日晕

日晕

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2021年06月10日 Circular Sun Halo Image Credit & Copyright: Vincenzo Mirabella Explanation: Want to see a ring around the Sun? It’s easy to do in daytime skies around the world. Created by randomly oriented ice crystals in thin high cirrus clouds, circular 22 degree halos are visible much more often than rainbows. This one was captured by smart phone photography on May 29 near Rome, Italy. Carefully blocking the Sun, for example with a finger tip, is usually all that it takes to reveal the common bright halo ring. The halo’s characteristic angular radius is about equal to the span of your hand, thumb to little finger, at the end of your outstretched arm. Want to see a ring of fire eclipse? That’s harder. The spectacular…

观星指南（2021.06）

观星指南（2021.06）

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影像来源：NASA/JPL-Caltech 翻译：灼眼的粉丝 6月份的天空会发生什么！ 一个日偏食，天蝎座的刺钩，还有属于6月的朱诺号。 6月10日的日食主要在美国东北部和加拿大以及欧洲西北部可见。加拿大东部的一小块区域将见到日环食。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 继上个月的月全食之后，六月的日偏食又来了。6月10日，月球将短暂地滑落在地球和太阳之间，部分遮挡我们的太阳。 5月的月食在太平洋一带观赏效果最佳，而本月的日食对美国东北部、加拿大东部和欧洲北部的观众来说将是一种享受。对于美国观众来说，这是一个日出事件，当太阳升起时，月亮似乎已经咬了太阳一口。所以你要找一个朝向东方地平线的清晰视野来观看日偏食。对那些在北方和东方更远地方的人来说，你会看到更多被月亮遮挡的太阳。于欧洲北部的人来说，这更像是一次午餐时间的日食。 （无论你在哪里，请检查日食的安全措施，在没有适当的保护眼睛的情况下，千万不要看向太阳。） 在夏天的夜晚，你可能会看到一群弯曲的星星在南方的天空中爬行。其中有一个明亮的红色灯塔，这是天蝎座——蝎子——从六月开始，是寻找它的最佳时机。 天蝎座的中心是明亮的心宿二，从六月开始是夏季天空的亮点。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 这组星星被认为具有蝎子的形状可以追溯到地中海和中东的古代。在希腊神话中，蝎子致命的毒刺杀死了伟大的猎人猎户座，这就是为什么——故事说——我们今天发现他们在天空的两边。 在中国，这种星星图案也被视为巨龙的一部分，在夏威夷则是半神毛伊的鱼钩。这种鱼钩形状也构成了天蝎座的尾巴。 在六月初，如果你在北半球，在傍晚时分，天蝎座的尾巴可能还在你的地平线以下，它在天黑后的头几个小时内升起。但是到了月底，对于大多数观星者来说，天蝎座的尾巴将会在日落之后出现在地平线上。 天蝎座中那颗明亮的、像灯塔一样的恒星是心宿二，它是一颗巨大的红巨星，是天空中最亮的恒星之一。它形成了蝎子炽热的心脏。所以向南看，用心宿二作为你的向导来找到天蝎座。 在2020年12月互换位置之后，土星现在引领着木星穿过天空，在6月比另一颗巨行星早一小时升起。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 最后这个月，你会记得在12月的时候，木星和土星在天空中令人难以置信的近距离相遇。在大近合之前，木星在整个2020年都引领着土星穿越天空。6个月后，这对行星继续远离，现在土星在这两颗行星的起落中处于领先位置。午夜后在东方寻找它们，黎明时在南方寻找它们。 关于6月份木星的更多精彩，NASA的朱诺号将于6月8日再次近距离飞越木星。这次它还将在6月7日对行星大小的冰冷卫星木卫三进行一次低空飞越。这是朱诺计划在未来几年内数次飞越木星卫星的第一次，飞越木星的卫星包括冰冷的木卫二和火山喷发的木卫一。 以下是六月的月相。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 你可以在NASA.gov上了解NASA所有探索太阳系和其他地区的任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯，以上就是6月份的天象。 参考来源： https://solarsystem.nasa.gov/resources/2600/whats-up-june-2021-video/

一个新的太空仪器捕捉到了它的第一次太阳喷发

一个新的太空仪器捕捉到了它的第一次太阳喷发

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对于新的太阳观测航天器来说，第一次太阳喷发总是特别的。 2021年2月12日，距离发射还有一年多的时间，欧洲航天局（ESA）和美国宇航局（NASA）的太阳轨道飞行器捕捉到了这一日冕物质抛射，或称CME。这张照片来自该任务的SoloHI仪器——太阳轨道日球成像仪的简称——该仪器可以观察太阳和行星之间的太阳风、尘埃和宇宙射线。 这是一个简短的、颗粒状的视图。太阳轨道飞行器的遥感要到11月才进入全面科学模式。SoloHI使用四个探测器中的一个，其频率低于正常频率的15%，以减少获取的数据量。尽管如此，敏锐的眼睛仍然可以发现突然爆发的粒子，即CME，正在逃离太阳，它在镜头的右上方。日冕物质抛射在视频的半途中以明亮的爆发开始——日冕物质抛射密集的前缘——并向屏幕左侧漂移。 太阳轨道日球成像仪（SoloHI）观测到的第一次日冕物质抛射，或称CME，表现为一股突然的白色阵风（日冕物质抛射的密集锋面），并扩展成太阳风。本视频使用差分图像，通过从当前图像中减去前一张图像的像素来突出变化。图片中最右边的缺失点是一个过度曝光的区域，来自航天器太阳能阵列的光被反射到SoloHI的视野中。出现在我们视野中的黑白方块是遥测块，是压缩图像并将其传回地球时产生的伪影。 影像来源：ESA & NASA/Solar Orbiter/SoloHI team/NRL 对于SoloHI来说，捕捉到这个CME是一个愉快的意外。当喷发到达航天器时，从地球的角度看，太阳轨道飞行器刚刚从太阳后面经过，正绕着另一边返回。在计划这项任务时，团队并不期望在那段时间内能够记录任何数据。 “但是自从我们计划了这个之后，地面站和技术都得到了升级，”华盛顿特区美国海军研究实验室SoloHI的首席研究员罗宾·科拉尼诺（Robin Colaninno）说，“所以我们实际上得到了比原来计划的更多的下行链路时间。于是SoloHI眨了眨眼睛，捕捉到了它的第一次日冕物质抛射。” 太阳轨道飞行器上的另外两个成像仪——欧洲航天局的极端紫外线成像仪和Metis——也捕捉到了日冕物质抛射的图像。请阅读更多有关欧空局对此次活动的报道。 NASA的STEREO-A航天器，即日地关系观测站的简称，也从它的COR2探测器上瞥见了这一景象，COR2探测器挡住了太阳明亮的圆盘，以观察太阳风中其他微弱的现象。 由太阳轨道飞行器的太阳轨道日球成像仪观测到的第一次日冕物质抛射。 影像来源：NASA/STEREO/COR2 回到地球上，NASA的月球到火星空间天气分析办公室模拟了日冕物质抛射在太阳系中的轨迹，以追踪它在太阳系中的轨迹。标有红色菱形的太阳轨道器和红色方形的STEREO-A的位置显示了它们不同的有利位置。 SoloHI在2021年2月12日观测到的日冕物质抛射的模拟路径。最左边的图显示太阳在中心呈白色圆圈，内行星和一些航天器在轨道上的位置出现。中间和右边的面板显示了同一模型的不同角度，聚焦在地球上。 影像来源：NASA’s Goddard Space Flight Center/M2M/CCMC NASA的航天器已经观测日冕物质抛射数十年了，但太阳轨道飞行器仍然是一个改变游戏规则的工具。“在过去的25年里，我们已经意识到在太阳和地球表面之间发生了很多日冕物质抛射，”科拉尼诺说。“所以我们希望通过更靠近太阳来获得这些外流物的更高分辨率的图像。” 太阳轨道飞行器已经拍摄了迄今为止最接近太阳的照片，而且它只会越来越近。太阳轨道飞行器的正式任务在11月开始，届时SoloHI和其他的遥感仪器将以全科学模式启动。敬请期待！ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/a-new-space-instrument-captures-its-first-solar-eruption

NASA火箭追寻太阳热大气层的来源

NASA火箭追寻太阳热大气层的来源

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在瞥见了太阳外层大气中微弱但广泛存在的高温物质后，NASA的探测火箭正在返回寻找更多的物质。这一次，他们携带了一个经过优化的新仪器，可以在更大范围内观察太阳。 这项任务被称为极端紫外线正常入射光谱仪，或简称EUNIS，将从新墨西哥州的白沙导弹发射场发射。发射窗口将于2021年5月18日开启。 EUNIS是一个安装在探空火箭上的仪器套件，探空火箭是一种太空飞行器，在地球大气层上方进行短暂的飞行，然后返回地球。进入太空是很重要的，因为EUNIS在不穿透地球大气层的极紫外光范围内观测太阳。 接下来的飞行是EUNIS仪器的第四次飞行，该团队增加了一个新的通道来测量9至11纳米之间的波长。(可见光波长在380到700纳米之间。)在2013年EUNIS上一次飞行中出现了一个意外的发现之后，新的波长范围引起了人们的注意。 “请原谅我用双关语，但这是一个非常‘热门’的波长区域。”阿德里安·道（Adrian Daw）说，他是NASA戈达德太空飞行中心的空间物理学家，也是EUNIS的首席研究员。 在2013年的飞行中，该团队正在扫描一个活跃的区域——太阳上一个磁性复杂的区域，通常是太阳耀斑和太阳黑子的位置——他们观察到一条铁的光谱线，它失去了26个电子中的18个。要失去这么多电子，它必须被加热到难以置信的高温，比研究小组预期的要高得多。 在2013年的飞行中，NASA的EUNIS探空火箭检查了白线所示区域内来自太阳的光线（强加在美国宇航局太阳动力学观测站的太阳图像上），然后将光线分成不同波长（如左右两侧的线条图像——光谱图所示），以确定在太阳上观察到的物质温度。这些光谱提供了证据来解释为什么太阳的大气层比其表面热得多。 影像来源：NASA / EUNIS / SDO “它是在大约1400万到1600万华氏度的温度下形成的，”杰夫·布罗修斯（Jeff Brosius）说，他是华盛顿特区天主教大学的空间科学家，也是EUNIS团队的成员。“这些离子通常与耀斑有关，但与我们观察到的静态活跃区域无关。” 这些观察结果为长期以来关于太阳外层大气如何变得如此炎热的争论提供了素材。虽然太阳表面的温度在华氏10,000度左右，但其最外层，即日冕，虽然离核心更远，却不知为何要比太阳表面热300倍。 一种关于日冕加热的理论也预测了他们所看到的超热铁。“纳米耀斑”理论声称，日冕是由一系列微小的磁性爆炸加热的，这些磁力爆炸协同工作来加热日冕。这些纳米耀斑通常太小，无法探测到，但应该会留下像他们所看到的那样的极热爆发。 布罗修斯说:“就我个人而言，这种活跃区域中高度电离的铁的广泛辐射将纳米耀斑的解释‘推升’到列表的首位。” 对于即将到来的飞行，EUNIS仪器套件已经被修改，以从同样的电离铁中捕获更明亮的谱线。它还能从失去17个电子的铁中捕捉到类似的能量。 布罗修斯说:“通过观察更强的光谱线，我们希望在比以前更大的区域探测到这些离子发出的微弱辐射。” 这个新的通道是太阳科学的一个首创，因为它被内置到一个叫做成像光谱仪的仪器中。通常情况下，科学家们只能通过一次关注太阳的一个特定点来获得精确的温度曲线，称为光谱。但是为了看到超热铁的扩散，研究团队还需要看到这些温度来自哪里。 “这是我们第一次将这些波长的光谱和空间信息结合起来，”Daw说。“从来没有人以这种方式观察过太阳。” 了解温度，同时还能看到图像，有助于将EUNIS的数据与其他与它共同观测的任务的数据进行比对，包括NASA的界面区域成像光谱仪，NASA的太阳动力学观测站，以及日本航空航天探索机构和NASA的日出卫星任务。 与许多探测火箭任务一样，EUNIS的数据将用于指导和改进其他太空科学任务。NASA的太阳动力学观测站，或称SDO，卫星以几个不同的波长带对太阳进行成像。因为不同的波长对应不同的温度，所以波长测量越精确越好。EUNIS的测量将非常精确地分辨一些特定波长，帮助SDO更好地校准其图像，使科学家更好地了解他们在SDO图像中看到的确切内容。 2013年10月，一个X级耀斑(最强的太阳耀斑分类)活动区域爆发，这是由NASA太阳动力学观测站的望远镜观测到的，该望远镜观测到的光波长为9.4纳米(绿色)。EUNIS的测量将有助于校准这个波长通道，以更精确地确定被观测物质的温度。 影像来源：NASA / SDO EUNIS将由黑布兰特九号探空火箭发射到大约200英里的高度，然后利用降落伞返回地球进行回收。EUNIS团队预计将有大约6分钟的观测时间。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-rocket-chasing-the-source-of-the-sun-s-hot-atmosphere

NASA的新数据为气候模型提供了启示

NASA的新数据为气候模型提供了启示

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你是否曾在阳光明媚的日子里穿一件深色的T恤，在阳光的照射下感觉它很温暖？我们大多数人都知道深色吸收阳光，浅色反射阳光——但你知道在太阳的不可见波长中，这并不是同样的工作方式吗？ 太阳是地球的能量来源，它以可见光、紫外线(短波长)和近红外辐射（我们称之为热量）的形式释放能量。可见光会被雪和冰等浅色表面反射，而森林或海洋等深色表面会吸收可见光。这种反射率，称为反照率，是地球调节温度的一个关键方式——如果地球吸收的能量多于反射的能量，则地球变暖；如果地球反射的能量大于吸收的能量，则地球变凉。 当科学家们将其他波长纳入其中时，情况就变得更加复杂了。在光谱的近红外部分，像冰和雪这样的表面是不反射的——事实上，它们吸收近红外光线的方式与深色T恤吸收可见光的方式非常相似。 “人们认为雪是反光的。它是如此闪亮，”位于纽约市的美国宇航局戈达德空间研究所主任、美国宇航局代理高级气候顾问加文·施密特（Gavin Schmidt）说。“但事实证明，在光谱的近红外部分，它几乎是黑色的。” 显然，对于气候科学家来说，要全面了解太阳能是如何进入和退出地球系统，他们需要包括可见光之外的其他波长。 [rml_read_more] 地球的能量预算是对从太阳接收到的能量与辐射回太空的能量之间微妙平衡的隐喻。对地球能量收支精确细节的研究对于理解地球气候可能如何变化以及太阳能输出的变化至关重要。 图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 这就是NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）的用途。从它在国际空间站上的有利位置，TSIS-1不仅测量到达地球大气层的总太阳辐照度（能量），还测量每个波长有多少能量进入。这种测量被称为光谱太阳辐照度，简称SSI。TSIS-1的光谱辐照度监测仪（SIM）由科罗拉多大学博尔德分校的大气和空间物理实验室开发，测量SSI的精度优于0.2%，或在真实SSI值的99.8%以内。 “有了TSIS-1，我们对可见光和近红外光的测量更有信心，”密歇根大学气候与空间科学与工程学系教授黄向磊（Xianglei Huang）博士说。“你如何划分每个波长的能量量对平均气候有影响。” 落在地球上的光的组成对理解地球的能量预算很重要。NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）测量1000种不同波长的太阳能量，包括可见光、紫外线和红外线，统称为太阳光谱辐照度。 视频来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 黄和他在密歇根大学、NASA戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）和科罗拉多大学博尔德分校的同事们最近首次在全球气候模型中使用了TSIS-1 SSI数据。“过去的几项研究使用了多种SSI输入来分析气候模型的敏感性——然而，这项研究是第一个调查新数据如何改变地球极地太阳能反射和吸收模型的研究。”戈达德的TSIS-1项目科学家吴董（Dong Wu）说。 他们发现，当他们使用新的数据时，与使用旧的太阳数据相比，该模型在冰和水吸收和反映的能量方面显示出统计上的显著差异。该团队运行了名为社区地球系统模型（CESM2）的模型两次：一次是使用18个月期间平均的TSIS-1新数据，另一次是使用基于NASA退役的太阳辐射和气候实验（SORCE）数据的旧的、重建的平均值。 研究小组发现，与SORCE重建的旧模型相比，TSIS-1的数据在可见光波长中存在更多的能量，而在近红外波长中的能量较少。这些差异意味着，在TSIS-1运行中，海冰吸收的能量更少，反射的能量更多，因此极地温度降低了0.5到1.3华氏度，夏季海冰的覆盖面积增加了约2.5%。 “我们想知道新的观测数据与以前的模型研究中使用的观测数据如何比较，以及这如何影响我们对气候的看法，”主要作者敬宪文（Xianwen Jing）博士说，他作为密歇根大学气候与空间科学和工程系的博士后学者进行了这项研究。“如果可见波段的能量较多，近红外波段的能量较少，这将影响表面吸收的能量的多少。这可以影响海冰的增减，以及高纬度地区的寒冷程度。” 黄说，这告诉我们，除了监测太阳总辐照度之外，我们还需要密切关注光谱。虽然更准确的SSI信息不会改变气候变化的大局，但它可能帮助建模者更好地模拟不同波长的能量如何影响气候过程，如冰的行为和大气化学。 这组作者警告说，即使新的数据使极地气候看起来有所不同，但在科学家能够利用它来预测未来的气候变化之前，仍有更多的步骤要做。该团队的下一步工作包括调查TSIS数据如何影响低纬度的模型，以及在未来继续观测，以了解SSI在整个太阳周期中的变化。 了解更多关于太阳能如何与地球表面和系统相互作用的信息——在所有波长——将为科学家提供更多和更好的信息，以模拟现在和未来的气候。在TSIS-1和它的继任者TSIS-2的帮助下（将于2023年发射升空），NASA正在揭示地球的能量平衡及其变化方式。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/new-nasa-data-sheds-sun-light-on-climate-models

当旅行者1号探测星际空间时，星际空间的密度正在产生波动

当旅行者1号探测星际空间时，星际空间的密度正在产生波动

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直到最近，历史上的每一艘航天器都是在我们的日球层内进行测量的，日球层是太阳膨胀起来的磁泡。但在2012年8月25日，NASA的旅行者1号改变了这一情况。当它穿过日球层的边界时，它成为了第一个进入并测量星际空间的人造物体。旅行者1号已经进行了8年的星际旅行，它的数据让人们对这一领域的情况有了新的认识。 如果说我们的日球层是一艘航行在星际水域的船，那么旅行者1号就是一艘刚刚从甲板上落下的救生筏，决心要对洋流进行勘测。目前，它感受到的任何汹涌的海水都主要来自于太阳层的尾流。但在更远的地方，它能感受到来自宇宙深处的扰动。最终，我们的日球层将从它的测量中完全消失。 “可以说，对于旅行者1号需要走多远才能开始看到更纯净的星际空间，我们有一些想法，”纽约伊萨卡市康奈尔大学的博士生、旅行者号团队的最新成员斯特拉·奥克（Stella Ocker）说。“但我们不完全确定何时能达到这一点。” [rml_read_more] 奥克的新研究周一发表在《自然-天文学（Nature Astronomy）》杂志上，报告了可能是对星际空间物质密度的首次连续测量。奥克说:“这次探测为我们提供了一种测量星际空间密度的新方法，并为我们探索非常近的星际介质的结构开辟了一条新途径。” 当人们描绘恒星之间的物质时——天文学家称之为“星际介质”，一种由粒子和辐射组成的散开的汤——人们可能会想象一个平静、安静、宁静的环境。这将是一个错误。 “我曾用过‘静止的星际介质’这个词——但你可以找到很多不是特别静止的地方，”康奈尔大学的空间物理学家、论文的合著者吉姆·科德斯（ Jim Cordes）说。 如同海洋一样，星际介质充满了汹涌的波浪。最大的一个波浪来自于我们的星系的旋转，因为空间相互碰撞，产生了跨越几十光年的波动。较小的波(尽管仍然巨大)从超新星爆炸中涌出，从一个波峰延伸到另一个波峰，绵延数十亿英里。最小的波纹通常来自我们自己的太阳，因为太阳爆发发出的冲击波穿过空间，渗透到我们的日球层。 这些冲击波揭示了关于星际介质密度的线索——这个值影响着我们对日球层形状、恒星如何形成，甚至我们在银河系中的位置的理解。当这些波在空间中回响时，它们会振动周围的电子，这些电子以特定的频率发出，这取决于它们挤在一起的程度。铃声的音调越高，电子密度就越高。旅行者1号的等离子波子系统——包括两个伸出在飞船后面30英尺(10米)长的“兔子耳朵”天线——就是为了听到这种铃声而设计的。 这些碰撞波揭示了关于星际介质密度的线索——这个值影响着我们对日球层形状、恒星如何形成，甚至我们在银河系中的位置的理解。当这些波在空间中回响时，它们会振动它们周围的电子，这些电子以特定的频率发出声音，具体取决于它们的拥挤程度。 声音的音调越高，电子密度就越高。旅行者1号的等离子波子系统——包括两个伸出在飞船后面30英尺(10米)长的“兔子耳朵”天线——就是为了听到这种声音而设计的。 NASA旅行者1号航天器的示意图，显示了等离子波子系统和其他仪器使用的天线。 影像来源：NASA / JPL-Caltech 2012年11月，在离开日球层三个月后，旅行者1号第一次听到了星际声音。六个月后，又出现了另一种呼啸声——这次声音更大，音调更高。星际介质似乎变得越来越厚，而且速度越来越快。 影像来源：NASA / JPL-Caltech 在今天旅行者号的数据中，这些瞬间的呼啸声以不规则的间隔持续着。它们是研究星际介质密度的极好方法，但确实需要一些耐心。 奥克说:“它们一年只被发现一次，所以依靠这些偶然事件意味着我们的星际空间密度地图有点稀疏。” 奥克开始寻找一种星际中等密度的连续测量方法，以填补这些空白——一种不依赖于太阳偶尔传播出来的冲击波的方法。在对旅行者1号的数据进行筛选，寻找微弱但一致的信号后，她发现了一个很有希望的候选信号。2017年年中，就在又一次呼啸声响起的时候，这种情况开始增多。 “它实际上是一个单一的音调，”奥克说。“随着时间的推移，我们确实看到了它的变化，但频率的移动方式告诉我们密度是如何变化的。” 在观察仅比噪声大一点的信号时，奥克发现了一个微弱但几乎连续的信号——以一条细红线可见——连接着旅行者1号等离子体波子系统数据中更强的等离子体振荡事件。蓝色背景为只显示强信号的图表，白色背景为显示包括等离子体波发射在内的较弱信号的过滤数据。 影像来源：旅行者1号等离子波子系统/Stella Ocker 奥克将新的信号称为等离子体波发射，它似乎也能追踪星际空间的密度。当突如其来的呼啸声声出现在数据中时，发射信号的音调也随之上升或下降。该信号也类似于在地球上层大气中观察到的一个信号，已知该信号是根据地球上的电子密度进行跟踪的。 “这真的很令人兴奋，因为我们能够定期对很长一段空间的密度进行采样，这是迄今为止我们拥有的最长的空间范围。”奥克说。“这为我们提供了旅行者所看到的最完整的密度和星际介质地图。” 根据该信号，旅行者1号周围的电子密度从2013年开始上升，到2015年年中左右达到目前的水平，密度增加了大约40倍。在他们分析的到2020年初结束的整个数据集中，宇宙飞船似乎处于类似的密度范围，有一些波动。 目前，奥克和她的同事们正试图建立一个等离子体波是如何产生的物理模型，这将是解释等离子体波的关键。与此同时，旅行者1号的等离子波子系统不断将数据发回离地球越来越远的地方，那里的每一个新发现都有可能使我们重新想象我们在宇宙中的家。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/as-nasa-s-voyager-1-surveys-interstellar-space-its-density-measurements-are-making-waves

太空站、日珥与太阳

太空站、日珥与太阳

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2021年05月04日 Space Station, Solar Prominences, Sun Image Credit & Copyright: Mehmet Ergün Explanation: That’s no sunspot. It’s the International Space Station (ISS) caught passing in front of the Sun. Sunspots, individually, have a dark central umbra, a lighter surrounding penumbra, and no Dragon capsules attached. By contrast, the ISS is a complex and multi-spired mechanism, one of the largest and most complicated spacecraft ever created by humanity. Also, sunspots circle the Sun, whereas the ISS orbits the Earth. Transiting the Sun is not very unusual for the ISS, which orbits the Earth about every 90 minutes, but getting one’s location, timing and equipment just right for a great image is rare. The featured picture combined three images all taken from the same location and at…

磁性“高速公路”将材料引入雪茄星系

磁性“高速公路”将材料引入雪茄星系

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是什么推动了雪茄星系(也就是所谓的梅西耶M82)大量气体和尘埃的喷射？ 我们知道，成千上万颗恒星的爆发正在推动一股强大的超级风，将物质吹入星系间的空间。新的研究表明，磁场也有助于梅西耶M82的物质驱逐，这是一个著名的星爆星系的例子，具有独特的、细长的形状。 NASA的平流层红外天文观测站(SOFIA)的发现有助于解释尘埃和气体如何从星系内部移动到星际空间，并为星系的形成提供线索。这种物质富含碳和氧等支持生命的元素，是未来星系和恒星的基石。这项研究在美国天文学会的会议上进行了介绍。 SOFIA是NASA和德国航空航天中心（DLR）)的联合项目，此前曾研究过梅西耶M82(雪茄星系的官方名称)核心附近磁场的方向。这一次，该团队使用了被广泛用于研究太阳周围物理的工具（称为太阳物理学），以了解在比以前大10倍的距离上环绕星系的磁场强度。 “这是研究太阳的古老物理学，但对星系来说是新事物，”位于美国宇航局硅谷艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的大学空间研究协会(Universities Space Research Association)副主任琼·施梅尔茨(Joan Schmelz)，即将发表的有关这项研究的论文的合著者说，“它帮助我们理解恒星和星系之间的空间是如何为未来的宇宙世代提供如此丰富的物质。” 雪茄星系位于大熊星座，距离地球1200万光年，正在经历一种被称为星爆的异常高的恒星形成速率。恒星的形成是如此强烈，以至于它产生了一股超级风，将星系中的物质吹出。SOFIA之前使用高分辨率机载宽带照相机(简称HAWC+)发现，风会拖拽星系核心附近的磁场，使其垂直于星系平面，跨越2000光年。 这张由哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜拍摄的星系可见光和红外合成图像显示了梅西耶M82(又称雪茄星系)的磁场。来自炙热新恒星的恒星风形成了一股星系超级风，它喷出大量的热气体(红色)和垂直于窄星系(白色)的巨大烟雾尘埃(黄色/橙色)。研究人员利用平流层天文台获取红外天文学磁场数据和广泛用于研究太阳周围物理的工具，推断出该星系周围2万光年磁场的强度。它们似乎无限期地延伸到星系间的空间中，就像太阳的太阳风一样，并且可能有助于解释气体和尘埃是如何远离银河系传播的。 影像来源：NASA, SOFIA, L. Proudfit; NASA, ESA, Hubble Heritage Team; NASA, JPL-Caltech, C. Engelbracht 研究人员希望了解磁场线是否会像太阳风中的磁场环境一样无限延伸到星系间空间，或者转变成太阳活动区域中发现的类似日冕环的结构。他们计算得出，该星系的磁场像太阳风一样向外延伸，让被超级太阳风吹散的物质逃入星系间空间。 这些扩展的磁场可能有助于解释太空望远镜发现的气体和尘埃是如何远离银河系。 NASA的斯皮策太空望远镜在距银河系20,000光年的距离内探测到尘埃物质，但目前尚不清楚为什么它会从两个方向远离恒星，而不是呈锥形喷流而远离恒星。 宾夕法尼亚维拉诺瓦大学的博士后研究员、即将发表的这篇论文的合著者乔丹·圭拉·阿奎莱拉说:“磁场可能就像一条高速公路，为星系物质创造了广泛传播到星系间空间的通道。” 除极少数情况外，我们无法直接测量日冕中的磁场。因此，大约50年前，科学家们开发出了一种方法，可以精确地从太阳表面外推磁场到行星际空间，在太阳物理学中称为势场外推法。利用SOFIA现有的中心磁场观测数据，研究小组改进了这种方法，估算出雪茄星系周围25000光年左右的磁场。 “我们无法轻易地在如此大的规模上测量磁场，但我们可以用这些工具从太阳物理学中推断出来，”恩瑞奎·洛佩兹-罗德里格斯(Enrique Lopez-Rodriguez)说，他是位于埃姆斯的索菲亚大学空间研究协会的科学家，也是这项研究的主要作者，“这种新的、跨学科的方法为我们了解星爆星系提供了更广阔的视角。” SOFIA是NASA和德国航空航天中心的联合项目。 NASA位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心与总部位于马里兰州哥伦比亚市的大学空间研究协会以及斯图加特大学的德国SOFIA研究所合作管理SOFIA项目、科学和任务操作。该飞机由位于美国加利福尼亚州帕姆代尔的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心703号楼进行维护和运营。高分辨率机载宽带摄像机仪器是由NASA喷气推进实验室领导的多机构团队开发并交付给NASA。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/magnetic-highway-channels-material-out-of-cigar-galaxy

镶日珥的半遮太阳

镶日珥的半遮太阳

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2020年11月2日 Half Sun with Prominence Image Credit & Copyright: Rainee Colacurcio Explanation: What’s happening to the Sun? Clearly, the Sun’s lower half is hidden behind a thick cloud. Averaging over the entire Earth, clouds block the Sun about 2/3rds of the time, although much less over many land locations. On the Sun’s upper right is a prominence of magnetically levitating hot gas. The prominence might seem small but it could easily envelop our Earth and persist for over a month. The featured image is a combination of two exposures, one optimizing the cloud and prominence, and the other optimizing the Sun’s texture. Both were taken about an hour apart with the same camera and from the same location in Lynnwood, Washington, USA. The shaggy texture…

地球和月球曾经共享一个磁场屏障，保护它们的大气层

地球和月球曾经共享一个磁场屏障，保护它们的大气层

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45亿年前，地球表面是一个危险而炎热的世界。此外，在我们还只是一个蹒跚学步的孩子时，太阳以猛烈的辐射爆发轰击我们的星球，称之为耀斑和日冕物质抛射。被称为太阳风的带电粒子流威胁着我们的大气层。简而言之，我们的星球是不适合居住的。 地球和月球，这是20世纪90年代伽利略号任务拍摄的两张照片的合成图，有着悠久的共同历史。数十亿年前，它们的磁场相互连接。 影像来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室/美国地质调查局 但是一个邻近的地盾可能帮助我们的星球保持它的大气层，并最终发展生命和适宜居住的条件。美国国家航空航天局（NASA）在《科学进展》杂志上发表的一项研究称，这个保护层就是月球。 “月球似乎为地球提供了一个抵御太阳风的实质性屏障，这对地球在此期间维持大气层的能力至关重要。”NASA首席科学家、这项新研究的主要作者吉姆·格林(Jim Green)说，“我们期待着在NASA通过阿耳忒弥斯项目将宇航员送往月球时，对这些发现进行后续研究。阿耳忒弥斯项目将带回月球南极的关键样本。” 月球简史 根据主流理论，月球形成于45亿年前，当时我们的地球还不到1亿年之久，一个名为忒亚(Theia)的火星大小的物体撞击到原始地球上。碰撞产生的碎片聚集成月球，而其他残余物重新融入了地球。由于重力，月亮的存在稳定了地球的自转轴。那时，我们的地球自转得更快，一天只有5个小时。 在早期，月球离我们也很近。由于月球的引力作用在海洋上，水会被略微加热，能量就会被消耗掉。这就导致月球以每年1.5英寸的速度远离地球，或者说大约是两个两个10美分硬币的宽度。随着时间的推移，这就足够了。到40亿年前，月球离地球的距离是现在的三分之一——大约8万英里，而现在的距离是23万8千英里。在某个时刻，月球也变得“潮汐锁定”，这意味着地球只能看到月球的一面。 物理学家曾经认为，月球从未有过一个持久的全球磁场，因为它的核心很小。磁场使电荷沿着看不见的线移动，这些线在两极向月球弯曲。科学家们很早就知道地球的磁场，这种磁场在北极和南极地区形成了色彩艳丽的极光。 磁场起着屏蔽作用，使电荷沿着它看不见的线移动。科学家们很早就知道地球的磁场，这种磁场在北极和南极地区形成了色彩艳丽的极光。在地球深处，液态铁和液态镍的运动仍然在流动，这是因为地球形成过程中留下的热量。这些运动产生的磁场构成了围绕地球磁层的保护性气泡。 通过对阿波罗任务中月球表面样本的研究，科学家们发现月球曾经也有一个磁层。这些封存了几十年的样本，最近用现代技术进行了分析，证据不断增加。 像地球一样，月球形成时产生的热量会使铁保持在月球内部深处流动，但由于月球的大小，铁的流动时间不会那么长。 “这就像烤蛋糕：你把它从烤箱里拿出来，它还在冷却，”格林说。“质量越大，冷却所需的时间就越长。” 磁屏蔽 这项新的研究模拟了大约40亿年前地球和月球磁场的变化。物理学家们建立了一个计算机模型来观察磁场在各自轨道的两个位置的行为。 科学家们写道，在某些时候，月球的磁层可能会成为地月系统遭受强烈太阳辐射的屏障。这是因为，根据这个模型，月球和地球的磁球在每个天体的两极区域都有磁性连接。对于地球的演化很重要的一点是，高能的太阳风粒子不能完全穿透耦合磁场并剥离大气层。 当月球有磁场时，地球就会被屏蔽，不受太阳风的影响，如图所示。 影像来源：美国国家航空航天局 但地球和月球也有一些大气交换。来自太阳的极端紫外线会将地球最高层大气中的中性粒子中的电子剥离，使这些粒子带电，并使它们能够沿着月球磁场线前往月球。这可能也是当时月球保持稀薄大气的原因之一。月球岩石样本中氮的发现支持了这样一种观点，即以氮为主的地球大气层促成了月球的古代大气及其地壳。 科学家们计算出，地球和月球的磁球结合在一起的磁场共享情况可能在41亿到35亿年前一直存在。 根据一项新的研究，这幅图显示了地球和月球在数十亿年前都有连接在一起的磁场，这有助于保护它们的大气层免受太阳粒子流的破坏。 影像来源：美国国家航空航天局 “了解月球磁场的历史不仅有助于我们了解早期大气，还有助于我们了解月球内部是如何演变的，”美国宇航局副首席科学家和研究合著者大卫·德雷珀(David Draper)说。“它告诉我们月球的核心可能是什么样子的——可能是在其历史的某个时刻液态和固态金属的结合——这是月球内部如何工作的一个非常重要的谜团。” 随着时间的推移，随着月球内部的冷却，我们最近的邻居失去了磁层，最终失去了大气层。磁场在32亿年前就显著减少，在大约15亿年前消失。如果没有磁场，太阳风就会将大气层剥离。这也是火星失去大气层的原因：太阳辐射将大气层剥离。 图中显示了地球今天产生的磁场线。月球不再有磁场。 影像来源：美国国家航空航天局 科学家们说，如果我们的月球在关键的早期起到了保护我们的星球免受有害辐射的作用，那么在银河系中，可能还有其他的卫星在类地系外行星周围，以类似的方式帮助它们的主行星保持大气层，甚至有助于创造适宜居住的条件。这对研究生命起源和寻找地球以外的生命的天体生物学领域来说是很有意义的。 人类探索可以告诉我们更多 这项模拟研究为地球和月球的远古历史如何有助于地球早期大气的保存提供了思路。神秘而复杂的过程很难弄清楚，但来自月球表面的新样本将提供解开谜团的线索。 随着NASA计划通过阿耳忒弥斯项目在月球上建立一个可持续的人类存在，可能会有多种机会来验证这些想法。当宇航员从地球和月球磁场联系最紧密的月球南极带回第一批样品时，科学家可以寻找地球古代大气的化学特征，以及由陨石和小行星撞击产生的水等挥发性物质。科学家们对月球南极数十亿年来从未见过阳光的地区——即“永久阴影区”——特别感兴趣，因为严酷的太阳粒子不会带走挥发性物质。 例如，氮和氧可能沿着磁场线从地球到月球，并被困在这些岩石中。 格林说：“来自这些永久阴影区域的重要样本对于我们理清地球挥发物质的早期演化，检验我们的模型假设至关重要。” 论文的其他合著者是来自巴尔的摩县马里兰大学的斯科特·博德森（Scott Boardsen）和新泽西州普林斯顿大学的董传飞（Chuanfei Dong）。 来源： https://www.nasa.gov/feature/earth-and-moon-once-shared-a-magnetic-shield-protecting-their-atmospheres