天文学家在赤道附近的火星火山上发现原以为不可能存在的霜冻

天文学家在赤道附近的火星火山上发现原以为不可能存在的霜冻 这幅高分辨率图像显示了在奥林帕斯山（Olympus Mons）山顶新发现的霜冻，奥林帕斯山不仅是火星上最高的火山，也是整个太阳系中最高的火山。霜冻在火山口（山顶火山口）的地面及其北部边缘呈现蓝色。图像左侧光线充足的陡坡上则没有霜冻。图片来源：ESA/TGO/CaSSIS霜冻位于塔西斯火山之上：不仅是火星上最高的火山，也是太阳系中最高的火山。欧空局的ExoMars痕量气体轨道器（TGO）首先看到了它，后来TGO和欧空局的火星快车上的另一个仪器也看到了它。领衔作者阿多玛斯-瓦兰提纳斯（Adomas Valantinas）说："我们原以为在火星赤道周围不可能形成霜冻，因为阳光和稀薄大气的混合使地表和山顶的温度都相对较高这与我们在地球上看到的情况不同，在地球上你可能会期望看到结霜的山峰，"他在瑞士伯尔尼大学攻读博士学位时发现了这一发现，现在是美国布朗大学的博士后研究员。从火星快车拍摄的奥林帕斯山透视图，大锅状空洞中的霜冻（蓝色）。图片来源：ESA/DLR/柏林大学（A. Valantinas）"它在这里的存在令人兴奋，暗示着有特殊的过程在发挥作用，使霜得以形成"。这些霜斑在日出前后的几个小时内出现，然后在阳光下蒸发。尽管它们很薄，可能只有百分之一毫米厚（和人的头发丝一样粗），但覆盖的面积却很大。在寒冷的季节里，每天大约有 15 万吨水在地表和大气之间交换，相当于大约 60 个奥林匹克游泳池的水量。火星上塔西斯地区的地形。资料来源：NASA/MGS/MOLA 科学小组、柏林联邦大学奇特的小气候火星的塔西斯地区有许多火山，包括奥林匹斯山和塔西斯山：阿斯克雷乌斯火山、帕沃尼斯火山和阿尔西亚火山。其中许多火山都是巨型火山，高耸于周围平原之上，其高度从地球珠穆朗玛峰的一倍（帕沃尼斯蒙斯）到三倍（奥林帕斯蒙斯）不等。这些火山的山顶都有火山口，也就是大空洞，这是过去火山爆发时岩浆室排空造成的。研究人员认为，塔尔西斯上空的空气以一种奇特的方式循环；这在那里的火山口内形成了一种独特的小气候，使成片的冰霜得以形成。"风沿着山坡往上走，把地表附近相对湿润的空气带到高空，在那里凝结成霜，"合著者、TGO 彩色和立体地表成像系统（CaSSIS）首席研究员尼古拉斯-托马斯（Nicolas Thomas）说，他是阿多玛斯在伯尔尼大学的博士生导师。"我们实际上在地球和火星的其他地方也看到了这种现象，同样的现象导致了季节性的火星阿西亚蒙斯伸长云。我们在火星火山顶上看到的冰霜似乎特别沉积在火山口的阴影区域，那里的温度更低"。火星快车拍摄的奥林帕斯蒙斯上的霜冻（蓝色阴影）。图片来源：ESA/DLR/柏林大学阿多玛斯、尼古拉斯和同事们在奥林匹斯、阿尔西亚和阿斯克雷乌斯蒙斯以及塞拉乌尼乌斯托鲁斯的塔西斯火山上发现了霜冻。通过模拟这些霜冻的形成过程，科学家们可以揭示火星上更多的秘密，包括水的存在位置以及水如何在储层之间流动，并了解火星复杂的大气动态。这些知识对于我们未来探索火星以及寻找地球以外可能存在的生命迹象至关重要。意料之外，令人信服这一发现标志着首次在火星赤道发现霜冻。但为什么以前没有发现呢？"原因有以下几点：首先，我们需要一个能让我们在清晨观测到某个地点的轨道。欧空局的两个火星轨道器"火星快车"和"TGO"都有这样的轨道，可以在一天中的任何时间进行观测，而其他机构的许多火星轨道器则与太阳同步，只能在下午进行观测，"阿多玛斯补充说。"其次，霜的沉积与火星的寒冷季节有关，这使得发现霜的窗口变得更加狭窄。简而言之，我们必须知道在何时何地寻找短暂的冰霜。我们碰巧在赤道附近寻找它进行其他研究，但没想到会在火星的火山顶上看到它！"ExoMars发现Ceraunius Tholus上有霜冻。研究人员首次在火星赤道附近的火山顶上发现了霜冻在火星的这一区域，人们认为是不可能形成霜冻的。这一发现利用了欧空局ExoMars痕量气体轨道器（TGO）的两台仪器CaSSIS和NOMAD的观测数据，以及欧空局火星快车（Mars Express）的额外成像。这张图片显示的是Ceraunius Tholus火山口地面上的霜冻。霜冻显示为蓝色。图片来源：ESA/TGO/CaSSIS发现霜冻依赖于欧空局两个火星轨道探测器之间的合作：ExoMars TGO 和火星快车。TGO于2016年抵达火星，自2018年开始执行全面科学任务以来，一直在对火星表面、大气层和水进行成像和测绘。火星快车自 2003 年以来一直围绕火星运行，用了二十年的时间探索火星的表面、地下、矿物、现象和大气。研究小组利用 TGO 的 CaSSIS 仪器发现了霜冻。随后，他们利用 TGO 的"Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD)"光谱仪和火星快车的"High Resolution Stereo Camera (HRSC)"再次观察了该区域，确认了他们的发现。2004 年火星快车观测到的奥林帕斯山。这个垂直视图显示了火星奥林帕斯山山顶复杂的火山口，它是太阳系中最高的火山。奥林帕斯山的平均海拔为 22 千米，火山口深度约为 3 千米。图片来源：ESA/DLR/柏林大学（G. Neukum）"欧空局负责ExoMars TGO和火星快车的项目科学家科林-威尔逊（Colin Wilson）说："在火星表面发现水总是令人兴奋的，这既有科学意义，也有对人类和机器人探索的影响。"即便如此，这一发现也格外引人入胜。火星的低气压造成了一种陌生的情况，即火星的山顶通常不会比平原更冷但似乎吹向山坡的潮湿空气仍然可以凝结成霜，这是一种明显类似于地球的现象。这一发现得益于欧空局两个火星轨道器之间的成功合作以及额外的建模。确切地了解地球和火星上哪些现象相同或不同，确实考验并提高了我们对不仅发生在我们的母星上，而且发生在宇宙其他地方的基本过程的理解"。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究火星地貌结构中的碎屑流后 天文学家在对火星液态水的存在有了新见解

研究火星地貌结构中的碎屑流后 天文学家在对火星液态水的存在有了新见解 "火星大气中 95% 都是二氧化碳，"Lonneke Roelofs 解释说。"在冬天，气温会降到零下120摄氏度以下，这足以让大气中的二氧化碳结冰"。在冷冻过程中，二氧化碳气体 可以直接变成二氧化碳冰 ，而跳过液相。这个过程类似于地球上的霜冻，水蒸气形成冰晶，给大地铺上一层白色的薄膜。春季气温较高，加上火星大气稀薄，二氧化碳冰会直接蒸发回气体，再次跳过液相。火星上沟壑地貌的卫星图像，由火星勘测轨道飞行器上的 HiRISE（高分辨率成像实验）相机拍摄。沟壑两侧可见白色的二氧化碳冰。图片来源：NASA/JPL-加州理工学院/亚利桑那州立大学"我们称之为'升华'。由于火星气压低，这个过程极具爆炸性。产生的气压将沉积物颗粒推开，导致物质流动，类似于地球上山区的碎屑流。即使在没有水的情况下，这些流动也能重塑火星地貌，我的研究结果表明，火星上存在生命的几率比以前想象的要小。"长期以来，科学家们一直假设二氧化碳冰 可能是这些火星地貌结构背后的驱动力。"但这些假设主要基于模型或卫星研究，"Roelofs 解释说。"通过在所谓的'火星舱'中进行实验，我们能够模拟火星条件下的这一过程。利用这种专门的实验设备，我们可以直接亲眼研究这一过程。我们甚至观察到，在火星条件下，由二氧化碳冰驱动的碎屑流的流动效率与地球上由水驱动的碎屑流一样高"。Lonneke Roelofs 在英国米尔顿凯恩斯开放大学的火星舱旁。图片来源：乌得勒支大学"我们确信火星表面曾经有水。这项研究并不能证明这一点，"Roelofs说。"但是，生命的出现很可能需要一个存在液态水的漫长时期。以前，我们认为这些地貌结构是由水驱动的碎屑流形成的，因为它们与地球上的碎屑流系统相似。我的研究现在表明，除了以水为动力的碎屑流之外，冰冻二氧化碳的升华也可以成为这些火星沟壑地貌形成背后的驱动力。这将火星上水的存在推向了更久远的过去，使得火星上出现生命的几率变小。这使得我们比想象中更加独特。"但是，是什么让人们对 3.3 亿公里外的风景感兴趣呢？"火星是我们最近的邻居。它是唯一一颗接近太阳系'绿色区域'的岩石行星。该区域距离太阳足够远，可以存在液态水，这是生命存在的先决条件。因此，我们有可能在火星上找到关于生命如何发展的答案，包括潜在的地外生命。"此外，研究其他星球上景观结构的形成是我们跳出地球环境的一种方式。你可以提出不同的问题，从而对地球上的过程有新的认识。例如，我们在地球上也能观察到火山周围火成碎屑流中气体驱动的碎屑流过程。因此，这项研究有助于更好地了解陆地火山灾害。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家首次探测到银河系以外大质量恒星的磁性

天文学家首次探测到银河系以外大质量恒星的磁性 新发现揭示了磁性对恒星演化以及中子星和黑洞形成的影响。先进的分光测向技术的使用对于克服过去的观测难题至关重要。值得注意的是，磁性被认为是大质量恒星演化过程中的一个关键组成部分，对它们的最终命运有着深远的影响。最初质量超过 8 个太阳质量的大质量恒星在演化结束时会留下中子星和黑洞。引力波天文台已经观测到这种紧凑残余系统的壮观合并事件。此外，理论研究提出了大质量恒星爆炸的磁机制，与伽马射线暴、X 射线闪光和超新星有关。这项研究的第一作者、波茨坦莱布尼兹天体物理研究所（AIP）的斯韦特拉娜-胡布里奇（Swetlana Hubrig）博士说："对具有年轻恒星群的星系中的大质量恒星的磁场进行研究，为了解磁场在早期宇宙恒星形成过程中的作用提供了重要信息。"距离地球约 20 万光年的南半球星空中，小麦哲伦云中最巨大的恒星形成区 NGC346，位于巨嘴鸟座。资料来源：NASA、ESA、安迪-詹姆斯（STScI）测量恒星磁性的挑战恒星磁场是利用光谱极化测量法测量的。为此，要记录圆偏振星光，并研究光谱线的最小变化。不过，为了达到必要的偏振测量精度，这种方法需要高质量的数据。"这种方法对光子极为渴求。这是一个特殊的挑战，因为在我们的邻近星系大麦哲伦云和小麦哲伦云中观测时，即使是最亮的大质量恒星（其质量超过 8 个太阳质量）也是相对弱光的，"来自 AIP 的 Silva Järvinen 博士解释道。由于这些条件，传统的高分辨率分光测色计和较小的望远镜都不适合进行此类研究。因此，我们使用了安装在欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）四个 8 米望远镜之一上的低分辨率分光测极计 FORS2。检测领域的挑战与突破以前探测银河系外大质量恒星磁场的尝试并不成功。这些测量很复杂，取决于几个因素。使用圆偏振测量到的磁场被称为纵向磁场，它只对应于指向观察者方向的磁场分量。它类似于灯塔发出的光，当光束照向观察者时很容易看到。由于大质量恒星的磁场结构通常具有轴线倾斜于自转轴的全局偶极子特征，因此当观测者直视自转恒星的磁赤道时，纵向磁场强度在自转阶段可能为零。偏振信号的可探测性还取决于用于研究偏振的光谱特征的数量。最好能观测到更宽的光谱区域和更多的光谱特征。此外，较长的曝光时间对于记录信噪比足够高的偏振光谱至关重要。最新观察和研究结果考虑到这些重要因素，研究小组对麦哲伦云中的五颗大质量恒星进行了光谱测量观测。在位于小麦哲伦星云中最大规模恒星形成区 NGC346 核心内的两颗推测为单星的恒星（其光谱特征是我们银河系中典型的磁性大质量恒星）和一个积极相互作用的大质量双星系统（Cl*NGC346 SSN7）中，他们成功地探测到了千高斯数量级的磁场。在太阳表面，只有在小的高磁化区域太阳黑子才能探测到如此强大的磁场。据报道，麦哲伦云中的磁场探测首次表明，在具有年轻恒星群的星系中，大质量恒星的形成过程与我们的银河系类似。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家破解火星新"特洛伊"小行星2023FW14的秘密

天文学家破解火星新"特洛伊"小行星2023FW14的秘密 有了这个新成员，陪伴火星的类似天体已经增加到 17 个。但它在轨道和化学成分上的差异可能表明，它是一颗被捕获的原始类型的小行星。研究结果发表在著名的《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志上。加那利天文研究所（IAC）和马德里康普顿斯大学（UCM）的一个研究小组首次观测并描述了 2023FW14 号天体，这是一颗与火星共享轨道的特洛伊小行星。这颗红色行星是继木星之后拥有已知特洛伊小行星数量最多的行星，新加入的特洛伊小行星有 17 颗。特洛伊小行星是太阳系中与行星同轨道运行的小天体，占据着被称为拉格朗日点的稳定平衡点之一，位于行星前方（L4）60º和后方（L5）60º处。关于 2023 FW14 号天体，UCM 在 2023 年和 2024 年期间进行的数值模拟证实，它是一颗 L4 特洛伊木马，这意味着它在火星前方飞行，是继小行星 1999 UJ7 之后已知的第二颗此类特洛伊木马。特洛伊小行星在火星轨道上所在的拉格朗日点，特别是 L4 和 L5 的表示。资料来源：Marspedia虽然大多数火星小行星似乎从火星形成之初就伴随着这颗行星，但 2023 FW14 小行星在大约 100 万年前到达了它的特洛伊轨道，根据获得的数值结果，它可能会在大约 1000 万年后离开火星。它的起源有两种可能：可能是特洛伊小行星 1999 UJ7 的碎片，也可能是从穿越火星轨道的靠近地球的小行星群中捕获的。研究人员利用位于拉帕尔马岛 Roque de los Muchachos 天文台的加那利大望远镜（Gran Telescopio Canarias，GTCI）获得的光谱，找到了 2023 FW14 的化学成分，与其他个体相比，2023 FW14 显示出新的差异。虽然利用全球定位系统获得的 2023 FW14 星的光谱与另一颗 L4 特洛伊木马 1999 UJ7 星的光谱有些不同，但这两颗小行星属于同一成分组，都是原始类型的小行星，与 L5 特洛伊木马形成鲜明对比，它们都是富含硅酸盐的岩质小行星。增加已知火星"特洛伊木马"的数量使研究人员能够加深对这些物体的了解，而这些物体的存在最初是通过数学计算预测出来的。研究真实的"特洛伊木马"而不仅仅是数学预测的"特洛伊木马"，还可以检验我们理论模型的可靠性"，de la Fuente Marcos 总结道。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家在遥远的球状星团中探测到中等质量黑洞的最有力证据

天文学家在遥远的球状星团中探测到中等质量黑洞的最有力证据 一个国际天文学家小组研究了用哈勃太空望远镜拍摄的 500 多张半人马座欧米茄球状星团的图像，这项工作原本是为了校准哈勃的仪器。然而，他们在这个距离地球 17000 光年的星团中的数百万颗恒星中发现了一些意想不到的东西。德国马克斯-普朗克天文学研究所研究员、《自然》杂志发表的一项新研究的负责人马克西米利安-哈伯勒解释说，他的团队发现了七颗"不应该存在"的恒星。这些恒星的运动速度非常快，它们应该可以摆脱星团的引力影响。哈伯勒说："最有可能的解释是，一个非常巨大的天体正在对这些恒星产生引力，使它们紧贴着中心。"唯一足以产生这种引力的现象是黑洞，其质量估计至少是太阳的 8200 倍。这个仍然未知的天体很可能是一个中等质量黑洞（IMBH），这种类型的黑洞被认为是黑洞演化研究中的"缺失环节"。IMBH是一种非常难以捉摸的空间现象，它介于人马座A*这样的超大质量黑洞和重量不足100个太阳质量的"轻量级"黑洞之间。之前的研究已经表明，半人马座欧米茄星团可能存在一个IMBH，但由海伯勒领导的新研究提供了最直接的证据，证明有一个中等质量的黑洞在影响着星团中的一些恒星。迄今为止，我们在宇宙中发现的 IMBH 候选者寥寥无几，这意味着半人马座欧米茄的黑洞可能是我们"宇宙邻域"中 IMBH 的最佳范例。现在还需要进一步的研究来确认这个黑洞是否真的存在，确定它的确切质量，并找出其他与众不同的特征。此外，半人马座欧米茄星的超大质量黑洞（430 万太阳质量）比位于银河系中心 26000 光年之外的人马座 A* 更接近地球。这也是除了上述人马座A*之外，已知的唯一一个黑洞通过引力影响恒星群的案例。 ... PC版： 手机版：

天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环

天文学家在系外行星WASP-76b上首次探测到了类似彩虹的光环 每种光彩都是独一无二的，这取决于行星大气层的成分和照亮它的恒星发出的光的颜色。WASP-76（WASP-76b的"太阳"）是一颗黄白色的主序星，就像我们的太阳一样，但不同的恒星会产生不同颜色和图案的光辉。图片来源：欧空局，由 ATG 根据欧空局合同完成。CC BY-SA 3.0 IGO这种现象在地球上经常出现，但在另一颗行星金星上只发现过一次。如果得到证实，这第一颗太阳系外的光辉将揭示更多关于这颗令人费解的系外行星的本质，并为如何更好地了解陌生而遥远的世界带来令人兴奋的启示。在系外行星WASP-76b阳光下难以忍受的光和热与其黑暗面无尽的黑夜之间，可能存在着第一种太阳系外的"光彩"。这种效果类似于彩虹，当光线从一种由完全均匀但迄今未知的物质组成的云层上反射出来时，就会产生这种效果。葡萄牙天体物理学和空间科学研究所的天文学家、该研究的第一作者奥利维尔-德曼吉翁解释说："在太阳系外从未见过光辉是有原因的它需要非常奇特的条件。首先需要大气粒子接近完美的球形，完全均匀且足够稳定，以便进行长时间观测。行星附近的恒星需要直接照射到它，而观测者Cheops的方位恰到好处。"2011 年 7 月 24 日在金星上看到的"光辉"的假彩合成图像。该图像由金星监测相机拍摄的紫外线、可见光和近红外波长的三幅图像组成。这些图像的拍摄间隔为 10 秒钟，由于航天器的运动，这些图像并没有完全重叠。从 6000 公里外的航天器上看到的光斑直径为 1200 公里。图片来源：ESA/MPS/DLR/IDA如果得到证实，这首缕系外行星的光辉将为进一步了解行星和形成它的恒星提供一个美丽的工具。研究系外行星的欧空局研究员马修-斯坦丁（Matthew Standing）解释说："重要的是要记住我们正在目睹的令人难以置信的规模。WASP-76b在几百光年之外一颗炙热的气态巨行星上，很可能下着熔铁雨。尽管一片混乱，但我们似乎已经探测到了光辉的潜在迹象。这是一个非常微弱的信号。"这一结果展示了欧空局契奥普斯飞行任务在探测遥远世界上从未见过的微妙现象方面的威力。这幅插图显示了系外行星 WASP-76b 的夜景。这颗超高温巨型系外行星的白天温度高达 2400 摄氏度以上，足以使金属蒸发。强风将铁蒸气带到较冷的夜侧，在那里凝结成铁滴。在图像的左侧，我们看到了系外行星的傍晚边界，从白天过渡到夜晚。图片来源：ESO/M.KornmesserWASP-76b是一颗超热的类木星行星。虽然它的质量比我们的木星小10%，但体积却几乎是它的两倍。这颗系外行星紧紧地围绕着它的主恒星运行，其距离比焦黑的水星围绕太阳运行的距离还要近12倍，因此它被强烈的辐射"膨化"了。自2013年被发现以来，WASP-76b一直受到密切关注，并出现了一幅奇异的地狱图景。这颗行星的一面始终面向恒星，温度高达2400摄氏度。在这里，在地球上会形成岩石的元素会熔化并蒸发，只会在温度稍低的夜间一侧凝结，形成滴下熔铁雨的铁云。但是，WASP-76b的"肢体"当它从宿主恒星前方经过时看到的最外围区域存在明显的不对称，或者说"古怪"，这让科学家们感到困惑。在这项揭示性研究中，还分析了来自欧空局和美国国家航空航天局不同任务的数据，包括TESS、哈勃和斯皮策，但当欧空局的"Cheops"和美国国家航空航天局的TESS合作时，荣耀现象的蛛丝马迹才开始显现。地球上空轨道上的 CHEOPS 的艺术印象。图中卫星的望远镜盖是关闭的。图片来源：ESA / ATG medialab当WASP-76b从它的类太阳恒星前方和周围经过时，Cheops对它进行了密集的监测。经过三年的 23 次观测，数据显示来自该行星东部"终结者"黑夜与白昼的交界处的光量出现了惊人的增长。这使得科学家们能够厘清并确定信号的来源。奥利维尔解释说："这是第一次在系外行星的亮度（即其'相位曲线'）上探测到如此剧烈的变化。这一发现让我们假设，这种意想不到的光芒可能是由一种强烈的、局部的和各向异性的（与方向有关的）反射造成的，这就是光辉效应"。虽然光晕效应会产生类似彩虹的图案，但两者并不相同。彩虹的形成是由于阳光穿过具有一定密度的介质，到达具有不同密度的介质例如从空气到水使其路径发生弯曲（折射）。不同波长的光线会发生不同程度的弯曲，从而使白光分成各种颜色，形成我们熟悉的彩虹圆弧。金星（左）和地球（右）上光辉现象的模拟视图，未考虑任何雾霾或背景云亮度的影响。当阳光照射到云滴上时，就会出现光晕现象，地球上的云滴是水滴，而金星上的云滴是硫酸滴。金星上的光彩与地球上的光彩在外观上的主要区别不在于成分，而在于颗粒大小。地球上的云滴直径通常在 10 到 40 千分之一毫米之间，而金星上云顶的云滴要小得多，直径通常不超过 2 千分之一毫米。正因为如此，彩色条纹之间的距离比在地球上要远。图片来源：C. Wilson/P.拉文而"光环"则是光线在狭窄的开口之间穿过时形成的，例如在云或雾中的水滴之间。同样，光的路径会发生弯曲（在这种情况下是衍射），通常会形成同心色环，光波之间的干涉会形成明暗相间的色环图案。光辉效应的证实意味着存在由完美球形液滴组成的云层，这种云层至少持续了三年，或者正在不断补充。要想让这种云持续存在，大气层的温度也需要长期保持稳定这将是对 WASP-76b 可能发生的事情的一个引人入胜的详细了解。重要的是，能够在如此遥远的地方探测到如此微小的奇迹，将教会科学家和工程师如何探测其他难以观测但却至关重要的现象。例如，液态湖泊和海洋反射的阳光这是宜居性的一个必要条件。欧空局即将进行的阿里尔飞行任务的项目科学家特雷莎-吕夫廷格解释说："要最终确定这种引人入胜的'额外光线'是一种罕见的光彩，还需要进一步的证明。NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜上搭载的NIRSPEC仪器进行的后续观测就可以做到这一点。欧空局即将执行的阿里尔任务也可以证明它的存在。我们甚至可以发现其他系外行星闪耀着更多绚丽的色彩。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：