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天文学

小行星琉璃谷尘埃—美国宇航局的学家们准备对其进行探测
来源于：PHYS美国宇航局戈达德太空飞行中心 Lonnie Shekhtman在玻璃安瓿瓶中安装在金箔上的默奇森陨石斑点（约4微克）的放大图像。当时NASA戈达德的天体化学家将执行热水提取程序，以释放任何可溶于水的有机化合物。图片来源：NASA的戈达德太空飞行中心/埃里克·T·帕克当地时间12月6日（美国12月5日），日本太空船Hayabusa2从地球表面上方约120英里（或200公里）处将一个太空舱降落到澳大利亚内陆地区。该舱内有一些太阳系中最珍贵的货物：飞船今年早些时候从小行星Ryugu的表面收集的尘埃。到2021年年底，日本航空航天局（JAXA）将把Ryugu的样本散布到全球的六支科学家团队中。这些研究人员将对这些古老的谷物进行生产，加热和检查，以进一步了解其起源。在Ryugu调查人员的团队中，将是位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的天体生物学分析实验室的科学家。天体生物学实验室的研究人员使用与法医实验室使用的尖端工具相似的手段来解决犯罪。但是，美国宇航局戈达德的科学家没有解决犯罪问题，而是探寻太空岩石以寻找分子证据，以帮助他们整理早期太阳系的历史。戈达德天体生物学分析实验室主任杰森·德沃金说：“我们正在努力做的是更好地了解地球如何演变成今天的样子。” “如何通过围绕我们形成的太阳的一堆气体和尘埃，使我们在地球上以及在其他地方变得生命？” 德沃金作为一个全球性的团队，将探索一个国际副样品在搜索有机的Ryugu的化合物是前体地球上的生命。龙古（Ryugu）是一个较大的小行星的古老碎片，形成于催生我们太阳系的气体和尘埃云中。这是一种有趣的小行星，富含碳，是生命必不可少的元素。当德沃金和他的团队明年夏天收到Ryugu样品的份额时，他们将寻找有机化合物或碳基化合物，以便更好地了解这些化合物如何首先形成并在整个太阳系中扩散。占星生物学家感兴趣的有机化合物包括氨基酸，氨基酸是构成成千上万个蛋白质的分子，这些蛋白质负责提供生命中某些最重要的功能，例如产生新的DNA。通过研究太空岩石中保存的氨基酸类型和数量的差异，科学家可以建立这些分子如何形成的记录。目前距离地球900万英里（即1500万公里）的龙古（Ryugu）尘埃，将是科学家们提供的保存最完好的空间材料之一。这只是在太空中收集并返回地球的第二颗小行星样本。在Ryugu交付之前，JAXA于2010年带回了微小的小行星丝川样本，这是历史上第一次小行星采样任务的一部分。在此之前，作为“星尘”任务的一部分，NASA在2006年从Wild-2彗星获得了少量样本。接下来，在2023年，NASA的OSIRIS-REx将返回至少12盎司（或数百克）的小行星Bennu，该小行星一直在太空中飞行，数十亿年来基本上没有变化。视频于2019年2月22日（JST）拍摄，Hayabusa2首次降落在小行星龙谷表面以收集样本。信用：日本航空航天局日本福冈九州大学地球化学教授Hiroshi Naraoka说：“我们的最终目标是了解地球外环境中有机化合物的形成方式。” “因此，我们要分析许多有机化合物，包括氨基酸，硫化合物和氮化合物，以建立小行星发生的有机合成类型的故事。”在分析了Ryugu的组成之后，科学家们将其与Bennu进行了比较，Bennu是OSIRIS-REx取得了巨大成功的样本的地点，该地点在10月20日短暂触及了小行星的表面。德沃金说：“这两个小行星的形状相似，但本努似乎有更多的证据证明过往的水和有机化合物。”他的实验室还计划接收十分之一盎司或几克的本努。“鉴于它们来自小行星带的不同母体，并且有着不同的历史，看到它们之间的比较将非常有趣。”分析小行星颗粒需要大量练习分析Ryugu尘埃将是Goddard天化学家们最艰巨的项目之一。他们将不得不处理少量的样品。Hayabusa2预计从龙宫收集的灰尘不超过几克（约合六种咖啡豆！），尽管这种材料比从丝川返回的材料要多得多。这一微小的数量将分散在许多科学家中，这意味着德沃金和他的同事只会得到原始样品的一小部分，比典型的雪花略多。“与我们分析陨石相比，我们将处理的样品分配要比通常处理的要少得多，”与德沃金合作的戈达德天体化学家埃里克·T·帕克说。帕克说，戈达德团队与国际同事合作，已经练习处理小样本超过一年了。例如，他们分析了来自富含碳的陨石Murchison的尘粒。然后，他们使用相同的技术来分析其中没有任何地外物质的样品，以确保他们能够分辨出两者之间的区别。戈达德的科学家收到Ryugu尘埃后，会将粒子悬浮在玻璃管内的水溶液中。然后，他们将溶液加热至沸水或212华氏度（100摄氏度）的温度，持续24小时，以尝试提取可溶于水的任何有机化合物。研究人员将通过功能强大的分析机运行该解决方案，该分析机将按形状和质量分离内部的分子，并识别每种分子。德沃金的Ryugu分析团队的戈达德研究员汉娜•L•麦克莱恩（Hannah L.McLain）说：“对于像Ryugu这样的非常珍贵的样本，你当然会想，‘我希望这个试管不会破裂’，或者‘我希望这个反应能正确进行’。”但目前，我们已经完全建立了技术，以确保不会出现任何问题，我们很高兴能够分析真实样本。” 点击：查看更多天文学文章 查看其它分类文章免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。
2020-12-08 19:20:27
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超级计算机模拟可能会解开月球形成的奥秘
来源于：PHYS由达勒姆大学 研究人员调查早期地球与火星大小的物体之间的碰撞可能如何导致月球形成的3D模拟横截面的静止图像。图片来源：塞尔吉奥·鲁伊斯·波尼利亚（Sergio Ruiz-Bonilla） 天文学家已经迈出了一步，以了解月球可能是由早期地球与45亿年前的另一个巨大天体之间的巨大碰撞形成的。由英国达勒姆大学（Durham University）领导的科学家在DiRAC高性能计算设备上进行了超级计算机仿真，以将火星大小的行星Theia撞向早期地球。他们的模拟产生了一个有轨道的物体，它有可能演变成类似月球的物体。尽管研究人员谨慎地说这并不是月球起源的确定证据，但他们补充说，这可能是了解我们最近的邻居可能如何形成的有希望的阶段。这项发现发表在《皇家天文学会月刊》上。人们认为月球是在早期地球与Theia的碰撞中形成的，科学家认为，该碰撞可能是我们太阳系中的一个古老星球，大约相当于火星。研究人员进行了模拟，以追踪碰撞发生后四天中来自地球和Theia早期的物质，然后在像球池球一样旋转Theia之后进行其他模拟。与Theia初次旋转的大小和方向有关的与早期地球的模拟碰撞产生了不同的结果。研究人员研究3D模拟的横截面，研究早期地球与火星大小物体之间的碰撞如何导致月球形成。将少量自旋添加到撞击器（Theia）时，会产生类似月亮的物体，类似于未添加自旋的情况。图片来源：塞尔吉奥·鲁伊斯·波尼利亚（Sergio Ruiz-Bonilla） 在一个极端中，碰撞将两个物体融合在一起，而在另一个极端，则发生了刮擦碰撞。重要的是，没有在Theia中添加自旋的模拟会产生质量约为月球质量80％的自重块材料，而在添加少量自旋时会创建另一个类似月球的物体。由此产生的团块将落入撞击后地球周围的轨道，并通过扫掠围绕地球的碎片盘而增长。模拟的团块还具有一个类似于月球的小铁芯，外层材料由早期的地球和Theia组成。最近对阿波罗太空任务收集的月球样品中氧同位素比率的分析表明，早期地球和撞击物质的混合物可能形成了月球。主要作者Sergio Ruiz-Bonilla，博士学位。达勒姆大学计算宇宙研究所的研究员说：“通过在模拟过程中向Theia添加不同量的自旋，或者完全不进行自旋，它为您提供了地球早期地球可能发生的各种不同结果。数十亿年前，它们都被一个巨大的物体撞击。“令人兴奋的是，我们的一些模拟产生了这种轨道上的团块，该团块相对比月球小得多，并且在撞击后的地球周围还形成了一盘额外的材料，这将有助于团块随时间增长。研究人员进行的3D模拟的横截面研究了早期地球与火星大小物体之间的碰撞如何导致月球的形成。当撞击者（Theia）未加任何自旋时，与早期地球的碰撞产生了一种自引力的物质团，其质量约为月球的80％。图片来源：塞尔吉奥·鲁伊斯·波尼利亚（Sergio Ruiz-Bonilla） “我不会说这是月亮，但这肯定是一个继续寻找的非常有趣的地方。”由达勒姆（Durham）领导的研究小组现在计划进行进一步的模拟，以改变靶标和撞击器的质量，速度和旋转速度，以了解其对潜在月球形成的影响。达勒姆大学计算宇宙学研究所的合著者Vincent Eke博士说：“我们能否获得一系列不同的结果，取决于我们是否在蒂亚号撞上地球之前对其进行了自旋。“特别令人着迷的是，当没有向蒂娅施加任何自旋或很少自旋时，与早期地球的撞击会留下一堆碎片，在某些情况下，其中包括一个足够大的尸体，值得称其为原型月亮。“很可能还有许多可能发生的碰撞需要进一步研究，这可能使我们更加了解月球是如何形成的。”点击：查看更多太空类文章 试用免费文档翻译免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。
2020-12-04 19:44:52
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银河系的三维视图
来源：medical x press 2020年12月3日 Apex望远镜观测银河平面中的分子云和恒星诞生 在我们的银河系中，大约有2000亿个太阳和大量的气体，其中一些被用作恒星诞生的原材料。气体以紧凑的团块形式聚集，但也以大量的分子云形式出现。借助智利的Apex亚毫米望远镜，天文学家已经深入银河平面并测量了星际介质。他们以前所未有的精度研究了银河内部区域冷分子气体的分布。研究人员创建了包含10,000多个星际云的目录。他们发现，恒星目前仅诞生于约百分之十的云层中。该项目被称为SEDIGISM（小号tructure，Ë xcitation和d内在的ynamics ģ非乳酸我NTER小号tellar中号edium）和盖在南方天空的84平方度面积。 丰富多彩的多样性：该部分显示了占整个SEDIGISM映射约5％的小区域中的星际云; 这些云的颜色各不相同。左上方的小图片以示意图的形式显示了我们银河系中旋臂的运动，灰色区域标记了SEDIGISM映射的整个区域。在此图中，切口的方向是浅蓝色。 ©Ana Duarte-Cabral，Alex Pettitt和James Urquhart 该地图包含智利安第斯山脉的12米高顶望远镜收集的2013年至2017年的数据。SEDIGISM项目经理马克斯·普朗克射电天文学研究所的弗雷德里克·舒勒说：“随着迄今为止我们银河系中最详细的冷分子云图的出版，一个长期的观测项目正在取得成果。” 科学家观察到内银河系的南部区域，其角分辨率为30弧秒; 这对应于尘埃天空中表观满月直径的第60部分。此外，他们还获得了关于银河系内盘三分之二总面积中所有银河分子云的结构，距离和速度的有价值的信息。 研究人员观察到一氧化碳分子的光谱线-包括稀有同位素13 CO和C 18 O-并由此推断出星际介质中冷而稠密分子气体的质量和三维分布。总体而言，发现了由不同物理效应导致的大量结构，例如细丝和空腔。 分子云包含制造新恒星的原料。因此，为了确定重要参数，例如我们银河系中恒星形成的效率，必须对这些云进行映射。云中的结构和物理条件提供了恒星形成理论必须考虑的框架条件。因此，重要的是在空间上分解各个云并使它们彼此区分。 成功的关键之一是12米高的顶点望远镜，其高精度表面和世界上最适合亚毫米天文学的位置之一。该仪器位于智利阿塔卡马沙漠Chajnantor平原的5100米高处，水蒸气含量极低，因此具有出色的大气透明度。 新数据补充了过去十年中在中红外到远红外波长范围内绘制的一系列银河平面映射。Spitzer和Herschel等太空望远镜以及较大波长的Apex本身都发生了这种情况，但是SEDIGISM现在提供的速度信息在所有这些项目中都丢失了。对数据的重新分析使我们可以更详细地检查恒星的形成，从而检查银河系本身的结构和动力学。 荷尔/新泽西州 点击：查看更多天文学文章 查看双语译文文章 免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。
2020-12-03 18:40:35
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了解“黑暗”宇宙和原始星系的形成
通过CEA信用：CC0公共领域 可见物质仅占宇宙总质量的16％。关于其余物质的性质（称为暗物质）知之甚少。更令人惊讶的是，宇宙的总质量仅占其能量的30％。其余的是暗能量，这是完全未知的，但是是宇宙加速膨胀的原因。为了进一步了解暗物质和暗能量，天体物理学家使用了对宇宙的大规模调查或对星系性质的详细研究。但是他们只能通过将它们与暗物质和暗能量理论模型的预测相比较来解释他们的观察。但是这些模拟在超级计算机上需要数千万小时的计算时间。Extreme-Horizon合作能够在Joliot-Curie超级计算机上模拟从大爆炸后的最初几分钟到今天的宇宙结构演化，该计算机具有22 petaflops（22 x 10 15）的计算能力。每秒的浮点运算数）。在计算的每个步骤中，处理的数值数据量都超过了3TB（10 12个字节），证明使用了新的写入技术（具有自适应网格细化功能的RAMSES代码）和读取模拟数据。宇宙学：纠正莱曼-α森林的数据模拟的第一个结果涉及对遥远宇宙的大型结构的解释：星系间氢云。天体物理学家通过测量类星体对光的吸收来检测它们，由于类星体中存在吸引物质的超大质量黑洞，所以类星体的光非常发光。由于宇宙的膨胀，视线中的每一朵云都会产生具有特定红移的吸收线（Lyman-α）。所有这些线形成了一个茂密的森林，揭示了氢云的一维分布，因此也揭示了物质在10至120亿光年（ly）之间的距离。但是，这些类星体与我们之间存在许多黑洞，它们将大量能量驱散到星际介质中，从而改变了它的热态和莱曼-α森林的性质。Extreme-Horizon模拟中使用的物理模型详细描述了此反馈，该反馈将宇宙学参数的估计值偏离了几个百分点。计算出的校正因子至关重要，特别是对于在美国亚利桑那州正在建设的DESI（暗能量光谱仪）实验而言，因为偏差可能超过5％，而目标精度为1％。像蜂巢一样形成的超紧凑大质量星系Extreme-Horizon模拟在低密度区域具有高分辨率，这意味着当宇宙只有2到30亿年的历史时，它能够描述星系产生的冷气积聚和超紧凑块状星系的形成。这些非典型星系，是最近在智利的Alma（阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列）射电望远镜观测到的，由许多非常小的星系的快速聚集形成。由于Extreme-Horizon的出色分辨率，只能确定这种“蜂巢”生长方法。Joliot-Curie超级计算机面临的巨大挑战由Atos公司为法国高性能计算中心GENCI设计的Joliot-Curie超级计算机基于Atos的BullSequana架构，在2020年达到了22 petaflops的峰值计算能力。大挑战是在大挑战期间（在安装新的计算机分区之后）进行的出色模拟和计算。这三个月的时间为少数用户提供了访问大量机器资源的独特机会。他们得益于TGCC和制造商团队的支持，在启动阶段共同努力优化计算机的运行。点击查看：更多天文学文章 更多分类文章 免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息，仅代表作者个人观点，与本网无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：PHYS
2020-11-25 19:13:16
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欧罗巴发光：辐射在木星的月球上产生了明亮的数字
来源：PHYS 由 NASA木星的月亮欧罗巴的插图说明了冰冷的表面如何在其夜侧发光，该侧面背向太阳。辉光的变化和辉光本身的颜色可以揭示有关欧罗巴表面冰成分的信息。图片来源：NASA / JPL-Caltech 当冰冷的，充满海洋的月亮欧罗巴绕木星运行时，它可以承受无情的辐射冲击。木星使欧罗巴的表面昼夜不停地与电子和其他粒子接触，使其浸透高能辐射。但是，当这些粒子撞击月球表面时，它们可能也在做一些超乎寻常的事情：使欧罗巴在黑暗中发光。美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室的科学家进行的新研究首次详细介绍了辉光的外观，以及它可能揭示出欧罗巴表面冰的成分。不同的咸味化合物对辐射的反应不同，并发出自己独特的微光。用裸眼看，这种辉光有时看起来是绿色的，有时看起来是蓝色或白色的，并且亮度不同，这取决于它是什么材料。科学家使用光谱仪将光分成波长，并将不同的“特征”或光谱连接到冰的不同成分上。在像欧罗巴这样的月球上使用分光计进行的大多数观测都是在月球白天通过反射的阳光进行的，但是这些新结果阐明了欧罗巴在黑暗中的外观。JPL的主要作者Murthy Gudipati说：“我们能够预测到夜间的冰面发光可以提供有关欧罗巴表面成分的更多信息。这种成分的变化方式可以为我们提供有关欧罗巴是否具有适合生活条件的线索。”自然天文学中的9 。这是因为欧罗巴拥有巨大的全球内部海洋，该海洋可能会通过月球厚厚的冰壳渗透到地表。通过分析表面，科学家可以了解更多有关下面的内容的信息。闪耀光芒科学家从先前的观察中推断出，欧罗巴的表面可能是由冰和地球上众所周知的盐（例如硫酸镁（泻盐）和氯化钠（食盐））的混合物制成的。这项新的研究表明，在类似欧罗巴的条件下，将这些盐掺入水冰中，并用辐射对其进行爆炸会产生辉光。这么多不足为奇。容易想象照射的表面会发光。科学家们知道，这种光辉是由高能电子穿透表面，使下方的分子通电而引起的。当这些分子放松时，它们将能量释放为可见光。联合撰写这项研究的JPL的Bryana Henderson说：“但是我们从来没有想到我们会看到最终看到的东西。” “当我们尝试使用新的冰块时，它的外观看起来有所不同。我们都盯着它看了一会儿，然后说：'这是新的，对吗？这肯定是另外一种光泽吗？' 因此，我们将光谱仪对准了它，每种类型的冰都有不同的光谱。”为了研究欧罗巴表面的实验室模型，JPL团队为欧罗巴的高能电子和辐射环境测试（ICE-HEART）建造了一种称为“冰室”的独特仪器。他们将ICE-HEART带到位于马里兰州盖瑟斯堡的高能电子束工厂，并着手进行一项完全不同的研究：观察欧罗巴冰块下的有机物质对辐射冲击的反应。他们没想到会看到辉光本身与不同的冰成分有关的变化。正如作者所称，它是偶然性。该论文的合著者弗雷德·贝特曼说：“看到氯化钠盐水发出低得多的辉光是改变研究过程的'啊哈'时刻。” 他帮助进行了实验，并向马里兰州国家标准与技术研究院的医疗工业辐射设施的冰样品发射了辐射束。在黑暗的天空中可见的月亮似乎并不寻常。我们看到自己的月亮，因为它反射了阳光。科学家们说，但是欧罗巴的光芒是由完全不同的机制引起的。想象一下，即使月亮夜夜，朝着太阳连续发光的月亮也是如此。古迪帕蒂说：“如果欧罗巴不在这种辐射之下，它将看起来像我们的月亮对我们来说是黑暗的。” “但是因为它受到木星辐射的轰炸，所以它在黑暗中发光。”NASA即将进行的旗舰飞行任务Europa Clipper定于2020年代中期发射，它将在绕木星轨道运行时以多次飞越观察月球表面。任务科学家正在审查作者的发现，以评估航天器的科学仪器是否可以检测到辉光。航天器收集的信息可能会与新研究中的测量结果相匹配，以识别月球表面上的咸成分或缩小其可能的范围。古迪帕蒂说：“在实验室中，您通常不会说，'到了那里，我们可能会发现它。' “通常情况正好相反-您去那里找到一些东西并尝试在实验室中进行解释。但是我们的预测可以追溯到简单的观察，这就是科学的意义。”欧罗巴快船（Europa Clipper）等任务有助于天体生物学领域的发展，这是对跨界变量和条件的跨学科研究，可以据我们所知生活。虽然欧罗巴快船不是探测生命的任务，但它将对欧罗巴进行详细侦察，并调查冰冷的月球及其地下海洋是否具有维持生命的能力。了解欧罗巴的可居住性将有助于科学家更好地了解地球上的生命如何发展以及在地球之外寻找生命的潜力。点击：查看更多天文学文章 查看双语译文文章 免费试用文档翻译功能免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。
2020-11-17 18:53:26
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