BepiColombo 的新发现显示了金星重离子的逃逸

BepiColombo的新发现显示了金星重离子的逃逸行星物质从金星磁鞘侧翼逸出的示意图。红线和箭头表示BepiColombo观测到逃逸离子(C+、O+、H+)的区域和方向。资料来源:ThibautRoger/Europlanet2024RI/Hadidetal.在金星磁环境中一个以前未被探索的区域进行的探测表明,碳和氧正在被加速到可以摆脱行星引力的速度。这些结果发表在4月12日的《自然-天文学》(NatureAstronomy)杂志上。该研究的第一作者、法国国家科学研究中心等离子体物理实验室研究员莉娜-哈迪德(LinaHadid)说:"这是首次观测到带正电荷的碳离子从金星大气中逸出。这些离子很重,通常移动缓慢,因此我们仍在努力了解其作用机制。可能是静电'风'将它们带离了金星,也可能是通过离心过程加速了它们"。与地球不同,金星的内核不会产生固有磁场。然而,太阳发射的带电粒子(太阳风)与金星高层大气中的带电粒子相互作用,在金星周围形成了一个微弱的、彗星状的"诱导磁层"。环绕磁层的是一个被称为"磁鞘"的区域,太阳风在这里被减缓和加热。2021年8月10日,BepiColombo号经过金星,减速并调整航向,飞向最终目的地水星。航天器沿着金星磁鞘的长尾俯冲而上,从最靠近太阳的磁区前端钻出。在90分钟的观测期间,BepiColombo的仪器测量了它遇到的带电粒子的数量和质量,捕捉到了磁鞘侧翼推动大气逃逸的化学和物理过程的信息。金星在其历史早期与地球有许多相似之处,其中包括大量的液态水。与太阳风的相互作用带走了水,留下了主要由二氧化碳和少量氮及其他微量物质组成的大气层。以前的飞行任务,包括美国宇航局的"先锋金星轨道器"和欧空局的"金星快车",对流失到太空中的分子和带电粒子的类型和数量进行了详细研究。然而,这些飞行任务的轨道路径使得金星周围的一些区域尚未被探索,许多问题仍然没有答案。这项研究的数据是由BepiColombo的质谱分析仪(MSA)和水星离子分析仪(MIA)在航天器第二次飞越金星期间获得的。这两个传感器是水星等离子体粒子实验(MPPE)仪器包的一部分,该仪器包由日本宇宙航空研究开发机构领导的水星磁层轨道器Mio搭载。LPP研究员、MSA仪器首席研究员多米尼克-德尔库尔特(DominiqueDelcourt)说:"描述金星重离子流失的特征和了解金星的逃逸机制,对于了解金星大气是如何演变的以及金星的水是如何流失的至关重要。"Europlanet的SPIDER空间天气建模工具使研究人员能够跟踪粒子如何在金星磁鞘中传播。天体物理学和行星学研究所(IRAP)的尼古拉斯-安德烈(NicolasAndré)是SPIDER服务的负责人,他说:"这一结果表明,在行星飞越过程中进行的测量可以产生独特的结果,因为航天器可能会穿过轨道航天器通常无法到达的区域。"在未来十年中,将有一组航天器对金星进行研究,其中包括欧空局的"展望"飞行任务、美国航天局的"VERITAS"轨道器和"DAVINCI"探测器以及印度的"Shukrayaan"轨道器。这些航天器将共同提供金星环境的全貌,从磁鞘到大气层,再到金星表面和内部。最近的研究结果表明,金星大气层的逃逸并不能完全解释其历史含水量的损失。这项研究是揭示金星大气历史演变真相的重要一步,即将进行的任务将有助于填补许多空白。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428868.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428868.htm

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太阳轨道飞行器飞越金星途中遭遇太阳风暴

太阳轨道飞行器飞越金星途中遭遇太阳风暴9月6日消息,据外媒报道,欧洲航天局的太阳轨道飞行器在飞越金星的过程中遭遇到剧烈的太阳风暴,所幸设备经受住了扑面而来的太阳等离子体袭击,成功接近金星。欧洲航天局表示,最近太阳上层大气带电粒子出现大规模爆发,形成日冕物质抛射。8月30日,日冕从太阳向金星方向喷薄而出,不久之后就波及正为飞越金星做准备的太阳轨道飞行器。太阳轨道飞行器从设计上就是用来测量日冕物质抛射,因此可以轻松抵御这种太阳风暴。资料图飞行器携带10部科学仪器来观测太阳表面,并收集有关日冕物质抛射、太阳风和太阳磁场的数据。欧洲航天局在一份声明中说,在近距离接近金星时,任务团队关闭了其中一些仪器,主要是为避免金星大气层反射回来的强烈太阳光可能会造成的问题。太阳轨道飞行器在遇到日冕物质抛射时,能够收集到一些有价值的环境数据,探测到高能太阳粒子的增加。直接观察剧烈的太阳活动,可以看到质子、电子、甚至电离氦原子等各种粒子从太阳抛射出来,并被加速到接近相对论的速度。这些粒子会对宇航员带来辐射风险,并有可能损坏航天器。因此,研究等离子体在太空中的运动对保护地球和太空中的生命以及设备具有重要价值。遭遇太阳风暴之后,太阳轨道飞行器于格林尼治时间9月4日1时26分成功接近金星。太阳轨道飞行器运营经理何塞-路易斯·佩隆-拜隆(Jose-LuisPellon-Bailon)在声明中说:“飞行动力学部门的同事进行了大量规划,加上飞行控制团队的不懈努力,这次近距离飞越金星完全按照计划进行。”近距离飞越金星的主要目的是让太阳轨道飞行器改变运行轨道,从而更接近太阳。在飞越金星的过程中,太阳轨道飞行器还对金星磁场进行了观测。太阳轨道飞行器于2020年发射升空,任务计划持续十年时间。这次任务目标是以更近距离拍摄太阳,并研究太阳磁场特性。太阳轨道飞行器还利用金星引力实现变轨,从而偏离黄道面,最终实现人类对太阳两极进行首次观测。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312827.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1312827.htm

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科学家发现地球的双胞胎 - 金星几乎没有水的原因

科学家发现地球的双胞胎-金星几乎没有水的原因访问:Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN由于水以氢原子的形式流失到太空中,金星如今十分干燥。在主要的流失过程中,HCO+离子与电子重新结合,产生速度极快的氢原子(橙色),这些氢原子利用CO分子(蓝色)作为发射台逃逸。资料来源:AuroreSimonnet/科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室这项新研究填补了研究人员所谓的"金星上水的故事"中的一大空白。研究小组利用计算机模拟发现,金星大气中的氢原子通过一种被称为"解离重组"的过程呼啸着进入太空,导致金星每天流失的水量大约是之前估计的两倍。研究小组于5月6日在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。这些结果有助于解释银河系中许多行星上的水是如何形成的。大气与空间物理实验室(LASP)的研究科学家、新论文的共同第一作者埃林-坎吉(ErynCangi)说:"水对于生命来说真的很重要。我们需要了解宇宙中支持液态水的条件,这些条件可能产生了今天金星非常干燥的状态。"她补充说,金星确实很干。如果把地球上所有的水像涂果酱一样涂在地球上,只会得到一个大约3公里(1.9英里)深的液体层。如果在金星上做同样的事情,由于所有的水都被困在空气中,最终只有3厘米(1.2英寸)深,勉强够把脚趾弄湿。这项研究的共同第一作者、LASP的研究科学家迈克尔-查芬(MichaelChaffin)说:"金星的水量比地球少10万倍,尽管它的大小和质量基本相同。"在目前的研究中,研究人员使用计算机模型将金星理解为一个巨大的化学实验室,放大金星漩涡状大气中发生的各种反应。研究小组报告说,金星大气层中一种名为HCO+(由氢、碳和氧各一个原子组成的离子)的分子可能是金星逸出水的罪魁祸首。对于这项研究的共同第一作者坎吉来说,这些发现揭示了新的线索,即为什么金星可能曾经看起来与地球几乎一模一样,但今天却面目全非。坎吉于2023年在中大博尔德分校获得了天体物理和行星科学博士学位,她说:"我们正试图弄清每颗行星上发生了哪些微小的变化,促使它们进入这些截然不同的状态。"她指出,金星在历史上并不总是像现在这样的沙漠状态。科学家猜测,数十亿年前,在金星形成的过程中,金星获得了与地球差不多多的水。不知何时,灾难降临了。金星大气层中的二氧化碳云团引发了太阳系中最强大的温室效应,最终使地表温度升高到华氏900度。在这个过程中,金星的水全部蒸发成了蒸汽,大部分飘散到了太空中。但这种古老的蒸发无法解释金星为什么会像今天这样干燥,也无法解释它是如何不断向太空流失水分的。"打个比方,如果我把水瓶里的水倒掉。还会剩下几滴水,"Chaffin说。"然而,在金星上,几乎所有剩余的水滴也都消失了。根据这项新研究,罪魁祸首就是难以捉摸的HCO+。"查芬和坎吉解释说,在行星高层大气中,水与二氧化碳混合形成这种分子。在之前的研究中,研究人员报告说,HCO+可能是导致火星失去大量水分的原因。金星上的工作原理如下:大气中不断产生HCO+,但单个离子存活时间不长。大气层中的电子会发现这些离子,并重新结合,将离子一分为二。在这个过程中,氢原子被拉走,甚至可能完全逃逸到太空中--夺走了金星水的两个组成部分之一。在新的研究中,研究小组计算出,解释金星干燥状态的唯一方法是金星大气中的HCO+含量超过预期。研究小组的发现有一个转折点。科学家们从未在金星周围观测到过HCO+。Chaffin和Cangi认为,这是因为他们从未有过合适的仪器进行观测。近几十年来,已经有数十次任务访问了火星,但前往距离太阳第二颗行星的航天器却少得多。没有一个航天器携带的仪器能够探测到HCO+,而HCO+正是研究小组新发现的逃逸路线的动力。Chaffin说:"这项工作令人惊讶的结论之一是,HCO+实际上应该是金星大气中最丰富的离子之一。"然而近年来,越来越多的科学家将目光投向了金星。例如,美国国家航空航天局(NASA)计划进行的金星深层大气惰性气体、化学和成像调查(DAVINCI)任务,将把一个探测器穿过金星的大气层,一直投放到金星表面。它计划在本十年末发射。DAVINCI也无法探测到HCO+,但研究人员希望,未来的任务可能会揭示金星上水的另一个关键部分。"前往金星的任务并不多,但新计划的任务将利用数十年的集体经验和人们对金星的浓厚兴趣,探索行星大气、进化和宜居性的极端情况。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430279.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1430279.htm

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月球之后 印度计划将 Shukrayaan-I 送往金星

月球之后印度计划将Shukrayaan-I送往金星不满足于月球和太阳,印度空间研究组织还准备前往金星执行任务。Shukrayaan-1的目的是在金星周围放置一个轨道飞行器,该轨道飞行器的功率足以穿透其稠密的大气层,并以前所未有的方式研究这颗行星。曼加里安任务和月船任务的成就推动印度空间研究组织(ISRO)为未来构想更加雄心勃勃的努力。凭借成功且具有划时代意义的月船3号任务,ISRO充满信心,现在将目光投向太阳和金星——太阳系中最恶劣的两个地方。目前,印度空间研究组织正在准备绕金星运行的航天器。该任务和轨道飞行器被命名为Shukrayaan-1。主要目标是深入探索这个太阳系最炎热的行星表面下方的深处。此外,其目的是解开隐藏在金星硫酸云层中的神秘现象。ViaHuaHua投稿:@ZaiHuaBot频道:@TestFlightCN

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新发现的太阳"纳米火花"可能是太阳风的来源几十年来,太阳风一直与被称为日冕洞的结构有关,日冕洞是太阳表面出现的黑点,它的磁场向太阳系延伸。等离子体会沿着这些开放的磁场线流向太阳系,形成太阳风。但是,这些等离子体究竟是如何启动的呢?现在,天文学家可能已经观测到了这个问题的新答案。在过去的几年里,太阳轨道器一直在密切观察我们的本地恒星,其中包括近距离观测日冕洞,以前所未有的高清晰度和极紫外光波长进行观测。在此过程中,轨道器发现了许多从日冕喷射出的微小等离子体喷流。当然,这里的"微小"是相对而言的--每个喷流都有几百公里长,速度约为每秒100公里(62英里),持续时间为20到100秒。但与其他太阳耀斑相比,它们的能量非常低,发射出的能量仅为之前已知最小耀斑的千分之一。尽管如此,它们的数量可能占太阳风的很大比例。太阳轨道器拍摄到的太阳上微小喷流的拼贴图像,新的观测结果表明这些喷流可能是太阳风的重要来源图/ESA&NASA/SolarOrbiter/EUITeam/马克斯-普朗克太阳系研究所,CCBY-SA3.0IGO太阳轨道器观测活动的首席研究员安德烈-朱可夫(AndreiZhukov)说:"结果之一是,在很大程度上,这种流实际上并不均匀,喷流的无处不在表明,来自日冕洞的太阳风可能起源于一种高度间歇性的外流。"更多的观测将加深我们对这些微小喷流以及太阳风性质的了解。这反过来又能为未来的宇航员和航天器提供更好的空间天气预报。值得庆幸的是,太阳轨道器将在未来几年获得更好的视角,因为它的轨道改变后,可以更直接地观察日冕洞所在的太阳南极。欧空局太阳轨道器项目科学家丹尼尔-穆勒(DanielMüller)说:"在看到这些微小喷流的边缘时,要测量它们的某些特性比较困难,但几年后,我们将从一个不同于其他望远镜或天文台的角度看到它们,这样应该会有很大帮助。"这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380025.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1380025.htm

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MIT研究人员为卫星打造了首个纯数字化制造的等离子体传感器麻省理工学院(MIT)的科学家们为卫星创造了第一个完全数字化制造的等离子体传感器。这些等离子体传感器也被称为迟钝电位分析器(RPA),被在轨航天器用来确定大气层的化学成分和离子能量分布。3D打印和激光切割的硬件的性能表现跟最先进的半导体等离子体传感器一样好。由于制造过程需要一个洁净室,所以半导体等离子体传感器非常昂贵且需要数周的复杂制造。相比之下,这些3D打印的传感器可以在几天内以几十美元的价格生产。由于其低成本和快速生产,新传感器是CubeSats的理想选择。这些廉价、低功耗和轻量级的卫星通常用于地球高层大气的通信和环境监测。研究小组使用一种玻璃陶瓷材料开发了RPA,这种材料比硅和薄膜涂层等传统传感器材料更就有弹性。通过在为塑料3D打印而开发的制造工艺中使用玻璃陶瓷,他们能建造具有复杂形状的传感器,进而能够承受航天器在低地球轨道上遇到的巨大温度波动。“增材制造可以为未来的太空硬件带来巨大的变化。有些人认为,当你3D打印东西时,你必须让步于较低的性能。但我们已经证明,情况并非总是如此,”MIT微系统技术实验室MTL()的首席科学家LuisFernandoVelásquez-García指出。他是一篇介绍等离子体传感器的论文的第一作者。跟Velásquez-García一起撰写论文的还有MTL博士后JavierIzquierdo-Reyes、研究生ZoeyBigelow及博士后NicholasK.Lubinsky。该研究已发表在《AdditiveManufacturing》上。多用途传感器早在1959年,RPA就被首次用于太空任务中。传感器检测漂浮在等离子体中的离子或带电粒子的能量,等离子体则是存在于地球高层大气中的分子的过热混合物。在像CubeSat这样的轨道航天器上,这些多功能的仪器测量能量并进行化学分析,这可以帮助科学家预测天气或监测气候变化。这些传感器包含一系列带电的网状物,上面点缀着小孔。当等离子体通过这些孔时,电子和其他粒子被剥离,直到只剩下离子。这些离子产生电流,传感器对其进行测量和分析。RPA成功的关键是对准网格的外壳结构。它必须是电绝缘的,与此同时也能承受温度的突然剧烈波动。研究人员使用了一种被称为Vitrolite的可打印的玻璃陶瓷材料,它具有这些特性。Vitrolite在20世纪初开创了先河,经常被用于彩色瓷砖,从而成为装饰艺术建筑中常见的景观。这种耐用的材料还可以承受高达800摄氏度的温度而不破裂,而用于半导体RPA的聚合物在400摄氏度时就开始融化。“当你在洁净室中制作这种传感器时,你没有同样的自由度来定义材料和结构及它们如何相互作用,”Velásquez-García说道,“使这成为可能的是增材制造的最新发展。”重新思考制造陶瓷的3D打印过程通常涉及陶瓷粉末--用激光将其熔化成形状。然而由于激光的高热,这一过程通常会使材料变得粗糙并产生薄弱点。相反,MIT的科学家们使用了大桶聚合,这是几十年前引入的用于聚合物或树脂的增材制造的工艺。在大桶聚合法中,通过将三维结构反复浸入液体材料的大桶中--在...PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307137.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1307137.htm

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国际科研团队通过美探测器新发现一颗系外类地行星两个国际科研团队借助美国“苔丝”探测器的最新数据发现一颗“罕见而诱人”的太阳系外类地行星,距地球仅约40光年,其温度可能只比地球略高一些。新华社报道,美航天局星期四(5月23日)发布新闻公报介绍,这颗潜在的宜居行星被命名为“格利泽12b”(Gliese12b),每12.8天围绕其恒星运行一圈。它的个头儿与金星相当、比地球略小。假设它没有大气层,那么其表面温度估计约为42摄氏度,比迄今确认的5000多颗系外行星中的大多数都低。参与研究的日本天体生物学中心科学家葛原昌幸说:“我们发现了迄今距离地球最近的、凌日的、温和的、地球大小的世界。”美航天局说,像这样的系外行星并不多见,因此值得近距离观察,它将是詹姆斯·韦布空间望远镜进一步调查的潜在目标。这颗行星的母恒星是一颗凉爽的红矮星,位于近40光年外的双鱼座。这颗恒星的体积只有太阳的约27%,表面温度比太阳低约40%。此外,这颗系外行星与其母恒星之间的距离仅为日地距离的7%,从其母恒星接收到的能量是地球从太阳接收到能量的1.6倍。参与研究的澳大利亚南昆士兰大学博士生多拉基亚说:“在研究围绕凉爽母恒星运行的地球大小行星是否可以保有大气层方面,这颗行星是最佳目标之一,这是推进我们对银河系行星宜居性理解的关键一步。”适宜的大气层是一颗行星维持液态水甚至生命存在的关键条件。研究人员猜测,“格利泽12b”可能有类似地球的大气层,或者更类似于金星,也可能拥有在太阳系中不常见的一种不同大气层。2024年5月24日4:27PM

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