星闻前线 | 天王星、海王星:阴天要下钻石雨?

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09-06 16:56 首页 中国国家天文

你也想了解小星星吗?

小天同学为大家挑选整理了前两周最新发表在各大知名天文科技期刊上的研究论文,

让我们一起前往科技新闻最前沿吧~



▉ 天王星和海王星 / 阴天要下钻石雨啦


天文学家在实验室中模拟并观测天王星与海王星大气深层钻石雨过程。


根据我们的日常经验,下雨,意味着液体的水从天而降。但是,换一个星球,“下雨”就可能意味着下点别的什么东西了( ( ° ▽、° ) 听起来好恐怖)。在土星最大的卫星——土卫六(Titan)上,从天而降的可就是液体甲烷,是不是非常不可思议?更不可思议的惊喜来了——天王星和海王星上,下雨可是意味着一颗颗大钻石从云中形成然后倏然落下!


几十年前,科学家们就推测出在天王星和海王星特殊的高温高压环境中有可能存在钻石雨,但一直没有得到证实。就在前几天美国 SLAC 国家加速器实验室的研究团队第一次在地球的实验室中模拟再现并观测了钻石雨的形成过程。这项研究工作于2017年8月21日发表在《自然天文学》(NatureAstronomy)杂志上


英文原文分享链接: http://pan.baidu.com/s/1pK725Wv


实验示意图


研究人员在美国 SLAC 国家加速器实验室里,使用能够产生世界上最强烈X射线的激光设备(LCLS)快速加热一块由聚苯乙烯(碳氢化合物)构成的材料表面,使其膨胀并产生2次冲击波。当冲击波相遇时,会产生约5,000K的温度和150GPa的压力──与天王星、海王星内部约10,000公里处的环境相似。这2项高温高压条件,足以使聚苯乙烯原子间的链结分解成氢原子和碳原子,紧接着研究人员观察到,碳在极短时间内被压缩形成了坚硬钻石。虽然这个实验过程仅维持50飞秒(1飞秒=10 -15秒)、钻石大小只有几纳米,但确实说明了这样的环境下有利形成闪闪发亮的钻石。研究人员强调,天王星及海王星上的钻石会更大,可能重达几百万克拉,并在过去几千年的时间逐渐通过液态地函,如“钻石雨”一样下沉至岩石核心附近。




▉ 天文学家成功描绘出Antares恒星表面图景


天文学家第一次描绘出恒星Antares表面图像,这是我们得到的除太阳之外第一幅最清晰的恒星照片。


仰望夜空时,点点繁星不停闪烁。静谧夜空中一个又一个的亮点便是宇宙中一颗又一颗的恒星,但即使用比较先进的光学望远镜来观测,由于距离确实很远很远,这些恒星依旧是一个个的点。因此之前天文学家们只能通过研究距离我们最近的恒星——太阳——来推测研究其他恒星的精细结构。现在天文学家们综合利用三台望远镜第一次描绘出了除太阳外另一颗恒星——红超巨星Antares(心宿二,天蝎座α星)的表面精细图景。这项研究工作于2017年8月16日发表在《自然》(Nature)杂志上


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研究团队利用欧洲南方天文台坐落在智利的甚大望远镜干涉仪Amber设备观测得到了Antares恒星红外波段图像,并对其中的CO吸收线多个波段进行了成像分析。数据分辨率小于恒星直径的七分之一、大气层延伸半径的十二分之一。利用这些高分辨率图像研究团队得到了恒星表面的气体流动速度,这些研究工作曾经只能是在太阳表面才能完成的壮举。


Antares恒星表面大气速度成像图。图a-h展示出恒星表面大气不同速度分布图。图a和图e的连续谱图像展示出来几乎近似圆形的内部恒星轮廓,在其他波段则展示出其上活跃的大气活动与两个强烈活动的斑点。


研究结果显示出Antares 大气层中包含有数个强烈的气体团活动,活跃的大气活动甚至拓展到恒星半径两倍的范围之外,远超科学家的预期。这种现象仅用热气流上升、冷气流下降的气体对流原理无法解释。由此说明在大质量恒星表面存在着与太阳表面气体对流活动不同的某些活动过程,还需要天文学家们的继续探索。




▉ 日落后火星表面存在剧烈雪暴


最新研究表明火星表面日落会产生剧烈的天气现象


随着科学家们对火星的努力探索,近期一项研究工作的结果有可能会影响到未来人类火星旅行的行程。对这颗红色行星上剧烈雪暴现象的最新研究工作于2017年8月21日发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)杂志上


英文原文分享链接:http://pan.baidu.com/s/1bozJ2BP


2008年凤凰号火星探测器收集到大量的火星探测数据,科学家们通过数据分析得知在火星的两极存在冰盖,由此推测出火星上有雪存在,但并没有想到火星上的雪暴居然会如此剧烈。


研究团队同时利用三组模型来模拟计算火星上的大气湍流活动进而预测其上的天气变化。通过三组模型的同时模拟发现,白天火星云层吸收阳光能量保持一定温度使大气层保持稳定。但是日落后其中的温度便会以每小时7.2华氏度(4摄氏度)的速度下降。地面上升的热气流遇到云层中下降的低温气流,便会引起约22英里每小时(10米每秒)的强风并形成雪样冰晶。了解火星天气的成因并在将来对其进行预测,对今后的火星探测等各项任务具有重要意义。




▉ 美国大日食


上一周最大的天象新闻莫过于刷爆屏的“美国大日食”(TheGreat American Eclipse)!日食在美国当地时间8月21日发生,从美国西北岸的俄勒冈州到东南岸的南卡罗来纳州,日全食向斜对角移动,跨越14州,更罕见的是,这是相隔99年,日全食再次横跨美国;上次发生在1918年。


此次日全食是1776年美国建国以来第一次仅出现在美国本土的日全食,也是38年来,美国境内第一次覆盖范围最广、最容易观测到的绝佳机会!


图为俄勒冈马德拉斯市观测到的日全食全过程。


今天的新闻就分享到这儿,

大家是不是对小星星们又多了一些了解呢?


下雨要打伞勒欧~

 / 小天学天文  编辑 / 怀尘


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