微波背景辐射双极化: 地球高速穿过宇宙的效应

微波背景辐射双极化: 地球高速穿过宇宙的效应

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2022年4月3日 CMB Dipole: Speeding Through the Universe Image Credit: DMR, COBE, NASA, Four-Year Sky Map Explanation: Our Earth is not at rest. The Earth moves around the Sun. The Sun orbits the center of the Milky Way Galaxy. The Milky Way Galaxy orbits in the Local Group of Galaxies. The Local Group falls toward the Virgo Cluster of Galaxies. But these speeds are less than the speed that all of these objects together move relative to the cosmic microwave background radiation (CMBR). In the featured all-sky map from the COBE satellite in 1993, microwave light in the Earth’s direction of motion appears blueshifted and hence hotter, while microwave light on the opposite side of the sky is redshifted and colder. The map indicates that the…

打破记录：哈勃发现有史以来最远的恒星

打破记录：哈勃发现有史以来最远的恒星

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NASA的哈勃太空望远镜建立了一个非凡的新基准：探测宇宙大爆炸后最初十亿年内存在的恒星的光——这是迄今为止观测到的最远的一颗恒星。 与之前哈勃望远镜在2018年观测到的单星记录保持者相比，这一发现是一个巨大的飞跃。那颗恒星存在于宇宙大约 40 亿年的时候，即宇宙当前年龄的 30% ，天文学家将其称为“红移 1.5”。科学家使用“红移”一词是因为随着宇宙膨胀，来自遥远物体的光在向我们传播时会被拉伸或“移动”到更长、更红的波长。 这颗新发现的恒星距离地球如此之远，以至于它的光需要 129 亿年才能到达地球，在我们看来，它就像宇宙只有当前年龄的 7%，红移 6.2 时的那样。以前在如此遥远的距离上看到的最小物体是嵌入早期星系中的星团。 巴尔的摩约翰霍普金斯大学的天文学家布莱恩·韦尔奇说：“一开始我们几乎不相信它，它比之前最遥远、最高的红移恒星要远得多。”韦尔奇是描述这一发现的论文的主要作者，该论文发表在3月30日的《自然》杂志上。这一发现是根据同样位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所 (STScI) 的合著者丹·科伊领导的哈勃RELICS（再电离透镜集群调查）计划期间收集的数据得出。 “通常在这些距离上，整个星系看起来像小污点，来自数百万颗恒星的光混合在一起，”韦尔奇说。“这颗恒星所在的星系被引力透镜放大和扭曲成一个长长的新月形，我们称之为日出弧。” 在详细研究了星系后，韦尔奇确定其中一个特征是一颗被放大的恒星，他称之为Earendel，在古英语中是“晨星”的意思。这一发现有望开启一个未知的早期恒星形成时代。 “Earendel很久以前就存在，它可能没有像今天我们周围的恒星那样拥有所有相同的原材料，”韦尔奇解释说。“研究Earendel将是一扇通往我们不熟悉的宇宙时代的窗口，这导致了我们所知道的一切。就像我们一直在读一本非常有趣的书，但我们刚开始读到第二章，现在我们将有机会看到这一切是如何开始的。”韦尔奇说。 这张详细的照片突出显示了Earendel沿着时空涟漪（虚线）的位置，该涟漪将其放大，并使这颗恒星能够在近130亿光年的如此遥远的距离内被观测到。图片还显示了在放大线两侧镜像的星团。扭曲和放大是由位于哈勃和Earendel之间的一个巨大质量的星系团造成。星系团的质量如此之大，以至于它扭曲了空间的结构，通过这个空间观看就像通过放大镜沿着玻璃或透镜的边缘观看一样，另一边的事物的外观也被扭曲和放大。 影像来源：Science: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Image processing: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI) 当恒星重新排列 研究小组估计，Earendel的质量至少是太阳质量的 50 倍，亮度是太阳的数百万倍，可与已知的最大质量恒星相媲美。但是，如果没有位于我们和Earendel之间的巨大星系团 WHL0137-08 的自然放大，即使是如此明亮、质量如此之大的恒星也无法在如此远的距离上观测到。星系团的质量扭曲了空间结构，形成了一个强大的自然放大镜，它扭曲并极大地放大了来自其背后远处物体的光。 多亏了这颗罕见的与放大的星系团排列在一起的恒星，Earendel直接出现在空间结构中的一个波纹上，或极为接近。这种波纹在光学中被定义为“焦散”，可以提供最大的放大倍数和亮度。这种效果类似于一个游泳池的波纹表面，在阳光明媚的日子里，在池底形成明亮的光线图案。水面的涟漪就像透镜一样，聚焦阳光，使池底达到最大亮度。 这种焦散导致恒星Earendel从其所在星系的泛光中突显出来。它的亮度被放大一千倍甚至更多。目前，天文学家还不能确定Earendel是否为双星，尽管大多数大质量恒星至少有一颗较小的伴星。 通过韦伯太空望远镜确认 天文学家预计，埃伦德尔在未来几年内将保持高度放大。它将由NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行观测。韦伯对红外光的高灵敏度是了解Earendel的必要条件，因为由于宇宙的膨胀，它的光被拉伸（红移）到更长的红外波长。 科伊说：“通过韦伯望远镜，我们希望确认Earendel确实是一颗恒星，并测量它的亮度和温度。”这些细节将缩小它在恒星生命周期中的类型和阶段。科伊说：“我们还希望发现日出弧星系缺少形成于后续恒星中的重元素。这将表明Earendel是一颗罕见的、大质量的贫金属恒星。” Earendel的组成将引起天文学家的极大兴趣，因为它是在宇宙充满由连续几代大质量恒星产生的重元素之前形成。如果后续研究发现Earendel只由原始的氢和氦组成，这将是传说中的第三族恒星的第一个证据，这些恒星被假设为大爆炸后诞生的第一颗恒星。虽然这种可能性很小，但韦尔奇承认这仍然很诱人。 “有了韦伯，我们可能会看到比Earendel更远的恒星，这将是非常令人兴奋的。”韦尔奇说。 “我们将尽可能回到过去。我很想看到韦伯打破 Earendel 的距离记录。” 视频来源：NASA戈达德太空飞行中心，首席制作人：保罗·莫里斯 哈勃太空望远镜是NASA和ESA（欧洲航天局）之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）负责哈勃科学操作。STScI由位于华盛顿特区的大学天文学研究协会为NASA运营。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/what-sounds-captured-by-nasa-s-perseverance-rover-reveal-about-mars

宇宙里程碑：NASA确认5,000颗系外行星

宇宙里程碑：NASA确认5,000颗系外行星

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太阳系外的行星或系外行星是什么样的？此图显示了多种可能性。科学家在20世纪90年代发现了第一批系外行星。截至2022年，已确认的系外行星总数刚刚超过5,000 颗。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 已确认的系外行星数量刚刚超过5,000颗，这代表着由NASA太空望远镜引领的30年发现之旅。 不久前，我们生活在一个只有少数已知行星的宇宙中，所有行星都围绕太阳运行。但一系列新发现标志着科学的一个高点：现在已确认超过5,000颗行星存在于太阳系之外。 行星里程表于3月21日开启，最新一批65颗系外行星——我们的太阳系家族之外的行星——被添加到NASA系外行星档案中。该档案记录了出现在同行评审的科学论文中的系外行星发现，并已使用多种检测方法或分析技术得到证实。 迄今为止发现的5,000多颗系外行星包括像地球这样的小型岩质行星、比木星大很多倍的气态巨行星，以及围绕恒星运行、轨道极其接近恒星的“热木星”。有“超级地球”，它们可能是比我们更大的岩质行星，也有“迷你海王星”，即太阳系中海王星的较小版本。再加上同时围绕两颗恒星运行的行星和固执地围绕死亡恒星坍塌残余运行的行星。 天文学家现在已经确认了超过5,000颗系外行星，或太阳系以外的行星。这只是我们银河系中可能的数千亿的一小部分。发现系外行星的锥状物从行星地球向外辐射，就像车轮上的辐条。还有更多的发现等着我们。 视频：NASA/JPL-Caltech “这不仅仅是一个数字，”档案馆的科学主管、帕萨迪纳加州理工学院NASA系外行星科学研究所的研究科学家杰西·克里斯蒂安森说。“它们中的每一个都是一个新的世界，一颗崭新的行星。我对每一个系外行星都感到兴奋，因为我们对它们一无所知。” 我们确实知道：我们的银河系可能拥有数千亿颗这样的行星。1992年，一个奇怪的新世界围绕着一颗更奇怪的恒星运转，在这之后不断有新的发现。它是一种被称为脉冲星的中子星，一种快速旋转的恒星残骸，会发出毫秒级的灼热辐射脉冲。通过测量脉冲时间的细微变化，科学家们得以揭示脉冲星周围轨道上的行星。 这篇论文的主要作者亚历山大沃尔什赞说，在这颗旋转的恒星周围虽然仅发现三颗行星，但基本上打开了发现系外行星的闸门。30 年前，该论文揭开了第一批在太阳系外得到确认的行星。 “如果你能在中子星周围找到行星，行星基本上无处不在。”沃尔兹赞说。“行星生成过程必须非常稳健。” 作为宾夕法尼亚州立大学的教授，沃尔兹赞仍然在寻找系外行星，他说，我们正在开启一个发现行星的时代，而不仅仅是简单地将新行星添加到名单中。2018年发射的凌日系外行星巡天卫星（TESS）继续发现新的系外行星。但很快，从最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜开始，强大的下一代望远镜及其高灵敏度仪器将捕获系外行星大气层中的光，读取存在的气体，从而可能识别出适宜居住条件的迹象。 预计将于2027年发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将使用多种方法发现新的系外行星。2029年发射的欧空局ARIEL任务将观测系外行星大气；NASA搭载的一项名为CASE的技术将有助于消除系外行星的云雾。 沃尔什赞说：“在我看来，我们不可避免地会在某个地方找到某种生命——很可能是某种原始生命。”他补充道，地球上生命的化学与在整个宇宙中发现的化学之间的密切联系，以及对广泛存在的有机分子的探测表明，发现生命本身只是一个时间问题。 在这个动画中，系外行星由跨越数十年发现的音符来表现。圆圈表示轨道的位置和大小，而其颜色表示探测方法。低音符意味着更长的轨道，高音符意味着更短的轨道。 视频来源：NASA/JPL-Caltech/SYSTEM Sounds (M. Russo and A. Santaguida) 如何寻找其他世界 画面并不总是那么明亮。1995年，在类太阳恒星周围探测到的第一颗系外行星被证明是一颗热木星：一颗质量约为我们木星一半的气态巨行星，以一个极其接近的四天轨道绕着它的恒星运行。换句话说，在这个星球上，一年只持续四天。 一旦天文学家学会识别它们，地面望远镜的数据中就会出现更多这样的行星——先是几十颗，然后是数百颗。它们是使用“摆动”方法发现的：跟踪由轨道行星的引力拖曳引起的恒星轻微来回运动。但目前仍然没有一颗系外行星看起来适合居住。 寻找更像我们自己的小型岩质行星需要外行星搜寻技术的下一次重大飞跃：凌日法。天文学家威廉·博鲁基提出了在望远镜上安装极其灵敏的光探测器，然后将其发射到太空的想法。这台望远镜将在长达数年的时间里观测超过17万颗恒星，寻找当一颗行星经过一颗恒星表面时星光的细微变化。 开普勒太空望远镜实现了这个想法。 博鲁茨基是现已退休的开普勒任务的首席研究员，他说，2009年开普勒太空望远镜的发射打开了一扇观察宇宙的新窗口。 “我真的很满意，并对那里的一切感到敬畏。”他说。“我们谁也没想到会有这么多种类的行星系统和恒星。这太神奇了。” 到目前为止，在我们的星系中确认的5,000多颗系外行星包括各种各样的类型——一些与我们太阳系中的行星相似，另一些则截然不同。其中有一种被称为“超级地球”的神秘物种，因为它们比我们的地球更大，而且可能是岩质行星。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/cosmic-milestone-nasa-confirms-5000-exoplanets

NASA发现了天体碰撞产生的巨大碎片云

NASA发现了天体碰撞产生的巨大碎片云

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这幅插图描绘了两个小行星大小的天体碰撞的结果：围绕一颗年轻恒星的巨大碎片云。NASA的斯皮策号发现一块碎片云挡住了这颗恒星HD 166191，为科学家提供了发生碰撞的细节。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 岩石天体之间的重大碰撞塑造了我们的太阳系。对类似碰撞的观察提供了有关这些事件在其他恒星周围发生频率的线索。 我们太阳系中的大多数岩石行星和卫星，包括地球和月球，都是由太阳系历史早期的大规模碰撞形成或塑造的。通过相互碰撞，岩石天体可以积累更多的物质，增大尺寸，或者它们可以分裂成多个较小的物体。 天文学家使用NASA现已退役的斯皮策太空望远镜，在过去发现了岩石行星正在形成的年轻恒星周围发生此类碰撞的证据。但是，这些观察并没有提供有关碰撞的更多细节，比如所涉及物体的大小。 在天体物理学杂志上的一项新研究中，由亚利桑那大学的凯特·苏领导的一组天文学家报告了首次观测到的由其中一次碰撞产生的碎片云。碎片云在它的恒星前面经过并短暂遮挡了光。天文学家称之为凌日。再加上对恒星大小和亮度的了解，这些观测使研究人员能够在撞击后不久直接确定云团的大小，估计碰撞物体的大小，并观察云团消散的速度。 “目击事件是无可替代的。”亚利桑那大学的乔治·里克是这项新研究的合著者，他说道。 “斯皮策之前报道的所有案件都没有得到解决，只有关于实际事件和碎片云可能是什么样子的理论假设。” 从2015年开始，苏领导的一个团队开始对一颗1000万年前的恒星HD 166191进行常规观测。大约在恒星生命的早期，恒星形成过程中留下的尘埃聚集在一起，形成了一种称为星子的岩石体——未来行星的种子。一旦之前填充这些物体之间空间的气体消散，它们之间灾难性的碰撞就变得很常见。 该团队预计，他们可能会发现HD 166191附近发生碰撞的证据，因此在2015年至2019年期间，他们使用斯皮策望远镜对该系统进行了100多次观测。虽然星子太小，距离太远，望远镜无法分辨，但它们的碰撞会产生大量尘埃。斯皮策探测到了红外光——或比人眼能看到的波长略长的波长。红外线是探测尘埃的理想方法，包括由原行星碰撞产生的碎片。 2018年年中，太空望远镜观测到HD 166191系统变得明显更亮，这表明碎片的产生在增加。在此期间，斯皮策望远镜还探测到一个碎片云挡住了这颗恒星。结合斯皮策对凌日的观测和地面望远镜的观测结果，该团队可以推断出碎片云的大小和形状。 他们的研究表明，云团被拉高了，估计的最小面积是恒星的三倍。然而，斯皮策望远镜所观测到的不断变亮的红外线表明，只有一小部分云团从恒星前方经过，而这一事件产生的碎片覆盖的面积是恒星的数百倍。 要产生这么大的云，主碰撞中的物体必须有矮行星那么大，就像我们太阳系中的灶神星——一个330英里（530公里）宽的天体，位于火星和木星之间的主小行星带。最初的碰撞产生了足够的能量和热量使一些物质汽化。它还引发了第一次碰撞的碎片和系统中其他小物体之间的碰撞连锁反应，这可能产生了斯皮策观测到的大量尘埃。 在接下来的几个月里，巨大的尘埃云体积增大，变得更加透明，这表明尘埃和其他碎片正在迅速扩散到整个年轻的恒星系统中。到2019年，经过恒星前面的云团不再可见，但该系统包含的尘埃是斯皮策观测到云团之前的两倍。这篇论文的作者认为，这些信息可以帮助科学家检验类地行星是如何形成和生长的理论。 “通过观察年轻恒星周围轻恒星周围的尘埃碎片盘，我们基本上可以回顾过去，看看可能塑造了我们自己的太阳系的过程。”苏说。 “了解这些系统中碰撞的结果，我们还可以更好地了解围绕其他恒星形成岩石行星的频率。” 关于斯皮策的更多信息 斯皮策在其生命周期内收集的全部科学数据可通过斯皮策数据档案馆向公众提供，该档案馆位于加利福尼亚州帕萨迪纳加州理工学院IPAC红外科学档案馆中。喷气推进实验室是加州理工学院的一个部门，为位于华盛顿的NASA科学任务理事会管理斯皮策号任务。科学操作在加州理工学院IPAC的斯皮策科学中心进行。航天器操作基地设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁航天公司。 更多关于NASA斯皮策太空望远镜的信息，请访问: https://www.jpl.nasa.gov/missions/spitzer-space-telescope 和 https://www.ipac.caltech.edu/project/spitzer 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-spots-giant-debris-cloud-created-by-clashing-celestial-bodies

詹姆斯·韦伯太空望远镜达到校准里程碑，光学系统工作成功

詹姆斯·韦伯太空望远镜达到校准里程碑，光学系统工作成功

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在完成关键的镜面校准步骤后，NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜团队预计，韦伯的光学性能将能够达到或超过天文台的科学目标。 3月11日，韦伯团队完成了被称为“精细相位”的校准阶段。在韦伯光学望远镜单元调试的这个关键阶段，每一个光学参数都经过了检查和测试，达到或超过了预期。研究团队还发现，韦伯的光路没有严重问题，也没有可测量的污染或堵塞。该天文台能够成功地收集来自遥远物体的光线，并将其毫无问题地传送到仪器上。 虽然这张图像的目的是聚焦在中心的明亮恒星上，以进行校准评估，但韦伯的光学系统和NIRCam非常敏感，以至于在背景中看到的星系和恒星都显示出来。在韦伯望远镜的校准阶段，即所谓的“精细相位”，每个主镜段都经过调整，仅使用NIRCam仪器就可以生成同一恒星的统一图像。这张名为2MASS J17554042+6551277的恒星图像使用红色滤镜优化视觉对比度。 影像来源：NASA/STScI 虽然距离韦布最终发布其新的宇宙观测结果还有几个月的时间，但实现这一里程碑意味着团队相信韦伯的首创光学系统正在尽可能地工作。 “20多年前，韦伯团队着手建造有史以来最强大的太空望远镜，并提出了大胆的光学设计，以满足苛刻的科学目标。”华盛顿NASA科学任务理事会副主任托马斯·左布臣说。“今天，我们可以说，设计即将实现。” 虽然地球上一些最大的地面望远镜使用分段主镜，但韦伯是太空中第一台使用这种设计的望远镜。这个21英尺4英寸（6.5米）的主镜（太大而无法安装在火箭整流罩内）由18个六角铍镜段组成。它必须折叠起来才能发射，然后在太空中展开，接着将每个主镜段再纳米的范围内调整，以形成一个单一的镜面。 位于马里兰州绿带的NASA戈达德太空飞行中心的韦伯光学望远镜元件经理李·范伯格说：“除了实现韦伯将实现的不可思议的科学之外，设计、建造、测试、发射和现在运营这座天文台的团队还开创了一种建造太空望远镜的新方法。” NASA的韦伯达到校准里程碑，光学系统工作成功 视频来源：NASA’s Goddard Space Flight Center 随着望远镜校准的精细相位阶段完成，团队现在已经将韦伯的主成像仪——近红外相机与天文台的镜面完全对齐。 “我们已经将望远镜完全对准并聚焦在一颗恒星上，性能超过了规范。我们都为这对科学的意义感到兴奋。”NASA戈达德韦伯副光学望远镜元件经理丽塔·凯斯基·库哈说。“我们现在知道我们建造了正确的望远镜。” 这张新的“自拍”是使用NIRCam仪器内部的一个专门的瞳孔成像镜头拍摄，该仪器旨在拍摄主镜段的图像，而不是太空的图像。该配置在科学操作期间不使用，仅用于工程和校准目的。在这张照片中，韦伯所有的18个主镜段都一致地收集来自在同一颗恒星的光线。 影像来源：NASA/STScI 在接下来的六周里，该团队将在最终科学仪器准备工作之前完成剩余的校准步骤。该团队将进一步校准望远镜，包括近红外光谱仪、中红外仪器、近红外成像仪和无缝光谱仪。在该过程的这一阶段，算法将评估每个仪器的性能，然后计算最终的校正，以在所有科学仪器中实现校准良好的望远镜。在此之后，韦伯的最终校准步骤将开始，团队将调整主镜段中任何微小的残留定位误差。 该团队有望在5月初（如果不是更早的话）之前完成光学望远镜元件校准的所有工作，然后再进行大约两个月的科学仪器准备工作。韦伯的第一张全分辨率图像和科学数据将于今年夏天发布。 韦伯是世界上首屈一指的太空科学天文台，一旦全面运行，它将帮助解决我们太阳系中的谜团，观察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，以及我们在宇宙中的位置。韦伯是一个国际项目，由NASA和欧洲航天局（ESA）以及加拿大航天局共同领导。 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/press-release/nasa-s-webb-reaches-alignment-milestone-optics-working-successfully

哈勃望远镜观测到一颗新生恒星的爆发

哈勃望远镜观测到一颗新生恒星的爆发

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An energetic outburst from an infant star streaks across this image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope. This stellar tantrum – produced by an extremely young star in the earliest phase of formation – consists of an incandescent jet of gas travelling at supersonic speeds. As the jet collides with material surrounding the still-forming star, the shock heats this material and causes it to glow. The result is the colorfully wispy structures, which astronomers refer to as Herbig–Haro objects, billowing across the lower right of this image. Herbig–Haro objects are seen to evolve and change significantly over just a few years. This particular object, called HH34, was previously captured by Hubble between 1994 and 2007, and again in glorious detail in 2015. HH34 resides approximately…

NuSTAR用杂散光进行照明发现

NuSTAR用杂散光进行照明发现

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这张插图显示了NASA在太空中的NuSTAR X射线望远镜。两个笨重的部件由一个33英尺（10米）的结构隔开，该结构称为可展开桅杆或吊杆。光在桅杆的一端收集，并沿桅杆聚焦，然后撞击另一端的探测器。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 近10年来，NASA的NuSTAR（核子光谱望远镜阵列）X射线太空天文台一直在研究宇宙中一些能量最高的物体，比如碰撞的死恒星和吞噬热气体的巨大黑洞。在这段时间里，科学家们不得不处理从天文台侧面泄漏的杂散光，这可能会干扰观测，就像外部噪音会淹没电话一样。 但现在，团队成员已经知道如何利用散乱的X射线来了解NuSTAR外围视觉中的物体，同时也进行正常的目标观测。这一进展有可能使核星提供的洞见成倍增加。《天体物理学杂志》上的一篇新科学论文描述了首次使用NuSTAR的杂散光观测来了解一个宇宙物体——在这种情况下，是一颗中子星。 但现在团队成员已经想出了如何使用这种杂散的X射线光来了解NuSTAR周边视觉中的物体，同时还能进行正常的有针对性的观测。这一发展有可能使NuSTAR提供的洞察力成倍增加。《天体物理学杂志》上的一篇新科学论文描述了NuSTAR的杂散光观测首次用于了解宇宙物体——在本例中是中子星。 中子星是一颗恒星坍塌后遗留下来的物质，是宇宙中密度最大的天体之一，仅次于黑洞。它们强大的磁场会捕获气体粒子并将它们汇集到中子星的表面。随着粒子被加速和激发，它们会释放出NuSTAR可以探测到的高能X射线。 这项新研究描述了一个名为SMC X-1的系统，该系统由围绕银河系（地球的母星系）运行的两个小星系之一中的一颗活恒星运行的中子星组成。用望远镜观察时，SMC X-1的X射线输出的亮度似乎变化很大，但NuSTAR和其他望远镜数十年的直接观测揭示了这种波动的模式。科学家们已经查明了SMC X-1在X射线望远镜研究时亮度变化的几个原因。例如，中子星每次在绕行轨道上下降到活恒星后面时，X 射线的亮度就会变暗。根据该论文，杂散光数据足够敏感，能够捕捉到一些记录良好的变化。 “我认为这篇论文表明这种杂散光方法是可靠的，因为我们在SMC X-1中观测到了中子星的亮度波动，我们已经通过直接观测证实了这一点，”加利福尼亚州帕萨迪纳加州理工学院的天体物理学家、这项新研究的主要作者麦金利·布伦巴克说。“展望未来，如果我们能够在不知道物体亮度是否有规律变化的情况下，使用杂散光数据来观察物体，并可能使用这种方法来检测变化，那就太棒了。” 形式与功能 新方法之所以可行，是因为NuSTAR的形状类似于哑铃或狗骨：它在一个狭窄的、33英尺长（10米长）的结构（称为可展开式桅杆或吊杆）的两端有两个笨重的部件。通常，研究人员将其中一个笨重的末端（包含光学器件或收集 X 射线的硬件）指向他们想要研究的对象。光线沿着桅杆传播到位于航天器另一端的探测器。两者之间的距离是聚焦光线所必需的。 但是杂散光也会通过桅杆的侧面进入探测器，绕过光学元件。它与来自望远镜直接观察到的任何物体的光一起出现在NuSTAR的视野中，而且通常很容易被肉眼识别：它形成了一圈从图像两侧发出的微弱光。 （毫不奇怪，杂散光对许多其他太空和地面望远镜来说都是个问题。） 在过去的几年里，NuSTAR团队的一组成员将杂散光与NuSTAR的各种观测结果分离开来。在确定了每次观测外围的明亮、已知的X射线源后，他们使用计算机模型，根据附近的明亮物体，预测应该出现多少杂散光。他们还查看了NuSTAR几乎所有的观测结果，以确认杂散光的迹象。该团队创建了一个包含大约80个物体的目录，NuSTAR为这些物体收集了杂散光观测数据，并将该集合命名为“流浪猫（StrayCats）”。 “想象一下，坐在一个安静的电影院里，看一部戏剧，听到隔壁上演的动作片中的爆炸声。”加州理工学院高级研究科学家、NuSTAR团队成员布莱恩·格里芬斯泰特说。“在过去，这就是杂散光的样子——分散了我们的注意力。现在我们有了工具，可以将额外的噪音转化为有用的数据，开辟了使用NuSTAR研究宇宙的全新方式。” 当然，杂散光数据不能取代NuSTAR的直接观测。除了杂散光无法聚焦外，NuSTAR可以直接观察到的许多物体都太微弱，无法出现在杂散光目录中。但是格里芬斯泰特说，加州理工学院的多名学生仔细研究了这些数据，发现了周边物体快速变亮的例子，这可能是任何数量的戏剧性事件，比如中子星表面的热核爆炸。观察中子星亮度变化的频率和强度可以帮助科学家破译这些天体发生了什么。 “如果你试图寻找X射线源长期行为或亮度的模式，杂散光观测可能是一种更频繁检查并建立基线的好方法。”加州理工学院NASA哈勃奖学金项目爱因斯坦研究员、流浪猫团队成员蕾妮·卢德拉姆说。“它们还可以让我们在我们没有预料到的情况下，或者当我们通常无法将NuSTAR直接指向这些物体时，捕捉到这些物体的奇怪行为。杂散光观测不能取代直接观测，但更多的数据总是好的。” 关于任务的更多信息 NuSTAR于2012年6月13日发射。这是一项由加州理工学院领导、由喷气推进实验室为华盛顿NASA科学任务理事会管理的小型探索任务，它是与丹麦技术大学（DTU）和意大利航天局（ASI）合作开发的。望远镜光学系统由哥伦比亚大学、美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心和 DTU建造。 该航天器由位于弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司建造。NuSTAR的任务运营中心位于加州大学伯克利分校，官方数据档案位于NASA的高能天体物理学科学档案研究中心。ASI提供任务的地面站和镜像数据存档。加州理工学院为NASA管理JPL。 有关NuSTAR的更多信息，请访问： http://www.nasa.gov/nustar 和 www.nustar.caltech.edu 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-nustar-makes-illuminating-discoveries-with-nuisance-light

哈勃望远镜观测到一对奇特的星系

哈勃望远镜观测到一对奇特的星系

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This striking image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope showcases Arp 298, a stunning pair of interacting galaxies. Arp 298 – which comprises the two galaxies NGC 7469 and IC 5283 – lies roughly 200 million light-years from Earth in the constellation Pegasus. The larger of the two galaxies pictured here is the barred spiral galaxy NGC 7469, and IC 5283 is its diminutive companion. NGC 7469 is also host to an active, supermassive black hole and a bright ring of star clusters. The “Arp” in this galaxy pair’s name signifies that they are listed in the Atlas of Peculiar Galaxies compiled by the astronomer Halton Arp. The Atlas of Peculiar Galaxies is a gallery of weird and wonderful galaxies containing peculiar structures, featuring galaxies…

发现日：7颗地球大小的行星

发现日：7颗地球大小的行星

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该图显示了TRAPPIST-1行星系统的样子，基于有关行星直径、质量和与主星距离的可用数据。天文学家将它们命名为行星TRAPPIST-1a、TRAPPIST-1b等等。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 五年前，天文学家发现了一个壮观的其他世界集合：TRAPPIST-1系统。 世界各地的报纸都在头版刊登了这一发现：天文学家发现一颗名为TRAPPIST-1的红矮星是一个由七颗地球大小的行星组成的紧密家族的家园。NASA于2017年2月22日公布了该系统。 利用地面和太空望远镜，科学家们发现了迄今为止在太阳之外发现的最不寻常的行星系统之一，并提出了一个诱人的问题：这些星球中是否有一个适合居住——一个适合生命的家园？ 五年后，这些行星仍然神秘莫测。自第一次公布以来，随后的研究表明，TRAPPIST-1行星是岩石行星，它们的年龄可能是我们太阳系的两倍，它们距离地球41光年。 但真正改变游戏规则的将是最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜。韦伯比以往任何一台太空望远镜都更大、更强大，它将在TRAPPIST-1行星上寻找大气层的迹象。 “人们甚至可以问一个关于另一颗恒星周围的行星是否适合居住的问题——这让我感到不可思议。”南加州NASA喷气推进实验室系外行星科学研究所经理肖恩·凯里说。凯里是利用现已退役的斯皮策太空望远镜的数据帮助发现TRAPPIST-1行星的团队的一员。 使用NASA的“系外行星之眼”交互式可视化探索TRAPPIST-1系统，您可以在其中近距离查看每个行星的插图。 图片来源：NASA/JPL-Caltech 韦伯的主要目标是来自恒星的第四颗行星，称为TRAPPIST-1e。 它正好位于科学家所说的宜居带（也称为金凤花姑娘带）的中间。这是恒星到行星的轨道距离，这里的热量刚好能让液态水存在于行星表面。 尽管行星紧密地围绕在TRAPPIST-1周围，但这颗红矮星不仅比太阳冷得多，而且体积还不到太阳的10%。(事实上，如果把整个TRAPPIST-1系统放在我们自己的太阳系里，它所有行星的轨道就在最内层行星水星的轨道内。) 短期内你还无法到访TRAPPIST-1e，但你可以用这张免费下载的旅游海报想象一下你的外星之旅。它来自喷气推进实验室的一系列旅行海报，想象着虚拟旅行到14个外星世界。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 寻找大气 可居住区只是第一个切入点。一颗可能宜居的行星也需要一个合适的大气层，而韦伯，尤其是在其早期的观测中，很可能只获得了大气层是否存在的部分迹象。 “这里最重要的是在宜居带中的一颗陆地地球大小行星的第一次大气特征，”比利时列日大学的天文学家、2017年揭示这七颗同胞行星的研究的主要作者迈克尔·吉隆说。 哈勃太空望远镜的测量增加了更多关于宜居性的信息。虽然哈勃没有能力确定这些行星是否具有潜在的宜居大气层，但它确实发现至少三颗行星——d、e和f——似乎没有气态巨行星那样的以氢为主的蓬松大气层，例如我们太阳系中的海王星。这类行星被认为不太可能维持生命。 康奈尔大学的行星科学家尼科尔·刘易斯说，这就为“大气支持地表液态水的潜力”留下了可能性。 刘易斯是一个科学团队的一员，该团队将使用韦伯望远镜在红外光下观测天空，在TRAPPIST-1e上寻找大气层的迹象。 “希望我们能在韦伯 [可检测到的] 波长范围内看到二氧化碳，这是一个非常强大的特征。”她说。 “一旦我们知道哪里有高于噪声的小物体，我们就可以返回并在该区域进行更高分辨率的观察。” TRAPPIST-1行星的大小也可能有助于加强宜居性的情况，尽管研究还远没有定论。 它们不仅在直径上而且在质量上都可以与地球相当。缩小行星的质量范围是可能的，这要归功于它们在TRAPPIST-1周围紧密聚集：它们肩并肩地挤在一起，相互推挤，使科学家能够根据这些引力效应计算它们可能的质量范围。 “我们已经得到了一些关于它们大小的非常好的信息——质量和半径。”康奈尔大学的刘易斯说。“这意味着我们知道它们的密度。” 这些密度表明，这些行星可能由地球等类地行星中发现的物质组成。 刘易斯说，科学家们利用可能的行星大气形成和演化的计算机模型，试图缩小其可能的组成范围，这对TRAPPIST-1行星至关重要。 “TRAPPIST系统的伟大之处在于，它将允许我们以任何一种方式改进这些模型——无论它们最终将成为贫瘠的岩石还是最终成为潜在的宜居世界。”她说。 对于吉隆来说，该系统的另一个伟大之处是TRAPPIST-1系统的覆盖范围。“我在一些艺术作品中看到了TRAPPIST-1，在音乐、科幻小说、漫画中也看到过它。”他说。“这是我们在这五年中真正享受到的东西。就像这个系统有自己的生命一样。” 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/day-of-discovery-7-earth-size-planets

IXPE发送第一张科学图片

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情人节到来之际，NASA于2021年12月9日发射的X射线成像偏振探测器在完成为期一个月的调试阶段后，首次提供了成像数据。 天文台上的所有仪器都运行良好，该天文台正在研究宇宙中一些最神秘和极端的物体。 IXPE首先将其X射线聚焦在仙后座A上，这是一个由17世纪发现的一颗恒星爆炸后的残骸组成的物体。爆炸产生的冲击波席卷了周围的气体，将其加热到高温，并加速宇宙射线粒子，形成一团在X射线光下发光的云。其他望远镜以前也研究过仙后座A，但IXPE将允许研究人员以新的方式对其进行研究。 这张超新星仙后座A的图像结合了NASA的X射线成像偏振探测器收集的一些第一批X射线数据（以洋红色显示）和来自 NASA钱德拉X射线天文台的高能X射线数据（以蓝色显示）。 影像来源：NASA/CXC/SAO/IXPE 在上图中，洋红色的饱和度对应于 IXPE 观察到的X射线光的强度。它覆盖了来自NASA钱德拉 X 射线天文台的高能X射线数据，以蓝色显示。钱德拉和IXPE配备不同种类的探测器，可捕捉不同级别的角分辨率或清晰度。此图像的附加版本仅显示IXPE数据。这些图像包含1月11日至18日收集的IXPE数据。 这张来自NASA X射线成像偏振探测器的图像描绘了来自天文台第一个目标——超新星仙后座A的X射线强度。颜色从冷紫色和蓝色到红色和热白色，都与X射线的亮度增加相对应。这张图像是利用IXPE在1月11日至18日期间收集的X射线数据制作的。 影像来源：NASA 钱德拉在1999年发射后，它的第一张图像也是仙后座A。钱德拉的X射线图像首次显示，超新星遗迹的中心有一个致密的物体，可能是黑洞或中子星。 仙后座A的IXPE图像与钱德拉拍摄的同一颗超新星遗迹的图像一样具有历史意义。”位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔航天飞行中心的IXPE首席研究员马丁·C·魏斯科夫说。“它展示了IXPE获得关于仙后座 A 的前所未有的新信息的潜力，该信息目前正在分析中。” 科学家将使用IXPE进行的一项关键测量称为偏振，这是一种观察X射线光在穿过空间时如何定向的方法。光的偏振包含了光起源环境的线索。IXPE的仪器还测量来自宇宙源的 X 射线的能量、到达时间和天空中的位置。 罗马国家天体物理研究所（INAF）IXPE的意大利首席研究员保罗·索菲塔说：“仙后座A的IXPE图像美极了，我们期待分析偏振数据，进一步了解这颗超新星遗迹。” 借助仙后座A的偏振数据，IXPE将让科学家们首次看到直径约10光年的超新星遗迹的偏振量如何变化。研究人员目前正在使用这些数据来创建该物体的首张X射线偏振图。这将揭示有关仙后座A是如何产生X射线的新线索。 “IXPE未来的偏振图像应该会揭示这个著名宇宙加速器的核心机制。”斯坦福大学IXPE联合研究员罗杰·罗曼尼说。“为了补充其中的一些细节，我们开发了一种使用机器学习技术使IXPE的测量更加精确的方法。我们期待在分析所有数据时会发现什么。” IXPE由猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角发射，目前在地球赤道上空370英里（600公里）的轨道上运行。该任务是美国宇航局和意大利航天局与12个国家的合作伙伴和科学合作者合作完成的。总部位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德的鲍尔航空航天公司负责管理航天器运营。 参考来源： https://www.nasa.gov/mission_pages/ixpe/news/nasa-s-ixpe-sends-first-science-image.html