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1670 年狐貍座新星實(shí)為恒星碰撞

一系列新的觀測發(fā)現(xiàn)，1670年歐洲天文學(xué)家在狐貍座中所看到的新星并非是一顆新星，而是更為罕見的恒星碰撞事件。在它爆發(fā)的初期非常壯觀，用肉眼就能輕易地看到。但在340多年之后的今天，它的遺跡已十分暗弱，只有用尖端的亞毫米波望遠(yuǎn)鏡才能對它進(jìn)行分析和研究。

17世紀(jì)的一些著名天文學(xué)家都記錄下了1670年在天空中出現(xiàn)的一顆新的星星。它位于天鵝座和狐貍座的邊界附近，現(xiàn)在被稱為1670年狐貍座新星。留存至今的新星記錄很少，因此備受當(dāng)今天文學(xué)家的關(guān)注。

在上個世紀(jì)，天文學(xué)家已經(jīng)知道，絕大多數(shù)的新星可以用密近雙星系統(tǒng)中的失控爆發(fā)現(xiàn)象來解釋。但1670年的狐貍座新星卻與這個模型不相容，其成因一直是個謎題。直到20世紀(jì)80年代，才在其所在的位置發(fā)現(xiàn)了一個十分暗弱的星云，但對其本質(zhì)仍無法提供有用的線索。

最近，使用阿塔卡馬探路者實(shí)驗(yàn)、亞毫米陣和埃菲爾斯伯格射電望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家測量了該星云氣體中的化學(xué)成分和不同同位素的比例，結(jié)果顯示與新星的情況不符。由此推斷其成因是罕見的兩顆恒星間的劇烈碰撞，亮度遠(yuǎn)超新星，但不及超新星。

（供稿：謝懿）

現(xiàn)代天文儀器所觀測到的1670年狐貍座欒械銚缽〃疇檣伴FTP0U/!Lbnjňtlj〃

暗物質(zhì)間相互作用比預(yù)期更弱

“哈勃”和“錢德拉”所觀測的6個碰撞星系團(tuán)，其中藍(lán)色為暗物質(zhì)、粉色為高溫氣體。版權(quán)：NASA/ESA/ STScI/CXC。

使用美國宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X射線天文臺，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)星系團(tuán)相互碰撞時，暗物質(zhì)并沒有減速。這意味著暗物質(zhì)之間的相互作用甚至比此前預(yù)期的還要微弱。

暗物質(zhì)占據(jù)了宇宙中物質(zhì)組成的絕大部分。它們不反射、發(fā)射或吸收輻射，只有通過它們的引力作用來間接地探測它們。當(dāng)遙遠(yuǎn)的光源所發(fā)出的光經(jīng)過暗物質(zhì)的引力場時，會因引力透鏡效應(yīng)被放大和扭曲。星系團(tuán)中有三大組成成分：星系、高溫氣體和暗物質(zhì)。在碰撞的過程中，高溫氣體會因碰撞而減速或停止運(yùn)動。星系的運(yùn)動則幾乎不受氣體阻尼的影響，因?yàn)闃?gòu)成星系的恒星之間有著巨大的空隙。

“哈勃”和“錢德拉”研究了72個星系團(tuán)，想知道在發(fā)生碰撞時其中的物質(zhì)會如何運(yùn)動?！肮笨梢詼y量碰撞后恒星的分布，它還可以根據(jù)引力透鏡效應(yīng)反演出暗物質(zhì)的分布?！板X德拉”則可以在X射線下確定星系團(tuán)中高溫氣體的分布。

結(jié)果顯示，暗物質(zhì)相對于星系沒有出現(xiàn)減速的現(xiàn)象，和星系一樣也絲毫沒有受到星系團(tuán)劇烈碰撞的影響。暗物質(zhì)沒有減速不僅意味著它們和可見物質(zhì)之間沒有相互作用，同時還表明暗物質(zhì)之間的相互作用也要比此前的預(yù)計(jì)弱得多。這為粒子物理學(xué)家在微觀層面上確定暗物質(zhì)的候選粒子提供了進(jìn)一步的限制條件。

（供稿：謝懿）

首次在原行星盤中發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的有機(jī)分子

近日，科學(xué)家首次在一顆年輕行星外的原行星盤中發(fā)現(xiàn)了復(fù)雜的有機(jī)分子，即構(gòu)成生命的基本要素，這再次說明，我們的地球與太陽的環(huán)境在宇宙中并非是獨(dú)一無二的。

阿塔卡馬大型毫米波天線陣（ALMA）發(fā)現(xiàn)，一顆僅誕生了一百萬年的年輕恒星MWC 480周圍的原行星盤中充滿了甲基氰（CH3CN），一種復(fù)雜的碳基分子。另外，在這個新近形成的原行星盤寒冷的邊緣地帶，還發(fā)現(xiàn)了它的“近親”——氰化氫（HCN）。MWC 480的質(zhì)量約為太陽的兩倍，位于離我們約455光年的金牛座恒星形成區(qū)。它周圍的原行星盤仍處于形成早期，之前只是一團(tuán)冰冷、黑暗的塵埃和氣體，不久前才開始凝結(jié)起來。

ALMA發(fā)現(xiàn)的這些分子比星際云中應(yīng)有的要多得多。據(jù)研究人員稱，MWC 480周圍的甲基氰足以填滿地球的所有海洋。這告訴天文學(xué)家，原行星盤可以大量產(chǎn)生復(fù)雜的有機(jī)分子，而且形成速度相對較快。分子快速的形成十分重要，否則容易導(dǎo)致分子分崩離析。此外，這些分子是在離原行星盤中心較遠(yuǎn)的位置發(fā)現(xiàn)的，距中央恒星約45億至600億千米。雖然從我們太陽系的標(biāo)準(zhǔn)來看，這一距離十分遙遠(yuǎn)，但在MWC 480的規(guī)?？磥恚@恰好就是容易形成彗星的區(qū)域。

（供稿：魯暘筱懿）

原行星盤中存在機(jī)分子（概念圖），圖片來源：B. Saxton（NRAO）

原恒星的激進(jìn)式生長

使用美國宇航局斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡和地面望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆仍處于發(fā)育最早期的恒星出現(xiàn)了爆發(fā)。這一爆發(fā)現(xiàn)象表明，在這顆極其年輕的原恒星上突然吸積了大量的氣體和塵埃。

恒星都由低溫氣體云坍縮而成。當(dāng)星云在自身的引力作用下收縮時，其中心的溫度和密度都會升高。在這一過程的末期，會在中央形成一顆原恒星，而在這顆原恒星的周圍則會有一個質(zhì)量與其相當(dāng)?shù)臍怏w和塵埃盤。天文學(xué)家稱它為“0級”原恒星。

此次爆發(fā)的原恒星HOPS 383是迄今所觀測到的第一個0級原恒星爆發(fā)的案例，也是發(fā)生爆發(fā)的最年輕原恒星。原恒星的0級階段十分短暫，只持續(xù)約15萬年，被認(rèn)為是類太陽恒星發(fā)育的最早階段。原恒星以自身收縮過程中釋放出的熱量來作為發(fā)光的能源，通過吸積周圍物質(zhì)盤中的氣體和塵埃也可以為其提供能量。

斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡對原恒星HOPS 383的觀測，插圖顯示了其爆發(fā)前后的差別。版權(quán)：E. Safron et al.; Background: NASA/JPL/T. Megeath (U-Toledo)。

HOPS 383位于獵戶座，距離我們大約1400光年。綜合“斯皮策”和其他望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)它的增亮始于2006年，到2008年它在24微米的波段上已增亮了35倍。天文學(xué)家懷疑，由于其周圍物質(zhì)盤中的不穩(wěn)定性使得大量的物質(zhì)突然流入了中央的原恒星，撞擊產(chǎn)生了超高溫的熱斑，使得它急劇增亮。

（供稿：謝懿）

好奇號在火星上發(fā)現(xiàn)液態(tài)水

美國國家航空航天局研究團(tuán)隊(duì)4月13日（當(dāng)?shù)貢r間）在科學(xué)雜志《自然地球科學(xué)》上宣布火星車“好奇號”（Curiosity）發(fā)回的資料顯示，在火星地表以下約50cm的位置發(fā)現(xiàn)了液態(tài)水。”這一發(fā)現(xiàn)意味著有生命體存在的可能性變大。1965年以后有超過40架宇宙探索船先后對火星進(jìn)行過探測，但發(fā)現(xiàn)液態(tài)水尚屬首次。迄今為止，在火星的南極和北極只發(fā)現(xiàn)了結(jié)冰狀態(tài)的水，以及液態(tài)水流過的痕跡。研究團(tuán)隊(duì)在“好奇號”發(fā)回的地表下土壤樣本資料中發(fā)現(xiàn)了融有過鹽素酸鹽的液態(tài)水。含有堿性物質(zhì)的過鹽素酸鹽在地球的海洋、沙漠、巖石等中也被發(fā)現(xiàn)。

“好奇號”火星車環(huán)境監(jiān)測站 (REMS)對包括相對濕度、地表溫度和紫外輻射在內(nèi)的火星地表環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行測量. 圖片來源：NASA / MSSS

火星上的水只有在夜晚才會形成。夜晚火星大氣冷卻，空氣中的水蒸氣凝結(jié)，滲入土壤，成為融有過鹽素酸鹽的水。然而到了白天，地表變熱，水分蒸發(fā)，只剩下過鹽素酸鹽結(jié)晶。火星赤道附近的氣溫變化幅度極大，從零下60度到零上20度。研究團(tuán)隊(duì)針對低溫下液態(tài)水能夠存在的原因表示，因?yàn)檫^鹽素酸鹽帶來了“凝固點(diǎn)降低”的效果。純水的凝固點(diǎn)為0度，融有過鹽素酸鹽的水凝固點(diǎn)會降低。帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)的挪威科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授托里斯（Xavier Torres）表示：“就生命體生存來看，算是低溫，但存在水這一事實(shí)說明曾經(jīng)有生命體存在或者正在生存?！?/p>

（供稿：魯暘筱懿）

哈勃望遠(yuǎn)鏡在死亡類星體周圍找到神秘天體

哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到了一系列神秘的綠色天體，它們是暫現(xiàn)的類星體的遺跡。這些發(fā)光的結(jié)構(gòu)有環(huán)狀、螺旋狀和辮子狀?！八鼈儧]有單一的形態(tài)，”阿拉巴馬大學(xué)的凱爾（Bill Keel）說。他主導(dǎo)了這次哈勃觀測。凱爾相信這些結(jié)構(gòu)可以為了解這些具有巨大能量的核的星系提供線索。

天文學(xué)家相信，寄主星系中心的超大質(zhì)量黑洞發(fā)出的紫外輻射照亮了這些結(jié)構(gòu)。這些星系核中最活躍的那些稱為類星體，其中黑洞周圍的吸積盤產(chǎn)生了明亮的輻射?！安贿^，類星體當(dāng)前的亮度不足以解釋我們看到的現(xiàn)象。這應(yīng)該是過去發(fā)生的某個事件的記錄，”凱爾說，“發(fā)光的絲狀體告訴我們，這些類星體過去要亮得多，或者它們變化得很快?！彼f，一個可能的解釋是，一對互相繞轉(zhuǎn)的黑洞在驅(qū)動類星體，這可以改變其亮度，就像燈的調(diào)節(jié)開關(guān)。

類星體的輻射束導(dǎo)致深空中曾經(jīng)不可見的絲狀體通過一個被稱為光致電離的過程開始發(fā)光。這些絲狀體中的氧原子吸收來自類星體的光子，在數(shù)千年間慢慢發(fā)射出來。在絲狀體中探測到的其他元素包括氫、氦、氮、硫和氖。

（供稿：錢磊）

UGC 7342。天文學(xué)家在9個有明亮活動星系核的星系中發(fā)現(xiàn)了塵埃和氣體結(jié)構(gòu)，圖中為綠色。哈勃望遠(yuǎn)鏡圖像表明它們可能是星系碰撞的遺跡。版權(quán)：NASA, ESA, and W. Keel （University of Alabama, Tuscaloosa）

解釋土衛(wèi)六上的沙丘方向之謎

土衛(wèi)六表面和土星的美術(shù)圖，Credit：Antoine Lucas/ NASA

土衛(wèi)六（泰坦）是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽系中與地球最相像的星球之一。隨著卡西尼-惠更斯探測器對這顆星球的探索，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了更多問題。其中之一就是位于衛(wèi)星赤道附近的沙丘指向某一方向，但是近地面的風(fēng)向卻指向另一邊。最近，天文學(xué)家也許解決了這個問題。

科學(xué)家使用模擬的方式建立了土衛(wèi)六近地面風(fēng)向的模型，和地球上的信風(fēng)類似，它們指向西方。但是來自卡西尼-惠更斯的探測結(jié)果，卻發(fā)現(xiàn)星球表面的沙丘綿延數(shù)英里長，高幾百碼，指向東方。

然而來自華盛頓大學(xué)的天文學(xué)家本杰明?夏內(nèi)（Benjamin Charnay）和他的合作者在最新發(fā)表的文章中認(rèn)為，土衛(wèi)六高層大氣中的甲烷風(fēng)暴也許是解決這個問題的答案。因?yàn)檫@些甲烷風(fēng)暴的指向正是東方。

使用計(jì)算機(jī)模型，夏內(nèi)模擬出強(qiáng)烈的甲烷風(fēng)暴非常強(qiáng)力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通星球表面的西向風(fēng)。因此它主導(dǎo)了星球表面沙丘指向，讓它們朝向東方。

（供稿：李珊珊）

“地獄行星”上的極端表面環(huán)境

在船底座星云的恒星形成區(qū)內(nèi)，科學(xué)家觀測到這里形成了新的系外行星。既然這是新生恒星的誕生地，那么系外行星的數(shù)量一定不會少，來自日內(nèi)瓦大學(xué)和伯爾尼大學(xué)的科學(xué)家通過HARPS光譜儀對系外行星的大氣進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HD189733b系外行星的大氣如同恐怖的地獄，風(fēng)速高達(dá)每小時1000千米以上，相當(dāng)于0.277千米/秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球上的最快風(fēng)速，是非常瘋狂的行星環(huán)境。

HD189733b系外行星不僅擁有如此極端的風(fēng)速環(huán)境，表面溫度也達(dá)到3000攝氏度，太陽表面的溫度也僅有5000多攝氏度，因此HD189733b系外行星是顆名副其實(shí)的地獄行星。日內(nèi)瓦大學(xué)和伯爾尼大學(xué)的科學(xué)家對這顆系外行星進(jìn)行了全面觀測，探測方法為鈉譜線觀測。同時科學(xué)家也使用了位于智利高原的歐洲南方天文臺高精度視向速度系外行星搜索器，兩者配合觀測可獲得更加全面的系外行星數(shù)據(jù)。

在本次觀測之前，科學(xué)家就已經(jīng)使用HARPS光譜儀對系外行星大氣中的鈉譜線進(jìn)行研究，從中找出有用的信息。但是就觀測靈敏度而言，光譜分辨率較好的觀測平臺仍然是哈勃望遠(yuǎn)鏡，來自伯爾尼大學(xué)的凱文教授還尋求一種簡單的公式對系外行星大氣溫度、密度和壓力進(jìn)行計(jì)算，以取代復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型。

（供稿：魯暘筱懿）

超百萬顆恒星正在神秘的富塵埃云中形成

一個國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在我們星系附近的一個小星系的富塵埃的分子氣體云中發(fā)現(xiàn)，超過一百萬顆年輕恒星正在形成。這個星團(tuán)處于矮星系NGC 5253中，在半人馬座方向，亮度是太陽的十億倍。

NGC 5253中有數(shù)百個大的星團(tuán)，不少是年輕的，而最引人注目的就是這個在D云（Cloud D）中發(fā)現(xiàn)的這個星團(tuán)。這個星團(tuán)含有超過7,000顆大質(zhì)量的O型星——這是所有已知恒星中最亮的一類恒星，每一顆都比太陽亮一百萬倍。它的年齡差不多是三百萬年，以天文學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，這是非常年輕的。銀河系已經(jīng)有數(shù)十億年沒有形成過巨型的星團(tuán)了，文章的作者、UCLA的物理和天文學(xué)教授特納（Jean Turner）說，雖然銀河系還在形成恒星，但數(shù)量沒那么大。

多少氣體能轉(zhuǎn)化為恒星在宇宙的不同部分差別很大。在銀河系中，像D云那么大的云，轉(zhuǎn)化率低于5%，而在D云中這個轉(zhuǎn)化率要高10倍或者更多。在未來的日子里，這塊云可能會被變成超新星的恒星摧毀，特納說，“這會將這些恒星創(chuàng)造的氣體和元素散布到星際空間去?！?/p>

（供稿：錢磊）

藍(lán)色的背景是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的NGC 5253的圖像；白色的點(diǎn)是年輕的星團(tuán)。疊加的是亞毫米波陣（SMA）看到的氣體（模糊的紅色和黃色）。版權(quán): Courtesy of Jean Turner

HD189733b大氣層蒸發(fā)（想像圖），圖片來源：NASA GSFC

太陽活動的短周期變化

太陽動力學(xué)望遠(yuǎn)鏡（SDO）2012年4月至2013年4月中的25幅圖像的合成圖，由圖可以看出活動區(qū)在這段時間向赤道方向移動的軌跡，Credit:NASA/SDO/ Goddard

我們的太陽在不斷變化著。在它的變化周期中，有時相對平靜，有時則會表面經(jīng)常出現(xiàn)爆發(fā)現(xiàn)象，將大量的光子、粒子以及能量拋射進(jìn)宇宙之中。以往，我們熟知的太陽周期約為11年左右。最新的研究表明太陽還有較短的周期性變化，時間為330天左右。

在2015年4月7日發(fā)表的最新科學(xué)論文中，來自博爾德國家大氣研究中心高海拔天文臺的天文學(xué)家斯科特?麥金托什（Scott McIntosh）認(rèn)為，太陽的這種準(zhǔn)年周期變化，是由于太陽上下兩個半球的強(qiáng)磁場帶變化產(chǎn)生的。

科學(xué)家認(rèn)為這種強(qiáng)磁場的短期變化在之前的觀測中也被捕捉到了，只是因?yàn)樗麄兊拇蟛糠帜抗舛技性谌绾谓忉?1年周期變化上，而忽略了這種短周期的影響。

同時，磁場帶的相互作用還可以解釋一個最早在20世紀(jì)60年代提出的問題：為什么在黑子數(shù)量極大年之后，太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射的次數(shù)會保持一年或更久的高峰。解讀太陽磁場的變化模式，有助于判斷太陽是否處于爆發(fā)期還是平靜期，可以更好地避免太陽風(fēng)暴對地球的影響。

（供稿：李珊珊）

（責(zé)任編輯 張長喜）