科学家解码小行星"龙宫"的彗星有机物质

科学家解码小行星"龙宫"的彗星有机物质 研究小组成员包括东北大学研究生院理学研究科地球科学系助理教授 Megumi Matsumoto。他们的详细研究结果最近发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上 。(左）在"龙宫"样本表面发现的熔体飞溅。熔体飞溅呈圆形。(右图）熔融喷溅物的 CT 切片图像，显示其内部存在大量空隙。资料来源：Megumi Matsumoto et al.小行星"龙宫"没有保护大气层，其表层直接暴露在太空中。太空中细小的行星际尘埃会撞击小行星表面，导致小行星表面物质成分发生变化。松本和她的同事们发现，样本表面含有小的"熔体飞溅"，大小从5微米到20微米不等。这些熔体飞溅是彗星尘埃的微流星体轰击"龙宫"时产生的。松本说："我们的三维 CT 成像和化学分析显示，熔体飞溅物主要由硅酸盐玻璃组成，其中有空隙和小的球形硫化铁夹杂物。熔体飞溅的化学成分表明，"龙宫"的含水硅酸盐与彗星尘埃混合在一起。"在熔融喷溅物中发现的碳质材料。碳质材料呈现海绵状质地，含有小的硫化铁夹杂物。这与彗星尘埃中发现的原始有机物类似。资料来源：Megumi Matsumoto et al.在撞击引起的加热和快速冷却过程中，"龙宫"表面物质和彗星尘埃的混合和熔化形成了熔体飞溅。这些空隙相当于从含水硅酸盐中释放出来的水蒸气，随后被熔体飞溅物捕获。分析还揭示了熔体飞溅物中具有丰富纳米孔隙和硫化铁夹杂物的小型碳质材料。碳质材料在质地上类似于彗星尘埃中的原始有机物，但它们缺乏氮和氧，因此在化学性质上与有机物不同。松本补充说："我们认为，碳质材料是在撞击引起的加热过程中，通过氮和氧等挥发性物质的蒸发，由彗星有机物形成的。这表明彗星物质是从外太阳系被传送到近地区域的，这些有机物质可能是生命的小种子，曾经从太空被传送到地球。"展望未来，研究小组希望通过对"龙宫"样本的研究，找到更多的熔体飞溅物，从而进一步了解原始太空物质流入地球的情况。编译来源：ScitechDailyDOI: 10.1126/sciadv.adi7203 ... PC版： 手机版：

公民科学家和人工智能利用哈勃发现隐藏的小行星

公民科学家和人工智能利用哈勃发现隐藏的小行星 这张哈勃太空望远镜拍摄的条状螺旋星系 UGC 12158 的图像看起来像是有人用白色记号笔涂抹过的。实际上，这是一颗前景小行星在哈勃视场中移动时的时间曝光组合，它干扰了对该星系的观测。对星系进行了多次曝光，这就是虚线图案中的证据。由于视差的原因，小行星呈现出一条弯曲的轨迹：因为哈勃并不是静止的，而是围绕地球运行的，这就造成了一种错觉，即这颗微弱的小行星正在沿着弯曲的轨迹游动。这颗未知的小行星位于太阳系的小行星带内，因此比背景星系距离哈勃近 10 万亿倍。这类数据对天文学家普查太阳系中的小行星群非但不会造成困扰，反而非常有用。图片来源：NASA、ESA、Pablo García Martín（UAM）；图片处理：Joseph DePasquale（ST：Joseph DePasquale（STScI）；鸣谢：Alex Filippenko（加州大学伯克利分校）最近，天文学家利用美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄的大量存档图像，目测到了一群在很大程度上从未见过的小行星的踪迹。这次寻宝活动需要浏览 19 年间拍摄的 37,000 张哈勃图像。结果发现了 1,701 条小行星轨迹，其中 1,031 个小行星以前未编入目录。在这些未编入目录的小行星中，约有 400 颗的大小在 1 公里以下。这张图是根据哈勃太空望远镜的档案数据绘制的，这些数据被用来识别出一群在很大程度上从未见过的非常小的小行星的轨迹。这些小行星并非预定目标，而是哈勃图像中的背景恒星和星系。这次全面的寻宝活动需要浏览跨度长达 19 年的 37,000 张哈勃图像。这是通过"公民科学"志愿者和人工智能算法完成的。结果发现了 1701 条以前未发现的小行星轨迹。资料来源：Pablo García Martín（UAM），Elizabeth Wheatley（STScI）来自世界各地的志愿者被称为"公民科学家"，他们为小行星的识别做出了贡献。专业科学家将志愿者的努力与机器学习算法相结合，对小行星进行了识别。研究人员说，这代表了一种在跨越数十年的天文档案中寻找小行星的新方法，可以有效地应用于其他数据集。"我们正在更深入地观察较小的主带小行星群。"第一作者、西班牙马德里自治大学的巴勃罗-加西亚-马丁（Pablo García Martín）说："看到如此多的候选天体，我们感到非常惊讶。这个群体的存在曾有过一些暗示，但现在我们通过使用整个哈勃档案获得的随机小行星群体样本证实了这一点。这对于深入了解太阳系的进化模型非常重要。"这个随机的大样本为了解小行星带的形成和演变提供了新的视角。发现大量小行星的观点倾向于认为，这些小行星是较大小行星的碎片，它们像被砸碎的陶器一样发生碰撞并四分五裂。这是一个长达数十亿年的研磨过程。关于较小碎片存在的另一种理论是，它们是在数十亿年前以这种方式形成的。但是，没有任何可以想象的机制可以阻止它们从太阳周围行星形成的环星盘中聚集尘埃，从而滚雪球般地变大。西班牙马德里欧洲太空天文中心的布鲁诺-梅林（Bruno Merín）说："碰撞会产生某种特征，我们可以用它来检验目前的主带群体。"这张哈勃太空望远镜拍摄的条状螺旋星系 UGC 12158 的图像看起来像是有人用白色记号笔涂抹过的。实际上，这是一颗前景小行星在哈勃视场中移动时的时间曝光组合，它干扰了对该星系的观测。对星系进行了多次曝光，这就是虚线图案中的证据。由于视差的原因，小行星呈现出一条弯曲的轨迹：哈勃并不是静止的，而是围绕地球运行的，这就造成了一种错觉，即这颗微弱的小行星正沿着弯曲的轨迹游动。这颗未知的小行星位于太阳系的小行星带内，因此比背景星系距离哈勃近 10 万亿倍。这类数据对天文学家普查太阳系中的小行星群非但不会造成困扰，反而非常有用。资料来源：NASA、ESA、Pablo García Martín （UAM）由于哈勃围绕地球的快速轨道，它可以通过哈勃曝光中的小行星痕迹捕捉到游荡的小行星。从地球上的望远镜观看，小行星会在画面上留下一道痕迹。小行星在哈勃曝光的照片中以清晰无误的弯曲轨迹出现，从而"轰炸"了哈勃曝光。当哈勃围绕地球移动时，它在观测小行星时会改变视角，而小行星也会沿着自己的轨道移动。通过了解哈勃在观测过程中的位置和测量条纹的曲率，科学家可以确定小行星的距离，并估算出它们的轨道形状。被捕获的小行星大多位于火星和木星轨道之间的主带。它们的亮度由哈勃的灵敏相机测量。将它们的亮度与其距离相比较，就能估算出它们的大小。调查中最暗的小行星的亮度大约是人眼所能看到的最暗恒星亮度的四千万分之一。梅林说："小行星的位置会随着时间的变化而变化，因此你不能仅仅通过输入坐标来找到它们，因为在不同的时间，它们可能不在那里。作为天文学家，我们没有时间去查看所有的小行星图像。因此，我们萌生了与 1 万多名公民科学志愿者合作的想法，以浏览庞大的哈勃档案。"2019年，一个国际天文学家小组启动了哈勃小行星猎手（Hubble Asteroid Hunter）项目，这是一个公民科学项目，旨在识别哈勃档案数据中的小行星。该倡议由欧洲科学技术中心（ESTEC）和欧洲空间天文中心科学数据中心（ESDC）的研究人员和工程师与世界上最大、最受欢迎的公民科学平台Zooniverse平台和Google合作开发。共有 11482 名公民科学志愿者提供了近 200 万个识别数据，然后为基于人工智能的小行星自动识别算法提供了训练集。这种开创性的方法可以有效地应用于其他数据集。该项目下一步将探索以前未知的小行星条纹，以确定它们的轨道特征并研究它们的特性，如自转周期。由于这些小行星条纹大多是哈勃在多年前捕捉到的，因此现在无法对它们进行跟踪，以确定它们的轨道。研究结果发表在《天文学与天体物理学》杂志上。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家们现在可以申请NASA获取的小行星贝努（Bennu）样本以供研究

科学家们现在可以申请NASA获取的小行星贝努（Bennu）样本以供研究 来自小行星贝努的岩石和尘埃的一个容器的俯视图，硬件刻度以厘米为单位。天体材料高级成像和可视化（AIVA）项目创意负责人艾丽卡-布卢门菲尔德（Erika Blumenfeld）和AIVA项目管理负责人乔-艾伯索尔德（Joe Aebersold）使用手动高分辨率精密摄影和半自动对焦堆叠程序拍摄了这张照片。结果是一张可以放大显示极端细节的样本图像。图片来源：NASA/Erika Blumenfeld 和 Joseph Aebersold位于休斯敦的美国国家航空航天局约翰逊航天中心（NASA's Johnson Space Center）的管理团队发布了OSIRIS-REx样本目录，详细介绍了全球科学家可以申请用于研究的小型岩石和尘埃。约翰逊公司天体材料研究与探索科学部（ARES）天体材料获取与保存办公室主任杰玛-戴维森（Jemma Davidson）说："这很令人兴奋，因为在此之前，除了在会议上展示过的东西之外......真的没有人在保存或任务团队之外有机会看到贝努样本的细节。"OSIRIS-REx 从小行星贝努采集了 4.29 盎司（121.6 克）的物质；这是有史以来在太空中采集的最大的小行星样本，超过了任务质量要求的两倍。一些样本已经分发给 OSIRIS-REx 样品分析小组的成员，他们发现了有机分子以及含磷和水的矿物质的证据，这些证据加在一起可能表明在这些岩石中可能发现了生命所必需的构件。OSIRIS-REx 在原始的 OSIRIS-REx 实验室外的 H2-OREx 暂存区的综合处理和工程团队。从左到右，从前到后：Rachel Funk、Carla Gonzalez、Nicole Lunning、Jannatul Ferdous、Neftali Hernandez、Mari Montoya、Melissa Rodriguez、Curtis Calva、Julia Plummer、Kimberly Allums-Spencer、Gabriel Lugo、Christopher Snead、Sal Martinez 和 Wayland Connelly。资料来源：美国国家航空航天局/詹姆斯-布莱尔目录详细列出了每个样本的图像、重量和描述。科学家可以使用该数据库查找贝努样本中可以支持其研究的具体碎片。为此，他们需要提交一份理由充分的科学建议书，说明他们为什么想要申请特定的碎片、他们将如何进行分析、他们希望了解什么以及他们的分析可能会对样本产生什么影响。提交建议书的详细指南可在ARES 库藏网站上的样本申请表中找到。申请将由天体材料分配审查委员会（AARB）的一个小组进行审查，该小组的专家负责审查 NASA 所有天体材料的样本申请。第一轮申请的截止时间是美国中部时间2024年6月25日下午5点。这是 2024 年申请贝努样本的唯一机会，但随后几年将有春季和秋季的申请机会。戴维森说："建立这个样本目录，并在样本返回后六个月内将其提供给科学界，这是一项了不起的成就。整理团队付出了令人难以置信的努力，坚持不懈地克服各种挑战，终于推出了样本目录。这是该团队的一项重大成就。这对任务来说是一个巨大的里程碑，对更广泛的样本分析界来说也是一件大事。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

下个“地球”？科学家新发现一颗宜居行星

下个“地球”？科学家新发现一颗宜居行星 近日，多名天文学家组成的国际团队又发现了一颗非常接近于地球，可能适合人类居住的系外行星Wolf 1069 b。这颗系外行星围绕着恒星 Wolf 1069 运转，距离地球 31 光年。类地行星与宜居行星类地行星顾名思义就是类似地球的行星。这里的类似一般指结构组成与地球类似之处，即中心是一个以铁为主的金属核球，核球外包裹着以各种岩石物质组成的幔和外壳。目前我们太阳系中水星、金星、地球和火星都算是类地行星。对于太阳系内的类地行星，人类都发射过探测器进行详细的探测。通过这些探测器，人类可以了解类地行星的地形地貌，内部物质组成，磁场和气候环境等，探寻类地行星形成的历史和生命起源。而对于太阳系外类地行星的探索才刚刚拉开帷幕，人类已经陆续发现了一批太阳系外类地行星。不久的将来，这方面将会突飞猛进，发现的类地行星数目很快将成百上千乃至上万。还可以对其中的一些距离较近易观测的目标的大气性质做精确刻画，有望找到生命存在的特征信号。而对它们整体的统计和比较研究也将让我们对类地行星的形成有全新的认识。我们人类生活在地球，地球是我们目前唯一已知的适宜生命居住的星，因此发现类地行星可以说是寻找宜居行星的第一步。星球的宜居需要满足很多条件，存在液态水只是基本条件之一，还有一些条件，比如它一般是一个岩石类行星（就是之前说的类地行星），且要有一定厚度的大气保护它免受宇宙高能粒子和小行星的轰击，维持表面温度的稳定。又比如可能还需要一定的磁场保护其免受恒星风和宇宙射线的危害，还需要一个稳定的像太阳一样的宿主恒星，如果恒星有频繁、剧烈的爆发将会对行星的宜居性产生威胁。其实很难说一颗行星怎样就一定是宜居的，只能根据上面所说的基本条件选出一些可能是宜居行星的候选天体。因为就算满足了这些条件，行星也可能不宜居，因为或许还有我们不知道的条件，归根结底是我们对生命起源和演化的认识还不够彻底。聚焦 Wolf 1069 b我们是通过视向速度法发现 Wolf 1069 b 的，该方法的原理很简单。都说行星绕着太阳转，其实运动都是相对的，恒星相对行星其实也在绕转，而且二者周期是相同的。因此，监测恒星相对观测者视向速度的变化，就可以知道周围的行星。Wolf 1069 b 距离地球 31 光年的距离，在天文学尺度上，算是很近的了Wolf 1069 b 是目前第六近的处在宜居带内的类地行星，远的则有几千光年。这次寻找到的 Wolf 1069 b 的质量大概是 1-2 倍的地球质量，从一般的质量-半径关系来推测的话，很可能是一颗和地球差不多大小的岩石类行星。它满足了宜居行星的基本要求，一是从质量推测它是类地行星；二是它处在“宜居带”，离它的主星距离适中，表面温度允许液态水的存在。Wolf 1069 b 是一颗潮汐锁定的行星，类似月球也被潮汐锁定，所以自转和公转同步。月球因为被潮汐锁定，一直是固定的一面朝向我们。Wolf 1069 b 也是固定的一面朝向它的恒星，这一面永远是白天，另一面永远是黑夜。Wolf 1069 b 围绕的恒星是颗红矮星，红矮星的宜居带因为离恒星很近，容易潮汐锁定，所以可能只有在前面所说的介于白天和黑夜的过渡地带更适合居住。此外，红矮星一般比太阳的活动更加剧烈，所以需要寻找一些“反常”的比较“安静”的红矮星，它周围宜居带内的类地行星才更适合居住。生命迹象探索寻找人类“第二家园”可以初步判断 Wolf 1069 b 具有一些宜居星球需要满足的条件，但是还不能判断这颗行星上有无生命迹象。首先，太阳系外行星离我们很远，我们不能直接看到行星的表面来直接看到生命迹象，只能通过一些非常间接的手段推测，比如通过探测行星的大气成分（这一点已经比较难了，尤其是类地行星，它们的大气层太薄了，对观测仪器和技术要求很高）。即使我们能分析出行星大气的成分，那也还有一个更难的，就是什么是生命迹象的信号。我们可以基于地球生命的经验来推测，但也可能存在其他形式的生命，其生命迹象与我们已知的不同，因此有很多不确定因素的存在。未来预计还会继续监测看 Wolf 1069 b 所在系统是否还有其他行星的存在，以及获取这个行星更多的轨道参数信息，来揭示这颗行星可能的形成历史。Wolf 1069 b 的发现是对人类已知宜居行星候选体星库的一个很好的补充，标志着人类寻找宜居星道路上又前进了一步，算是一个激励吧。它的发现也启示我们搜寻宜居行星不要局限在像我们太阳这样的恒星周围，也可以在不同类型的恒星（比如 Wolf 1069 这样的红矮星）周围多尝试。 ... PC版： 手机版：