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地球正在加速將月球推開

地球正在加速將月球推開

天文學家或發現首顆系外衛星

位於人馬座 尚需觀測證實

許多系外行星可能擁有衛星。

本報訊 美國科學家日前報告說,他們可能已經找到了第一顆太陽系外的衛星,但這一發現還需要更多的觀測加以證實。

儘管已知太陽系外行星的數量已經攀升至1000個,但發現一顆系外衛星卻是難上加難。

許多系外行星可能擁有環繞其運行的衛星。其中一些衛星甚至足夠大,擁有大氣,乃至地外生命。

在兩年前的一個6月的夜晚,位於紐西蘭的一架望遠鏡捕捉到人馬座中一顆恆星明亮的瞬間。這意味著發生了一種非常罕見的現象——微引力透鏡,即一顆恆星或一顆行星或其他天體直接穿過地球和一顆更遙遠恆星的中間,並通過引力作用放大了遙遠恆星的光。

在對這一事件的詳細觀測結果進行篩查後,天文學家提出,介於中間的天體要麼可能是一顆小一些的恆星,並有一顆海王星大小的行星環繞其運行;要麼就是一顆相當大的行星,並有一顆衛星環繞其運行。

如果後一種假設得到證實,則將成為迄今發現的第一顆系外衛星。但問題在於無法進行重複觀測和確證。

並未參與該項研究的美國馬薩諸塞州劍橋市哈佛—史密森天體物理學中心天文學家David Kipping表示:「這是一種恥辱,因為我們可能永遠不會知道答案是什麼。」

研究人員在arXiv預印本伺服器上報告了這一可能的發現。它來自於由印第安納州聖母大學天體物理學家David Bennett率領的一個微引力透鏡研究團隊。但在被同行評議刊物發表之前,Bennett拒絕對這項研究發表任何評論。

一旦紐西蘭的望遠鏡發現了這種增亮現象,南半球的其他望遠鏡,以及美國夏威夷的一架凱克望遠鏡也能夠觀測到它。通過分析這些望遠鏡觀測到的恆星亮度如何隨著時間而變化,Bennett的研究團隊推斷出了穿越望遠鏡視野的天體類型。

恆星的光線並沒有呈現單頂點的增亮方式,而好像是被兩個天體所放大。研究人員通過數據計算了這兩顆天體可能的質量,但這要取決於它們距離地球到底有多近。如果這兩顆天體距離地球較近,它們可能是相對較輕的行星及其衛星;如果它們距離地球較遠,則可能是一顆更重的恆星及一顆行星。

系外衛星是指在系外行星周圍依照閉合軌道做周期性運行的衛星。在此之前,人類尚未發現任何系外衛星,但是理論上應該有許多衛星運行在系外行星周圍。由於天文學家尚未發現任何系外衛星,因此它們的物理性質仍是一個未知數。然而,它們彼此之間的差異可能很大,就像太陽系裡面的衛星一樣。如果系外巨行星位於可居住區裡面的話,它的大型衛星可能可以維持生命存在。

朱諾探測器拍攝地球月球獨特視野(圖)

朱諾探測器拍攝地球月球獨特視野

英國每日郵報報道,朱諾衛星10月經過地球前往木星的路途中,在60萬英里的距離拍攝了一系列前所未見的圖片,展示了外星人訪客——如果他們存在——從他們星際飛船的窗戶里所看到的月球環繞地球的情景。圖中顯示了較小的灰色月球從後面經過代表地球的更大白點。這艘宇宙飛船探測器在進行一系列深空演習後飛經地球,它得到了超過8800英里每小時的速度提升,預計將於2016年7月4日到達木星。

參與這一項目的約翰·約爾根森(John Jorgensen)表示這些圖片是在4天內拍攝完的。他補充道,相機被調整的每隔2.5分鐘拍照一次。朱諾的眾多感測器之一——一種用於追蹤昏暗恆星的特殊照相機——能夠提供地球-月球系統的獨特視野。結果顯示了從遠處看到的低解析度的地球模樣。

「如果《星際迷航》里聯邦星艦企業號柯克船長說道,『我們回家吧,斯考特』,這將是船員們所看到的太空情景。」朱諾的首席調查員、美國聖安東尼奧西南研究院的斯考特·博爾頓(Scott Bolton)這樣說道。「在電影里,你可以搭載朱諾飛船隨著它逐漸靠近地球,然後又進入完全的黑暗。在此之前從未從這樣獨特的視角拍攝到地球和月球的圖片。」拍攝這些照片的照相機位於宇宙飛船三太陽陣列手臂之一的尖端。

這屬於朱諾磁場調查(MAG)的一部分,一般適用於確定磁場感測器的方向。這些照相機是遠離太陽陣列接受日光照射的一面,因此隨著宇宙飛船逐漸接近木星,系統的四個照相機是正對地球的。當朱諾位於60萬英里的位置時,也就是地球月亮距離的3倍時,這一獨特視角進入視野。

定時調整拍攝的速度也非常重要,因為朱諾運行的速度大約是普通衛星的2倍,宇宙飛船本身每分鐘轉動2次。為了剪輯成一段影片並保證觀看者不會頭暈,星體跟蹤定位器必須在每一次攝像機面對地球時的精確瞬間拍攝一幀,然後將其發送回地球,繼而被處理成視頻的格式。

星體跟蹤定位器的設計者、丹麥科技大學的約爾根森表示:「我們每個人以及正在做的事都濃縮在那一視野里。」朱諾的波設備記錄了飛經時的業餘無線電信號,該設備適用於測量木星磁氣圈的無線電和等離子體波。朱諾探測器項目經理、美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的瑞克·尼巴肯(Rick Nybakken)表示:「隨著地球飛近探測的完成,朱諾已經位於前往木星的路上。」

朱諾探測器發射於2011年8月5日美國佛羅里達州肯尼迪太空飛行中心。2016年朱諾到達並進入木星軌道後,該宇宙飛船將環繞木星33次,並利用自身的科學設備探測這氣體巨星模糊的雲量。科學家們將了解到木星的起源、內部結構、大氣層和磁氣圈。

朱諾探測器發回首張地球圖片(圖)

朱諾的運行軌道超出了火星的軌道,隨後又返回內太陽系,周三朱諾在地球進行速度推進低空飛行以獲得足夠的能量前往木星。

英國每日郵報報道,近日美國宇航局朱諾軌道器拍攝了第一張地球的驚嘆圖片。雖然探測器意外的進入「安全模式」,但它仍順利的將圖片發回地球。朱諾前行的速度從12.6萬千米每小時加速到14萬千米每小時,這將產生足夠的動量經過木星的小行星帶,預計探測器將於2016年到達木星。

這一造價11億美元的宇宙飛船將利用9項設備探測木星深處,並揭示行星的起源。上周三,這艘太陽能驅動、風車形狀的宇宙飛船按原計划進入地球陰影處,但工程師們對它的忽然出現感到困惑不已。在最接近點,朱諾甚至朝南非海岸猛衝了563千米。

美國宇航局隨後意識到朱諾宇宙飛船已經進入安全模式——當宇宙飛船感知到存在問題時,就會按程序化進入的狀態。

美國宇航局表示,如果天氣狀況好的話,觀星者利用雙筒望遠鏡或者小型望遠鏡就能看到朱諾橫穿天空。全球各地的業餘無線電報員也被鼓勵用莫爾斯電報電碼打招呼——一種朱諾的無線電或可能檢測到的信息。

朱諾在地球附近進行了聚集動量的飛行探測,該飛船並沒有出現任何問題。之前前往外太空的項目都是利用地球作為引力彈弓,因為並沒有足夠強大的火箭能夠進行直接飛行。

20世紀90年代,伽利略宇宙飛船曾兩次路經地球前往木星,後者是太陽系內最大的行星,距離太陽7.79億千米。

發射於2011年的朱諾宇宙飛船飛經了地球最近的行星鄰居火星的軌道,隨後又回送地球進行短暫「拜訪」。根據太空項目的標準,朱諾的地球短暫之旅與去年好奇號火星漫遊車令人緊張的著陸相比,顯得非常低調。由於曾經發生過宇宙飛船低空飛行,因此項目經理預測這是場順利的飛行。

儘管美國政府的關閉導致美國宇航局無法更新自己的網站和推特,但美國宇航局的項目仍在持續進行。本周美國宇航局的最新宇宙飛船月球大氣與塵埃環境探測器(LADEE)順利進入月球軌道。

自20世紀70年代起,各種宇宙飛船就環繞或者飛經木星,包括旅行者號,先驅者號,伽利略號,尤利西斯號,卡西尼號,以及最近的新地平線號,後者正朝冥王星快速移動。項目發射回了大量令人震驚的圖片,包括木星的標誌大紅斑,狂暴的類似颶風的風暴以及它的很多衛星。

朱諾將比任何之前的宇宙飛船更貼近木星,環繞木星運行至少一年時間,並研究它雲層覆蓋的大氣層以及神秘的內部結構,以更好的了解這顆巨大行星是如何形成的。

日本提出月球環概念 收集太陽能發回地球(圖)

藝術家印象圖展示了日本清水公司設想的月球帶太陽能驅動電源環。一個巨大的太陽能陣列環將收集太陽能,並將產生的能量通過微波和激光發射器返回地球。

美國太空網報道,當涉及太空和能量時,我們必須從長遠宏觀的角度考慮,這便是目前一家日本公司所做的——他們將月球納入考慮範圍了。月球的優點之一便是其中一個半球一直沐浴在陽光下(除了偶爾的月食),因此利用太陽能電池板產生能量似乎是個不錯的方案,拿中國近期發射的嫦娥3號玉兔月球車為例,它也是太陽能驅動的,此外阿波羅號的宇航員在月球風化層也設立了太陽能驅動實驗。

不妨設想一下清水公司提出的方案:將月球的赤道彎曲成250英里寬的太陽能電池板並將產生的能量反射回地球。他們估計這個概念可能會產生持續的1.3萬萬兆瓦能量流。根據美國科技博客BusinessInsider報道,「整個美國在一個夏天內的全部發電容量是1050.9萬兆瓦。」這樣巨大的能源將極大的為我們文明所用。歐比旺可能都會說:「這不是月亮,這根本是個空間(太陽能)站。」

「從有限資源的經濟使用至清潔能源的無限使用的轉變是所有人類的最終夢想,」該公司主頁上這樣顯示。「月球環——我們的太陽能發電概念——將通過將這些獨創性的想法與先進的太空技術相結合,從而將這一夢想變為現實。」

的確如此,先進的太空技術是必不可少的,不僅僅是用於獲取太陽能並有效的將其反射回地球,月球環的建造還需要機器人技術發展的好幾個飛躍。同時,所有的工程任務必須見證國際太空條約的某些重大變化才可能實現。

月球環將環繞月球6800英里,它將通過機器人來建造,後者將「在月球表面執行各種任務,包括抬高地平面和發掘堅硬的地層。」整個項目將由一組人類科學家負責,機器人的任務將從地球上遠距離操控。

這張圖片展示了日本清水公司創新性的月球帶改變,它能夠反射大量月球太陽能陣列產生的能量回地球,以供地球上的人類使用。

在月球表面建造巨大的太陽能電池板可能並不困難,但問題是如何將能量傳回地球?由於我們的大氣層對微波和激光來說幾乎是透明的,因此清水公司設想通過微波/激光發射器將太陽能傳回地球正對月球的那一面。隨著月球環繞地球運行且地球本身在自轉,國際接收站可以將大量接收到的月球太陽能傳遞給電網。

設計師們殷切的指出這是全人類都將受益的綠色能源。此外,當基礎設施已經建立好,其它資源也可以相應地開採——例如寶貴的礦物資源和利用風化層製造產品。人們可以想像國際財團以及/或者公司買下月球環的股份以輔助其建造。每一個合伙人都將有權利在自己選擇的地點建造接收站,從而脫離有毒的能量源。2011年日本受到了摧毀性的福島災難,它目前正積極尋找替代的能源以擺脫核能源。

清水公司並不是建議我們現在就建造月球環——他們提議2035年將是合適的開始時間。屆時,他們想像空間太陽能的科技——通過微波發射器將能量反射回地球的軌道太陽能電池板——將已經成熟,我們應該有足夠的太空基礎設施以支持這一項目。至於現在對小的技術細節的擔憂——例如月球環的太陽能電池板將如何被清理,國際社會是否會支持這一計劃——顯得有些過早了。

這一項目雖然看起來似乎有點「遙不可及」,但是設想一下高度發展的當今科技,它並非不可能實現的。當然,這將是人類面臨的最大的工程任務,但它與我們設想的一個高級文明將能夠建造的設施是一致的。

如果我們能夠完成此巨作,那麼我們將走向卡爾達肖夫指數的I型文明,卡爾達肖夫指數是指對文明發展水平的測量。我們現在是0型文明,我們擁有非常有限的治理全球能源供應的能力,如果我們到達I型文明,那麼我們將能夠熟練的應用地球上所有可獲得的能源。因此,如果我們在地球天然的軌道衛星上設立一個空間太陽能中心,我們將在文明發展水平上獲得極大的飛躍。

這可能僅僅是個概念,但不難想像月球環將經歷幾個迭代過程然後變為現實。有時候,你必須有遠見才能應對人類文明面臨的某些巨大挑戰。

地球正在加速將月球推開(圖)

潮汐

新科學家報道,根據一項最新模型表示,地球正以前所未有的速度推開月球的環繞,這種速度比過去5000萬年的速度都要快。這項模型主要研究了潮汐力影響月球軌道的方式,它的結果將幫助揭開困擾天文學家很多年的神秘之謎——月球的年齡究竟有多大?

月球的引力會產生地球上漲潮和退潮的每日循環,這將消散兩個天體之間的能量,減慢地球的自轉速率並引起月球軌道以每年3.8厘米的速率擴張。如果這種速率保持不變的話,那麼月球應該有15億年老,而有的月球岩石大約有45億年老。

美國印第安納州西拉斐特普渡大學的馬修·胡貝爾(Matthew Huber)帶領的研究小組搜集了海洋深度和5000萬年前存在的大陸輪廓的數據,並將這些數據輸入一個模擬古代潮汐的模型里。那時候的能量消散只有現在速率的一半,因此月球遠離地球的速率也相對更慢。

問題的關鍵是北大西洋,它現在更加寬闊,使得海水能夠以12小時的循環發生潮漲潮落,胡貝爾這樣說道。就像小孩在浴缸里滑翔,它會產生更大的波浪和更高的潮汐,從而以更快的速率推動月球遠離。

科學家稱月球曾為地球一部分(圖)

地球早期自轉周期2.5小時行星撞地產生月球

新科學家報道,近日科學家首次提出了兩個關於月球形成的天體碰撞新模型,用於解釋為什麼月球的成分與地球相同。這兩個模型都建立在一個假設上:早期地球旋轉速度比之前預想的快得多——一個地球日大約只有2.5小時。

科學認為早在45億年前,一個行星大小的天體與早期地球發生碰撞,剩下的殘餘物形成了月球。但一直以來的問題是,碰撞模擬結果總是顯示月球的形成成分主要來自撞擊天體。在過去的十年里,研究學者一直在對月球的岩石進行分析。他們發現月球上的氧同位素比例與地球上的幾乎一模一樣,這表明這兩個天體是由同種材料組成的。火星和小行星的隕石里的氧同位素比例與地球的大不相同,所以撞擊早期地球的天體的氧同位素比例與地球的很可能也不盡相同。

「這讓我們困惑不已,」美國科羅拉多州博爾德市西南研究院的羅賓·肯納普(Robin Canup)這樣說道:「月球的氧同位素比例為什麼會和地球上的一模一樣,這讓人百思不得其解。」

自轉速度兩個最新的模型解決了這個難題,而這多虧了研究學者提出的關於太陽系混沌初期地球自轉速度的新見解。早期的碰撞模型都假設在月球形成初期,地球的自轉周期為5小時,這是由於當時月球與地球的距離比現在小得多,而自那時起,兩者之間的距離在不斷增大(大約每年幾厘米)。正如滑冰者將手臂抱在胸前時自身旋轉速度會更快,根據角動量守恆原理,當月球距離地球更近時,地球的旋轉速度也相對更快——隨著月球的逐漸遠離,旋轉速度也逐漸減慢。因此,在月球形成初期時地球自轉時間從5小時逐漸演化到現在的24小時。

但是,基於這個自轉速度的大碰撞模型導致的動力學結果顯示的月球成分總是錯誤的。直到最近,美國加州山景城地外文明搜索研究所的馬提亞·庫克(Matija Cuk)以及哈佛大學的莎拉·斯圖爾特(Sarah Stewart )提出一種導致地球自轉速度減慢的新機制。它表明地球在大碰撞發生時的自轉周期最短可以達到2.5小時。這種機制涉及了太陽對月球的引力拖拽,使得月球從地球上「偷取」動量,減慢了地球的自轉速度。

更小更快的撞擊者

基於庫克和斯圖爾特的工作,肯納普創造了一種關於月球形成的完整模型。在她的模型中,兩個質量大約是地球現在質量的一半的天體,撞擊並緊密的合為一體。撞擊產生的能量將兩者融化。大部分的質量形成了一個中央行星,少部分蒸汽則進入環繞行星的盤狀體內,後者在100年的時間內逐漸合併形成月球。碰撞形成的兩個天體擁有一樣的成分,這是由天體撞擊後融化的岩石相互混合所致。

庫克和斯圖爾特則提出了另一個模型。他們發現如果假設地球在碰撞前的自轉周期已經是2.5小時,一個比之前預想還要小、速度還要快的撞擊天體可能會產生月球。與肯納普的模型相似,撞擊產生的行星和月球的成分90%類似於現在地球的成分,剩餘10%來自撞擊天體。

庫克認為自己的這個模型更具說服力,「撞擊天體體積比預想的更小的可信度比較大,因為宇宙中不乏這樣小質量天體。」基於模擬數據,肯納普表示撞擊天體與地球體積大小一樣的概率大約是1/5,「這並非完全不可能。」

加州大學聖克魯斯分校的艾瑞克·阿斯帕(erik asphaug)表示,關於月球究竟是如何形成的,這兩個模型也許都不能完全解釋。但是地球旋轉速度更快的假設或許可以提供一些從未探索過的新概念,「這將會引發新一輪的爭論。

研究稱一行星與地球相撞產生月球 進而促使生命誕生

對月球岩石成分的研究顯示,地球曾與一個火星大小的行星發生劇烈碰撞(網頁截圖)

國際在線專稿:美國華盛頓大學科學家分析登月項目中採集回來的20塊月球岩石後發現新的證據,證明月球是一顆火星大小的行星與早期地球相撞後形成的。

分析發現,月球岩石含有一種鋅同位素,這是數十億年前大碰撞的標誌。與地球或火星岩石相比,月球岩石中鋅的含量更低,但這種鋅同位素卻更多,這很可能是月球形成時發生了整體融化的現象。鋅同位素研究支持這種理論,即一顆相當於火星大小的行星與地球發生巨大撞擊,從而創造了地月系統。

沒有月球,地球上可能就不會有生命。月球誕生後,與地球的距離比現在近得多,引發更大潮汐。而這些潮汐對海岸線周圍的鹽度產生重大影響,進而推動類似原始DNA的生物分子進化。

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