天文学家首次在地球、月球和火星表面探测到太阳高能粒子事件

天文学家首次在地球、月球和火星表面探测到太阳高能粒子事件空间辐射对人类的太空探索雄心构成了重大挑战，特别是在月球和火星任务中。这种辐射主要来自太阳耀斑产生的太阳高能粒子（SEPs），可显著提高辐射水平，对宇航员的健康构成威胁。另外，强烈的太阳高能粒子事件会引发地面辐射增强（GLEs），进一步提高天体表面的辐射水平。中国科学院中国科学技术大学郭景南教授领导的研究小组与来自德国、保加利亚和美国的研究人员合作，重点分析了2021年10月28日发生的一次SEP事件，该事件的能量足以在地球表面引发一次GLE事件。此外，月球表面的嫦娥四号月球任务和火星表面的好奇号漫游车都探测到了这一高能粒子事件。这是首次在三个行星体表面探测到的GLE事件。通过结合测量和建模方法，研究小组研究了未来人类在月球和火星上可能面临的SEP所带来的潜在辐射风险。研究结果最近发表在《地球物理研究通讯》（GeophysicalResearchLetter）杂志上。地球对SEP的保护地球的磁场和大气层可以抵御能量较低的太空带电粒子。研究小组研究的GLE被称为GLE73，是人们探测到的最近一次GLE事件。虽然地球的屏蔽减轻了风险，但月球和火星缺乏类似的保护。月球缺乏全球磁场和大气层，因此很容易受到SEP粒子的影响。中国的嫦娥四号月球任务和美国国家航空航天局（NASA）的月球勘测轨道器（LRO）观测到了GLE73事件，但测出的辐射剂量在安全范围之内。然而，模拟结果表明，如果没有足够的屏蔽，未来的月球任务可能会在大约每五次SEP事件中的一次中面临辐射风险，这将进一步对宇航员的生命构成严重威胁。火星上的辐射挑战火星位于月球和地球之间，缺乏全球磁场，但拥有可以吸收高能粒子的稀薄大气层。欧空局ExoMarsTGO和美国宇航局MSL上的仪器观测到最近的GLE73事件，显示火星轨道上的辐射水平比火星表面高出约30倍。这表明火星大气层对由SEP引起的辐射有很强的吸收能力。不过，它对背景银河宇宙射线（GCR）的屏蔽作用有限。模拟显示，火星表面过去发生的GLE事件仍低于急性辐射综合症（ARS）阈值。然而，在前往火星途中或在火星轨道上发生的极端高能太阳辐射事件对未来的深空任务构成了巨大的辐射风险。总之，当太阳高能粒子到达地球、月球和火星时，它们的命运和辐射效应并不相同。最近在月球和火星表面探测到的SEP事件凸显了应对这些挑战的必要性。因此，进一步的研究和有效的屏蔽措施对宇航员的安全至关重要。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398449.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398449.htm

天文学家发现"超级蓬松"的系外行星 其密度类似棉花糖

天文学家发现"超级蓬松"的系外行星其密度类似棉花糖WASP-193b大约比附近的气态巨行星木星大50%，但其质量经计算仅为木星的0.14。此外，这颗行星的密度估计约为每立方厘米0.059克。相比之下，木星的密度接近每立方厘米1.33克，地球的密度为每立方厘米5.51克。这意味着这颗行星的密度相当于棉花糖，每立方厘米约为0.05克。WASP-193b属于被称为"蓬松木星"的一类行星，是迄今为止第二亮的行星，仅次于类似海王星的开普勒51d。在迄今为止发现的5400多颗行星中，它无疑是一个奇葩。西班牙安达卢西亚天体物理研究所的高级研究员弗朗西斯科-波苏埃洛斯（FranciscoPozuelos）是有关这一发现的论文的共同第一作者，他说，根据经典的进化模型，他们无法解释这颗行星是如何形成的。研究小组认为，这颗气态巨行星主要由氦和氢组成，从而形成了一个庞大的大气层，比木星的大气层还要向外延伸数万公里。仔细观察这颗行星的大气层应该会发现更多有助于缩小其进化路径的线索，他们可能会得到机会。天文学家认为，WASP-193b是詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）的理想目标。研究小组的研究成果发表在《自然》杂志上，论文题目是：木星大小的行星WASP-192b周围的扩展低密度大气层。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431042.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431042.htm

天文学家发现"系外金星"Gliese 12 b 距离地球仅40光年的潜在宜居世界

天文学家发现"系外金星"Gliese12b距离地球仅40光年的潜在宜居世界Gliese12b围绕着一颗距离我们只有40光年的红矮冷恒星运行，它有望告诉天文学家更多关于靠近恒星的行星是如何保留或失去大气层的信息。在这幅艺术家的构想图中，Gliese12b保留着稀薄的大气层。图片来源：NASA/JPL-Caltech/R.Hurt(Caltech-IPAC)这颗可能适合人类居住的行星被命名为"Gliese12b"，每12.8天绕其主恒星运行一圈，大小与金星相当，因此比地球略小，表面温度估计为42°C（107°F），低于迄今为止确认的5000多颗系外行星中的大多数。不过，这只是假设它没有大气层，而大气层是确定它是否适合居住的关键的下一步。Gliese12b的大气层可能与地球类似。它可能是金星的写照，金星经历了失控的温室效应，变成了一个400°C（752°F）的地狱。它也可能没有大气层，或者是太阳系中没有的另一种大气层。得到答案至关重要，因为这将揭示Gliese12b是否能保持适合液态水（可能还有生命）在其表面存在的温度，同时还能解开地球和金星的进化过程和原因如此不同的答案。Gliese12b绝不是第一颗被发现的类地行星，但正如美国宇航局所说，像它这样值得仔细观察的世界屈指可数。据估计，Gliese12b的大小可能和地球一样大，也可能略小于地球，与太阳系中的金星相当。这幅艺术家的概念图比较了地球与Gliese12b的不同可能解释，从没有大气层到有类似金星的厚大气层。图片来源：NASA/JPL-Caltech/R.Hurt(Caltech-IPAC)Gliese12b：詹姆斯-韦伯太空望远镜的主要目标它被称为"迄今为止发现的最近的、凌日的、温带的、地球大小的世界"，也是美国宇航局耗资100亿美元的詹姆斯-韦伯太空望远镜进一步调查的潜在目标。距离我们最近的类地行星--也可能是最著名的类地行星--是半人马座比邻星b，它距离我们只有4光年。然而，由于它不是一个凌日世界，我们还有很多东西要了解，包括它是否有大气层和孕育生命的潜力。大多数系外行星都是通过凌日法发现的，即从我们的视角看，行星从其恒星前方经过，导致主恒星亮度下降。在凌日过程中，恒星的光线也会穿过系外行星的大气层，一些波长的光线会被吸收。不同的气体分子会吸收不同的颜色，因此凌日提供了一组化学指纹，可以被韦伯望远镜等仪器探测到。Gliese12b在系外行星研究中的意义Gliese12b的意义还在于，它可能有助于揭示银河系中的大多数恒星--即冷恒星--是否能够孕育有大气层的温带行星，从而适合居住。由两个国际天文学家小组发现的"外金星"今天（5月23日）发表在《英国皇家天文学会月刊》上。它围绕着一颗名为Gliese12的冷红巨星运行，Gliese12距地球近40光年，位于双鱼座。研究人员的见解澳大利亚南昆士兰大学天体物理学中心博士生ShishirDholakia说："Gliese12b是研究绕冷恒星运行的地球大小的行星能否保留大气层的最佳目标之一，这是推进我们对整个银河系行星宜居性的认识的关键一步。"他与爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生LarissaPalethorpe共同领导了一个研究小组。系外行星的宿主恒星大小约为太阳的27%，表面温度约为太阳的60%。然而，Gliese12与这颗新行星之间的距离仅为地球与太阳之间距离的7%。因此，Gliese12b从恒星获得的能量是地球从太阳获得能量的1.6倍，约为金星的85%。了解大气影响太阳辐射的这种差异非常重要，因为它意味着地球表面温度在很大程度上取决于大气条件。与Gliese12b的估计表面温度42°C（107°F）相比，地球的平均表面温度为15°C（59°F）。Dholakia解释说："大气层会捕获热量，而且根据类型的不同，会大大改变实际的表面温度。我们引用的是行星的'平衡温度'，也就是行星在没有大气层的情况下的温度。这颗行星的科学价值主要在于了解它可能拥有什么样的大气层。由于Gliese12b获得的光量介于地球和金星从太阳获得的光量之间，因此它对于缩小太阳系中这两颗行星之间的差距很有价值"。Palethorpe补充说："人们认为，地球和金星最初的大气层是被剥离的，然后通过火山排气和太阳系残留物质的轰击得到补充。地球是宜居的，但金星由于完全失去了水而不适宜居住。由于Gliese12b的温度介于地球和金星之间，它的大气层可以让我们了解行星在发展过程中的宜居性途径"。研究人员与东京的另一个研究小组一起，利用美国国家航空航天局（NASA）的TESS（凌日系外行星巡天探测卫星）的观测数据，帮助完成了他们的发现。东京天体生物学中心的项目助理教授MasayukiKuzuhara与东京大学的项目助理教授AkihikoFukui共同领导了一个研究小组："虽然我们还不知道它是否拥有大气层，但我们一直把它看作是外金星，其大小和从恒星获得的能量与我们在太阳系中的行星邻居相似"。保留大气层的一个重要因素是恒星的风暴特征，红矮星往往磁性活跃，因此会产生频繁而强大的X射线耀斑。然而，这两个研究小组的分析结果表明，Gliese12并没有出现这种极端行为的迹象，这让人们希望格利泽12号b的大气层可能仍然完好无损。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研究天体物理学家迈克尔-麦克尔文（MichaelMcElwain）是Kuzuhara和Fukui论文的合著者之一。为了更好地了解这些行星大气层和进化结果的多样性，我们需要更多像Gliese12b这样的例子。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432095.htm

天文学家在40光年外发现与地球大小相当的潜在宜居行星Gliese 12b,

天文学家在40光年外发现与地球大小相当的潜在宜居行星Gliese12b,天文学家现在计划分析Gliese12b,以确定它是否拥有类地大气,这可以揭示这颗系外行星是否能维持水在表面形成的合适温度-这是维持生命的基本物质。Gliese12b被标记为"迄今已知最近的、经过视向凌日、温和的地球大小世界",是美国宇航局95亿美元詹姆斯·韦伯太空望远镜未来探测的候选目标。一个国际天文学家团队使用美国宇航局的"过境系外行星巡天卫星"(TESS)确定了Gliese12b的位置。这些发现通常是使用"过境法"得到的-当行星横穿它的恒星时,会导致恒星亮度下降。在系外行星过境期间,来自恒星的光线穿过它的大气层,吸收某些波长,释放出可由像詹姆斯·韦伯这样的望远镜检测到的气体分子。研究团队发现,Gliese12b的轨道比地球更紧凑,意味着它更频繁地横穿其名为格列福12的冷红矮星,完成一个轨道需要12.8天。"Gliese12b代表了研究围绕冷星轨道的地球大小行星是否能保持其大气层的最佳目标之一,这是我们深入理解整个银河系上行星宜居性的关键一步,"澳大利亚南昆士兰大学天体物理学中心的博士生希希尔·多拉基亚说。这颗系外行星距离其矮星只有地球到太阳距离的7%,因此获得1.6倍的更多能量。然而,Gliese12b的宜居条件取决于它是否具有与地球相同类型的大气,这将使其温度接近我们星球上发现的59华氏度的平均温度。"大气层会阻挡热量,并且-取决于类型-可以大幅改变实际表面温度,"多拉基亚解释说。"我们引用的是这颗行星的'平衡温度',这是指如果它没有大气层的话它会达到的温度。"研究团队将Gliese12b与金星进行了比较,报告它的大小大致相同,从恒星获得的能量略低约85%。但由于金星没有大气层阻挡太阳的有害辐射,它发展出了温室效应,达到了752华氏度的温度。"地球是宜居的,但金星不是,因为它完全失去了水,"爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生拉丽莎·帕雷索普说。"因为Gliese12b的温度介于地球和金星之间,它的大气层可以为我们揭示行星在发展过程中所采取的宜居进程。"了解这颗系外行星是否可能宜居的一个重要因素是观察其恒星发出的风暴水平。通常,红矮星都具有强大的磁活性,会产生频繁的X射线耀斑,可能破坏大气层。不过,研究团队对此持乐观态度,因为格列福12恒星并未表现出任何极端风暴或行为的迹象。天文学家已经发现了大约5000颗这样的行星,但估计银河系中可能超过1万亿颗系外行星-到目前为止,只有少数被认为具备维持生命所需的环境。"我们只知道少数几个与地球类似的温和行星,它们既足够接近我们,又符合这种研究所需的其他标准,"NASAgoddard航天飞行中心的研究天体物理学家迈克尔·麦克尔文说,他也是Gliese12b研究的合著者。"为了更好地理解这些行星大气层的多样性以及它们的演化结果,我们需要更多像Gliese12b这样的例子,"他补充说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432358.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432358.htm

火山世界：天文学家新发现的地球大小的行星上可能铺满了火山

火山世界：天文学家新发现的地球大小的行星上可能铺满了火山科学家们发现了一颗地球大小的系外行星，或太阳系以外的世界，它可能铺满了火山。这颗行星被称为LP791-18d，它的火山爆发频率可能与木星的卫星木卫一一样，后者是我们太阳系中火山最活跃的天体。他们利用美国宇航局的TESS（凌日系外行星探测卫星）和退役的斯皮策太空望远镜，以及一套地面观测站的数据发现并研究了这颗行星。关于这颗行星的论文--由蒙特利尔大学特罗蒂尔系外行星研究所（iREx）的毕业生MerrinPeterson领导--发表在5月17日的科学杂志《自然》上。美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）工作时的插图。资料来源：美国宇航局戈达德空间飞行中心"LP791-18d是潮汐锁定的，这意味着同一面一直面对它的恒星，"共同作者、iREx的天文学教授BjörnBenneke说，他计划并监督了这项研究。"白天的一面可能会太热，液态水无法在表面存在。但是我们怀疑在这个星球上发生的大量火山活动可以维持一个大气层，这可能允许水在夜间凝结。"LP791-18d绕着一颗小型红矮星运行，距离约90光年，位于南部的火山口星座。研究小组估计它只比地球稍大，质量也大。在这个地球大小的世界LP791-18d的动画中，火山喷发，云层翻滚。在这次发现之前，天文学家已经知道该系统中的另外两个世界，被称为LP791-18b和c。外侧行星c的大小约为地球的2.5倍，质量为地球的7倍多。在每个轨道上，行星d和c会非常接近地经过对方。质量更大的行星c的每次接近都会对行星d产生引力，使其轨道呈现出某种程度的椭圆形。在这个椭圆轨道上，行星d每次绕过恒星时都会发生轻微的形变。这些变形可以产生足够的内部摩擦，使行星的内部大幅升温，并在其表面产生火山活动。木星和它的一些卫星以类似的方式影响木卫一。上述动画的近景。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心/克里斯-史密斯（KRBwyle）。d号行星位于宜居区的内部边缘，这是科学家们假设行星表面可能存在液态水的距离的传统范围。如果这颗行星像研究小组怀疑的那样地质活跃，它就可以保持大气层。该行星夜间的温度可能下降到足以让水在表面凝结。行星c已经被批准在詹姆斯-韦伯太空望远镜上进行观测，研究小组认为行星d也是该任务进行大气研究的特殊候选者。共同作者杰西-克里斯蒂安森说："天体生物学的一个大问题，即广泛研究地球和其他地方生命起源的领域，是构造或火山活动是否是生命所必需的，除了可能提供一个大气层外，这些过程可以搅动那些否则会沉入地壳并被困在其中的材料，包括那些我们认为对生命很重要的材料，如碳。"他是位于帕萨迪纳的加利福尼亚理工学院美国宇航局系外行星科学研究所的研究科学家。斯皮策对该系统的观测是该卫星在2020年1月退役前收集的最后一次观测。美国宇航局的斯皮策太空望远镜任务在经过16年多的红外光探索宇宙后于2020年1月结束。资料来源：NASA/JPL-Caltech...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360387.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360387.htm

天文学家首次从地球上探测到海王星上的神秘黑斑

天文学家首次从地球上探测到海王星上的神秘黑斑天文学家利用欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）在海王星大气层中观测到了一个巨大的暗斑，与之相邻的是一个意想不到的较小亮点。这是地球上首次用望远镜观测到海王星上的暗斑。海王星大气层的蓝色背景中偶尔出现的这些特征对天文学家来说是一个谜，而新的结果则为它们的性质和起源提供了进一步的线索。大斑是巨行星大气层中的常见特征，最著名的是木星的大红斑。在海王星上，美国宇航局的旅行者2号于1989年首次发现了一个黑斑，几年后黑斑消失。英国牛津大学教授帕特里克-欧文（PatrickIrwin）说："自从首次发现暗斑以来，我一直想知道这些短暂而难以捉摸的暗特征到底是什么。"他是这项研究的首席研究员，研究成果于8月24日发表在《自然-天文学》上。天文学家利用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）观测到海王星大气层中的一个大暗点，与之相邻的是一个意想不到的较小亮点。这段简短的视频总结了他们的发现。资料来源：欧洲南方天文台Irwin和他的团队利用欧洲南方天文台VLT的数据排除了黑斑是由云层"清除"造成的可能性。新的观测结果表明，黑斑很可能是由于海王星大气中的冰和霾混合后，空气颗粒在主要可见霾层下面的一层变暗造成的。得出这一结论并非易事，因为暗斑并不是海王星大气层的永久性特征，天文学家以前从未对其进行过足够详细的研究。在NASA/ESA哈勃太空望远镜发现海王星大气层中的几个暗斑之后，机会来了，其中包括2018年首次发现的位于海王星北半球的一个暗斑。Irwin和他的团队立即着手从地面对其进行研究--他们使用的仪器非常适合这些具有挑战性的观测。利用VLT的多单元光谱探测器（MUSE），研究人员能够将海王星及其光斑反射的阳光分成不同的颜色或波长，并获得三维光谱。欧文说："我非常激动，因为我不仅首次从地面上探测到了黑斑，还首次记录下了这种特征的反射光谱。"这张图片显示的是利用欧洲南方天文台甚大望远镜的MUSE仪器观测到的海王星。在海王星的每个像素上，MUSE都会将入射光分成不同的颜色或波长。这类似于同时获取数千个不同波长的图像，为天文学家提供了大量有价值的信息。这幅图像将MUSE拍摄到的所有颜色组合成海王星的"自然"视图，在右上方可以看到一个黑点。图片来源：ESO/P.Irwinetal.由于不同波长探测到的海王星大气层深度不同，因此有了光谱，天文学家就能更好地确定暗斑在行星大气层中的高度。光谱还提供了大气层各层化学成分的信息，这为研究小组提供了黑斑为何呈现暗色的线索。观测结果还带来了一个惊喜。研究报告的合著者、美国加州大学伯克利分校的研究员迈克尔-王（MichaelWong）说："在这一过程中，我们发现了一种罕见的深层亮云类型，这种类型以前从未被发现过，即使是从太空中也没有发现过。这种罕见的云类型以亮点的形式出现在较大的主暗斑旁边，VLT数据显示，新的'深亮云'与主暗斑处于同一大气层。这意味着与之前观测到的高空甲烷冰小'伴生'云相比，这是一种全新的特征。"该动画展示了利用欧洲南方天文台甚大望远镜的MUSE仪器观测到的海王星。在海王星的每个像素上，MUSE都会将入射光分成不同的颜色或波长。这类似于同时获取数千个不同波长的图像，为天文学家提供了大量有价值的信息。在这个动画中扫描了所有这些不同的波长，发现了不同的暗部和亮部特征。根据这些特征最突出的波长，天文学家可以找出造成这些特征的原因，以及它们位于海王星大气层的多深位置。资料来源：ESO/P.Irwinetal./L.Calçada在欧洲南方天文台VLT的帮助下，天文学家现在可以从地球上研究像这些斑点这样的特征了。"这是人类观测宇宙能力的惊人提升。起初，我们只能通过像旅行者号这样的航天器来探测这些光斑。后来，我们通过哈勃望远镜获得了远程发现这些光斑的能力。最后，技术的进步使我们能够在地面上观测到它们，"黄总结道，然后开玩笑地补充道，"这可能会让我这个哈勃观测员失业！"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379491.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379491.htm