天文学家首次捕捉到"火环"日食的射电图像

天文学家首次捕捉到"火环"日食的射电图像欧文斯山谷射电天文台长波长阵列观测到的2023年10月14日日食的射电图像：日食可见光图像在同一时间的示意图。资料来源：SijieYu在周六的几个小时里，北美大陆的大部分地区都能看到日偏食，但完整的"火环"效应只持续了不到五分钟，而且只有在125英里宽的日环食路径上的人才能看到。然而，对射电日食的新观测--持续时间比地球上数百万人最近经历的日偏食要长得多，因为在射电波长下产生了日食环持续一个多小时的惊人图像。研究人员利用加利福尼亚州欧文斯山谷射电天文台新近投入使用的欧文斯山谷射电天文台长波长阵列（OVRO-LWA），在月球经过地球与最近的恒星之间时，对来自太阳延伸日冕的无线电波进行了突破性观测。"最终以这种方式看到'火环'日食是非常壮观的......我们以前从未见过这种质量的太阳射电成像，"NJIT-CSTR物理学杰出教授兼OVRO-LWA项目共同研究员戴尔-加里（DaleGary）说，该项目由美国国家科学基金会资助。欧文斯山谷射电天文台-长波长阵列（OVRO-LWA）记录的10月14日日食接近最大掩星时的观测结果。实心圆圈和虚线圆圈分别勾勒出可见太阳圆盘和掩星月边。值得注意的是，由于电离层的波动对无线电波产生折射，射电太阳偶尔会发生扭曲，这种效果让人联想到在波纹状水面下观看太阳。由于视频开始于日出时分，这种扭曲在日出初期尤为明显。图片来源：余思杰"我们通常无法从地面看到日冕，除非在日全食期间，但现在我们可以通过OVRO-LWA一直看到日冕。这次日食让它变得更加引人注目。""从我们位于加利福尼亚州的观测站点来看，我们并不在日环食的观测带上，但我们却能通过无线电清楚地'看到'日环食的全过程，由于无线电对延伸日冕的敏感性，它所显示的日盘要比可见光大得多。"新泽西理工学院-CSTR物理系副教授陈斌说，他与新泽西理工学院的研究人员SurajitMondal和余思杰一起领导了数据缩减和处理工作。陈斌说："从科学角度看，这是一个独特的机会，可以利用月球边缘作为移动的'刀刃'来提高有效的角度分辨率，从而在这些波长下以尽可能高的分辨率研究太阳的扩展日冕。"OVRO-LWA是由加州理工学院（Caltech）的GreggHallinan指导的一个多机构项目，它使用一组352个天线对~20-88MHz之间的数千个无线电波长进行采样。对于太阳科学来说，它提供了这一波长范围内射电太阳的最高质量图像，而这一波长范围大约是可见太阳圆盘的两倍。Hallinan说："记录这一壮观事件是宣布OVRO-LWA成功运行的绝佳机会，作为一个新的射电设施，它可以研究太阳和许多其他天体，包括系外行星、宇宙射线、早期宇宙等。"下一次日环食预计将于2024年10月在南美洲出现，而美国人要等到2039年6月才能在本土看到下一次'火环'食。不过，美国中部地区可见的日全食将在明年4月8日提前发生。不过，研究小组表示，最近的日食事件是首次使用该仪器观测太阳的杰出范例。有了OVRO-LWA提供的新功能，预计在不久的将来，特别是当当前11年太阳周期的太阳活动在2025年预期的"太阳极大期"达到顶峰时，将会出现令人兴奋的科学研究。陈说："我们目前正在开发一个自动数据处理管道，它将很快生成近乎实时的太阳图像，并向公众提供。这些日食图像是这项工作的概念验证。即将推出的前所未有的数据产品将为太阳天文学和空间天气研究带来新的发现机会。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391937.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391937.htm

天文学家在系外行星的大气层中发现已知最重元素

天文学家在系外行星的大气层中发现已知最重元素天文学家发现了迄今为止在系外行星大气中发现的已知最重元素--钡。他们惊讶地发现，在超热气态巨行星WASP-76b和WASP-121b--两颗系外行星--的大气层中高空发现了钡。据悉，这两颗行星是围绕太阳系外恒星运行的行星。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329447.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329447.htm

天文学家在银河系外首次发现环状星盘

天文学家在银河系外首次发现环状星盘天文学家在大麦哲伦星云中发现了围绕一颗正在形成的高质恒星的旋转盘，这是距离最遥远的一次观测。这一发现是利用ALMA天文台完成的，详细情况刊登在《自然》杂志上，它揭示了不同星系在恒星形成过程中的关键差异，突出显示了大麦哲伦云的尘埃和金属含量低于银河系。图片来源：ESO/L.卡尔卡达这个圆盘围绕着一颗年轻的大质量恒星，该恒星位于一个名为N180的恒星育婴室中，该育婴室位于邻近的一个名为大麦哲伦云的矮星系中。这个圆盘距离地球16.3万光年，是迄今为止直接探测到的围绕大质量恒星的最遥远圆盘。这幅艺术家印象图展示的是HH1177系统，它位于大麦哲伦星云中，是我们银河系的邻近星系。中心发光的年轻而巨大的恒星天体正在从尘土飞扬的圆盘中收集物质，同时以强大的喷流排出物质。图片来源：ESO/M.科恩梅瑟利用ALMA进行突破性观测研究人员利用欧洲南方天文台（ESO）的合作伙伴--位于智利的阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），观测到大麦哲伦星云中一个年轻恒星天体周围的气体运动与开普勒吸积圆盘相一致--这种吸积圆盘通过注入物质促进恒星的生长。该研究小组由杜伦大学（DurhamUniversity）领导，包括英国天文技术中心（UKAstronomyTechnologyCentre）的天文学家，研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上。当物质被拉向一颗正在成长的恒星时，它不能直接落在恒星上，而是会扁平地形成一个围绕恒星旋转的圆盘。在靠近恒星中心的地方，圆盘的旋转速度更快，这种速度上的差异就是向天文学家展示吸积盘存在的"烟枪"。利用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）和阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）（ESO是该阵列的合作伙伴）的综合能力，我们观测到了另一个星系中一颗年轻大质量恒星周围的圆盘。左图是VLT上的多单元光谱探测器（MUSE）的观测结果，显示了母云LHA120-N180B，在该云中首次观测到了这个被命名为HH1177的系统。中间的图像显示了伴随它的喷流。喷流的上半部分略微朝向我们，因此产生了蓝移；下半部分从我们身边退去，因此产生了红移。随后，ALMA的观测结果（右图）显示了恒星周围的旋转圆盘，同样地，圆盘的两侧也在向我们移动和远离我们。资料来源：ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/A.McLeodetal.这项研究的主要作者、来自杜伦大学河外天文中心的AnnaMcLeod博士说："当我第一次在ALMA数据中看到旋转结构的证据时，我简直不敢相信我们探测到了第一个河外吸积盘；这是一个特殊的时刻。我们知道圆盘对于银河系中恒星和行星的形成至关重要，而在这里，我们第一次在另一个星系中看到了这方面的直接证据。我们正处在一个天文设施技术飞速发展的时代。能够在如此遥远的距离和不同的星系中研究恒星是如何形成的，实在令人兴奋。"这张马赛克照片的中心是年轻恒星系统HH1177的真实图像，它位于大麦哲伦云中，是银河系的邻近星系。该图像由欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）上的多单元光谱探测器（MUSE）获得，显示了从该恒星喷射出的喷流。随后，研究人员使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）（ESO是该阵列的合作伙伴）找到了这颗年轻恒星周围有一个圆盘的证据。右图为该系统的艺术家印象图，展示了喷流和圆盘。资料来源：ESO/A.McLeodetal./M.Kornmesser发现的特征和影响与太阳这样的低质量恒星相比，大质量恒星的形成速度要快得多，寿命也短得多。在我们的银河系中，这些大质量恒星是出了名的难以观测，在它们周围形成一个星盘时，它们往往会被尘埃物质遮挡住。与银河系中类似的周星盘不同，这个系统在光学上是可见的，这可能是由于其周围环境中的尘埃和金属含量较低。这让天文学家得以窥探通常隐藏在气体和尘埃背后的吸积动态。对圆盘的分析表明，在距离中心恒星较大的距离上，内部开普勒区域正在向内陷物质过渡。据估计，这颗恒星的质量大约是太阳的15倍。虽然银河系圆盘具有许多我们熟悉的特征，但也出现了一些耐人寻味的差异。LMC典型的低金属含量似乎使这个圆盘在碎裂时更加稳定。对这个河外星系周星盘的成功探测，为利用ALMA和即将发射的下一代甚大阵列（ngVLA）发现更多此类系统提供了更广阔的前景。研究不同星系环境中恒星和星盘的形成，将有助于完成我们对恒星起源的理解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400997.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400997.htm

罗曼太空望远镜的日冕仪将有助于增加天文学研究中直接成像的遥远行星的种类

罗曼太空望远镜的日冕仪将有助于增加天文学研究中直接成像的遥远行星的种类罗曼号任务的日冕仪旨在展示日益先进的技术的威力。当它直接捕捉来自大型气态系外行星以及其他恒星周围的尘埃和气体盘的光线时，它将为未来指明方向：与地球大小相当的岩质行星的单像素"图像"。然后，光线可以扩散成彩虹光谱，揭示行星大气中存在的气体--可能是氧气、甲烷、二氧化碳，甚至可能是生命迹象。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心该技术演示最近从美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室（JPL）运往该局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心，在那里与太空观测站的其他部分一起准备于2027年5月发射。在进行跨国旅行之前，罗曼日冕仪对其阻挡星光的能力进行了最全面的测试--工程师称之为"挖暗洞"。在太空中，这一过程将使天文学家能够直接观测其他恒星周围行星或系外行星的光线。一旦在"罗曼号"上得到验证，未来任务中的类似技术就能让天文学家利用这些光线来识别系外行星大气中的化学物质，包括那些可能预示着生命存在的化学物质。美国宇航局南希-格蕾丝-罗曼太空望远镜上的罗曼日冕仪将提高科学家直接为其他恒星周围的行星成像的能力。作为有史以来在太空中飞行的最强大的日冕仪，它将展示未来任务可能使用的新技术，如美国宇航局提议的宜居世界观测站。资料来源：NASA/JPL-Caltech/GSFC在暗洞测试中，研究小组将日冕仪放置在一个密封舱中，以模拟太空中寒冷、黑暗的真空环境。他们利用激光和特殊光学仪器，复制了一颗恒星发出的光，就像罗马望远镜观测到的那样。当光线到达日冕仪时，仪器会使用被称为遮罩的小圆形遮挡物来有效遮挡恒星，就像汽车遮阳板遮挡太阳或日全食时月亮遮挡太阳一样。这使得恒星附近较暗的物体更容易被看到。带面罩的日冕仪已经在太空中飞行，但它们无法探测到类似地球的系外行星。从另一个恒星系统中看，我们的母星会比太阳暗大约100亿倍，而且两者距离相对较近。因此，试图直接拍摄地球的图像，就好比试图从3000英里（约5000公里）外看到灯塔旁的一粒生物发光藻类。使用以前的日冕仪技术，即使是遮蔽恒星的眩光也会淹没类地行星。5月17日，在JPL，RomanCoronagraph仪器小组的成员用起重机吊起了仪器存放的运输集装箱的上半部分，以便运往NASA的戈达德太空飞行中心。图片来源：NASA/JPL-Caltech罗曼日冕仪将展示一些技术，这些技术通过使用几个可移动部件，能够比以往的空间日冕仪去除更多不必要的星光。这些活动部件将使它成为第一个在太空中飞行的"主动"日冕仪。它的主要工具是两面可变形的镜子，每面镜子的直径只有2英寸（5厘米），由2000多个可上下移动的微小活塞支撑。这些活塞共同作用，改变可变形反射镜的形状，从而对罩边缘溢出的不需要的杂散光进行补偿。罗曼日冕仪是如何工作的？这段视频展示了它如何去除多余的星光，以揭示其他恒星周围的行星。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心可变形反射镜还有助于修正罗曼望远镜其他光学系统的缺陷。虽然这些缺陷很小，不会影响罗曼望远镜的其他高精度测量，但它们会将杂散的星光送入暗洞。对每个可变形镜片的形状进行肉眼无法察觉的精确改变，可以弥补这些缺陷。JPL罗曼日冕仪项目副经理赵峰说："瑕疵非常小，影响也很小，我们不得不进行100多次迭代，才能把它做对。这有点像你去看验光师，他们会给你戴上不同的镜片，然后问你'这个更好吗？这个怎么样？'而日冕仪的表现比我们预想的还要好"。在测试过程中，日冕仪相机的读数显示，中心恒星周围有一个甜甜圈状的区域，随着研究小组将更多的星光引离中心恒星，这个区域会慢慢变暗，因此被称为"挖黑洞"。在太空中，当仪器利用其可变形的镜子工作时，潜伏在这个黑暗区域的系外行星就会慢慢显现出来。这幅图显示的是对罗曼日冕仪的测试，工程师称之为"挖黑洞"。左图是只使用固定部件时星光漏入视场的情况。中间和右边的图像显示，当仪器的可移动部件工作时，更多的星光被移走。图片来源：NASA/JPL-Caltech在过去的30年里，天文学家已经发现并确认了5000多颗围绕其他恒星的行星，但大多数都是间接探测到的，这意味着它们的存在是根据它们如何影响母恒星来推断的。探测母恒星的这些相对变化要比看到暗得多的行星信号容易得多。事实上，只有不到70颗系外行星被直接成像。迄今为止已经直接成像的行星都不像地球：它们大多更大、更热，通常离恒星更远。这些特点使它们更容易被探测到，但也不那么适合我们所知的生命。为了寻找潜在的宜居世界，科学家们需要对行星进行成像，这些行星不仅比恒星暗数十亿倍，而且要以适当的距离围绕恒星运行，这样行星表面才能存在液态水--这是地球上发现的生命的前身。要开发直接拍摄类地行星图像的能力，还需要像罗曼摄谱仪这样的中间步骤。它的最大能力可以为太阳这样的恒星周围的一颗类似木星的系外行星成像：这是一颗大而冷的行星，位于恒星宜居带之外。5月17日，JPL的团队成员在将仪器运往NASA戈达德太空飞行中心的集装箱外面的一面旗帜（上面有任务标志）上签下了自己的名字，以此向RomanCoronagraph仪器道别。图片来源：NASA/JPL-Caltech美国国家航空航天局（NASA）从罗曼日冕仪中学到的知识将有助于为未来的飞行任务开辟一条道路，这些飞行任务旨在直接为在类太阳恒星的宜居带中运行的地球大小的行星成像。关于未来望远镜的构想被称为"宜居世界天文台"（HabitableWorldsObservatory），其目标是利用一台仪器对至少25颗与地球类似的行星进行成像，这台仪器将以罗曼摄谱仪在太空中的演示为基础。JPL的伊利亚-波贝雷茨基（IlyaPoberezhskiy）是罗曼日冕仪的项目系统工程师，他说："要想实现宜居世界天文台这样的任务目标，像可变形反射镜这样的主动组件是必不可少的。罗曼日冕仪的主动性让你可以把普通光学系统提升到一个不同的层次。它使整个系统变得更加复杂，但如果没有它，我们就无法完成这些不可思议的事情。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432415.htm

欧空局Proba-2卫星观测到两次日偏食 加深了我们对太阳大气层的了解

欧空局Proba-2卫星观测到两次日偏食加深了我们对太阳大气层的了解2024年4月8日，欧空局的Proba-2号卫星记录了两次日偏食，通过极紫外光下捕捉到的图像深入了解了日冕。图片来源：欧空局/比利时皇家天文台在整个日食期间，月球两次穿过Proba-2的视场，出现日偏食。这颗卫星在距离地球表面约700公里（435英里）的位置上以所谓的太阳同步轨道飞行，每个轨道持续约100分钟。这段视频是根据Proba-2的SWAP望远镜拍摄的图像制作的，该望远镜用极紫外光观测太阳。在这些波长下，太阳表面和日冕（太阳的扩展大气层）的湍流特性清晰可见。这些测量必须从太空中进行，因为地球的大气层不允许如此短波长的光线通过。日全食是利用可见光从地球表面观察日冕的独特机会。由于月球挡住了太阳的大部分亮光，因此可以看到微弱的日冕。通过将SWAP紫外线图像与地球上（可见光）望远镜看到的图像进行比较，我们可以了解日冕中不同结构的温度和行为。其他太阳任务也充分利用了日食提供的独特测量机会。例如，欧空局的太阳轨道器在整个日食期间都位于太阳附近，与地球视角成90度角。这使它能够通过侧面监测日冕，包括任何指向地球方向的太阳爆发来补充地球视角的观测。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427240.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427240.htm

朱诺探测器帮助天文学家推测木卫二上存在生命的可能性

朱诺探测器帮助天文学家推测木卫二上存在生命的可能性木卫二的大小约为地球月球的90%，它有一层厚厚的冰壳。根据对月球潮汐力的计算以及美国宇航局探测器发回的裂缝和其他特征的图像，可以确定在10到15英里（15到25公里）厚的表面冰壳下面，有一个40到100英里（60到150公里）深的全球海洋。如果说有什么会引起天体生物学家的注意，那就是水的存在，而水是我们所知的生命存在的绝对必要条件之一。该领域的一些人甚至说这是唯一的必要条件，但自发生成自19世纪中期以来就已经过时了。相反，科学家们现在正在研究其他因素，判断欧罗巴上是否可能存在生命。温度是其中之一，任何假想生命形式的可用能量是另一个因素。此外，还有盐度--太多、太少，以及盐的种类正确与内部结构以及木卫二如何与木星磁场相互作用还有一个问题是生命的构成要素。生命要存在，就必须能够形成氨基酸和核酸。这意味着必须有足够数量的碳、氢、氧、氮、磷和硫。没有这些，就没有生命，这就是朱诺数据的作用所在。朱诺号上的"木卫二极光分布实验"（JADE）仪器测量了从木卫二逸出的氢离子、氧离子和硫离子等。以前人们认为，木卫二每秒钟产生多达2000磅（1000千克）的氧气。而"朱诺"号的研究结果表明，每天产生的氧气量约为1000吨，这足以让一百万人存活一天，但对于木卫二这样大小的卫星来说，这只是极少量的氧气。也许"逃逸"这个词用得不对。用"从欧罗巴星上撕裂"来形容可能更恰当，因为木星巨大的磁场会导致月球不断受到带电粒子的轰击。这些粒子将水分子分裂成氢和氧，并将它们吹走，从而慢慢地带走了木卫二的水。不幸的是，事实证明木卫二并没有为它的海洋产生那么多的氧气。这并不排除生命存在的可能性，但确实降低了几率。来自普林斯顿大学的JADE科学家JameySzalay说："早在NASA的伽利略号任务飞越木卫二时，它就让我们看到了木卫二与其环境之间复杂而动态的相互作用。朱诺"号带来了一种新的能力，可以直接测量从欧罗巴大气中脱落的带电粒子的成分，我们迫不及待地想进一步窥探这个令人兴奋的水世界的幕后。但我们没想到的是，朱诺号的观测会让我们对欧罗巴冰冷表面产生的氧气量有如此严格的限制。"这项研究发表在《自然-天文学》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422438.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422438.htm