NASA"新视野号"的意外发现重新定义了太阳系的外缘

NASA"新视野号"的意外发现重新定义了太阳系的外缘新视野号"的维尼蒂亚-伯尼学生尘埃计数器(SDC)仪器在飞速穿过柯伊伯带的外缘时,探测到了比预期水平更高的尘埃--这些尘埃是较大的柯伊伯带天体(KBO)之间碰撞的微小冰冻残留物,也是KBO被太阳系外的微尘撞击器撞击后激起的颗粒。根据科学模型,柯伊伯小行星的数量和尘埃密度应该在这个距离内10亿英里处开始下降,而这些读数违背了这一科学模型,并为越来越多的证据提供了依据,这些证据表明,主柯伊伯带的外缘可能比目前估计的还要延伸数十亿英里--或者说,在我们已经知道的柯伊伯带之外,甚至可能还有第二个柯伊伯带。这些结果发表在2月1日出版的《天体物理学杂志通讯》上。艺术家构想的遥远柯伊伯带两个天体之间的碰撞。这种碰撞是柯伊伯带尘埃的主要来源,同时柯伊伯带天体被来自太阳系外的微尘撞击器撞击而产生的微粒也是柯伊伯带尘埃的主要来源。资料来源:丹-杜尔达,FIAAA海王星之外的新发现"新视野"号首次对海王星和冥王星以外的行星际尘埃进行了直接测量,因此每一次观测都可能带来新发现,论文第一作者、科罗拉多大学博尔德分校物理学研究生亚历克斯-多纳(AlexDoner)说。"我们可能探测到了一个扩展的柯伊伯带--有全新的天体群在碰撞并产生更多尘埃--这一想法为解开太阳系最遥远区域的奥秘提供了另一条线索。"SDC由科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室(LASP)的学生在专业工程师的指导下设计和制造,在"新视野"号穿越太阳系的50亿英里、长达18年的旅程中探测到了小行星、彗星和柯伊伯带天体碰撞产生的微小尘粒。作为美国国家航空航天局(NASA)行星飞行任务中首个由学生设计、制造和"驾驶"的科学仪器,SDC可对尘埃粒子的大小进行计数和测量,从而获得有关外太阳系中此类天体碰撞率的信息。最新的惊人结果是在"新视野"号从距离太阳45天文单位(AU)到55天文单位(AU是地球和太阳之间的距离,约为9300万英里或1.4亿公里)的三年时间里得出的。艺术家构想的新视野号航天器。资料来源:约翰-霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所新视野号的科学家们利用夏威夷的日本斯巴鲁望远镜等天文台也发现了一些远在柯伊伯带传统外缘之外的柯伊伯天体。这个外缘(天体密度开始下降的地方)被认为在大约50AU,但新的证据表明,柯伊伯带可能延伸到80AU,甚至更远。多纳说,随着望远镜观测的继续,科学家们正在研究SDC尘埃读数偏高的其他可能原因。一种可能性是辐射压力和其他因素将柯伊伯带内部产生的尘埃推向50AU以外的地方,但这种可能性较小。新视野号还可能遇到了寿命较短的冰粒,这些冰粒无法到达太阳系内部,目前的柯伊伯带模型还没有将其考虑在内。来自博尔德西南研究所的"新视野"号首席研究员艾伦-斯特恩说:"'新视野'号的这些新科学成果可能是任何航天器首次在太阳系中发现新的天体群。"我迫不及待地想知道,这些升高的柯伊伯带尘埃水平还能飞多远。"新视野"的持续之旅现在,新视野号已进入第二次延长任务,预计它将拥有足够的推进剂和动力,在距离太阳100AU以外的地方运行到20世纪40年代。任务科学家说,在这么远的距离上,SDC甚至有可能记录下航天器进入星际粒子主导尘埃环境的区域的过程。通过从地球上对柯伊伯带进行补充望远镜观测,新视野号作为唯一在柯伊伯带运行并收集新信息的航天器,有独特的机会了解更多有关柯伊伯小行星、尘埃源和柯伊伯带的广度,以及其他恒星周围的星际尘埃和尘埃盘的信息。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422102.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422102.htm

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美国国家航空航天局的"新视野号"探测器将继续探索外太阳系美国航天局的"新视野"号任务将继续进行,从2025年开始强调太阳物理学数据的收集。未来飞越柯伊伯带的可能性也在考虑之中。约翰-霍普金斯大学和西南研究所等机构在这项扩展任务中发挥着重要作用。资料来源:美国国家航空航天局虽然科学界目前还不知道有任何可以到达的柯伊伯带天体,但这一新的路径使航天器有可能在未来近距离飞越这样一个天体。在寻找有吸引力的飞越候选天体时,它还能使航天器保留燃料并降低运行复杂性。这张图片显示的是截至2023年10月10日新地平线号沿着完整计划轨迹的当前位置。绿色线段显示了新视野号自发射以来的运行轨迹;红色线段表示航天器未来的运行轨迹。资料来源:美国国家航空航天局位于太阳系中的独特位置"新视野号任务在太阳系中处于一个独特的位置,可以回答有关日光层的重要问题,并为NASA和科学界提供非凡的多学科科学机会,"位于华盛顿的NASA科学任务局副局长尼古拉-福克斯(NicolaFox)说。该机构决定,最好将"新视野"号的运行时间延长至该航天器离开柯伊伯带为止,预计柯伊伯带将于2028年至2029年离开。这项新的延长任务将主要由NASA行星科学部提供资金,并由NASA太阳物理学部和行星科学部共同管理。美国国家航空航天局将评估"新视野"号任务的继续执行对预算的影响。作为起点,"新领域"计划(包括科学研究和数据分析)内的资金将重新平衡,以适应"新视野"号任务的延长,未来的项目可能会受到影响。美国国家航空航天局的新视野号航天器于2006年1月18日发射升空,通过访问矮行星冥王星(其主要任务)和飞越柯伊伯带天体阿罗科斯(太阳系形成过程中的双叶遗迹)以及对类似天体进行其他更遥远的观测,帮助科学家了解太阳系边缘的世界。位于马里兰州劳雷尔的约翰-霍普金斯大学应用物理实验室负责设计、建造和运行"新视野"号航天器。该实验室还为美国宇航局科学任务局管理这项任务。马歇尔太空飞行中心行星管理办公室负责美国宇航局对"新视野"号的监督。位于圣安东尼奥的西南研究所(SwRI)通过首席研究员斯特恩指导飞行任务,并领导科学团队、有效载荷操作和遭遇科学规划。新视野"号是美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理的"新前沿计划"的一部分。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389087.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1389087.htm

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新视野号探测显示:柯伊伯带比原本想象的大的多这片区域存在大量的物质包括各种含冰的小行星、彗星或者不规则天体,当然含冰不一定是水冰,还有甲烷、氨等。存在的大一点的行星至少有四颗,都是矮行星,分别是冥王星、妊神星、鸟神星和阋神星。柯伊伯带也被认为是太阳系形成之初的残留物质区域,也就是当时太阳和各种大行星形成后没用完的物质,现在内太阳系的不少彗星就是来自柯伊伯带。宽度比原本预计的要高得多:原本天体物理学家通过观测数据并建立模型预估,柯伊伯带的宽度大约是50个天文单位,出了这个宽度之后,物质密度开始下降,也就是物质减少了。不过新视野号提供的数据让研究人员有些惊讶,因为数据表明柯伊伯带可能延伸至80个天文单位甚至更远。发布在天体物理学杂志快报上的一篇新论文称,柯伊伯带可能还存在第二条外带,因为探测器在这里发现了一些全新的、由物体碰撞产生的更多尘埃。当然这种推测还需要更多研究进行佐证,也有研究人员认为是太阳的辐射压将更多物质推到了更远的距离。探索柯伊伯带的意义:对人类来说探索柯伊伯带是非常必要的,柯伊伯带的天体或者说物质是太阳系形成的残留物,因此可以通过研究这些残留物来构建太阳系在40亿年前形成时的模型,让我们可以了解太阳系起源。新视野号探测器预计会在2028年离开柯伊伯带,到时候如果探测器仍然正常工作的话,NASA会安排新任务,让探测器继续向宇宙深处进发。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419993.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1419993.htm

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计算机模拟显示太阳系外缘可能存在未知类地行星公报说,海王星及存在于其轨道外侧的柯伊伯带天体被认为是太阳系外缘形成行星时留下的痕迹,特别是柯伊伯带天体可能因行星引力的持续影响,形成了独特的轨道。现有典型的柯伊伯带以及太阳系形成模型难以完整地说明柯伊伯带天体的多个特征。据公报介绍,本项研究中,研究人员假设柯伊伯带内存在未知行星,将行星的影响反应到计算机模拟模型中,然后再去验证这个假设。模拟结果能再现此前的标准模型解释不了的柯伊伯带天体的特征,并且与现在的实际观测结果几乎一致。研究团队的进一步研究发现,如果距离太阳约300亿千米至750亿千米的区域内存在一颗质量1.5倍至3倍于地球、轨道倾角为30度的类地行星,那么柯伊伯带天体的多个特征就能得到解释。同时,这颗行星对于柯伊伯带的形成发挥了重要作用。公报说,本项研究揭示了太阳系外缘可能存在尚未被发现的行星。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380215.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1380215.htm

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研究:在小行星“龙宫”上发现的尘埃比太阳系还要古老据BGR报道,小行星“龙宫”(Ryugu)距离地球大约有3亿公里。它每16个月完成一次绕太阳的轨道,许多人认为像这样的小行星有助于研究地球上水的起源。现在,一个分析从“龙宫”收集的尘埃颗粒的国际研究小组认为,他们可能已经发现了前太阳系星尘--在我们的太阳系形成之前就存在的空间尘埃。这些证据是由“隼鸟-2号”小行星探测器在2014年开始的任务中收集的。现在,“隼鸟-2号”已将样本送回地球,科学家们终于对这颗小行星和以它为家的前太阳系星尘有了更多了解。“龙宫”,就像外面的许多其他小行星一样,是由被认为来自其他小行星的类似砾石的物质组成的。这颗小行星本身是巨大的,科学家认为它起源于我们太阳系边缘之外。现在,这种早于我们太阳系形成的尘埃的存在可以进一步扩展“龙宫”的来源,或者至少是在什么时候。自从小行星探测器将其样本送回地球后,全世界的科学家们都在挖掘这些样本。一组研究人员想确定这些样本的年龄。他们在《天体物理学杂志通讯》上发表了他们的发现。他们指出,这些样本似乎来自不同的恒星形成过程。然而,单是这个前太阳系星尘就获得了一些关注。“龙宫”并不是科学家们发现的唯一带有太阳系之前物质的天体。在地球上发现的陨石中,约有5%的陨石藏有早于它的尘埃颗粒。科学家们已经确定了一些远在70亿年前的时间。来自“龙宫”的这些尘埃中的颗粒与太阳系之前的陨石中的颗粒含有相同的标识符。因此,“龙宫”上似乎有可能存在其他比太阳系更早的颗粒。前太阳系的星尘有可能构成了这颗小行星的大部分。由于它是如此遥远,而且收集样本的任务需要如此长的时间,所以很难确定其确切的构成。研究人员还发现了“龙宫”内脆弱的硅酸盐的证据。一定有什么东西保护它免受太阳的破坏性光线的影响。也许未来对“龙宫”和其他类似小行星的任务将提供更多关于太阳系前星尘的宝贵信息。而且,如果有一点运气和大量的研究,科学家们甚至可能了解到更多关于太阳系形成之前的宇宙。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1306609.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1306609.htm

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天文学家揭开天体486958 Arrokoth冰冻之谜 重新定义柯伊伯带理论

天文学家揭开天体486958Arrokoth冰冻之谜重新定义柯伊伯带理论来自新视野号航天器数据的柯伊伯带天体2014MU69原始接触双星的合成图像。图片来源:NASA/JHUAPL/SwRI/RomanTkachenko由布朗大学塞缪尔-伯奇(SamuelBirch)博士和SETI研究所高级研究科学家奥尔坎-乌穆尔汉(OrkanUmurhan)博士共同撰写的论文《486958阿罗科斯星内一氧化碳冰和气体的保留》以阿罗科斯星为研究案例,提出许多柯伊伯带天体(KBO)--太阳系诞生之初的残余物--仍可能保留其原始的挥发性冰,从而挑战了以往关于这些古老实体进化路径的观点。左图由多色可见光成像相机(MVIC)拍摄,该相机是新视野号上拉尔夫仪器的一部分。拍摄于2019年1月1日,距离其最近接近仅7分钟,当时航天器距离地表仅约6700千米。美国国家航空航天局、约翰-霍普金斯大学应用物理实验室和西南研究院为这一出色的拍摄成果做出了贡献。右图显示了阿罗科斯季节性表皮深度的轨道平均温度,该温度是根据Umurhan等人的2022年方法计算得出的。比例尺单位为千米,视角方向与左图类似,向下看向南极。资料来源:美国国家航空航天局、约翰-霍普金斯大学应用物理实验室和西南研究所以前的KBO演化模型需要帮助来预测这些寒冷、遥远天体中挥发物的命运。许多模型依赖于繁琐的模拟或有缺陷的假设,低估了这些物质可能持续的时间。新研究提供了一种更简单而有效的方法,将这一过程比作气体如何通过多孔岩石逸出。它表明,像阿罗科斯这样的KBO可以将其挥发性冰保持数十亿年,形成一种地表下大气层,从而减缓冰的进一步流失。"我想强调的是,最关键的是,我们纠正了人们几十年来对这些非常寒冷和古老的天体所假设的物理模型中的一个严重错误,"Umurhan说。"这项研究可能成为重新评估彗星内部演化和活动理论的最初推动力。"上述模型是一个多孔碎石堆,由CO和难熔无定形H2O冰混合而成,具有特定的孔半径rp。顶层(棕色)仅在一个轨道上进行热处理,导致该层CO(包括冰和气体)的损失。在升华前沿rb(深蓝色)下方,原有的一氧化碳冰体积保持不变。随着时间的推移,随着升华前沿向下移动(模型中向右移动),嵌入无定形H2O冰基质中的CO冰开始升华。产生的气体(浅蓝色表示)随后充满孔隙并向上移动,远离升华前沿。资料来源:SETI研究所这项研究挑战了现有的预测,为了解彗星的性质及其起源开辟了新的途径。KBOs中存在的这种挥发性冰支持了一种引人入胜的说法,即这些天体是"冰炸弹",它们在改变轨道接近太阳时被激活并表现出彗星行为。这一假设有助于解释29P/Schwassmann-Wachmann彗星的强烈爆发活动等现象,有可能改变人们对彗星的认识。作为即将进行的CAESAR任务提案的联合研究员,研究人员正在采用一种全新的方法来了解彗星体的演变和活动。这项研究对未来的探索具有重要意义,同时也提醒人们太阳系的不解之谜正等待着我们去揭开。编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425479.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425479.htm

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