詹姆斯·韦伯太空望远镜发现双星在太空中形成“指纹”

詹姆斯·韦伯太空望远镜发现双星在太空中形成“指纹”

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这张来自NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的图片显示，Wolf-Rayet 140中的两颗恒星每八年产生一次类似于环形的尘埃壳层。每一个环都是恒星靠近时产生，它们的恒星风相互碰撞，压缩气体并形成尘埃环。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech 一张新照片显示了至少17个尘埃环，它们是由一种罕见的恒星及其伴星在天体舞蹈中形成的。 NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的一幅新图像显示了一幅非凡的宇宙景象：至少有17个同心尘埃环从一对恒星中发出。这两个星系距离地球仅5000光年，合称为Wolf-Rayet 140。 当两颗恒星靠近时，它们的恒星风（恒星吹向太空的气体流）相遇，压缩气体并形成尘埃时，就形成了尘埃环。这两颗恒星的轨道大约每8年让它们相遇一次；就像树干上的年轮一样，尘埃环标志着时间的流逝。 “我们正在研究这个系统产生的灰尘超过一个世纪。”美国国家科学基金会NOIRLab的天文学家刘瑞安说，刘瑞安是一项关于这个系统的新研究的主要作者，该研究于10月12日发表在《自然天文学》杂志上。“这张图片也说明了这台望远镜的灵敏度有多高。以前，我们只能用地面望远镜看到两个尘埃环。现在我们至少看到了17个。” 除了韦伯的整体灵敏度外，它的中红外仪器（MIRI）也特别适合研究尘埃环——或者刘瑞安和他的同事们所说的壳层，因为它们比图片中显示的更厚更宽。韦伯的科学仪器探测到红外光，这是一种人眼看不见的波长范围。MIRI探测到最长的红外波长，这意味着它通常可以看到比韦伯的其他仪器看到更冷的物体——包括尘埃环。MIRI的光谱仪还揭示了尘埃的成分，主要是由一种被称为沃尔夫-拉叶星的恒星喷射出的物质形成。 Wolf-Rayet 140中的两颗恒星每次轨道将它们相遇时都会产生尘埃环或尘埃壳。在这段视频中展示了它们轨道的可视化，这有助于说明它们的相互作用如何产生由NASA的韦伯太空望远镜观测到的指纹状图案。 影像来源：NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech MIRI是通过NASA和ESA（欧洲航天局）之间的50-50伙伴关系开发。位于南加州的的喷气推进实验室为NASA领导了这项工作，一个由欧洲天文研究所组成的多国联盟为ESA做出了贡献。 沃尔夫-拉叶星是一种O型恒星，出生时质量至少是我们太阳的25倍，它的寿命接近尾声，届时它可能会坍缩并形成黑洞。沃尔夫-拉叶星比年轻时燃烧得更热，它会产生强大的风，将大量气体推向太空。在这个过程中，这对特别的沃尔夫-拉叶星的质量可能减少了一半以上。 Wolf-Rayet恒星是一个O型恒星，出生时的质量至少是我们太阳的25倍，它的寿命接近尾声，届时可能会坍缩并形成黑洞。沃尔夫-雷耶特恒星比年轻时燃烧得更热，它会产生强大的风，将大量气体推向太空。这对特殊的沃尔夫-拉叶星可能在这个过程中失去了超过一半的原始质量。 在风中形成尘埃 将气体转化为尘埃有点像将面粉转化为面包：它需要特定的条件和成分。恒星中最常见的元素氢本身不能形成尘埃。但由于沃尔夫-拉叶星的质量太大，它们也会喷射出通常存在于恒星内部深处的更复杂的元素，包括碳。风中的重元素在进入太空时冷却，然后在来自两颗恒星的风相遇的地方被压缩，就像两只手揉面一样。 其他一些沃尔夫-拉耶特系统形成尘埃，但没有一个已知的环像沃尔夫-拉耶特140那样。之所以形成这种独特的环形图案，是因为WR 140中沃尔夫-拉叶星的轨道是拉长的，而不是圆形的。只有当恒星靠得很近——地球和太阳之间的距离差不多——它们的风相撞时，气体才有足够的压力形成尘埃。如果是圆形轨道，Wolf-Rayet双星可以连续产生尘埃。 这张图显示了太阳（左上角）与Wolf-Rayet 140星系中的两颗恒星的相对大小。这颗O型恒星的质量大约是太阳的30倍，而它的伴星质量大约是太阳的10倍。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 刘瑞安和他的合著者认为，WR 140的风也会将周围地区的残余物质吹走，清除掉它们可能与之碰撞的残余物质，这可能是光环保持原样而不是被涂抹或分散的原因。可能还有更多的环变得如此模糊和分散，甚至连韦伯都无法在数据中看到它们。 与我们的太阳相比，沃尔夫-拉叶星可能看起来很奇特，但它们可能在恒星和行星的形成中发挥了作用。当一颗沃尔夫-拉叶星清理出一个区域时，被扫走的物质会在外围堆积起来，密度足以形成新的恒星。有证据表明，太阳就是在这种情况下形成。 利用MIRI中分辨率光谱学模式的数据，这项新的研究提供了迄今为止最好的证据，证明沃尔夫-拉叶星产生富含碳的尘埃分子。更重要的是，这些保存的尘埃壳表明，这些尘埃可以在恒星之间的恶劣环境中生存，为未来的恒星和行星提供物质。 问题是，虽然天文学家估计银河系中至少应该有几千个沃尔夫-拉叶星，但迄今为止只发现了大约600个。 “尽管沃尔夫-拉叶星在我们银河系中很罕见，因为它们的寿命非常短，但在整个银河系的历史中，它们很可能在爆炸和/或形成黑洞之前产生了大量尘埃。”帕特里克·莫里斯说，他是加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院的天体物理学家，也是这项新研究的合著者。“我认为，有了NASA的新太空望远镜，我们将更多地了解这些恒星如何塑造恒星之间的物质，以及如何触发星系中新恒星的形成。” 詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴 ESA和CSA领导的一项国际计划。 亚利桑那大学的乔治·里克是米里美国科学团队的负责人。英国天文技术中心的吉莉安·赖特是MIRI欧洲首席研究员。英国ATC的阿利斯泰尔·格拉斯是MIRI仪器科学家，迈克尔·莱斯勒是JPL的美国项目科学家。拉斯洛·塔马斯与英国ATC共同管理欧洲联盟。MIRI制冷机的开发由喷气推进实验室领导和管理，与位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德航天飞行中心和位于加利福尼亚州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼公司合作。加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。 有关韦伯任务的更多信息，请访问: https://www.nasa.gov/webb 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/star-duo-forms-fingerprint-in-space-nasa-s-webb-finds

洞察号等待沙尘暴结束

洞察号等待沙尘暴结束

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NASA的洞察号火星车于2022年4月24日，即任务的第1211个火星日，拍摄了最后一张自拍。自2018年11月登陆火星以来，火星车的太阳能电池板已被灰尘覆盖，导致其功率水平逐渐下降。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 洞察号团队正在采取措施帮助太阳能火星车尽可能长时间地继续运行。 NASA的洞察号任务预计将在不久的将来结束，随着一场大陆级的沙尘暴在火星南半球上空盘旋，其太阳能电池板产生的电力最近有所下降。2022年9月21日，NASA的火星侦察轨道器（MRO）首次观测到这场风暴，风暴距离洞察号约2,175英里（3,500公里），最初风暴对火星车影响不大。 该任务仔细监测火星车的功率水平，随着太阳电池板上灰尘的积累，功率水平一直在稳步下降。到10月3日，星期一，风暴已经变得十分强大，扬起了太多的尘埃，使得洞察号周围火星大气中尘雾的厚度增加了近40%。随着到达火星车面板的太阳光越来越少，其能量从每火星日425瓦时下降到每火星日仅275瓦时。 洞察号的地震仪每隔一个火星日就要运行大约24小时。但是太阳能的减少并没有留下足够的能量来为每一个太阳能电池充电。按照目前的放电速度，火星车只能工作几周。因此，为了节约能源，该任务将在接下来的两周内关闭洞察号的地震仪。 “当涉及到电力问题时，我们几乎处于最底层。现在我们在一楼。”洞察号的项目经理、NASA南加州喷气推进实验室的查克·斯科特说。“如果我们能度过难关，我们可以继续运营到冬天，但我担心下一场风暴会到来。” 根据对太阳能电池板上的灰尘将减少其发电量的预测，该团队估计洞察号的任务将在今年10月下旬至2023年1月之间的某个时间结束。该火星车早已超越其主要任务，现在接近其延长任务的结束，通过测量火星地震进行“额外科学”，揭示了红色星球深层内部的细节。 在这张火星全球地图上看到的米色云是一个大陆大小的沙尘暴，由NASA火星侦察轨道飞行器上的火星气候成像仪相机于2022年9月29日拍摄。NASA的毅力号，好奇号和洞察号任务被标记出来，显示了它们之间的巨大距离。 影像来源：NASA/JPL Caltech/MSSS 研究火星风暴 有迹象表明，这场大型区域性风暴已经达到顶峰，并进入衰退阶段：MRO的火星气候探测仪测量了灰尘吸收阳光引起的热量，发现风暴的增长速度减缓。从轨道飞行器的火星彩色成像仪相机拍摄的照片中观察到的扬尘云，并没有像以前那样迅速膨胀。该相机每天都会绘制这颗红色星球的全球地图，也是第一个发现风暴的仪器。 这场区域性风暴并不意外：这是今年以来出现的第三场此类风暴。事实上，火星沙尘暴在火星一年中的任何时候都会发生，尽管更多的沙尘暴，以及更大的沙尘风暴，发生在即将结束的北半球秋季和冬季。 火星沙尘暴并不像好莱坞描述的那样猛烈或戏剧性。虽然风速可以达到每小时60英里（每小时97公里），但火星的空气非常稀薄，只有地球上风暴强度的一小部分强度。大多数情况下，风暴都很凌乱：它们将滚滚尘土抛向高空，然后尘土缓慢下降，有时需要数周时间。 在极少数情况下，科学家们看到沙尘暴成长为环绕火星的尘埃事件，几乎覆盖了整个火星。其中一场行星大小的沙尘暴使NASA的太阳能机遇号火星车在2018年停止工作。 因为NASA的好奇号和毅力号火星车是核动力，因此它们无需担心沙尘暴对其能量的影响。但太阳能驱动的机智号直升机已经注意到背景尘雾的总量增加。 除了监测风暴以确保NASA火星表面任务的安全外，MRO还花了17年时间收集了关于这些风暴如何形成以及为什么形成的宝贵数据。“我们正试图捕捉这些风暴的模式，以便我们能够更好地预测它们何时会发生。”楚雷克说。“我们通过观察火星上的每一个大气层来了解更多的情况。” 关于任务的更多信息 NASA喷气推进实验室是加州理工学院在加利福尼亚州帕萨迪纳的一个部门，为该机构在华盛顿的科学任务理事会管理InSight。洞察号是NASA发现计划的一部分，由该机构位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心管理。丹佛的洛克希德·马丁航天公司建造了洞察号航天器，包括其巡航阶段和着陆器，并为该任务提供航天器操作支持。 包括法国国家太空研究中心（CNES）和德国航空航天中心（DLR）在内的一些欧洲伙伴正在支持洞察号任务。法国国家太空研究中心向NASA提供了内部结构地震实验（SEIS）仪器，主要研究人员为巴黎环球物理研究所。对SEIS的重要贡献来自IPGP、德国马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）、瑞士联邦理工学院、伦敦帝国理工学院和英国牛津大学和JPL。DLR提供了热流和物理特性包（HP3）仪器，波兰科学院太空研究中心（CBK）和波兰的Astronika为此做出了重大贡献。西班牙天文生物研究中心（CAB）提供了温度和风传感器。 JPL还为位于华盛顿的NASA科学任务理事会管理MRO及其火星气候探测仪。洛克希德·马丁航天公司建造了MRO。火星气候成像仪（MARCI）由圣地亚哥的马林太空科学系统公司制造和管理。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-insight-waits-out-dust-storm

NASA的毅力号火星车正在调查地质丰富的火星地形

NASA的毅力号火星车正在调查地质丰富的火星地形

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NASA的毅力号火星车将其机械臂放置在火星耶泽罗陨石坑中一个名为“斯金纳岭”的岩石露头周围。这幅由多幅图像组成的拼图显示了三角洲悬崖表面的层状沉积岩，以及火星车研磨圆形斑块以分析岩石成分的位置之一。 影像来源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS NASA的毅力号火星车正在进行第二次科学活动，在一个长期以来被科学家认为是在火星上寻找古代微生物生命迹象的最有希望的区域内采集岩芯样本。自7月7日以来，火星车从红色星球杰泽罗陨石坑的一个古老河流三角洲采集了四个样本，使具有科学意义的岩石样本总数达到了12个。 “我们之所以选择耶泽罗陨石坑进行探索，是因为我们认为它有最好的机会提供科学上优秀的样本，现在我们知道我们把探测器送到了正确的位置。”NASA华盛顿科学副局长托马斯·祖尔布琴说。“前两次科学活动产生了惊人的多样性样本，未来将通过火星样本返回活动带回地球。” 耶泽罗陨石坑宽28英里（45公里），是一个三角洲——一个古老的扇形地貌，大约在35亿年前形成于火星河流和湖泊的交汇处。毅力号目前正在研究三角洲的沉积岩，这些沉积岩由各种大小的颗粒在曾经的水环境中沉积而形成。在其第一次科学活动中，火星车探索了陨石坑的底部，发现了火成岩，火成岩形成于地下深处的岩浆或地表火山活动。 “三角洲的沉积岩种类繁多，与陨石坑底部发现的岩浆结晶形成的火成岩形成了鲜明的对比。”加利福尼亚州帕萨迪纳加州理工学院的毅力项目科学家肯·法利说。“这种并置为我们提供了对陨石坑形成后地质历史的丰富理解和多样化的样本套件。例如，我们发现了一种砂岩，其中携带了远离耶泽罗陨石坑的颗粒和岩石碎片，以及一种含有迷人的有机化合物的泥岩。” “野猫岭”是一块大约3英尺(1米)宽的岩石的名字，它可能是在数十亿年前由蒸发的咸水湖中沉积的泥浆和细沙形成的。7月20日，火星车磨掉了野猫岭的一些表面，因此它可以使用名为“用拉曼和发光扫描可居住环境的有机物和化学物质”的仪器对该区域进行分析。 SHERLOC的分析表明，样品具有一类有机分子的特征，这些有机分子在空间上与硫酸盐矿物的有机分子相关。在沉积岩层中发现的硫酸盐矿物可以提供有关它们形成时的水环境的重要信息。 什么是有机物？ 有机分子由多种主要由碳组成的化合物组成，通常包括氢原子和氧原子。它们还可以包含其他元素，例如氮、磷和硫。虽然有一些化学过程可以产生这些不需要生命的分子，但其中一些化合物是生命的化学组成部分。这些特定分子的存在被认为是一种潜在的生物特征——一种物质或结构，可以作为过去生命的证据，但也可能在没有生命存在的情况下产生。 2013年，NASA的好奇号火星车在岩石粉末样品中发现了有机物的证据，毅力号此前在耶泽罗陨石坑中检测到了有机物。但与之前的发现不同的是，这次最新的发现所处的区域，在遥远的过去，在可能存在生命的条件下，沉积物和盐沉积在湖泊中。在对野猫岭的分析中，SHERLOC记录了迄今为止任务中最丰富的有机物检测。 “在遥远的过去，构成野猫岭样本的沙、泥和盐是在生命可能繁衍的条件下沉积。”法利说。“在这样一个以保存地球上古代生命化石而闻名的沉积岩中发现了有机物质这一事实十分重要。然而，尽管我们在毅力号上的仪器功能强大，，但关于野猫岭样本中所含物质的进一步结论还必须等到它返回地球，作为该机构火星样本返回活动的一部分进行深入研究。” NASA-ESA火星样本返回活动的第一步开始于2021年9月，毅力号采集了第一个岩石样本的岩芯。除了岩芯样本，火星车还收集了一个大气样本和两个见证管，所有这些都存储在火星车的腹部。 火星车中已经携带的样本的地质多样性如此丰富，以至于火星车团队正在研究在大约两个月内在三角洲底部附近放置精选样本管。在存放好样本管后，火星车将继续其三角洲探索。 “在我职业生涯的大部分时间里，我都在研究火星的宜居性和地质学，并第一手了解将精心收集的一组火星岩石返回地球的不可思议的科学价值。”南加州NASA喷气推进实验室主任劳里·莱辛说。“我们距离部署毅力号的迷人样本还有几周时间，距离将它们带到地球上以便科学家能够对其进行细致研究只有几年，这真是了不起。我们将学到很多东西。” 关于毅力号的更多信息 毅力号火星任务的一个关键目标是天体生物学，包括寻找古代微生物生命的迹象。火星车将描绘火星的地质和过去的气候，为人类对这颗红色星球的探索铺平道路，并成为第一个收集和储存火星岩石和风化层（破碎的岩石和灰尘）的任务。 随后，NASA与欧洲航天局（ESA）合作，将向火星发送航天器，从火星表面收集这些密封样本，并将其送回地球进行深入分析。 火星2020毅力号任务是NASA月球到火星探索方法的一部分，其中包括阿尔忒弥斯登月任务，这将有助于为人类探索这颗红色星球做准备。 喷气推进实验室由加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA管理，负责建造和管理毅力号火星车的运行。 如欲了解有关毅力号的更多信息，请访问： mars.nasa.gov/mars2020/ 参考来源： https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-perseverance-rover-investigates-geologically-rich-mars-terrain

工程师解决了旅行者1号上的数据故障

工程师解决了旅行者1号上的数据故障

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旅行者号航天器的高增益天线位于NASA航天器的图示中心，是由姿态铰接和控制系统（AACS）控制的一个组件。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 航天器上的一个关键系统正在发送有关其状态的乱码数据。工程师已经解决了这个问题，但仍在寻找根本原因。 工程师们已经修复了一个影响NASA旅行者1号航天器数据的问题。今年早些时候，保持旅行者1号天线指向地球的航天器姿态关节和控制系统（AACS），尽管其运行正常，但开始向任务控制员发送有关其健康和活动的乱码信息。在继续收集和返回科学数据的过程中，航天器的其余部分看起来也很健康。 此后，该团队找到了乱码信息的来源：AACS开始通过一台已知几年前停止工作的机载计算机发送遥测数据，而这台计算机破坏了信息。 旅行者的项目经理苏珊娜·多德表示，当他们怀疑这是问题所在时，他们选择尝试一种低风险的解决方案：命令AACS继续通过正确的计算机发送数据。 工程师们还不知道为什么AACS开始将遥测数据路由到错误的计算机，但它可能收到了由另一台机载计算机生成的错误命令。如果是这样的话，那就说明航天器的其他地方出了问题。该团队将继续寻找潜在的问题，但他们认为这不会对旅行者1号的长期健康构成威胁。 “我们很高兴遥测系统又回来了。”多德说。“我们将对AACS进行全内存读取，并查看它所做的一切这将帮助我们诊断出导致遥测问题的原因。因此，我们持谨慎乐观的态度，但我们仍有更多调查工作要做。” 旅行者1号和旅行者2号探索我们的太阳系已有45年。两个航天器现在都位于星际空间，日球层顶（或者说来自太阳的高能粒子和磁场气泡）以外的区域。 关于任务的更多信息 喷气推进实验室（JPL）是加州理工学院帕萨迪纳分校的一个部门，负责建造和运营旅行者号航天器。旅行者号任务是NASA太阳物理学系统天文台的一部分，由华盛顿科学任务理事会太阳物理学部赞助。 有关旅行者号航天器的更多信息，请访问： https://www.nasa.gov/voyager 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/engineers-solve-data-glitch-on-nasa-s-voyager-1

NASA的毅力号在火星耶泽罗陨石坑取得新发现

NASA的毅力号在火星耶泽罗陨石坑取得新发现

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2021年9月10日，即任务的第198个火星日，NASA的毅力号火星车在被称为“罗切特”的岩石附近拍摄了这张自拍照。 影像来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS 2021年春季，当NASA的毅力号火星车开始检查耶泽罗陨石坑底部的岩石时，科学家们感到惊讶：由于数十亿年前陨石坑拥有一个湖泊，他们原本预计会发现沉积岩，这种沉积岩是沙子和泥土在曾经潮湿的环境中沉淀时形成。相反，他们发现，地面由两种类型的火成岩组成——一种是由岩浆在地下深处形成，另一种是地表火山活动形成。 8月25日周四发表的四篇新论文描述了这些发现。在《科学》杂志上，有一篇概述了毅力号在2022年4月抵达耶泽罗古河三角洲之前对陨石坑底部的探索；同一杂志上的第二项研究详细描述了由厚岩浆体形成的独特岩石。发表在《科学进展》上的另外两篇论文详细介绍了毅力号的岩石汽化激光和探地雷达确定火成岩覆盖陨石坑底部的独特方式。 世纪之石 火成岩是出色的计时器：其中的晶体记录了它们形成的精确时刻的详细信息。 “我们收集的火成岩的一个重要价值是，它们会告诉我们耶泽罗湖何时出现。我们知道它存在的时间比火成岩陨石坑底部岩石形成的时间要早​​。”加州理工学院的肯·法利说，他是毅力号项目的科学家，也是第一篇新科学论文的主要作者。 “这将解决一些主要问题：什么时候火星的气候有利于在火星表面形成湖泊和河流，什么时候它变成了我们今天看到的非常寒冷和干燥的条件？” 毅力号利用其WATSON（用于操作和工程的广角地形传感器）相机拍摄了一个昵称为福克斯（Foux）岩石目标的特写镜头，该相机是探测器机械臂末端的SHERLOC仪器的一部分。这张照片拍摄于2021年7月11日，即该任务的第139个火星日。 影像来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS 然而，由于火成岩的形成方式，它并不适合保存毅力号正在寻找的古代微观生命的潜在迹象。相反，确定沉积岩的年龄可能更具有挑战性，特别是当沉积岩中含有在岩石沉积物沉积之前不同时期形成的岩石碎片时。但是沉积岩通常在适合生命生存的水环境中形成，并且能更好地保存古代生命的迹象。 这就是为什么自2022年4月以来，毅力号一直在探索的富含沉积物的河流三角洲对科学家来说如此诱人。火星车已经开始在那里钻探和收集沉积岩的岩芯样本，以便火星样本回收活动有可能将它们送返地球，以便由强大的实验室设备进行研究，这些设备过于庞大，无法带到火星上。 神秘的岩浆形成岩石 发表在《科学》杂志上的第二篇论文解决了火星上的一个长期谜团。多年前，火星轨道飞行器发现了一个充满橄榄石矿物的岩层。该岩层面积约为27,000平方英里（70,000平方公里）——几乎相当于南卡罗来纳州的面积——从耶泽罗陨石坑的内部边缘延伸到周边地区。 2022年2月16日，即任务的第353个火星日，NASA的毅力号火星探测器在一个绰号为圣克鲁斯的地点前，看着耶泽罗陨石坑地面上的一大片巨石。 影像来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS 科学家们提出了各种理论来解释为什么在如此大面积的地表上会有那么多的橄榄石，包括陨石撞击、火山喷发和沉积过程。另一种理论是，橄榄石是由缓慢冷却的岩浆（熔岩）在地下深处形成，然后随着时间的推移因侵蚀而暴露出来。 NASA南加州喷气推进实验室的杨柳和她的合著者已经确定最后一种解释是最有可能的。毅力号磨蚀岩石以揭示其成分；在研究暴露的区域时，科学家们重点研究了橄榄石的颗粒尺寸以及岩石的化学成分和结构。 他们利用毅力号行星X射线岩石化学仪器（PIXL），确定了该地区的橄榄石颗粒尺寸为1至3毫米——远大于在行星表面快速冷却的熔岩中形成的橄榄石的预期尺寸。 “这种大的晶体尺寸及其在特定岩石结构中的均匀成分需要非常缓慢的冷却环境。”刘说。“所以，最有可能的是，耶泽罗的岩浆并没有在地表喷发。” 独特的科学工具 两篇《科学进展》论文详细介绍了有助于确定火成岩覆盖火山口底部的科学仪器的发现。这些仪器包括毅力号的SuperCam激光器和一个名为RIMFAX（火星地下实验雷达成像仪）的探地雷达。 SuperCam配备了岩石汽化激光器，可以在最远20英尺（7米）的范围内对小至铅笔尖的目标进行打击。它使用可见光光谱仪研究产生的蒸汽，以确定岩石的化学成分。在毅力号在火星上的头10个月里，SuperCam扫描了1450个点，帮助科学家们得出了关于陨石坑底部火成岩的结论。 此外，SuperCam利用近红外光——这是火星上第一台具有这种能力的仪器——发现水改变了陨石坑底部岩石中的矿物质。然而，根据激光和红外观测的组合，这些变化并没有遍及整个陨石坑底部。 “SuperCam的数据表明，这些岩层要么是从耶泽罗湖的湖水中分离出来的，要么这个湖只存在了有限的时间。”普渡大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的SuperCam首席研究员罗杰·维恩斯说。 RIMFAX标志着另一个先例：火星轨道飞行器携带探地雷达，但在毅力号之前，火星表面的任何航天器都没有这种仪器。在地表上，RIMFAX可以提供无与伦比的细节，并勘测深达50英尺（15米）的陨石坑底部。 它的高分辨率“雷达图”显示岩层出乎意料地向地下倾斜了 15 度。了解这些岩层是如何排列的，可以帮助科学家建立耶泽罗陨石坑形成的时间线。 “作为第一个在火星表面运行的此类仪器，RIMFAX已经证明了探地雷达作为地下探测工具的潜在价值。”挪威奥斯陆大学的RIMFAX首席研究员斯文·埃里克·哈姆兰说。 科学团队对他们目前的发现感到兴奋，但他们对未来的科学更感兴趣。 关于毅力号的更多信息 毅力号火星任务的一个关键目标是天体生物学，包括寻找古代微生物生命的迹象。火星车将描绘火星的地质和过去的气候，为人类对这颗红色星球的探索铺平道路，并成为第一个收集和储存火星岩石和风化层（破碎的岩石和灰尘）的任务。 随后，NASA与欧洲航天局（ESA）合作，将向火星发送航天器，从火星表面收集这些密封样本，并将其送回地球进行深入分析。 火星2020毅力号任务是NASA月球到火星探索方法的一部分，其中包括阿尔忒弥斯登月任务，这将有助于为人类探索这颗红色星球做准备。 喷气推进实验室由加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA管理，负责建造和管理毅力号火星车的运行。 如欲了解有关毅力号的更多信息，请访问： mars.nasa.gov/mars2020/

NASA科学家通过测试引力帮助探测暗能量

NASA科学家通过测试引力帮助探测暗能量

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这张图片是NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜发布的首张图片，展示了星系团 SMACS 0723。由于一种称为引力透镜的现象，一些星系看起来被涂抹或拉伸。这种效应可以帮助科学家绘制宇宙中暗物质的存在图。 影像来源：NASA, ESA, CSA, and STScI 天体物理学中最大的谜题之一能否通过重新修正阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论来解决？一项由NASA科学家共同撰写的新研究称，目前还不能。 宇宙正在加速膨胀，科学家们还不知道原因。这一现象似乎与研究人员对引力对宇宙影响的理解相矛盾：就像你把一个苹果扔到空中，它持续上升，并且速度越来越快。这种被称为暗能量的加速的原因仍然是个谜。 国际暗能量调查局利用智利的维克多·M·布兰科4米望远镜进行的一项新研究，标志着最新的努力，以确定这是否只是一个误解：即对整个宇宙范围内引力如何运作的预期有缺陷或不完整。这种潜在的误解可能有助于科学家解释暗能量。但这项研究（迄今为止对阿尔伯特·爱因斯坦的宇宙尺度引力理论最精确的测试之一）发现目前的理解似乎仍然是正确的。 该研究结果由一组科学家撰写，其中包括一些来自NASA喷气推进实验室的科学家，于8月23日星期三在里约热内卢举行的国际粒子物理和宇宙学会议（COSMO’22）上发表。这项工作有助于为两台即将推出的太空望远镜奠定了基础，这两台望远镜将以比新研究更高的精度探索我们对引力的理解，或许最终会解开这个谜团。 一个多世纪前，阿尔伯特·爱因斯坦发展了广义相对论来描述引力，迄今为止，它已经准确地预测了从水星的轨道到黑洞的存在的一切。但是，一些科学家认为，如果这个理论不能解释暗能量，那么他们可能需要修改一些方程或添加新的成分。 为了查明情况是否如此，暗能量调查的成员们寻找证据，证明引力的强度在整个宇宙的历史或宇宙距离上都有变化。一个积极的发现表明爱因斯坦的理论是不完整的，这可能有助于解释宇宙的加速膨胀。他们还研究了除布兰科望远镜外的其他望远镜的数据，包括欧洲航天局（ESA）普朗克卫星，并得出了相同的结论。 研究发现爱因斯坦的理论仍然有效。所以还不能解释暗能量。但这项研究将用于两个即将到来的任务：ESA的欧几里得任务，计划不早于 2023 年发射，由NASA出资；以及NASA的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜，目标是在2027年5月之前发射。这两台望远镜都将搜索引力强度随时间或距离的变化。 模糊的视野 科学家如何知道宇宙过去发生了什么？答案是通过观察远处的物体。光年是光在一年中传播的距离的度量单位（约6万亿英里，或约9.5万亿公里）。这意味着一光年外的物体在我们看来就像一年前光第一次离开物体时一样。数十亿光年之外的星系在我们看来就像数十亿年前一样。这项新的研究着眼于过去50亿年前的星系。欧几里德将追溯到80亿年前，罗曼将追溯到110亿年前。 星系本身并没有显示出引力的强度，但从地球上看它们的样子却能揭示引力的强度。我们宇宙中的大多数物质是暗物质，我们宇宙中的大多数物质都是暗物质，不会发射、反射或以其他方式与光相互作用。虽然科学家们不知道它是由什么组成，但他们知道它在那里，因为它的引力把它暴露了：我们宇宙中大量的暗物质会扭曲空间本身。当光在太空中传播时，它会遇到这些扭曲的空间，导致遥远星系的图像出现弯曲或模糊。这是NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜发布的首批图像之一。 这段视频解释了引力透镜现象，它会导致星系图像扭曲或模糊。这种扭曲是由引力引起，科学家可以利用这种效应来探测不发射或反射光的暗物质。 影像来源：NASA’s Goddard Space Flight Center 暗能量调查的科学家们在星系图像中寻找由于暗物质弯曲空间而引起的更细微的扭曲，这种效应称为弱引力透镜效应。引力的强度决定了暗物质结构的大小和分布，而大小和分布又决定了这些星系在我们看来的扭曲程度。这就是为什么图像可以揭示宇宙历史上不同距离和不同时间的引力强度。该团队现在已经测量了超过1亿个星系的形状，到目前为止，观测结果与爱因斯坦理论的预测相符。 “随着测量越来越精确，爱因斯坦的引力理论仍有挑战的空间，”该研究的合著者阿涅斯·费尔特说，他作为JPL的博士后研究员进行了这项研究。“但在我们准备好迎接欧几里德和罗曼之前，我们还有很多事情要做。因此，我们必须继续与世界各地的科学家合作解决这个问题，就像我们在暗能量调查中所做的那样。” 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-scientists-help-probe-dark-energy-by-testing-gravity

NASA的欧罗巴快船在高湾1号

NASA的欧罗巴快船在高湾1号

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The core of NASA’s Europa Clipper spacecraft has taken center stage in the Spacecraft Assembly Facility at the agency’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California. Standing 10 feet (3 meters) high and 5 feet (1.5 meters) wide, the craft’s main body will for the next two years be the focus of attention in the facility’s ultra-hygienic High Bay 1 as engineers and technicians assemble the spacecraft for its launch to Jupiter’s moon Europa in October 2024. See more images of the spacecraft coming together. Credits: NASA/JPL-Caltech NASA的欧罗巴快船的核心部件在位于南加州的喷气推进实验室的航天器组装设施中占据了中心位置。该航天器高10英尺（3米），宽5英尺（1.5米），在接下来的两年里，它的主体将成为该设施超卫生的高湾1号的关注焦点，工程师和技术人员将组装航天器，以便于2024年10月发射到木星的卫星欧罗巴。 请查看更多关于航天器的图片。 影像来源：NASA/JPL-Caltech

汤加火山爆发将史无前例的水喷入平流层

汤加火山爆发将史无前例的水喷入平流层

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这段循环视频显示了2022年1月15日洪加汤加洪加哈拜火山水下喷发产生的伞状云。GOES-17卫星拍摄了一系列图像，其中还显示了新月形冲击波和闪电。 影像来源：NASA Earth Observatory image by Joshua Stevens using GOES imagery courtesy of NOAA and NESDIS NASA的微波临边探测器探测到，大量的水蒸气涌入大气层，最终可能导致地球表面暂时变暖。 1月15日，亨加汤加-亨加-哈拜火山爆发，引发了一场席卷全球的海啸，并引发了环绕地球两周的音爆。南太平洋海底的火山喷发还向地球平流层喷射出巨大的水蒸气，足以填满58,000多个奥运会大小的游泳池。大量的水蒸气足以暂时影响地球的全球平均温度。 “我们从未见过这样的景象。”南加州NASA喷气推进实验室的大气科学家路易斯·米兰说。他领导了一项新的研究，研究汤加火山注入平流层的水蒸气量，平流层是地球表面上方约8至33英里（12至53公里）的大气层。 在这项发表在《地球物理研究快报》上的研究中，米兰和他的同事估计汤加火山爆发向地球平流层输送了约146太克（1太克相当于1万亿克）的水蒸气——相当于大气层中已经存在的水的10%。这几乎是科学家估计的1991年菲律宾皮纳图博火山喷发进入平流层的水汽量的四倍。 这张卫星图像显示，2015年4月，在2022年1月爆发的水下火山喷发摧毁了波利尼西亚岛的大部分之前，洪阿哈阿帕伊岛仍然完好无损。 影像来源：NASA Earth Observatory image by Jesse Allen, using Landsat data from the U.S. Geological Survey 米兰分析了来自NASA Aura卫星上的微波临边探测器（MLS）仪器的数据，该仪器测量大气气体，包括水蒸气和臭氧。汤加火山爆发后，MLS团队开始看到超出图表的水蒸气读数。“我们必须仔细检查喷流中的所有测量结果，以确保数据可信。”米兰说。 持久的印象 火山爆发很少向平流层输送大量的水。在NASA进行测量的18年中，只有另外两次喷发（2008年阿拉斯加的喀拉喀托火山和2015年智利的卡尔布科喷发）向如此高的海拔地区输送了相当数量的水蒸气。但与汤加事件相比，这些只是昙花一现，之前两次喷发的水蒸气都很快消散。另一方面，汤加火山注入的过量水蒸气可能会在平流层中停留数年。 这些额外的水蒸气可能会影响大气化学，促进某些化学反应，从而暂时加剧臭氧层的损耗。它还可能影响地表温度。像喀拉喀托火山和皮纳图博火山这样的大规模火山喷发通常通过喷射气体、灰尘和火山灰将阳光反射回太空来冷却地球表面。相比之下，汤加火山没有向平流层注入大量气溶胶，喷发产生的大量水蒸气可能会产生短暂的小增温效应，因为水蒸气可以吸收热量。当额外的水蒸气从平流层循环出去时，这种影响将消失，不足以显著加剧气候变化的影响。 2022年1月16日的图像显示了前一天发生的洪阿哈阿帕伊岛火山火山喷发的火山灰喷流。一名宇航员从国际空间站拍下了喷流的照片。 影像来源：NASA 注入平流层的水量之大可能是因为水下火山口（一个盆地状的凹陷，通常是在岩浆喷发或从火山下面的一个浅腔中流出后形成）正好位于海洋中的合适深度：大约490英尺（150米）以下。如果浅一点，就不会有足够多的海水被喷发的岩浆加热，来解释米兰和他的同事们看到的平流层水蒸气值。如果再深一点，海洋深处的巨大压力就可能抑制火山喷发。 MLS仪器非常适合检测这种水蒸气喷流，因为它可以观测到从地球大气层发出的自然微波信号。 测量这些信号，MLS能够“看穿”火山灰云这样的障碍物，这些障碍物可以遮挡其他测量平流层水汽的仪器。“MLS 是唯一一台覆盖密度足够大的仪器，能够捕捉到当时的水蒸气喷流，也是唯一一台不受火山灰影响的仪器。”米兰说。 MLS仪器由JPL设计和制造，由位于帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理。NASA戈达德航天飞行中心负责Aura任务。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/tonga-eruption-blasted-unprecedented-amount-of-water-into-stratosphere

美欧卫星将进行世界上第一次全球淡水调查

美欧卫星将进行世界上第一次全球淡水调查

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一旦卫星进入轨道，SWOT任务不仅将定期监测像俄勒冈州威拉米特这样的强大河流（如图），而且还将监测直径至少330英尺(100米)的小河流。 影像来源：美国能源部 地表水和海洋地形任务将对地球上95%以上的湖泊、河流和水库进行测量。 水就是生命，但尽管水很重要，但人类对地球淡水体的看法却出奇地有限。研究人员对全球仅有的几千个湖泊进行了可靠的水位测量，而地球上一些重要的河流系统几乎没有数据。即将到来的地表水和海洋地形（SWOT）卫星将填补这一巨大空白。通过帮助人们更好地了解地球的水循环，它将有助于更好地管理水资源，并扩大对气候变化如何影响湖泊、河流和水库的知识。 由NASA和法国航天局国家空间研究中心（CNES）合作，加拿大航天局和英国航天局提供捐助，SWOT计划于11月从加利福尼亚州范登堡航天部队基地发射。工程师和技术人员正在法国戛纳的泰雷兹阿莱尼亚太空公司运营的设施中完成卫星的工作。 SWOT有几项关键任务，包括测量地球表面水体的高度。在海洋上空，该卫星将能够“看到”直径小于60英里（100公里）的漩涡等特征——比以前的海平面卫星能够观察到的漩涡要小。SWOT还将测量地球上超过95%的面积超过15英亩（6公顷）的湖泊和宽度超过330英尺（100米）的河流。 “目前的数据库可能包含全球数千个湖泊的信息，”北卡罗来纳大学教堂山分校的NASA淡水科学SWOT项目负责人塔姆林·帕维尔斯基说。 “SWOT将把这个数字推到200万到600万之间。” SWOT除了测量水面高度（无论是在湖泊、河流还是水库中）外，还将测量其范围或表面积。这一关键信息将使科学家能够计算出有多少水流经淡水水体。“一旦你掌握了水的体积，就可以更好地评估水资源预算，或有多少水流入和流出一个地区。”NASA位于南加州的喷气推进实验室的SWOT项目科学家李·吕恩福说，该实验室负责管理该任务的美国部分。 这一点很重要，因为气候变化正在加速地球的水循环。温度升高意味着大气中可以容纳更多的水（以水蒸气的形式），这可能会导致，例如，比一个地区通常看到的更强的暴雨。这反过来会对农场造成严重破坏，破坏农作物。这种加速的变化会使管理一个社区的水资源变得更加困难。。 “随着地球水循环的加剧，预测未来的极端事件，如洪水和干旱，需要监测海洋供水的变化以及陆地上的水需求和使用情况。SWOT对地球上所有地表水的全球观测将为我们提供准确的信息。”华盛顿NASA总部的SWOT项目科学家纳迪亚·维诺格拉多娃·希弗说。 更大、更好的画面 SWOT将使用一种名为Ka波段雷达干涉仪（KaRIn）的新仪器提供其改变游戏规则的数据，该仪器从水面反射雷达脉冲，并同时通过两个天线接收返回信号。这些天线在吊杆上间隔33英尺（10米），使研究人员能够沿着地球表面大约75英里（120公里）宽的区域收集信息，这条路径比之前的卫星要宽。 这种系统所需的工程设计很复杂，因为如此大的天线臂需要难以置信的稳定性，而且研究人员需要非常精确的计算才能对地球的海洋和淡水体进行测量。帕夫斯基说：“SWOT的基本思想可以追溯到20世纪90年代末，但将这一概念变为现实——所有这些工程——需要花费大量的时间和精力。” 这种系统所需的工程技术非常棘手，因为如此大的天线吊杆需要令人难以置信的稳定性，而且研究人员需要非常精确的计算来对地球海洋和淡水体进行测量。“SWOT的基本理念可以追溯到20世纪90年代末，但将这一概念变为现实——所有这些工程——需要花费大量的时间和精力。”帕夫斯基说。 已经在轨道上的卫星可以测量海洋、非常大的湖泊和非常宽的河流中的水面高度或水体的表面积。但是为了计算体积随时间的变化，科学家需要匹配不同仪器在不同日子测量的范围和高度。这使得我们很难确定一些基本的细节，比如有多少水流经世界各地的河流，水量变化有多大。“你可能认为我们已经知道了，”帕夫斯基说。“但对于世界上许多河流来说，这种测量方法并不多。” SWOT将消除将来自不同卫星的范围和高度信息拼凑在一起的需要，同时卫星将为研究人员提供地球地表水的全球视图。“这将是我们对淡水的认识和理解的巨大变化。”SWOT科学团队成员、法国图卢兹地球物理与海洋空间研究所的淡水研究员西尔万·比安卡马利亚说。 一些研究，包括去年发表在《自然》杂志上的一项研究，使用水位测量来观察世界各地的湖泊和河流如何随时间变化。然而，研究人员期望从SWOT中获得的数据将提供对水位和表面积的更好理解，这两方面的采样将更频繁，覆盖地球的更大面积。一旦卫星进入轨道，SWOT将每天发回约1TB的未处理数据。 比安卡马利亚和帕夫斯基等科学家特别希望获得流域层面的信息，或该地区土地干涸的湖或河及其支流的面积。“从社会的角度来看，无论是饮用水、航运还是防洪，都需要在流域范围内管理水资源。”比安卡马利亚说。“因此，需要对整个流域进行观测，SWOT将提供此类数据集。” 关于任务的更多信息 SWOT由NASA和法国国家空间研究中心联合开发，加拿大航天局和英国航天局也提供了帮助。由在加州帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室，负责该项目的美国部分。对于飞行系统有效载荷，NASA正在提供KaRIn仪器、GPS科学接收器、激光后向反射器、双光束微波辐射计和NASA仪器操作。CNES正在提供通过卫星（DORIS）系统集成的多普勒轨道图和无线电定位、双频波塞冬测高仪（由泰雷兹阿莱尼亚太空公司开发）、卡林射频子系统（与泰雷兹阿莱尼亚太空公司合作，并得到英国航天局的支持）、平台和地面控制段。CSA提供KaRIn大功率发射器组件。NASA正在提供运载火箭和相关的发射服务。 如欲了解更多关于SWOT的信息，请访问： https://swot.jpl.nasa.gov/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/us-european-satellite-will-make-world-s-first-global-freshwater-survey

地球资源卫星50周年

地球资源卫星50周年

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We’re celebrating 50 years of the Landsat satellite, the first of which launched on July 23, 1972. The latest in the series, Landsat 9, launched in September 2021. Landsat shows us Earth from space. For 50 years, the mission has collected data on the forests, farms, urban areas and freshwater of our home planet, generating the longest continuous record of its kind. Decision makers from across the globe use freely available Landsat data to better understand environmental change, manage agricultural practices, allocate scarce water resources, respond to natural disasters and more. This natural color image of Eleuthera Island, the Bahamas, was taken by Landsat 9 on January 18, 2022. Between Landsat 8 and Landsat 9, the Landsat program delivers complete coverage of the Earth’s surface…