科学家对海王星和天王星等冰行星上钻石雨的形成有了新的认识

科学家对海王星和天王星等冰行星上钻石雨的形成有了新的认识在早先的X射线激光研究中，科学家们已经发现，由于大型气体行星内部普遍存在高压，钻石应该是由那里的碳化合物形成的。然后，这些碳化合物会进一步沉入行星内部，成为来自高层的宝石雨。图中显示的是行星内部的钻石雨，它由沉入周围冰层的钻石组成。在深入星球内部的过程中，压力和温度不断升高。即使在温度极高的区域，冰也会因为极高的压力而保留下来。资料来源：欧洲XFEL/TobiasWüstefeld欧洲XFEL的一项新实验现已表明，碳化合物形成钻石的起始压力和温度都比假设的要低。对于气态行星来说，这意味着钻石雨的形成深度比想象的要低，因此可能会对磁场的形成产生更大的影响。此外，在比海王星和天王星小的气态行星上也有可能形成钻石雨，它们被称为"小海王星"。太阳系中不存在这样的行星，但太阳系外确实存在这样的系外行星。钻石雨在从行星外层流向内层的过程中，会夹带气体和冰，造成导电冰流。导电流体的电流就像一种发电机，行星的磁场就是通过它形成的。弗罗斯特说："钻石雨可能对天王星和海王星复杂磁场的形成有影响。"欧洲XFEL的HED实验站。图片来源：EuropeanXFEL/JanHosan欧洲XFEL/JanHosan研究小组使用碳氢化合物聚苯乙烯制成的塑料薄膜作为碳源。在极高的压力下，金刚石从薄膜中形成--这一过程与行星内部的过程相同，欧洲XFEL可以模仿这一过程。研究人员借助金刚石挤压单元和激光，产生了冰气巨行星内部普遍存在的2200多摄氏度的高压和高温。设施的功能就像一个小型钳子，样品被挤压在两块钻石之间。在欧洲XFELX射线脉冲的帮助下，可以精确观测到挤压中钻石形成的时间、条件和顺序。国际研究团队还包括来自欧洲XFEL、德国汉堡DESY研究中心和德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心的科学家，以及来自不同国家的其他研究机构和大学的科学家。欧洲XFEL用户联盟HIBEF（包括HZDR和DESY研究中心）为这项工作做出了重大贡献。弗罗斯特说："通过这项国际合作，我们在欧洲XFEL取得了巨大进步，并对冰行星有了新的深刻认识。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415177.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415177.htm

研究发现氧气促进了钻石雨的形成

研究发现氧气促进了钻石雨的形成通过对一种类似于冰态巨行星（icegiant）组成物质的深入研究，研究人员发现氧气促进了钻石雨的形成。研究小组还发现了钻石可以和“超离子冰”结合的证据。SLAC的科学家发现氧气促进了这种神奇的降水，揭示了在地球上制造纳米金刚石的新途径。根据新的研究，“钻石雨”，一种长期假设的冰巨行星上的奇异降水类型，可能比以前想象的更普遍。在之前的一项实验中，科学家们模拟了在冰巨星海王星和天王星深处发现的极端温度和压力，并首次观察到钻石雨的形成。科学家们在一种更类似于海王星和天王星化学组成的新材料中研究了这一过程，发现氧气促进了钻石雨的形成。这意味着它们能够在更广泛的条件和更多的行星上形成和生长。美国能源部旗下的SLAC国家加速器实验室的研究人员及其同事进行的这项新研究，提供了钻石雨如何在其他行星上形成的更完整画面。在地球上，这些发现可能会导致一种制造纳米金刚石的新方法，纳米金刚石在药物输送、无创手术、医疗传感器、可持续制造和量子电子学方面具有广泛的应用。齐格弗里德·格伦泽表示：“较早的论文是我们第一次直接看到从任何混合物中形成钻石，从那时起，已经有相当多的不同纯材料的实验。但在行星内部，情况要复杂得多。混合物中有更多的化学物质。所以，我们想在这里弄清楚这些额外的化学物质有什么样的影响”。他是SLAC高能密度事业部的负责人。该团队由Helmholtz-ZentrumDresden-Rossendorf(HZDR)、德国罗斯托克大学、法国ÉcolePolytechnique与SLAC合作领导，今天（2022年9月2日）在ScienceAdvances上发表了研究结果。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311843.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311843.htm

NASA首次观测到天王星上的极地气旋

NASA首次观测到天王星上的极地气旋美国宇航局的科学家们利用微波观测发现了天王星上的第一个极地气旋，在这里看到的是天王星每张图片中中心右侧的一个浅色的点。这些图像使用的是波长为K、Ka和Q的波段，从左边开始。为了突出气旋的特征，每张图片都使用了不同的颜色图。资料来源：NASA/JPL-Caltech/VLA科学家们早就知道，天王星的南极有一个漩涡的特征。美国宇航局的旅行者2号对那里的甲烷云顶的成像显示，极地中心的风比极地其他地方的风旋转得快。旅行者号的红外测量没有观察到温度变化，但是发表在《地球物理研究通讯》杂志上的新发现却观察到了。这是1986年旅行者2号航天器拍摄的天王星的图像。资料来源：NASA/JPL-Caltech利用新墨西哥州甚大天线阵的巨大无线电天线盘，他们窥视了这个冰巨人的云层下面，确定北极的循环空气似乎更温暖、更干燥--这是一个强旋风的标志。在2015年、2021年和2022年收集的观测数据，比以往任何一次都更深入天王星的大气层。"这些观测结果告诉我们更多关于天王星的故事。它是一个比你想象的更有活力的世界，"主要作者、位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的AlexAkins说。"它不仅仅是一个普通的蓝色气体球。它的内部发生了很多事情。"由于天王星在轨道上的位置，这些天王星展示的东西更多。对于这颗外行星来说，绕着太阳系走是一个漫长的过程，需要84年才能完成一圈，而且在过去的几十年里，两极并没有对准地球。大约从2015年开始，科学家们有了更好的视野，能够更深入地观察极地的大气。甚大天线阵（VLA）是一个由27个无线电天线组成的集合，位于新墨西哥州索科罗的NRAO站点。阵列中的每个天线直径为25米（82英尺），重约230吨。资料来源：AlexSavello天王星上的旋风，形状紧凑，核心是温暖和干燥的空气，很像美国宇航局的卡西尼号在土星上发现的那些旋风。有了这一新的发现，代表着现在在我们太阳系的每颗行星的两极都发现了气旋（它们的旋转方向与行星的旋转方向相同）或反气旋（它们的旋转方向相反），但水星除外，它完全没有实质性的大气。但是与地球上的飓风不同，天王星和土星上的旋风并不是在水面上形成的（这两个星球都没有已知的液态水），而且它们不会漂移；它们被锁定在两极。研究人员将密切关注这个新发现的天王星气旋在未来几年的演变情况。"我们观察到的温暖核心是否代表了旅行者号所看到的相同的高速环流？"Akins问道。"还是天王星大气层中存在着堆积的气旋？关于天王星大气层的工作原理，我们仍然在寻找如此简单的东西，这真的让我对发现这个神秘的星球感到兴奋。"美国国家科学院的2023年行星科学和天体生物学十年调查将探索天王星列为优先事项。在准备这样一项任务时，行星科学家们专注于加强他们对这个神秘的冰巨人系统的了解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361503.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361503.htm

天王星的两颗卫星可能隐藏着活跃的海洋

天王星的两颗卫星可能隐藏着活跃的海洋这是一个耐人寻味的发现，有助于提高对天王星及其27颗不同卫星进行更好探索的必要性。通过更好地了解天王星卫星上可能存在的海洋，我们可能会更多地了解这些卫星本身，它们来自哪里，甚至它们是否曾经有能力容纳某种重要的生命。一项关于该发现的新研究已被接受在《地球物理研究通讯》杂志上发表。该研究详细介绍了天文学家所观察到的辐射读数，其中一些读数似乎表明，这两颗天王星卫星中至少有一颗正在向太空喷射物质，可能来自地下海洋。这些等离子体被喷射到太阳系的确切原因和手段还不清楚，因为我们所要看的读数在这一点上都是40年前的。然而，随着科学家们呼吁对天王星进行新的任务，我们可能会在未来几十年看到更多关于天王星的卫星可能藏有活跃海洋的数据。了解更多关于我们太阳系的行星一直是天文学家的目标。然而，让航天器到达许多这些行星并不总是那么容易。这也没有考虑到此类任务的整体成本。希望这些关于天王星的卫星隐藏着海洋的建议能够帮助刺激创建以天王星为重点的探索任务的运动。此外，如果美国宇航局和其他机构对探索天王星和这些月球上的海洋的可能性表现出足够的兴趣，那么我们可以看到在不久的将来，以天王星为重点的探索将得到更多的重视。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350585.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350585.htm

新的哈勃照片显示天王星看起来比以往更苍白

新的哈勃照片显示天王星看起来比以往更苍白天王星完成一个太阳轨道需要大约84年，海王星的孪生兄弟的季节变化则非常缓慢。然而，由于天王星奇怪的姿态-这颗行星被翻转过来，当这些变化到来时，它们可能是相当极端的。这个最新的哈勃天王星图像集是另一个例子，说明这个奇怪的星球上的天气可能是多么极端。哈勃团队分享的第一张天王星照片是在2014年拍摄的，那时这颗行星经历了北半球的春分之后的7年。在这张照片中，该行星呈淡蓝色，展示了北半球出现的多场甲烷冰晶云的风暴。星环也开始打开了。哈勃天王星图像图片来源：NASA,ESA,STSNASA,ESA,STScI,A.Simon（NASA-GSFC）,M.H.Wong（UCBerkeley）,J.DePasquale（STSCI）在哈勃于2022年拍摄的天王星的最新照片中，这颗蓝色的行星在其北半球的部分地区有一大片苍白的雾气。哈勃团队表示，这种苍白是一种加厚的光化学烟雾，并表明它表示这颗行星的北极，沿着这个边界还可以看到几场风暴。当然，对于这颗奇特的行星，我们还有很多不了解的地方。虽然哈勃的观察和天王星的图像给了我们更多的数据，但我们需要将航天器放入它的大气层中，以真正了解这颗行星的运作。这就是为什么这么多天文学家一直在呼吁美国宇航局向天王星发送探测器。不幸的是，由于美国宇航局的返回金星任务出现了如此多的延误和小插曲，目前还不清楚我们是否或何时会看到美国宇航局向天王星发送航天器的任何重大推动。但至少航天界已经想出了一些奇妙的天王星任务名称。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351157.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351157.htm

詹姆斯·韦伯太空望远镜发回天王星的壮观图像

詹姆斯·韦伯太空望远镜发回天王星的壮观图像不幸的是，按照今天的标准，这些探测器的技术还很原始，有些行星只能在短暂的飞越中看到，为我们提供的基本上是快照。第七颗行星天王星就是一个典型的例子，它只在旅行者2号探测器飞出太阳系的时候被访问过一次。天王星系统的更广阔视图NASA/ESA/CSA/STScI,J.DePasquale(STSCI)旅行者号的访问揭示了许多秘密，其中最重要的是上层大气的组成和天王星环存在的第一个照片证据。它还发回了该行星的第一张特写图像，尽管这些图像使它看起来像一个没有特征的球。现在，JWST的近红外相机（NIRCam）在红外光谱的1.4和3.0微米波段拍摄的新图片，为这一知识体系增添了一些赏心悦目的图片。这些新照片显示了天王星的独特方向，即它的旋转轴几乎与它的轨道平面成直角。这意味着，当它每84年围绕太阳旋转一次时，其中一极保持着近乎完全的黑暗，而另一极则在42年内沐浴在无尽的阳光下。天王星的注释放大图NASA/ESA/CSA/STScI,J.DePasquale(STSCI)当天王星的北半球在2028年从春季进入夏季时，这对科学家来说是非常有意义的，因为这种对比会产生极端天气，可以为地球气候的运作提供新的见解。新的图像显示，这个星球的一个部分有一个被称为极地帽的明亮区域，在夏季出现，在秋季消失在任何一个半球。为什么会发生这种情况，目前还不清楚。新的图像还显示，极冠在其中心有一个以前没有见过的亮点。此外，在天王星盖的边缘有一个明亮的云和延伸的特征，在天王星盖外有第二个明亮的云，这可能是一个风暴或以某种方式与一个风暴相连。还可以看到天王星13个已知星环中的11个和该行星27个已知卫星中的一些。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354285.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354285.htm