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解码麦哲伦螺旋星系：哈勃捕捉到 LEDA 42160

解码麦哲伦螺旋星系：哈勃捕捉到 LEDA 42160 这张来自哈勃太空望远镜的图片显示的是 LEDA 42160，这是一个位于室女座 5200 万光年外的矮星系，是密集的室女座星系团的一部分。图片来源：ESA/哈勃和 NASA, M. Sun这张哈勃太空望远镜图片显示的是室女座中距地球约5200万光年的一个星系LEDA 42160。这个矮星系是室女座星系团（一个巨大的星系团）中许多被迫穿过相对稠密气体的星系之一。这种星系间气体所产生的压力被称为"冲压"，对 LEDA 42160 中恒星的形成产生了巨大的影响，目前正在利用哈勃太空望远镜对其进行研究。根据 de Vaucouleurs 星系分类系统，LEDA 42160 属于"麦哲伦旋涡星系"，简称 Sm 型。麦哲伦螺旋星系还可以进一步细分为有棒状（SBm）、无棒状（SAm）和弱棒状（SABm），其中"棒状"是指星系核心处的拉长棒状。一般来说，麦哲伦旋涡星系是只有一个旋臂的矮星系。它们以其原型大麦哲伦云命名，大麦哲伦云是一个 SBm 星系。麦哲伦旋涡星系是一个有趣的例子，说明星系的分类实际上比简单的"螺旋星系"、"椭圆星系"或"不规则星系"更细致。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

原子定格：科学家首次捕捉到水中的电子运动

原子定格：科学家首次捕捉到水中的电子运动 2月15日，《科学》（Science）杂志报道了这一研究成果，它为研究液相分子的电子结构提供了一个新的视窗，而这种视窗的时间尺度是以前的X射线所无法达到的。这项新技术揭示了当目标被X射线击中时的即时电子反应，这是了解辐照对物体和人的影响的重要一步。这项研究的资深作者、阿贡国家实验室特聘研究员琳达-杨说："我们想研究的辐射诱导的化学反应是目标电子反应的结果，这种反应发生在阿秒时间尺度上。到目前为止，辐射化学家只能分辨皮秒级的事件，比阿秒级慢一百万倍。这有点像说'我出生了，然后我死了'。你想知道这中间发生了什么。这正是我们现在能够做到的。""我们开发的方法允许研究......辐射诱导过程产生的反应物，例如太空旅行、癌症治疗、核反应堆和遗留废物中遇到的反应物。"阿贡杰出研究员、芝加哥大学物理系和詹姆斯-弗兰克研究所教授琳达-杨介绍说。来自美国能源部多个国家实验室以及美国和德国多所大学的多机构科学家小组将实验与理论相结合，实时揭示了 X 射线源的电离辐射撞击物质时产生的后果。在发生作用的时间尺度上进行研究，将使研究小组能够更深入地理解复杂的辐射诱导化学反应。事实上，这些研究人员最初是为了开发必要的工具来了解长期暴露于电离辐射对核废料中化学物质的影响而走到一起的。这项研究得到了能源部赞助的放射性环境和材料界面动力学（IDREAM）能源前沿研究中心的支持，该中心总部设在太平洋西北国家实验室（PNNL）。水样照片： 为了记录 X 射线辐射激发的电子运动，科学家们制作了一张约 1 厘米宽的液态水薄片，作为 X 射线光束的目标。图片来源：Emily Nienhuis | 太平洋西北国家实验室亚原子粒子的运动速度非常快，要捕捉它们的行动，需要一个能够以阿秒为单位测量时间的探测器，阿秒的时间范围非常小，以至于一秒钟中的阿秒比宇宙历史上已经度过的秒数还要多。目前的研究以获得 2023 年诺贝尔物理学奖的新科学阿秒物理学为基础。阿秒 X 射线脉冲仅在全球少数几个专业设施中可用。该研究团队在位于加利福尼亚州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的里纳克相干光源（LCLS）进行了实验工作，当地团队率先在这里开发了阿秒X射线自由电子激光器。来自SLAC国家加速器实验室的阿戈-马里内利（Ago Marinelli）说："阿秒时间分辨实验是里纳克相干光源的旗舰研发项目之一，"他与詹姆斯-克赖恩（James Cryan）共同领导了此次实验所使用的一对同步X射线阿秒泵浦/探针脉冲的开发工作。"看到这些研发成果被应用于新型实验，并将阿秒科学带入新的发展方向，我们感到非常兴奋"。2022年6月，团队成员在SLAC国家加速器实验室里纳相干光源的控制室。从左至右： SLAC 的 David J. Hoffman、阿贡国家实验室（ANL）和芝加哥大学的 Kai Li、西北太平洋国家实验室 IDREAM 主任 Carolyn Pearce、SLAC 的 Ming-Fu Lin 和 ANL 的 Shuai Li。图片来源：Carolyn Pearce | 太平洋西北国家实验室这项研究中开发的技术液体中的全 X 射线阿秒瞬态吸收光谱，使他们能够"观察"被 X 射线激发的电子进入激发态的过程，而这一切都发生在体积更大的原子核有时间移动之前。他们选择液态水作为实验的试验品。芝加哥大学物理系和詹姆斯-弗兰克研究所教授杨说："我们现在有了一种工具，原则上可以跟踪电子的运动，实时看到新电离分子的形成。"这些新报告的发现解决了一个长期存在的科学争论，即在以前的实验中看到的X射线信号是否是水或氢原子动态的不同结构形状或"图案"的结果。这些实验最终证明，这些信号并不是环境液态水中两种结构模式的证据。杨说："基本上，人们在以前的实验中看到的是氢原子运动造成的模糊。我们在原子有时间移动之前进行了所有的记录，从而消除了这种移动"。研究人员将目前的研究视为阿秒科学全新方向的开端。为了实现这一发现，PNNL 的实验化学家与阿贡和芝加哥大学的物理学家、SLAC 的 X 射线光谱专家和加速器物理学家、华盛顿大学的理论化学家，以及德国汉堡超快成像中心和德国电子同步加速器（DESY）自由电子激光科学中心（CFEL）的阿秒科学理论家合作。在 2021 年至 2022 年全球大流行期间，PNNL 团队利用在 SLAC 开发的技术，在 X 射线泵脉冲路径上喷射出一片超薄的纯水。PNNL 的早期职业化学家艾米丽-尼恩胡斯（Emily Nienhuis）说："我们需要一个漂亮、平整、薄的水片，在那里我们可以聚焦 X 射线。这种能力是在 LCLS 开发出来的。在 PNNL，Nienhuis 演示了这种技术也可用于研究 IDREAM EFRC 核心的特定浓缩溶液，并将在下一阶段的研究中进行调查。"收集到 X 射线数据后，来自华盛顿大学的理论化学家李晓松和研究生卢立新运用他们解释 X 射线信号的知识，再现了在 SLAC 观察到的信号。由理论家罗宾-桑特拉（Robin Santra）领导的CFEL小组建立了液态水对阿秒X射线响应的模型，以验证观测到的信号确实局限于阿秒时间尺度。"利用华盛顿大学的 Hyak 超级计算机，我们开发出了一种尖端的计算化学技术，能够详细描述水的瞬态高能量子态，"华盛顿大学 Larry R. Dalton 化学讲座教授、PNNL 实验室研究员李说。"这一方法学上的突破在量子层面理解超快化学转化方面取得了举足轻重的进展，其准确性和原子级细节都非常出色。"首席研究员杨发起了这项研究并监督其实施，第一作者和博士后Shuai Li在现场领导了这项研究。阿贡的物理学家吉勒-杜米（Gilles Doumy）和芝加哥大学的研究生李凯（Kai Li）是进行实验和分析数据的团队成员。阿贡纳米材料中心是美国能源部科学办公室的用户设施，该中心帮助鉴定了水片喷射目标的特性。研究团队一起窥探了液态水中电子的实时运动，而世界上的其他地方却静止不动。杨说："我们开发的方法允许研究辐射诱导过程产生的活性物种的起源和演化，例如太空旅行、癌症治疗、核反应堆和遗留废物中遇到的活性物种。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到行星形成的最后阶段

詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到行星形成的最后阶段 这幅艺术家的作品展示了位于半人马座（The Centaur）南部活动星系 NGC 3783 中心的超大质量黑洞的周围环境。利用欧洲南方天文台智利帕拉纳尔天文台的甚大望远镜干涉仪进行的新观测不仅揭示了黑洞周围的热尘埃环，还揭示了极区的冷物质风。图片来源：ESO/M. 科恩梅瑟而木星、土星、天王星和海王星则主要含有气体。但科学家们很早就知道，行星形成盘一开始的气体质量是固体质量的 100 倍，这就引出了一个紧迫的问题： 大部分气体何时以及如何离开新生的行星系统？揭开行星盘的秘密亚利桑那大学月球与行星实验室的纳曼-巴加（Naman Bajaj）领导的一项发表在《天文杂志》上的新研究给出了答案。研究小组利用詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）获得了这样一个新生行星系也被称为周星盘的图像，这个行星系正在积极地将气体分散到周围空间。亚利桑那大学月球与行星实验室的二年级博士生巴加说："知道气体何时散去非常重要，因为这能让我们更好地了解气态行星有多少时间来消耗周围环境中的气体。JWST可以帮助我们揭示行星是如何形成的。"行星的形成过程巴加表示，在行星系统形成的早期阶段，行星凝聚在年轻恒星周围的气体和微尘旋转盘中。这些微粒聚集在一起，形成越来越大的块状物，称为行星体。随着时间的推移，这些行星体碰撞并粘连在一起，最终形成行星。形成的行星的类型、大小和位置取决于可用物质的数量及其在星盘中停留的时间。因此，简而言之，行星形成的结果取决于星盘的演化和散布。这一发现的核心是对 T Cha 星的观测，这是一颗年轻的恒星相对于年龄约为 46 亿岁的太阳而言被一个侵蚀的周星盘所包围，其显著特征是巨大的尘埃间隙，横跨约 30 个天文单位（或 au），1 au 是地球与太阳之间的平均距离。巴加和他的研究小组首次拍摄到了盘风的图像，盘风是指气体缓慢离开行星形成盘时的图像。天文学家们利用了望远镜对原子发出的光的敏感性，当高能辐射（例如星光）将一个或多个电子从原子核中剥离时，原子就会发出光。这种现象被称为电离，电离过程中发出的光可以被用作一种化学"指纹"在 T Cha 系统中，可以追踪到两种惰性气体氖和氩。研究小组在论文中写道，这次观测也是首次在行星形成盘中探测到氩的双重电离。Bajaj说："我们图像中的氖特征告诉我们，圆盘风来自远离圆盘的扩展区域。这些风的驱动力可能是高能光子本质上是恒星发出的流光或者是行星形成盘中穿梭的磁场"。恒星影响和不断演变的星盘为了区分这两种影响，由荷兰莱顿大学博士后研究员安德鲁-塞勒克（Andrew Sellek）领导的同一研究小组对恒星光子（即年轻恒星发出的强光）驱动的散布进行了模拟。他们将这些模拟结果与实际观测结果进行了比较，发现高能恒星光子的散布可以解释观测结果，因此不能排除这种可能性。该研究得出结论，每年从 T Cha 星盘散逸的气体量相当于地球上的月球。这些结果将发表在一篇配套论文中，目前正在《天文杂志》上进行审查。虽然在许多其他天体中都探测到了霓虹信号，但直到2007年，LPL的教授伊拉利亚-帕斯库奇（Ilaria Pascucci）利用JWST的前身NASA的斯皮策太空望远镜首次发现了霓虹信号，并很快将其确定为磁盘风的示踪剂之后，人们才知道霓虹信号起源于低质量行星形成的磁盘。这些早期发现改变了研究工作的重点，即了解周星盘的气体散布。帕斯库奇是最新观测项目的首席研究员，也是本文所报道的出版物的合著者之一。帕斯库奇说："我们利用詹姆斯-韦伯太空望远镜发现了空间分辨氖发射，并首次探测到了双电离氩，这可能会成为改变我们对气体如何从行星形成盘中清除的理解的下一步。这些见解将帮助我们更好地了解太阳系的历史和对太阳系的影响。"此外，该研究小组还发现，T Cha 的内盘正在以几十年的极短时间尺度演化；他们发现 JWST 观测到的光谱与 Spitzer 早期探测到的光谱不同。据领导这项正在进行的工作的LPL二年级博士生谢承彦（Chengyan Xie）说，这种不匹配可以用T Cha内部一个不对称的小圆盘来解释，在两次观测之间的短短17年里，这个圆盘失去了一些质量。谢说："与其他研究一样，这也暗示着T Cha的圆盘正处于演化的末期。"我们也许能在有生之年见证T Cha内盘所有尘埃质量的消散。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

NASA捕捉到“太阳的微笑”，却预示地磁暴有可能袭击地球

NASA捕捉到“太阳的微笑”，却预示地磁暴有可能袭击地球 报道说，美国国家航空航天局太阳动力学天文台10月26日拍摄的图像显示，太阳大气中出现三处清晰的黑点，宛如一对圆圆的眼睛和一个欢快的三角形嘴巴。 NASA说，这些快乐的斑点其实是日冕洞位于日冕层，也就是太阳最外层大气的一些区域，太阳风经由这些区域进入太空。日冕洞很像太阳黑子，之所以呈现黑色，是因为它们比周围等离子体的温度要低。通过这些“凉爽”的门户，太阳不断产生的带电粒子风以每小时160万公里以上的速度倾泻到太空。 据太空天气网站报道，天文学家预计，这股带电粒子风将在10月29日或30日的某个时候撞入地球磁场，有可能引发一场小型地磁暴。而哪怕最弱的地磁暴G1级都有可能扰乱在轨卫星的运行，并给地球带来小规模的电网波动。 标签: #太阳微笑 #地磁爆 频道: @GodlyNews1 投稿: @GodlyNewsBot

NASA连续捕捉到强烈的X2.8/1.4级太阳耀斑

NASA连续捕捉到强烈的X2.8/1.4级太阳耀斑 2024 年 5 月 27 日，美国国家航空航天局的太阳动力学天文台拍摄到了这幅太阳耀斑的图像，图像中的太阳边缘闪烁着明亮的光芒，内嵌的地球图像显示了耀斑的规模。图像显示的是极紫外光的一个子集，它突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成红色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑是太阳大气中积聚的磁能突然释放时产生的强烈辐射。它们发出的能量覆盖整个电磁波谱，从无线电波到伽马射线。这些耀斑可持续数分钟到数小时不等，通常伴随着太阳物质的抛射，即日冕物质抛射（CMEs）。2024 年 5 月 29 日，美国国家航空航天局的太阳动力学天文台捕捉到了这张太阳耀斑的图像从左侧的亮光中可以看到。图像显示的是极紫外光的一个子集，它突出显示了耀斑中的极热物质，并被染成橙色。图片来源：NASA/SDO太阳耀斑的强度是根据卫星（如 GOES 航天器）观测到的 X 射线波长亮度来划分的。这些等级被划分为 A、B、C、M 或 X 级，其中 A 级最弱，X 级最强。每个等级代表能量输出增加十倍，在每个等级中，使用从 1 到 9 的更细刻度来提供更多细节。例如：A 级耀斑最小，对地球几乎没有影响。B 级耀斑稍大一些，但总体上仍然微不足道。C 级耀斑是中小型耀斑，对地球几乎没有明显影响。M 级耀斑会在两极造成短暂的无线电停电和轻微的辐射风暴，可能危及宇航员。X 级耀斑是规模最大、威力最强的耀斑，能够造成全地球范围的无线电停电和持久的辐射风暴。耀斑的分类，如 X2.8，表示 X 级耀斑，其亮度在用于测量 X 射线的对数刻度上为 2.8。这个等级对于了解和预测太阳耀斑对地球周围空间环境的潜在影响以及可能受到太阳辐射水平增加影响的各种技术和系统至关重要。这个太阳动力学天文台的动画展示了它在地球上空面向太阳的样子。太阳动力学天文台旨在通过在小尺度空间和时间范围内同时以多种波长研究太阳大气，帮助我们了解太阳对地球和近地空间的影响。图片来源：NASA/戈达德太空飞行中心概念图像实验室美国国家航空航天局的太阳动力学天文台（SDO）是一项致力于了解太阳对地球及其近地环境影响的任务。SDO于2010年2月11日发射升空，是NASA"与星共存"（LWS）计划的一部分，该计划旨在研究直接影响生命和社会的日地相连系统的各个方面。SDO 的主要目标是深入了解太阳大气层及其磁场，了解太阳大气层如何储存和释放能量（如太阳耀斑和日冕物质抛射），以及测量影响地球生命及其技术系统的太阳变化。通过以多种波长对太阳进行近乎连续的高分辨率观测，该观测站在提高我们预报空间天气事件的能力方面发挥着至关重要的作用。观测站配备了三台高灵敏度仪器：大气成像组件（AIA）每 12 秒钟捕捉多个波长的太阳大气详细图像，从而全面了解日冕及其动态。日震和磁场成像仪（HMI）观测太阳表面和磁场，提供有助于了解太阳内部结构和磁场活动的数据。极端紫外线可变性实验（EVE）以前所未有的精度测量太阳的紫外线输出，这对于了解地球大气层和空间环境的变化至关重要。SDO 的数据是我们了解太阳复杂多变的行为所不可或缺的，并极大地改进了空间天气预报。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：