太阳系最大的石块

太阳系最大的石块

2023年1月1日 The Largest Rock in our Solar System Image Credit: NASA, Voyager 1 spacecraft Explanation: There, that dot on the right, that’s the largest rock known in our Solar System. It is larger than every known asteroid, moon, and comet nucleus. It is larger than any other local rocky planet. This rock is so large its gravity makes it into a large ball that holds heavy gases near its surface. (It used to be the largest known rock of any type until the recent discoveries of large dense planets orbiting other stars.) The Voyager 1 spacecraft took the featured picture — famously called Pale Blue Dot — of this giant space rock in 1990 from the outer Solar System. Today, this rock starts another orbit…

“暗淡蓝点”拍摄30周年

“暗淡蓝点”拍摄30周年

旅行者1号拍摄到的“太阳系全家福“,由60张照片拼接而成,里面包含了6颗行星和太阳的图像。 Credits: NASA/JPL-Caltech 1990年2月14日,正当时旅行者1号刚完成其首要任务之际,NASA发出指令指示旅行者1号向后看以拍摄它所探访过的行星。NASA最终从这个动作中编译出60帧照片,辑成了一幅太阳系全家福。 《暗淡蓝点》 Credit: NASA/JPL 上面这张照片是旅行者1号在距离地球60亿公里处拍摄的地球,名为《暗淡蓝点》,这是旅行者1号拍摄的著名地球照片之一,显示了地球悬浮在太阳系漆黑的背景中。亦由这张照片使美国著名天文学家卡尔·萨根博士因而得到灵感,写成了《Pale Blue Dot》。 在1996年5月11日的一个学位颁授典礼上,萨根博士透露了从这张照片得到的深层启示,而奈尔·德葛拉司·泰森也在节目《宇宙时空之旅》中引用了这段话。 我们成功地(从外太空)拍到这张照片,细心再看,你会看见一个小点。就是这里,就是我们的家,就是我们。在这点上每个你爱的人、每个你认识的人、每个你曾经听过的人,以及每个曾经存在的人,都在那里过完一生。 这里集合了一切的欢喜与苦难,数千个自信的宗教、意识形态以及经济学说,每个猎人和搜寻者、每个英雄和懦夫、每个文明的创造者与毁灭者、每个国王与农夫、每对相恋中的年轻爱侣、每个充满希望的孩子、每对父母、发明家和探险家,每个教授道德的老师、每个贪污政客、每个超级巨星、每个至高无上的领袖、每个人类历史上的圣人与罪人,都住在这里,一粒悬浮在阳光下的微尘。 ……     …… 地球是目前唯一有生命的星球,再无其他去处,至少在不久的将来亦是如此,没有外星球,供人类迁移,只可参观,不能定居。不管你喜欢与否,现在,只有地球供我们立足。 一直有人说天文学是令人谦卑,同时也是一种塑造性格的学问。对我来说,希望没有比这张从远处拍摄我们微小世界的照片更好的示范,去展示人类自负和愚蠢。对我来说,这强调了我们应该更加亲切和富同情心地去对待身边的每一个人,同时更加保护和珍惜这暗淡蓝点,这个我们目前所知唯一的家。 新版本的“暗淡蓝点” 这是NASA喷气推进实验室(JPL)发布的新版本“暗淡蓝点”图像 Credits: NASA/JPL-Caltech 为纪念“暗淡蓝点”拍摄30周年,NASA使用现代图像处理软件,同时尊重了原始数据以及当年计划拍摄这张照片的人的意愿,发布了新版本“暗淡蓝点”图像。Tif图片下载地址:https://photojournal.jpl.nasa.gov/tiff/PIA23645.tif 和之前版本一样,在这张彩色的图像中,一个明亮的蓝色像素,单一的位于浩瀚的太空中。在旅行者1号1990年2月14日拍摄完这张“暗淡蓝点”几分钟后,NASA关闭了旅行者1号的相机,这是为了节省电力,同时也因为旅行者1号和2号一样,在有生之年不会再近距离飞越其他任何天体,这样做有助于延长它们的寿命。 Credit:NASA 截止今天,旅行者1号距离地球约222.4亿公里,如果旅行者1号以光速前行的话,走了20小时36分28秒。 参考 [1]https://www.nasa.gov/feature/jpl/pale-blue-dot-revisited [2]https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA00452

旅行者2号阐明星际空间的边界

旅行者2号阐明星际空间的边界

这幅艺术概念图展示了美国国家航空航天局(NASA)的旅行者号(Voyager)探测器进入星际空间,即宇宙中恒星之间的空间。该区域主要由数百万年前巨星死亡时喷射出的等离子体组成。更热而稀疏的等离子体充满了“太阳气泡”(即日球层,因为形象地说,日球层就好像太阳风向外吹出的一个气泡)。 版权:NASA/喷气推进实验室-加州理工学院(JPL-Caltech) 一年前的2018年11月5日,NASA的旅行者2号成为历史上仅有的第二个穿过日球层(heliosphere)的探测器。日球层是太阳产生的由粒子和磁场构成的保护罩,位于距离地球约110亿英里(180亿公里)处,这已远远超出了冥王星的轨道,旅行者2号已进入了星际空间,或者说恒星之间的空间。一年后的今天,《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上的五篇新研究论文,对科学家们在旅行者2号历史性跨越期间及后续所观察到的情况进行了描述。 每一篇论文都详细介绍了关于旅行者2号上五种操作科学仪器其中一个的发现:一个磁场传感器,两种用于检测不同能量范围内高能粒子的仪器和两种用于研究等离子体(由带电粒子组成的气体)的仪器。总的来说,这些发现有助于描绘出关于这一宇宙边界线的图景,由太阳创造的环境在此结束,浩瀚的星际空间从此开始。 太阳的日球层就像一艘航行于星际空间的轮船。日球层和星际空间内都充满了等离子体,这种气体中一些原子的电子被剥夺。日球层内的等离子体热而稀疏,而星际空间内的等离子体则更冷、更致密。恒星之间的空间还包含宇宙射线或被爆炸的恒星而加速的粒子。旅行者1号发现日球层可以保护地球和其他行星免受70%以上的宇宙辐射。 当旅行者2号于去年离开日球层时,科学家们宣布其两个高能粒子探测器发生了巨大的变化:仪器探测到的日球层粒子比率骤然下跌,而宇宙射线(通常比日球层粒子具有更高的能量)的比率急剧上升并保持在高比率。这些变化证实了旅行者2号已经进入了一个新的空间区域。 这张插图显示了NASA的旅行者1号和旅行者2号探测器在日球层之外的位置。日球层是由太阳产生的保护罩,一直延伸到冥王星的轨道之外。 版权:NASA/JPL-Caltech 在旅行者1号于2012年到达日球层边缘之前,科学家们并不知道该边界距离太阳有多远。在大约11年的太阳活动周期中,太阳经历了一段高度活跃期和低谷期。在该不断循环往复的周期中,旅行者1号和旅行者2号分别在不同的位置,于不同的时间离开了日球层。科学家们预计日球层的边缘,即所谓的“日球层顶”(heliopause),会随着随着太阳活动的变化发生移动,就像肺部随着呼吸扩张和收缩一样。这与两个探测器在距太阳不同距离处遇到“日球层顶”的事实是一致的。 如今,新论文证实了旅行者2号还未像其孪生兄弟旅行者1号一样进入到未被扰动的星际空间,旅行者2号似乎处于恰在日球层之外的一个扰动的过渡区域。 旅行者号项目科学家、加州理工学院物理学教授艾德•斯通(Ed Stone)表示:“旅行者号探测器向我们展示了太阳如何与填充银河系中恒星之间大部分空间的物质相互作用。如果没有旅行者2号传回的新数据,我们就不会知道通过旅行者1号所看到的景象是整个日球层的特征还是仅特定于它经过的地点和时间。 等离子体压缩 正如科学家们所预期的那样,两个旅行者号探测器已证实其所处星际空间中的等离子体比日球层中等离子体的密度明显要大得多。旅行者2号还测量了附近星际空间内等离子体的温度,并证实其温度低于日球层内的等离子体。 2012年,旅行者1号于恰在日球层外所观测到的等离子体密度略高于预期,表明等离子体受到了一定程度的压缩。旅行者2号观测到日球层外的等离子体温度比预期略高,这也可能表明等离子体受到压缩。(日球层之外等离子体的温度仍然低于日球层以内的等离子体。)旅行者2号还观测到在即将离开日光层之前等离子体密度略有增加,这表明等离子体在日球层的内部边缘周围被压缩。但是科学家们尚未完全了解究竟是什么导致了日球层内外的等离子体压缩。 泄漏的粒子 如果日球层就像一艘航行于星际空间的轮船,那么其船体似乎有一些渗漏。旅行者号的一个粒子仪器显示,来自日球层内部的一股粒子流正穿过边界并进入星际空间。相对于日球层在太空中的运动,旅行者1号从靠近日球层最“前端”的位置离开。另一方面,旅行者2号的位置则更靠近侧翼,该区域似乎比旅行者1号所处区域的漏孔更多。 磁场的奥秘 旅行者2号上磁场仪器的观测证实了旅行者1号的一项惊人发现:恰在日球层顶外区域的磁场与日球层内的磁场平行。科学家们通过旅行者1号仅得到了一个磁场样本,无法确定这种明显的平行是日球层整个外部区域的特征,或只是个巧合。据Stone说,旅行者2号的磁力计观测结果证实了旅行者1号的发现,表明两个磁场是平行的。 旅行者1号和2号探测器均于1977年发射,两者均飞越木星和土星。旅行者2号为了飞越天王星和海王星,在土星改变了航线,这是历史上唯一一次近距离飞越这两颗行星。两个旅行者号探测器在1989年完成了它们的“行星壮游”(Planetary Grand Tour),并开启了抵达日球层顶的星际任务。旅行者1号速度较快,目前距离太阳超过136亿英里(220亿公里),而旅行者2号距离太阳113亿英里(182亿公里)。光线从旅行者2号传播至地球大约需要16.5个小时。相比之下,光线从太阳传播到地球大约需要8分钟。 欲了解有关旅行者号的更多详细信息, 请访问:https://voyager.jpl.nasa.gov/。 参考: [1]https://www.nasa.gov/feature/jpl/voyager-2-illuminates-boundary-of-interstellar-space [2]https://www.nature.com/articles/s41550-019-0942-5