欧空局阿里尔号(Ariel)系外行星探测任务进入建造阶段

欧空局阿里尔号(Ariel)系外行星探测任务进入建造阶段这幅艺术家的概念图展示了欧洲航天局的ARIEL航天器在前往拉格朗日点2（L2）--一个重力稳定、以太阳为中心的轨道--的途中，在那里它将受到太阳的遮挡，并能清晰地看到天空。图片来源：ESA/STFCRALSpace/UCL/Europlanet-ScienceOffice至此，历时19个月的重要任务初步设计阶段B2结束。在这一阶段，航天器的设计得到了完善，包括对接口的要求，特别是与有效载荷元件的接口。Ariel的开发计划也已最后确定。阿里尔号的科学有效载荷包括一个低温望远镜，内含两台仪器：阿里尔中分辨率红外光谱仪（AIRS）和精细制导系统（FGS）、一个低温冷却器和几个电子盒。阿里尔的主承包商空中客车防务与航天图卢兹公司现在可以开始制造首批航天器原型：结构模型（SM）和航空电子设备验证模型（AVM）。欧空局（ESA）未来的系外行星任务--阿里尔太空望远镜（Ariel）已通过初步设计审查，标志着其建造阶段的开始，离探索遥远行星的大气层更近了一步。(图片来源：ESA/STFCRALSpace/UCL/UKSpaceAgency/ATGMedialab"我们很高兴在航天器设计方面取得了一个重要的里程碑，为所有子系统的详细开发和制造阶段奠定了坚实的基础，"阿里尔项目经理让-克里斯托夫-萨尔维尼奥尔（Jean-ChristopheSalvignol）说。"亲眼目睹硬件的前景确实令人兴奋！我尤其热衷于结构模型的制造和组装，因为它的结构将与最终的飞行产品非常相似"。阿里尔的结构模型将经受严酷的环境测试条件，以验证航天器的子系统能够应对发射期间和太空中的预期条件。航空电子设备验证模型将用于展示航天器中使用的电子和软件系统的功能和性能，包括控制、通信、导航和数据处理系统。当这两个模型正常工作时，飞行任务将通过关键设计评审，实际飞行模型（将进入太空的模型）将被制造出来。光谱学是利用棱镜将接收到的星光分成不同颜色的技术。系外行星围绕恒星运行，当它们过境（从我们的视角经过）时，部分星光会穿过行星的大气层。大气中的水蒸气、二氧化碳、甲烷等微粒会吸收部分星光。这种吸收发生在特定波长的光线上。通过研究星光被吸收的波长，我们可以确定大气层中存在哪种粒子。NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜使用这种技术来描述系外行星的特征，欧空局的阿里尔任务将以这种方式研究多达1000颗系外行星的大气层。这两项任务都侧重于红外光，因为分子的特征在这些颜色中非常明显。图片来源：欧空局，CCBY-SA3.0IGO"看到重要的航天器设计审查获得成功真是太棒了。通过这一里程碑，我们可以继续执行这项激动人心的任务，它将彻底改变我们对其他恒星周围行星如何形成和演化以及它们的大气层是由什么构成的认识，"阿里尔项目科学家特雷莎-卢夫廷格（TheresaLueftinger）补充说。"尤其是令人兴奋的是硬件的'诞生'，我们很快就能看到并测试阿里尔结构模型，这对任何从事太空任务的科学家来说都是一个非常特别的时刻。"在执行任务期间，阿里尔将观测多达1000颗系外行星，从像地球这样的岩质行星到像木星这样的气态巨行星。阿里尔号将利用其科学仪器探测行星大气中众所周知的成分，包括水蒸气、二氧化碳和甲烷。对于一些行星，阿里尔号甚至还将研究它们的天气，监测云层及其大气层在日和季节时间尺度上的变化。2018年3月，阿里尔号被选为欧空局2015-25年宇宙愿景计划中的第四个中型（"M级"）任务。该计划于2020年11月获得通过，目前正在开发之中。阿里尔任务由欧空局和阿里尔任务联盟合作完成。该联盟由来自16个欧洲国家的50多个研究所组成，将提供有效载荷元件，包括大型低温望远镜和相关科学仪器。美国国家航空航天局和加空局也是阿里尔任务的合作伙伴，为阿里尔有效载荷做出了贡献。同时，空中客车公司正在领导欧洲工业联盟建造航天器。他们将提供服务模块，并负责集成和测试整个飞行航天器以及SM和AVM开发模型。欧空局全面负责飞行任务的开发，并负责发射和运行。发射后，运行将由欧空局和联合会共同进行。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402583.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402583.htm

天体物理学家揭开奇异熔岩世界的神秘面纱

天体物理学家揭开奇异熔岩世界的神秘面纱熔融海洋的影响现在，科学家们在一项新的研究中表明，这些广阔的熔融海洋对观测到的热岩石超级地球的特性有很大的影响，比如它们的大小和进化路径。他们最近发表在《天体物理学杂志》上的研究发现，由于熔岩具有极强的可压缩性，岩浆海洋会导致富含熔岩且没有大气层的行星比类似大小的固态行星密度略高，并影响它们的地幔（即环绕行星核心的厚内层）结构。基尔斯滕-博利（KierstenBoley）说，即便如此，由于对这些天体的研究出了名的不足，要描述熔岩行星的基本运作是一项艰巨的任务。她是这项研究的第一作者，也是俄亥俄州立大学的一名天文学研究生。探测与理解博利说："熔岩世界是非常奇特、非常有趣的东西，由于我们探测系外行星的方式，我们更偏向于发现它们。"她的研究围绕着理解系外行星独特的基本成分，以及如何调整这些元素，或者在熔岩世界的情况下，调整它们的温度，可以完全改变它们。在这些神秘的燃烧世界中，最著名的一颗是巨蟹座55号，这是一颗距离我们约41光年的系外行星，科学家们称它既有波光粼粼的天空，也有汹涌澎湃的熔岩海。虽然太阳系中也有一些天体，比如木星的卫星木卫一，火山活动非常活跃，但在我们的宇宙空间中，还没有真正的熔岩行星可以让科学家们近距离研究。不过，研究岩浆海洋的成分如何促进其他行星的演化，比如它们保持熔融状态的时间长短以及最终冷却的原因，可以为了解地球自身的炽热历史提供线索，博利说。"当行星最初形成时，尤其是岩质陆地行星，它们在冷却过程中会经历一个岩浆海洋阶段。因此，熔岩世界可以让我们了解几乎所有陆地行星的演化过程。"研究技术和发现研究人员利用系外行星内部建模软件Exoplex和从以前的研究中收集到的数据构建了一个包含几种岩浆成分信息的模块，模拟了类似地球的行星的几种进化情况，其表面温度在2600到3860华氏度之间--这是行星的固态地幔变成液态的熔点。研究小组从他们创建的模型中发现，岩浆洋行星的地幔有三种形式：第一种是整个地幔完全熔化，第二种是地表有岩浆洋，第三种是三明治式的模型，即地表有岩浆洋，中间是固体岩石层，另一层是最靠近行星核心的熔融岩浆层。研究结果表明，第二种和第三种形式的行星比完全熔融的行星更常见。根据岩浆海洋的成分，一些无大气层的系外行星比其他行星更善于捕获挥发性元素--形成早期大气层所必需的氧和碳等化合物--达数十亿年之久。例如，该研究指出，一颗质量比地球大4倍的基底岩浆类行星能够捕获的水的质量是目前地球海洋的130多倍，是目前该行星表面和地壳中碳含量的约1000倍。博利说："当我们讨论一颗行星的进化及其拥有支持生命所需的不同元素的潜力时，能够在其外壳中捕获大量挥发性元素可能会对宜居性产生更大的影响。"对宜居性的影响和未来研究熔岩行星距离适宜居住以支持生命还有很长的路要走，但了解帮助这些世界达到这一目标的过程非常重要。然而，这项研究清楚地表明，在将这些世界与固态系外行星进行比较时，测量它们的密度并不是描述这些世界特征的最佳方法，因为岩浆海洋既不会显著增加也不会降低行星的密度，博利说。相反，他们的研究表明，科学家们应该关注其他地球参数，比如行星表面重力的波动，以检验他们关于热熔岩世界如何运行的理论，尤其是如果未来的研究人员计划利用他们的数据来帮助更大规模的行星研究的话。这项工作是地球科学和天文学的结合，基本上开启了有关熔岩世界的令人兴奋的新问题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387293.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387293.htm

NASA揭开系外行星神秘变小之谜

NASA揭开系外行星神秘变小之谜一项新的研究可以解释介于超级地球和亚海王星之间的"失踪"系外行星。一些系外行星似乎正在失去它们的大气层并逐渐缩小。在一项利用美国宇航局退役的开普勒太空望远镜进行的新研究中，天文学家发现了可能原因的证据：这些行星的核心正在由内而外地挤走它们的大气层。系外行星的大小差距系外行星（太阳系外的行星）有各种各样的大小，从小型岩石行星到巨大的气态巨行星。介于两者之间的是岩石质地的超级地球和具有浮肿大气层的较大的亚海王星。但是，科学家们一直在努力更好地了解那些大小介于地球1.5倍到2倍之间（或者介于超级地球和亚海王星之间）的行星，但其中有一个明显的缺失--"大小差距"。Caltech/IPAC研究科学家杰西-克里斯蒂安森（JessieChristiansen）说："科学家们现在已经确认探测到了5000多颗系外行星，但是直径在地球1.5倍到2倍之间的行星比预期的要少。系外行星科学家现在有足够的数据来说明这种差距并非侥幸。有什么东西在阻碍行星达到和/或保持这种大小"。这幅艺术家的概念图展示了亚海王星系外行星TOI-421b可能的样子。在一项新的研究中，科学家们发现了新的证据，表明这类行星是如何失去大气层的。图片来源：NASA、ESA、CSA和D.Player(STScI)研究人员认为，这种差距可以用某些亚海王星随着时间的推移而失去大气层来解释。如果行星没有足够的质量，也就是没有足够的引力来维持其大气层，就会出现这种损失。因此，质量不够大的亚海王星会缩小到与超级地球差不多大小，从而在两种大小的行星之间留下了差距。但这些行星究竟是如何失去大气层的，一直是个谜。科学家们已经确定了两种可能的机制：一种叫做核心动力质量损失；另一种叫做光蒸发。这项研究发现了支持第一种机制的新证据。这段视频解释了系外行星或太阳系外行星主要类型之间的区别。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院解开谜团克里斯蒂安森说："当行星炙热内核发出的辐射随着时间推移将大气层推离行星时，就会发生由内核驱动的质量损失。行星间隙的另一个主要解释是光蒸发，即行星的大气层基本上被其主恒星的热辐射吹散。在这种情况下，来自恒星的高能辐射就像吹风机吹在冰块上一样。""光蒸发被认为发生在行星最初的一亿年里，而由核心驱动的质量损失被认为发生得更晚--接近行星生命的10亿年。但无论是哪种机制，如果没有足够的质量，你就无法坚持下去，你就会失去大气层并缩小，"克里斯蒂安森补充道。这张信息图详细介绍了系外行星的主要类型。科学家们一直致力于更好地理解介于超级地球和次海王星之间的行星的"大小差距"或明显缺失。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院通过观测发现证据在这项研究中，奇斯蒂安森和她的合著者使用了美国宇航局开普勒太空望远镜扩展任务K2的数据，观察了年龄在6亿到8亿年之间的Praesepe星团和Hyades星团。由于一般认为行星的年龄与其宿主恒星的年龄相同，因此该星系中的亚海王星已经过了可能发生光气蒸发的年龄，但还没有老到经历核心动力质量损失的程度。因此，如果研究小组发现普雷塞佩和哈迪斯（Hyades）中有大量的亚海王星（与其他星团中的老恒星相比），他们就可以得出结论：光汽化并没有发生。在这种情况下，最有可能解释质量较小的亚海王星随着时间的推移会发生什么的是核心动力质量损失。在观测Praesepe星团和Hyades星团时，研究人员发现这些星团中几乎100%的恒星轨道上仍有一颗亚海王星或候选行星。从这些行星的大小来看，研究人员认为它们还保留着大气层。这幅插图描绘的是美国宇航局的系外行星猎手--开普勒太空望远镜。该机构于2018年10月30日宣布，开普勒的燃料耗尽，将在远离地球的当前安全轨道上退役。开普勒留下了2600多个系外行星发现。资料来源：美国国家航空航天局/温迪-斯坦泽尔/丹尼尔-拉特这与K2观测到的其他更古老的恒星（年龄超过8亿岁的恒星）不同，其中只有25%的恒星拥有亚海王星轨道。这些恒星更老的年龄更接近核心动力质量损失被认为发生的时间范围。根据这些观测结果，研究小组得出结论，Praesepe和Hyades不可能发生光蒸发。如果发生了，那也应该是在几亿年前，这些行星的大气层即使有也所剩无几了。这就使得核心动力质量损失成为这些行星大气层可能发生的主要解释。正在进行的研究和开普勒的遗产克里斯蒂安森的团队花了五年多的时间建立了这项研究所需的候选行星目录。但她说，这项研究远未完成，目前对光蒸发和/或核心动力质量损失的理解有可能发生变化。在有人宣布这个行星间隙之谜被彻底揭开之前，这些发现很可能还要经过未来研究的检验。这项研究是利用美国宇航局系外行星档案馆进行的，该档案馆由位于帕萨迪纳的加州理工学院根据与美国宇航局签订的合同运营，是系外行星探索计划的一部分，位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室。喷气推进实验室是加州理工学院的一个分部。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397987.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397987.htm

氨的足迹：与韦伯一起揭开遥远世界的宇宙之谜

氨的足迹：与韦伯一起揭开遥远世界的宇宙之谜詹姆斯-韦伯太空望远镜在一颗褐矮星中探测到氨的同素异形体，为气态巨行星和系外行星的形成提供了突破性的见解，揭示了潜在的替代形成过程。它们揭示了骼和化石的年龄，并可作为医学诊断工具。同位素和同位素同系物--仅在同位素组成上存在差异的分子--在天文学中也发挥着越来越重要的作用。例如，根据系外行星大气中碳-12（12C）和碳-13（13C）同位素的比例，科学家可以推断出系外行星绕其中心恒星运行的距离。迄今为止，结合在一氧化碳中的12C和13C是系外行星大气中唯一可以测量到的同位素。现在，一个研究小组成功地在一颗冷褐矮星的大气中探测到了氨的同位素。研究小组刚刚在《自然》（Nature）杂志上报告说，氨可以以14NH3和15NH3的形式被测量到。天体物理学家PolychronisPatapis和AdrianGlauser参与了这项研究，他们是物理系和国家行星研究中心（NCCR）的成员，Patapis是第一作者之一。褐矮星WISEJ1828的艺术印象，它是太阳系外已知最冷的气态巨行星之一。它的大气层主要吸收水、甲烷和氨蒸气。资料来源：苏黎世联邦理工学院/PolychronisPatapis褐矮星介于恒星和行星之间：它们在很多方面都与巨型气态行星相似，这就是为什么它们可以被用作研究气态巨行星的模型系统。在他们的工作中，帕塔皮斯及其同事观测到了一颗名为WISEJ1828的褐矮星，它距离地球32.5光年；在夜空中，它位于天琴座。肉眼无法看到WISEJ1828：它的有效温度（即黑体的温度，黑体发射的能量与被观测物体相同）仅为100°C，对于发生氢聚变并将光一路传送到地球来说，它实在是太冷了。为了发现这颗Y光谱级的超冷矮星，詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）的镜面在去年夏天转向了琴琴座的方向。詹姆斯-韦伯太空望远镜插图。资料来源：诺斯罗普-格鲁曼公司中红外仪器（MIRI）是安装在JWST上的红外探测器，它使得揭示WISEJ1828上的氨同素异形体成为可能。在4.9到27.9μm的波长范围内，MIRI的中分辨率光谱仪（MRS）记录了褐矮星的光谱，除了氨之外，研究人员还观测到了水分子和甲烷分子，每种分子都有特征吸收带。特别是，氨会导致到达探测器的波长范围在9至13μm之间的信号衰减。氨的同素异形体也可以通过光谱来分辨：如果氨分子不是由最常见的氮同位素14N组成（14N与三个氢原子结合），而是由15N加上三个氢原子组成，那么氮核中的额外中子就会确保光谱中出现一个疙瘩，而这个疙瘩可以用15NH3的存在来解释。在WISEJ1828的大气中测量到的两种氨的同位素的比率尤其令人兴奋：正如帕塔皮斯及其同事解释的那样，14NH3与15NH3的比率是一种示踪剂，即一种将来可以用来研究恒星和行星形成的指标。它是一种新工具，有助于检验不同的、已知的气态巨行星形成机制。木星或土星等气态巨行星并不是我们太阳系的特产。这些天体在系外行星研究中发挥着重要作用：它们出现在恒星形成的早期，因此是决定是否以及如何形成较小、较轻行星的关键因素。迄今为止，关于大质量气态巨行星是如何形成的这个问题还没有确切的答案。专家们提出了不同的理论，但目前还不清楚这些行星是像大多数其他行星一样通过核吸积形成的，还是原恒星周围原行星盘引力坍缩的结果。帕塔皮斯及其同事记录的同位素比率可以提供新的线索。在地球上，每一个15N原子对应272个14N原子。论文报告说，在WISEJ1828的大气中测量到的14NH3与15NH3的比率为670，这意味着与地球和木星等其他行星相比，这颗褐矮星在形成过程中积累的氮-15较少。事实上，WISEJ1828上的15N丰度比太阳系所有天体上的都要稀少。所谓同位素分馏，即同位素丰度的变化，其过程尚不完全清楚，但彗星撞击被认为有助于氮-15的富集，因为彗星的15N含量要高得多。彗星撞击也被认为是太阳系中行星的基本组成部分：彗星为地球大气层的形成做出了贡献，尽管还不完全清楚其贡献程度。WISEJ1828的光谱中15NH3含量很低，这表明这颗褐矮星并不是按照通常的行星形成方式（即核吸积）形成的，而是按照类似恒星的方式形成的。因此，这种引力不稳定性很可能在气态巨行星的形成过程中扮演重要角色，尤其是那些以大轨道围绕恒星运动的气态巨行星。事实上，这也是论文中讨论的另一个重要问题：14NH3与15NH3的比例似乎因气态巨行星与其恒星之间的距离不同而变化很大，这一点可以通过模拟氨和分子氮冰线之间正在形成的行星而得到证实。在天文学中，冰线表示距离中心恒星的最小距离，在这个距离上，温度低到足以使特定的挥发性化合物转变为固态。帕塔皮斯及其同事认为，观测到的14NH3与15NH3比率的增加可能表明氨冰线和氮冰线之间有行星吸积冰层。天文学家在研究可直接观测的系外行星时又多了一种工具。由于JWST的出现，氨的踪迹才变得清晰可见，再次证实了这台太空望远镜的巨大价值和无与伦比的性能。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396383.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396383.htm

开普勒太空望远镜发现遥远恒星系统的神秘现象

开普勒太空望远镜发现遥远恒星系统的神秘现象据SlashGear报道，开普勒太空望远镜是人类成就的一个奇迹。这颗卫星位于低地球轨道上，寻找围绕遥远恒星的轨道上存在的系外行星。系外行星是指围绕太阳系外的一颗恒星运行的行星。2006年，国际天文学联盟为什么是行星创建了一个标准的定义，指出它必须是球形的（以这种方式形成的，有足够的质量来产生可观的引力），围绕一颗恒星（比如太阳，在太阳系中）旋转，并作为其围绕该恒星的轨道附近的最大天体。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326897.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1326897.htm

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象

NASA称遥远的系外行星可能拥有稀有的海洋和可能存在生命的迹象NASA的科学家宣布，在数十光年之外的一颗巨大的系外行星上可能存在稀有的水海洋，并且还存在潜在生命迹象的化学迹象。这一发现是由詹姆斯·韦伯望远镜在距离地球120光年的狮子座进行的，以韦伯的前身哈勃和开普勒对该地区的早期研究为基础。研究人员将这颗系外行星命名为K2-18b，NASA表示，它的质量几乎是地球的九倍：“一颗海西亚系外行星，有可能拥有富含氢的大气层和被水海洋覆盖的表面”。来源：投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN