。RHU使用的是放射性衰变自然产生的热量，而核电池（称为放射性同位素热电发电机）则将热量转化为电能。位于英国塞拉菲尔德的国家核实验室将利用英国民用发电厂的乏核燃料制造加热器和电池所需的镅颗粒。萨瑟兰说，欧空局拥有自己的加热装置将使该机构能够扩大其探索范围。他说："在火山口等阴暗区域或夜间为飞行系统保温的能力将使以前无法进入的区域得以探索，并延长任务的寿命。" ... PC版： 手机版：

运行近24年的欧空局“萨尔萨”卫星计划于2024年9月重返大气层

运行近24年的欧空局“萨尔萨”卫星计划于2024年9月重返大气层 任务由四颗卫星组成，以四面体阵型飞行，收集有关近地空间小尺度变化以及太阳风带电粒子与地球磁层之间相互作用的最详细数据。来源：欧空局Cluster四卫星中的第一颗卫星名为"萨尔萨"，将于 2024 年 9 月重返地球大气层。最近，航天器操作员进行了一系列操作，以确保这次重返将在南太平洋一个人烟稀少的地区上空进行。Cluster任务的结束为研究四颗相同卫星在不同条件下安全重返大气层提供了一个难得的机会。欧空局的飞行任务Cluster由四个相同的航天器组成，在地球上空 19000 至 119000 公里之间编队飞行。它们研究太阳风与地球磁层之间的相互作用，或3D描绘太阳-地球联系。来源：欧空局Cluster是一个独特的人造卫星星座，由四个相同的航天器组成，用于研究太阳与地球磁层之间的相互作用，地球磁层是我们抵御来自恒星的带电气体、高能粒子和磁场的屏障。尽管计划寿命为两年，但该星座任务目前已在轨道上运行了近 24 年。在过去的二十五年里，克拉斯特的观测结果发表了3200 多篇科学论文，而且还在不断增加。它们为科学家提供了关于太阳对地球环境的影响和地球磁层内发生的过程的重要见解，并提高了我们对潜在危险的空间天气的认识。太阳与地球的联系仍然是一个重要的研究课题，尤其是在当前太阳活动频繁的时期。Cluster卫星将继续进行观测，直至 2024 年 9 月。在科学活动的最后几个月里，它们将经过带电粒子在产生地球极光之前被加速的区域。研究人员将利用这一难得的机会，同时使用多颗卫星上的仪器对这一区域进行研究。在任务结束后的很长一段时间里，存储在Cluster科学档案中的数十年数据将继续为新的科学研究提供支持。有了这个数据宝库，研究人员可以重新审视和分析过去的事件，进行新的统计分析，并实施新的机器学习和人工智能技术。欧空局Cluster任务飞行控制小组在欧空局 ESOC 任务运行中心的Cluster控制室内。该小组由 Beatriz Abascal（前排，图像中央）领导，由Cluster飞船运行经理 Bruno Sousa（后排，图像中央）负责。图片来源：欧空局萨尔萨的返回步骤在四颗Cluster卫星（分别命名为 Rumba、Salsa、Samba 和 Tango）中，Salsa 卫星将第一个返回地球大气层。今年1月，欧空局ESOC任务控制中心的操作人员进行了四次操作，以降低Salsa的轨道，为卫星9月份在南太平洋一个人烟稀少的地区上空安全重返大气层做好准备。操作人员介绍说："Cluster卫星的轨道高度偏心，受到太阳和月球引力的强烈影响。有时，它们会急剧下降，在一个轨道上下降超过 30 公里。其他时候，它们根本不会下降。本月，我们调整了Salsa的轨道，以确保它在9月份经历最后的急剧下降，从大约110公里的高度下降到80公里。这样，我们就能最大限度地控制航天器被大气层捕获并开始燃烧的位置。"演习的时机非常重要。萨尔萨的"日食季节"从二月份开始。在接下来的几个月中，卫星将大部分时间处于关闭状态，因为它位于地球的阴影中，无法依靠太阳能电池阵列发电。"自穿越范艾伦辐射带以来，'萨尔萨'号的太阳能电池阵列也在快速退化。"Cluster运行工程师比阿特丽斯-阿瓦斯卡尔-帕拉西奥斯（Beatriz Abascal Palacios）说："最大可用功率正在快速下降，很快就会达到我们无法执行脱轨操作的程度。"弗劳恩霍夫 FHR 的空间观测雷达 TIRA 获取的 Aeolus 作为空间碎片的短暂阶段的最终图像。(请注意，颜色代表的是雷达回波强度，而不是温度。提高空间可持续性的独特机会Cluster四重奏中的其余三个航天器将继续进行科学观测，特别是极光物理学观测，直到 9 月份。如果日食季节结束后 Salsa 仍能产生足够的能量，它也可能会发挥余热，加入进行最后的观测。与我们的许多卫星一样，Cluster 航天器也是在欧空局限制产生空间碎片的现行指导方针生效之前设计和发射的。尽管如此，欧空局仍在采取行动，尽量减少老式飞行任务对环境的影响。去年夏天，欧空局引导风力探测任务的"Aeolus"航天器在人口稀少的地区上空返回地球，这是一次首创的辅助重返。由于本月的活动，Salsa 将于 9 月在同样人口、航空和海上交通稀少的地区上空重返大气层。当地时间 11 月 11 日 21:20 时，Bill Chater 在福克兰群岛拍摄的 GOCE 重入大气层的照片。Bill在 Twitter 上写道："黄昏时分向南行驶时，它出现了明亮的烟迹，并一分为二，然后再次分裂成更多的烟迹，继续向北飞行。"图片来源：Bill Chater在 Salsa 号重返大气层后，其余的 Cluster 卫星将进入"看守"模式 - 受控，但不进行新的科学研究，直到它们也以类似的方式重返地球大气层。Rumba 将于 2025 年重返大气层；Tango 和 Samba 将于 2026 年重返大气层。欧空局空间碎片办公室的 Stijn Lemmens 说："这是第一次有人以这种方式瞄准像 Salsa 这样偏心轨道的卫星重返大气层。Cluster任务的结束为我们提供了在不同时间重返四个相同航天器的独特机会。"在四种不同的角度和速度以及四组不同的大气条件下安全再入同一颗卫星，我们从中获得的经验将极大地提高我们对再入的理解，并帮助我们确定在类似轨道上安全处置卫星的标准"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

太阳和日光层天文台（SOHO）已发现第5000颗彗星

太阳和日光层天文台（SOHO）已发现第5000颗彗星 SOHO 8是欧空局和美国国家航空航天局的一个国际合作项目。SOHO 的科学研究范围从太阳炙热的内部，到可见的表面和狂风暴雨般的大气层，再到遥远的区域，在那里，来自太阳的风与来自恒星间的原子微风展开了激烈的争斗。图片来源：欧空局SOHO在太空中运行了28年，取得了这一里程碑式的成就，尽管它的设计初衷并不是要成为彗星猎手。彗星是由冰和岩石组成的小天体，绕太阳运行只需几年时间。它属于"马斯登彗星群"。该彗星群被认为与 96P/Machholz 彗星有关（当 Machholz 彗星每 5.3 年经过太阳附近时，SOHO就会对其进行观测），并以已故科学家 Brian Marsden 命名，是他利用 SOHO 观测首次发现了该彗星群。在利用 SOHO 发现的 5,000 颗彗星中，只有约 75 颗属于 Marsden 彗星群。太阳和日光层天文台（SOHO）航天器发现的第5000颗彗星在这张照片的左上方用一个白色小方框标出。放大后的插图显8示，这颗彗星是白色垂直线之间的一个微弱小点。这张照片是 2024 年 3 月 25 日由 SOHO 的大角度和分光日冕仪（LASCO）拍摄的，它使用一个圆盘来遮挡明亮的太阳，并显示出太阳周围的微弱特征。图片来源：NASA/ESA/SOHOSOHO 意想不到的作用SOHO是欧洲航天局（ESA）和美国国家航空航天局（NASA）的一项联合任务，于1995年12月发射升空，目的是研究太阳及其外部大气层（称为日冕）的动态。SOHO 上的一个科学仪器叫做大角度和分光日冕仪（LASCO），它使用一个人造圆盘来遮挡太阳的刺眼光线，这样科学家们就可以研究日冕和太阳周围的环境。这也使得 SOHO 能够完成许多其他航天器无法完成的任务观测飞近太阳的彗星，这些彗星被称为"吟唱"彗星或"吟唱者"。许多这样的彗星只有在离太阳太近，其他天文台无法看到时才会变亮，否则就会被我们恒星的强光掩盖而无法被发现。虽然科学家们预计 SOHO 在执行任务期间会偶然发现一些彗星，但该航天器发现彗星的能力使其成为历史上最多产的彗星发现者发现了当今已知彗星的一半以上。社区参与和成就事实上，在 SOHO 发射后不久，世界各地的人们就开始在其图像中发现如此多的彗星，以至于任务科学家们需要一种方法来跟踪所有这些彗星。本世纪初，他们启动了由美国宇航局资助的Sungrazer项目，允许任何人报告他们在SOHO图像中发现的彗星。这段视频展示了太阳和日光层天文台的第5000颗彗星（画圈处）相对于背景恒星在星场上移动的情况。该序列中的图像是用航天器的大角度和光谱仪（LASCO）拍摄的。资料来源：NASA/ESA/SOHOSOHO的第5000颗彗星是由Sungrazer项目参与者谭汉杰发现的，他来自中国广州，目前正在捷克共和国布拉格攻读天文学博士学位。谭汉杰从 13 岁起就参加了 Sungrazer 项目，是该项目最年轻的彗星发现者之一。"自 2009 年以来，我已经发现了 200 多颗彗星，"Tan 说。"我加入Sungrazer项目是因为我喜欢寻找彗星。彗星在太空中旅行了数千年，能够成为第一颗看到彗星在太阳附近变亮的彗星，真的很令人兴奋。"在利用 SOHO 发现的 5000 颗彗星中，大部分都是在参加 Sungrazer 项目的国际志愿彗星猎手的帮助下发现的，其中许多人都没有接受过正规的科学培训。位于华盛顿特区的美国海军研究实验室的空间科学家卡尔-巴塔姆斯（Karl Battams）是Sungrazer项目的主要研究者，他表示："我们终于达到了这个里程碑5000 颗彗星这对我来说简直难以置信。"SOHO 的第 5000 颗彗星是在参与美国宇航局资助的 Sungrazer 项目的志愿者的帮助下发现的。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心利用 SOHO 发现的大量彗星使科学家能够更多地了解绕太阳运行的彗星和彗星群。通过观察彗星像小型太阳探测器一样穿过我们恒星的大气层，Sungrazer 项目发现的彗星还帮助科学家了解了更多有关太阳的信息。巴塔姆斯说："统计 5000 颗彗星，观察它们在太空中的轨道和轨迹，是一个超级独特的数据集这是真正有价值的科学。这证明了项目参与者为此付出的无数时间。如果没有项目志愿者们的努力，我们绝对不可能达到这个里程碑。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA从太空探测纳米级引力变化的先锋任务

NASA从太空探测纳米级引力变化的先锋任务 地球轨道上的 GRATTIS 航天器，载有两个重力参考传感器。该航天器是下一代惯性参考系统的测试平台，用于跟踪地球表面的质量运动，为气候科学、地质学、海洋学和水文学提供洞察力。图片来源：Simon Barke/UFGRATTIS 将展示最先进的传感器的性能，这些传感器可从太空测量纳米尺度的重力变化，以监测地球表面和内部的运动。"佛罗里达大学致力于成为太空探索领域的领导者，这是我们的研究人员如何推动人类对世界和大宇宙的理解的一个完美范例，"校长本-萨斯（Ben Sasse）说。"我们很高兴能为我们的研究团队提供支持，因为他们正在挑战人类好奇心和创新的极限。"在接下来的几年里，由机械与航空航天工程系教授、首席研究员约翰-康克林（John Conklin）博士领导的团队将专注于最终确定传感器技术并将其集成到航天器中。预计将于2027年左右搭乘SpaceX公司的猎鹰9号火箭发射升空，随后的运营将由佛罗里达大学的任务运营团队负责管理。康克林说："我们的技术将为了解地球上水和冰的运动提供重要信息。这些数据对于监测干旱、评估地下水储量以及了解冰原融化对海平面的影响至关重要。"该项目标志着"航空航天项目的一个重要里程碑，该项目还引领了太空推进和引力波仪器等领域的进步。该项目与新成立的太空研究所的愿景密切相关，该研究所正致力于利用大学各学科与太空相关的大量研究成果，推动太空科学的发展。赫伯特-韦特海姆（Herbert Wertheim）工程学院临时院长福雷斯特-马斯特斯（Forrest Masters）博士说："GRATTIS任务建立在以往成功的基础上，突出了我校在空间科学与工程领域的领先地位。"康克林说，GRATTIS 的任务涉及与几个重要合作伙伴的合作："这次任务证明了佛罗里达大学、德克萨斯农工大学、安伯利-里德尔航空大学的研究人员以及CrossTrac Engineering、BAE Systems、Fibertek Inc.和Apex Space等行业合作伙伴的奉献与合作。"GRATTIS 将为 NASA 未来的地球科学任务铺平道路，其影响将延续到未来几十年。康克林说："我们很高兴看到我们的工作从实验室过渡到太空，并为促进我们对地球动态过程的了解做出贡献。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：