NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线

NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线 2023 年对风车星系中的超新星 SN 2023ixf 的观测为研究宇宙射线的产生提供了一个独特的机会，但是 NASA 的费米望远镜并没有探测到预期的伽马射线，这表明能量转换率比预期的要低得多。资料来源：美国国家航空航天局2023年5月18日，一颗超新星在附近的风车星系（Messier 101）爆发，它位于大约2200万光年外的大熊座。这颗超新星被命名为SN 2023ixf，是自2008年费米探测器发射以来发现的附近最亮的超新星。意大利里雅斯特大学研究员吉列姆-马蒂-德韦萨说："天体物理学家以前估计，超新星将其总能量的大约 10%转化为宇宙射线加速度。但我们从未直接观测到这一过程。通过对SN 2023ixf的新观测，我们的计算结果是爆炸后几天内的能量转换率低至1%。这并不排除超新星是宇宙射线工厂的可能性，但这确实意味着我们还有更多关于超新星产生的知识要学习。"这篇论文由马丁-德维萨在奥地利因斯布鲁克大学（University of Innsbruck）期间发表，将刊登在未来出版的《天文学与天体物理学》（Astronomy and Astrophysics）杂志上。即使没有探测到伽马射线，美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜也能帮助天文学家了解更多有关宇宙的信息。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心宇宙射线及其起源每天，数以万亿计的宇宙射线与地球大气层发生碰撞。其中大约 90% 是氢原子核（或质子），其余的是电子或较重元素的原子核。自 20 世纪初以来，科学家们一直在研究宇宙射线的起源，但这些粒子无法追溯到它们的源头。由于宇宙射线带电，它们在飞往地球的途中会因遇到磁场而改变方向。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的费米项目科学家伊丽莎白-海斯说："然而，伽马射线会直接射向我们。宇宙射线在与周围环境中的物质相互作用时会产生伽马射线。费米望远镜是轨道上最灵敏的伽马射线望远镜，因此当它没有探测到预期的信号时，科学家必须对这种缺失做出解释。解开这个谜团，就能更准确地了解宇宙射线的起源。"弗雷德-劳伦斯-惠普尔天文台（Fred Lawrence Whipple Observatory）的48英寸望远镜在2023年6月捕捉到了这张风车星系（Messier 101）的可见光图像。超新星2023ixf的位置被圈了起来。天文台位于亚利桑那州的霍普金斯山上，由哈佛天体物理学中心和史密森尼天文台共同运营。资料来源：平松等人，2023/Sebastian Gomez (STScI)作为宇宙射线加速器的超新星长期以来，天体物理学家一直怀疑超新星是宇宙射线的主要贡献者。当一颗质量至少是太阳 8 倍的恒星耗尽燃料时，就会发生这种爆炸。内核坍缩，然后反弹，推动冲击波向外穿过恒星。冲击波加速粒子，产生宇宙射线。当宇宙射线与恒星周围的其他物质和光线碰撞时，就会产生伽马射线。超新星会极大地影响星系的星际环境。它们的爆炸波和不断膨胀的碎片云可能会持续存在 5 万年以上。2013年，费米测量显示，银河系中的超新星残骸正在加速宇宙射线，当它们撞击星际物质时，会产生伽马射线光。但天文学家说，这些残余物并没有产生足够的高能粒子，无法与科学家在地球上的测量结果相匹配。一种理论认为，超新星可能会在最初爆炸后的几天或几周内加速银河系中能量最高的宇宙射线。但是超新星非常罕见，在银河系这样的星系中，一个世纪才会发生几次。在大约3200万光年的距离内，超新星平均每年只发生一次。从可见光望远镜第一次看到 SN 2023ixf 开始，经过一个月的观测，费米没有探测到伽马射线。挑战与未来研究合著者、法国国家科学研究中心下属蒙彼利埃宇宙与粒子实验室的天体物理学家马蒂厄-雷诺（Matthieu Renaud）说："不幸的是，看不到伽马射线并不意味着没有宇宙射线。我们必须对所有有关加速机制和环境条件的基本假设进行研究，才能将伽马射线的缺失转化为宇宙射线产生的上限。"研究人员提出了几种可能影响费米观测到该事件产生的伽马射线的情况，比如爆炸碎片的分布方式和恒星周围物质的密度。费米的观测首次为研究超新星爆炸后的状况提供了机会。以其他波长对SN 2023ixf进行的更多观测、基于这一事件的新模拟和模型，以及未来对其他年轻超新星的研究，都将帮助天文学家找到宇宙宇宙射线的神秘来源。费米是戈达德管理的一个天体物理学和粒子物理学合作项目。费米项目是与美国能源部合作开发的，法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴也做出了重要贡献。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA超级计算机破解400年前困扰伽利略的太阳磁场之谜

NASA超级计算机破解400年前困扰伽利略的太阳磁场之谜 自从首次观测到太阳的磁场活动以来，天文学家一直在努力确定这一过程的起源。现在，在美国国家航空航天局的超级计算机上进行了一系列复杂的计算后，研究人员发现磁场产生于太阳表面以下约2万英里处。这一发现与之前的理论相矛盾，之前的理论认为这一现象起源很深从太阳表面下 13 万英里处开始。这项研究成果于 5 月 22 日发表在《自然》杂志上。这项新发现不仅有助于我们更好地了解太阳的动态过程，还能帮助科学家更准确地预报强大的太阳风暴。虽然本月的强太阳风暴释放出了美丽、绵延的北极光，但类似的风暴也会造成严重破坏损坏地球轨道卫星、电网和无线电通信。这幅插图在美国宇航局太阳动力学天文台拍摄的图像上描绘了太阳的磁场。复杂的线条叠加可以让科学家们了解太阳磁性随着太阳内部和外部的不断运动而变化的方式。图片来源：NASA/SDO/AIA/LMSAL"自伽利略以来，了解太阳磁场的起源一直是一个悬而未决的问题，这对于预测未来的太阳活动（比如可能撞击地球的耀斑）非常重要，"该研究的合著者丹尼尔-勒科阿内说。"这项工作为太阳磁场的产生提出了一个新的假设，它能更好地匹配太阳观测数据，我们希望它能用于更好地预测太阳活动。"莱科阿内是天体流体力学专家，现任西北大学麦考密克工程学院工程科学与应用数学助理教授，同时也是天体物理学跨学科探索与研究中心的成员。苏格兰爱丁堡大学数学教授 Geoffrey Vasil 领导了这项研究。令人费解的历史几个世纪以来，天文学家一直在研究太阳磁场活动的蛛丝马迹。其中包括伽利略，他在 1612 年首次对太阳黑子进行了详细观测。伽利略利用早期的望远镜甚至肉眼，记录下了太阳磁场不断变化所产生的黑斑。多年来，天文学家在了解太阳产生磁场的物理过程的起源方面取得了重大进展，但局限性依然存在。例如，一些理论认为太阳动力起源于深海，并预言了天文学家从未观测到的太阳特征，如高纬度地区的强磁场。这张照片拍摄于美国东部时间2013年6月20日晚上11:15，显示了太阳左侧太阳耀斑的亮光，以及太阳物质喷发穿过太阳大气层的现象，称为突出喷发。图片来源：NASA/Goddard/SDO缺失的碎片为了解决这个难题，研究小组开发了新的、最先进的数值模拟来模拟太阳磁场。与以前的模型不同，新模型考虑了扭转振荡，这是气体和等离子体在太阳内部和周围流动的一种周期性模式。由于太阳不像地球和月球那样是固态的，因此它并不像一个物体那样自转。相反，它的自转随纬度而变化。与 11 年的太阳磁周期一样，扭转振荡也经历了 11 年的周期。莱科阿内说："由于波的周期与磁周期相同，人们一直认为这些现象是有联系的。然而，太阳磁场的传统'深层理论'并不能解释这些扭转振荡的来源。一个耐人寻味的线索是，扭转振荡只出现在太阳表面附近。我们的假设是，磁循环和扭转振荡是同一物理过程的不同表现形式。"当西北大学莱科阿内实验室的博士后研究员凯尔-奥古斯丁森（Kyle Augustson）进行数值模拟时，研究人员发现他们的新模型为扭转振荡中观察到的特性提供了定量解释。该模型还解释了太阳黑子是如何遵循太阳磁场活动模式的这也是深起源理论所缺失的另一个细节。改进预测研究人员希望通过更好地了解太阳的发电机，改进对太阳风暴的预测。当太阳耀斑和日冕物质抛射向地球发射时，它们会严重破坏电力和电信基础设施，包括GPS导航工具。例如，本月最近发生的太阳风暴就在播种旺季破坏了农用设备的导航系统。但研究人员认为，1859 年 9 月袭击加拿大的一场更为强烈的太阳风暴值得警惕。这场被称为卡灵顿事件的强烈风暴破坏了加拿大刚刚起步的电报系统。如果有足够的预警，工程师们就可以采取措施防止未来发生灾难性的破坏。莱科阿内说："虽然最近的太阳风暴威力巨大，但我们担心的是像卡林顿事件那样威力更大的风暴。如果今天类似强度的风暴袭击美国，估计将造成 1 万亿到 2 万亿美元的损失。虽然太阳动力学的许多方面仍然笼罩在神秘之中，但我们的工作在破解理论物理学中最古老的未解难题之一方面取得了巨大进步，并为更好地预测危险的太阳活动开辟了道路。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

云南天文台描绘了太阳高层大气反常加热的完整物理图像

云南天文台描绘了太阳高层大气反常加热的完整物理图像 对此虽然有一些理论猜测，但太阳高层大气整体如何被加热，仍然没有一个完整的物理图像。本次研究采用从结果到原因的逆向思维，先研究高层大气的特征，然后确定与各类磁场（原因）的关联。研究将全日面高层大气视为已经被反常加热后的整体，因为它们一直长期保持着反常的高温，因此必需且最合适的研究方式是分析长时间序列的全日面观测。此外，本研究首次通过分析长时间序列的Ca II K线全日面综合图，以及长时间序列的全日面的日冕绿线强度图，明确地回答了它们如何被反常加热的问题。研究人员发现，在太阳色球层中相对平静的区域，热量的主要来源是交织成网状的磁场，这种磁场结构能有效地阻止带电粒子、热能以及某些波从色球层顶部向外逃逸，而太阳色球层中相对活跃的蝶形区域，既会从活跃区和瞬现区的磁场中汲取热量，还会汲取这些磁场在日冕中产生的下行能量。根据研究，整个色球被磁场加热的完整图像是：宁静色球主要由网络场加热，它们的冠层结构磁位形在很大程度上阻止了带电粒子、热能和一些波从色球层顶部逃逸；呈蝴蝶图状的活动色球由活动区磁场和瞬现区磁场加热，以及由它们在日冕中产生的能量向下传播加热，瞬现区磁场对活动色球加热的贡献明显大于活动区磁场；宁静色球的加热是整个色球加热的主体。整个日冕被磁场加热的完整图像是：宁静日冕主要由网络场加热；呈蝴蝶状的活动日冕由活动区磁场和瞬现区磁场加热，瞬现区磁场对活动日冕加热的贡献明显大于活动区磁场；活动日冕比宁静日冕受热更明显。研究显示，活动区磁场和瞬现区磁场的加热导致活动色球与活动日冕空间分布上呈现蝴蝶图、时间上呈现与太阳活动周同相位的长期演化特征；网络场的加热导致整个背景（宁静）色球与背景（宁静）日冕空间上全日面分布、时间上呈现出与太阳活动周反相位的长期演化特征。图1：色球不同强度与太阳黑子活动周的关系。红色点是Ca II K线强度范围内的点数，蓝色点是Ca II K线强度范围内的总强度。图2：日冕不同强度与太阳黑子活动周的关系。红色点是日冕绿线强度范围内的点数，蓝色点是日冕绿线强度范围内的总强度。 ... PC版： 手机版：

印度成功登月后的下一个目标：太阳

印度成功登月后的下一个目标：太阳 继“月船 3 号”探测器在月球南极附近成功实现着陆后，印度即将启动下一个太空项目 “太阳神-L1 号（Aditya-L1）”，旨在研究太阳及其对太空天气的影响。 印度空间研究组织（ISRO）计划于北京时间 9 月 2 日 14:20 在印度安得拉邦斯里哈里科塔航天中心发射“太阳神-L1 号”探测器，这也是印度首个以太阳为研究对象的太空任务，预计耗资 38 亿卢比（约 3.35 亿元人民币）。 实际上，与探月任务一样，印度运载火箭不足以直接将它发射到目标位置，太阳神-L1 号首先需要进入近地轨道，如果一切顺利，太阳神-L1 号将逐渐扩大其轨道，最终摆脱地球的引力，然后朝着地球-太阳拉格朗日点 L1 前进，这是一个距地球约 150 万公里的重力稳定点。 位于 L1 点周围的卫星最主要优点是可以连续观察太阳而不会面临任何遮挡 / 日食。这将为实时观察太阳活动及其对空间天气的影响提供更大的优势。这个目的地也解释了其任务名称中“L1”的含义。来源 ， 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

来自eROSITA的巨幅X射线图像覆盖半个宇宙 包括一百万个光源

来自eROSITA的巨幅X射线图像覆盖半个宇宙 包括一百万个光源 以两种不同方式看到的 eROSITA 地图：左图显示扩展的 X 射线辐射，右图显示点状 X 射线源eROSITA是一台软 X 射线成像望远镜，位于拉格朗日点 2，是詹姆斯-韦伯太空望远镜的邻居。其目标是用X射线波长对整个天空进行扫描，探测新的星系、星系团、超大质量黑洞和其他天体，研究巨大的结构，并帮助测量暗能量一种加速宇宙膨胀的神秘力量。首次发布的官方数据被称为《eROSITA 全天空巡天目录》（eRASS1），由望远镜在 2019 年 12 月 12 日至 2020 年 6 月 11 日期间收集的数据构建而成。在此期间，eROSITA 能够捕捉到 1.7 亿个单独的 X 射线光子，通过测量每个光子的能量和到达时间，可以绘制出详细的宇宙地图。在这种情况下，地图覆盖了半个夜空西半球包含了 90 多万个 X 射线源。其中包括约 71 万个在星系中心吞噬物质的超大质量黑洞、银河系中 18 万颗发射 X 射线的恒星、1.2 万个星系团，以及一些不太常见的天体，如脉冲星、超新星残骸、双星和其他 X 射线源。eROSITA 首席研究员 Andrea Merloni 说："对于 X 射线天文学来说，这些数字令人震惊。我们在六个月内探测到的源比大型旗舰任务XMM-牛顿和钱德拉在近25年的运行中所探测到的还要多。"在首次大规模公开发布数据的同时，还根据 eRASS1 新发表了近 50 篇论文。其中包括发现了1000多个星系超星系团，以及连接两个星系团的4200万光年长的气体丝，恒星的X射线辐射如何影响其行星的宜居性，以及对超新星残骸、恒星和其他天体的X射线的研究。在 2020 年 6 月至 2022 年 2 月期间，eROSITA 又对天空进行了三次扫描，由于俄罗斯入侵乌克兰，德国和俄罗斯的联合项目被搁置。这些扫描数据将在不久的将来公布。在eROSITA 网站上可以找到根据这些数据发表的全部科学出版物。 ... PC版： 手机版：

太阳磁极将在两年内反转

太阳磁极将在两年内反转 实际上，除了11年一次的太阳活动周期，太阳还有22年一次的海尔周期（Hale Cycle），指的就是太阳磁极反转并复原的周期。太阳有两类磁场，一类叫普遍磁场，另一类是活动区磁场。这里说的太阳磁场，指的是太阳的普遍磁场。在太阳活动极小期，太阳磁场与地球磁场的形态相似，都有南北两个对称的磁极。但随着太阳的逐渐活跃，太阳的磁场会变得越来越混沌复杂，南北磁极对称分布的特点会越来越模糊。据预测，这一次太阳磁极的反转可能会在2024年末至2026年之间发生。磁极反转后，太阳的南磁极将出现在太阳的北极附近，北磁极将出现在南极附近。这样的指向与今天的地球磁场指向是一样的。今天地球南北磁极也分别位于地球的地理北极和地理南极附近。太阳磁极的反转，看起来与太阳黑子的活动有关。黑子不但能够诱发多种太阳活动，如耀斑和日冕物质抛射；还会产生极为复杂的活动区磁场，并最终触发太阳普遍磁场的反转。极大期时的太阳和极小期时的太阳。极大期时太阳表面黑子数量很多，而极小期时黑子很少甚至没有。Future当黑子大部分集中在太阳赤道附近时，太阳普遍磁场的形态通常是偶极对称的；但随着黑子聚集区越来越靠近两极，太阳磁场的形态就会越来越趋向于复杂混沌。当这种混沌达到一定程度后，随之而来的就是磁极的反转。太阳磁极的反转并不是在瞬间完成的，而是一个渐变的过程。它会先从偶极磁场转化为一个复杂的非偶极磁场，然后再还原为一个极性相反的偶极磁场。这和地球磁场的反转方式不同。地球磁场反转需要几百上千年，而太阳磁极的反转在几年内就可以完成。导致太阳磁极反转的深层原因依然是谜。与太阳磁场反转的许多问题至今仍得不到解释。与太阳磁极反转密切关联的，是太阳活动强度的变化。随着太阳磁场的形态越来越复杂，太阳活动的极大期也伴随而至。但除此之外，太阳磁极的反转通常并不会带来灾难。在某些方面，太阳磁极的反转甚至还有好处。比如太阳磁极反转会导致太阳日光层电流片（heliospheric current sheet ）起伏波动。而这能够使其更有效地抵御宇宙射线对地球的侵袭。宇宙射线是来自深空的高能粒子。这些以近光速飞行的粒子，会给航天器和宇航员带来伤害。太阳日光层电流片示意图。太阳磁极反转时，电流片会起伏波动。NASA科学家还发现，太阳磁极反转过程的长短，对太阳周期的活跃程度可能有一定影响。假如它在几年内就能够完成反转，恢复到偶极状态，那么下一个太阳周期可能会比较活跃；而假如持续时间较长，那么下一个太阳周期可能会比较平静。参考The sun's magnetic field is about to flip. Here's what to expect.https:// ... PC版： 手机版：