梦幻城堡上空的NEOWISE彗星

梦幻城堡上空的NEOWISE彗星

ByNASA中文

2020年7月23日 Fairytale NEOWISE Image Credit & Copyright: Stephane Guisard (Los Cielos de America, TWAN) Explanation: Comet dust falls through a twilight sky in this dream-like scene, but it’s not part of a fairytale movie. Still, Castle Neuschwanstein, nestled in the Bavarian Alps, did inspire Disneyland’s Sleeping Beauty Castle. Captured on July 20, the bright streak above the castle towers is likely a Perseid meteor. Though it peaks near mid-August, the annual summer meteor shower is active now. The meteor trail over the fairytale castle can be traced back to the shower’s radiant in the heroic constellation Perseus off the top right of the frame. Perseid meteors are produced by dust from periodic Comet Swift-Tuttle. With its own broad dust tail now sweeping through northern skies…

哈雷彗星与史汪彗星

哈雷彗星与史汪彗星

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2020 May 14 Comet Halley vs Comet SWAN Image Credit & Copyright: Luc Perrot (TWAN) Explanation: The pre-dawn hours of May 3rd were moonless as grains of cosmic dust streaked through southern skies above Reunion Island. Swept up as planet Earth plowed through dusty debris streams left behind periodic Comet 1/P Halley, the annual meteor shower is known as the Eta Aquarids. This inspired exposure captures a bright aquarid meteor flashing left to right over a sea of clouds. The meteor streak points back to the shower’s radiant in the constellation Aquarius, well above the eastern horizon and off the top of the frame. Known for speed Eta Aquarid meteors move fast, entering the atmosphere at about 66 kilometers per second, visible at altitudes of…

空中的流星和银河

空中的流星和银河

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2019 October 10 Mid-Air Meteor and Milky Way Image Credit & Copyright: Eric Wagner Explanation: On September 24, a late evening commercial flight from Singapore to Australia offered stratospheric views of the southern hemisphere’s night sky, if you chose a window seat. In fact, a well-planned seating choice with a window facing toward the Milky Way allowed the set up of a sensitive digital camera on a tripod mount to record the galaxy’s central bulge in a series of 10 second long exposures. By chance, one of the exposures caught this bright fireball meteor in the starry frame. Reflected along the wing of the A380 aircraft, the brilliant greenish streak is also internally reflected in the double layer window, producing a fainter parallel to the…

“火球流星”划过澳洲上空，释放能量相当于小型核弹

“火球流星”划过澳洲上空，释放能量相当于小型核弹

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在过去的一周里，发生了两起壮观的景象：巨大的火球划过了澳大利亚的上空。经过美国航空航天局（NASA）的证实，一颗“调皮的”流星与澳大利亚的海岸来了次亲密接触，最终落入了大澳大利亚湾（Great Australian Bight）的水域之中，威力与小型核弹相近。 第一起“火球事件”发生在5月20日周一的凌晨，横跨了澳大利亚的整个北领地（Northern Territory），在泰能特溪（Tennant Creek）和爱丽斯泉（Alice Springs）都能看到（这两个地方相距500多千米）。第二起发生在两天之后，划过了南澳大利亚和维多利亚州的上空。 点亮南阿德莱德医院上空的巨大火球。当火球炸裂时，小小的白绿色光猛然变成一个巨大的橙色火焰球。 来源：theconversation.com 根据NASA的近地天体研究中心（Centre for Near-Earth Object Studies，CNEOS），第二起“火球事件”的引发流星体进入大气层的速度高达11.5千米/秒，与大气发生剧烈摩擦后发生了部分分裂，坠落在距离甘比尔山（Mount Gambier）西南约186英里（300千米）外的大澳大利亚湾的水域之中，坠落之前划过天空释放出的能量等同于一颗小型核弹。 墨尔本莫宁顿半岛的闭路电视镜头拍摄的流星照亮了海湾上的夜空。 来源：theconversation.com 这样的“火球事件”实际上就是流星现象，并非十分罕见，但却再一次提醒了我们：地球处在一个大型“天体射击场”中，时刻面临着小行星、彗星和星际尘埃的撞击。这些事件除了本身是一种壮观的奇景，还是我们理解太阳系形成和历史的关键所在。 [rml_read_more] 撞！砰！炸！ 如果夜空足够晴朗，而你又有足够的耐心一直凝视着夜空，你就会看见流星划过，那浪漫的明亮一闪，是星际物体进入地球大气层时摩擦燃烧成火所产生的光迹。大部分星体的碎片最终会在大气中蒸发，不会对地球和地球上的生物造成损害，蒸发的过程发生在距离我们80-100千米的高空中。这样的情节一直都在悄无声息地上演，每天蒸发的碎片约有100吨之多。 流星体的体积越大，划过大气层产生的闪光久越壮观。NASA的工程师史蒂夫•切斯利（Steve Chesley）表示，如果说比较常见的流星是由一粒尘埃那么大的流星体引起的，那么这周在澳大利亚引起“火球”一辆小汽车那么大。这种影响比常见的小型星体要罕见得多，因为在太阳系中，小型星体比大型星体要多得多。 如果是更大的星际物质划过大气层，那就会产生更加壮丽奇绝的景象。2013年2月俄罗斯车里雅宾斯克发生的流星爆炸事件，可能是100年以来地球上发生的最大的一次星体撞击，造成了相当严重的损害和人员伤亡，爆炸的星体直径约有20米，重约1万吨。 将时间推向更远的过去，就会出现数量更多、影响更惊人的星体冲撞事件。大约6600万年前，一颗直径大约10千米的彗星或小行星撞击了现在的墨西哥尤卡坦半岛，结果产生了一个直径大约200千米的火山口，导致包括恐龙在内的大规模物种灭绝。 实际上，这还不是地球经历过的最严重的撞击，在我们生存的这颗蓝色星球还很年轻的时候，它曾经受过一次真正灾难性的撞击事件，当时面对的星体相当于火星那么大。但是在那之后，当所有的尘埃和碎片最终化为乌有，我们的地球不再孤单，它迎来了月球这个特别的陪伴。 好消息是，能对地球生物造成性命威胁的撞击事件仍是极少数，科学家们正在积极地搜寻未来可能发生的事件，确保在比较近的时间里不会发生物种灭绝级别的撞击，所以，我们不必为此忧心忡忡。 相比之下，规模更小的撞击事件则发生的更加频繁，就像这周早些时候澳大利亚发生的两起“火球事件”，其实5月上旬的时候，美国伊利诺伊州也发生过一次“火球事件”。也就是说，像澳大利亚这样占地面积较大的国家，一周内连续发生两起“火球事件”并非那么罕见。 行星形成之初的远古遗物 这些明亮的火球也可以说是一种上天的恩赐，它们能帮助科学家理解太阳系的形成和演化。当星体的体积足够大，与大气摩擦产生的碎片或者直接是整个星体就有可能保持完整，成为新的陨石降落在地球上。 科学家们将这些小行星和彗星幻化的陨石视若珍宝，它们就像是星际之中的时间胶囊，可能起源于遥远的早期太阳系。 在被发现之前，地球上的大部分陨石已经静静地躺过了漫长的岁月，被称作“寻获陨石”（find），虽然它们的价值仍然不菲，但通常情况下，地球潮湿温暖的环境会让它们风化降解，化学成分因此发生变化。降落地球的过程直接被观察到，并在几个小时或几天之内就被找到的陨石被称作“见落陨石”（fall），相比之下，见落陨石的价值就会更高。在研究见落陨石的结构成分时，我们就能拍胸脯说我们研究的是来自远古的原始之物，而不必担心地球可能会对它有任何影响。 循迹火球 因此，“澳大利亚沙漠火球网络”（Australian Desert Fireball Network）已经在澳洲广阔的领土上建立了一个庞大的摄像网络，目的是整夜整夜地在天空中搜寻类似的火球。 如果能从多个方向上观测到一个火球，那么我们就能对它在大气中的运动轨迹进行三角测量，计算出是否有陨石降落下来。利用这些观测数据，我们甚至能找出绝佳的观测位置。 降落在大澳大利亚湾的火球碎片 版权：NASA 除了摄像系统，沙漠火球网络的项目团队还开发了一个免费的应用软件“空中的火球”（Fireballs in the Sky），让目睹事件的人们能通过这个应用他们的观测信息，让这些信息发挥最大的效用。 至于本周澳大利亚南部的火球事件，“南澳大利亚沿岸的人们看到的是一场壮观的星光秀，也可能伴有非常响亮的爆炸声，使窗户嘎嘎作响，但还不足以震碎窗户玻璃；最后就会像是一颗小鹅卵石落到了地球上，在与大气摩擦的过程中会迅速减速，不会保持一开始可怕的高超音速。” 参考： [1]https://theconversation.com/what-caused-the-fireballs-that-lit-up-the-sky-over-australia-117672 [2]https://www.express.co.uk/news/science/1131938/NASA-meteor-Australia-fireball-meteorite-nuclear-bomb-Adelaide [3]https://www.abc.net.au/news/2019-05-22/suspected-meteor-spotted-across-the-sky-in-south-australia/11136648

在流星的撞击下，月球表面出现了“喷泉”

在流星的撞击下，月球表面出现了“喷泉”

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来自美国航空航天局（NASA）和位于马里兰州劳雷尔的约翰•霍普金斯大学（Johns Hopkins University）应用物理实验室（Applied Physics Laboratory）的研究人员声称，撞击月球的流星群（meteoroid stream）给月球大气注入了暂时性的水蒸气。 这一发现将有助于科学家探索月球上水的历史。月球上的水为未来长期月球任务，以及人类深空探索提供了维持人类活动的资源。已有多种模型证明，流星体在撞击月球时会将月球中的水释放出来，形成水蒸气，但科学家一直没有观察到相应的现象。 现在，在月球大气及尘埃环境探测器（Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer，LADEE）收集到的数据中，研究团队发现了数十个月球上的水释放事件。LADEE是NASA的月球探测和技术示范任务，围绕月球运行，收集与月球稀薄大气结构和组成相关的详细信息，并确定在这个过程中，月球上的尘埃是否有被带入到大气中。 来自LADEE航天器的数据显示：月球表面会定期释放出水。 版权：NASA/戈达德（Goddard）/丹•加拉格尔（Dan Gallagher） [rml_read_more] 在流星雨期间，当微流星体穿透月球干燥表面，并撞击到下方的水合层时，水就从月球中释放并喷射出来。 版权：NASA/戈达德（Goddard）/丹•加拉格尔（Dan Gallagher） 这一艺术概念动画显示了穿过地球和月球的流星雨，使得LADEE（动画中未显示）能够探测到月球上水分子信号的峰值。 版权：NASA/戈达德（Goddard）/丹•加拉格尔（Dan Gallagher） 科学家发现，在流星雨期间，月球中正释放出水。当彗星碎片撞击月球时，这种小碎片会在月球土壤中产生一种冲击波。如果冲撞的碎片足够大，这种冲击波会破坏月球干燥的上层土壤，并释放出下方水合层（hydrated layer）中的水分子；在进入稀薄的月球大气层时，LADEE太空船探测到了这些水分子。这一发现给未来的月球探索提供了潜在的水资源，同时也让我们对月球的历史地质和演化过程的认识和理解上升了一个层次。 “对于绝大部分这样的‘撞击喷泉事件’，我们找到了相应的已知流星群，但这项研究真正令人瞠目结舌的部分是：我们同时还找到了此前从来没发现过的四个流星群存在的证据。”迈赫迪•本纳（Mehdi Benna）说道。本纳来自NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德航天中心（Goddard Space Flight Center），以及马里兰大学巴尔的摩分校（University of Maryland Baltimore County），同时也是本次研究的主要作者。该研究发表在《自然•地球科学》（Nature Geosciences）期刊上。 LADEE探测到的、最新确认的流星群，于2014年1月9日、4月2日、4月5日以及4月9日出现在月球上。 LADEE太空船（左）探测到的月球上喷涌的水蒸气（右）艺术概念图，由流星体撞击月球引发。 版权：NASA/戈达德/概念图像实验室（Conceptual Image Lab） 现有的数据表明，月球上存在水分子（H2O）以及羟基（-OH，与H2O的性质相似，比H2O更活泼）。但关于月球上水的起源，不论是水是否在月球上广泛分布还是水在月球上存在的数量，争议仍然无休无止。 “大部分时间里，月球大气中都不存在数量可观的H2O或是-OH，”理查德•埃尔菲奇说道，“但当月球运行到穿过其中一段流星群中时，引发的水蒸气喷涌就足以让我们探测到了；然后，相应的流星群撞击事件结束之时，也即H2O或-OH隐退之时。”埃尔菲奇来自NASA位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心（Ames Research Center）。 月球科学家常常用术语“水”（water）来指代H2O和-OH。未来的月球探索任务可能会解决月球上究竟有多少H2O和多少-OH的存在。 LADEE由NASA位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心建造和管理，利用戈达德航天中心建造的中性质谱仪（Neutral Mass Spectrometer）来探测月球水蒸气。LADEE太空船围绕月球运行的时间起于2013年10月，止于2014年4月，在此期间收集了月球大气结构和组成相关的详细信息，实际上相比于“月球大气”，更准确的说法是“月球外层”（exosphere）——笼罩在月球周围的一层稀薄气体。 为了将水从月球的水合层中释放出来，撞击月球的流星体至少必须砸进月球表面以下3英寸（8厘米）的深度。在月球干燥的表层土壤之下，有一个很薄的过渡层，再往下就是水合层，在水合层中，水分子可能会附着于一些土壤和被称作风化层（regolith）的岩石上。 基于对“月球外层”中的水分子测量，研究人员计算出了水合层的含水量：浓度约为200 – 500 ppm（part per million，用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度，也称百万分比浓度），即质量百分比约为0.02% – 0，05%；比地球上最为干燥的土壤含水量还要低得多。这一测量结果与早期的研究结果一致。月球大气的含水量如此之低：如果想要收集16盎司（约473毫升）的水，需要对超过一吨的月球风化层土壤进行处理。 由于月球表面的物质结构非常松软，所以即使是很小一块、直径仅半英寸（5厘米）的流星体，也能穿透月球表层土壤，释放出少量的水蒸气喷流。流星体的每一次撞击，都会引起一个小冲击波在月球表面小范围传播，释放出周围土壤中的水。 当流星群撞击月球表面，流星体如雨般降落之时，从水合层中释放出的水就会进入“月球外层”，并分散开来直至布满这层稀薄的月球大气。其中大约三分之二的水蒸气会逃逸进入太空，而剩下的三分之一则会回落到月球表面。 这张信息图显示了月球水循环，依据的是LADEE太空船上中性质谱仪的最新观测结果。在月球表面，干燥的表层土壤之下是水合层，来自流星体的撞击会释放出其中的水分子。被释放进入月球稀薄大气的水分子，一部分逃逸进入太空，另一部分则重新沉积到月球表面的其他地方。这些水分子的一部分来源于太阳风（solar wind）和月球表面的化学反应，另一部分来源于撞击的流星体本身。然而，为了平衡流星撞击损失的水分子，月球水合层需要从更深层的古老蓄水层中补充水分。 版权：NASA戈达德/迈赫迪•本纳/杰伊•弗里德兰德（Jay Friedlander） 在月球两极附近陨石坑冷暗区域周围的“冷阱”（cold trap）中，沉积着少量的冰，而上述的发现有助于解释这些冰的存在。月球上已知的大部分水都位于冷阱之中，由于冷阱的温度极低，水蒸气和其他挥发性物质运动到这一区域时，会在很长一段时间（可能长达数十亿年）内保持稳定。流星体的撞击能将水分子送入或带离冷阱。 研究团队排除了一种可能，那就是所有探测到的水都来自流星体本身。 “我们知道一定有一部分水是来自月球的，因为释放出的水量大于撞击月球流星体上的水量总和。”论文的第二作者达娜•赫莉（Dana Hurley）说道，赫莉来自约翰•霍普金斯大学应用物理实验室。 分析表明，流星体撞击释放水的速度，大于太阳风冲击月球表面反应生成水的速度。 “损失的水分子可能拥有着古老的历史，要么可以追溯到月球形成之初，要么在月球历史的早期就已经沉积下来了。”本纳说道。 NASA正与商业和国际合作伙伴一同计划着月球探索的回归项目，以扩大人类在太空中的布局，并找寻新的科学知识和机遇。 参考： [1]https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2019/ladee-lunar-water/ [2]https://www.nature.com/articles/s41561-019-0345-3