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“罗塞塔”揭秘67P彗星的形状成因

2014年7月，当欧洲空间局的罗塞塔探测器第一次发现，67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星（以下简称67P彗星）具有类似橡皮鸭子玩具的双瓣形状时，解释这一形状的起源就成了一个关键的问题。对此有两个猜想，两颗彗星并合形成了这个形状，或者是一颗彗星在局部发生了蒸发造就出了这只鸭子的“脖子”。

使用2014年8月6日至2015年3月17日“罗塞塔”所获得的高分辨率图像，科学家们现在给出了这个谜题的清晰答案。通过研究彗核上的物质层，可以证明67P的形状源于两颗彗星间低速碰撞融合。

为了得到这个答案，天文学家首次使用这些图像在该彗星的表面辨识出了100多个阶地，此外还有在峭壁和凹坑中所暴露出的平行层物质。随后利用三维形状模型来确定它们的走向，即坡度和向地下延伸的角度。

结果显示，在67P的每一个瓣上，这些结构都具有一致的方向，在某些地方甚至可以向下延伸650米；而每个瓣上这些结构的走向则各自独立。在连接两个瓣的脖颈处，则表现出了相反的走向。

为了确认这一点，科学家们还分析了67P彗星不同部分的局部重力。根据模型计算了每个地点每一层物质的所能产生的重力强度和方向。结果也显示，67P彗星的这两部分各自形成于不同的地方，此后在低速碰撞的过程中融合到了一起。（供稿：谢懿）

“罗塞塔”所拍摄的67P彗星。版权：ESA/Rosetta/Navcam。

好奇号火星车拍摄的火星表面。前景地层浸入夏普山的底层，说明在大块山体形成之前，有水流向盆地中流动。版权：NASA/JPL-Caltech/MSSS

美国宇航局好奇号火星车确认火星上的古老湖泊

一个来自美国宇航局火星科学实验室小组的新研究确认，火星在几十亿年前，曾经有一段时间形成古老湖泊。

使用来自好奇号火星车的数据，研究小组发现，很久以前水流使得泥沙沉淀在盖尔环形山里。三年前，火星车正是在这里着陆。而泥沙的分层沉积形成了夏普山。这座山如今正立于环形陨石坑的中央。

“根据火星车的观测，持续的水流和湖泊曾在大约33到38亿年前存在于火星表面，并将泥沙缓慢地运送到夏普山所在的地方，形成了它的底层。”NASA火星科学实验室的项目科学家阿什温•瓦萨瓦达（Ashwi n Vasavada）介绍说。

在好奇号于2012年着陆火星之前，科学家发现盖尔环形山中充满了分层泥沙。一些假说认为这些泥沙是由风吹来沙土堆积而成。而另一些则认为分层泥沙是由古老湖泊形成的。最新的观测证据证实，夏普山底部分层泥沙，确实是由水流形成的。（供稿：李珊珊）

新视野号发现冥王星的蓝天

来自美国宇航局新视野号的第一幅冥王星大气层的彩色照片，显示冥王星的霾层呈现蓝色。

“谁能想象一个柯伊伯带天体，有蓝色的天空？这太美妙了。”来自西南研究所的新视野号的首席研究员艾伦•斯特恩（Alan Stern）说。

冥王星霾层中的微小颗粒本身可能是灰色或红色的，但是它们散射出的蓝色光线引起了新视野号科学小组的注意。“这引人注目的蓝色告诉我们霾层中微粒的大小和成分。”科学小组的研究员，卡莉•豪威特（Carly Howet t）说，“蓝色的大气层通常是由非常微小的颗粒散射太阳光形成的。在地球上，这些粒子是极小的氮分子。而在冥王星上，微粒可能较大——但还是很小——我们叫作索林斯（t holi ns）的烟尘颗粒。”

科学家认为，冥王星高层大气中的索林斯颗粒是一种复杂的分子，由于太阳光照射引发化学反应形成的。而这种化学反应最早在土星的卫星泰坦上发现。（供稿：李珊珊）

新视野号的多光谱可见光成像仪（MVIC）拍摄到，冥王星的霾层呈现蓝色。科学家认为，冥王星的高海拔霾层与土卫六泰坦的相似。两者的来源，可能都与太阳光引起的氮和甲烷的化学反应有关。版权：NASA/ J HUAPL/SwRI

11年引力波探测未果引发黑洞新思考

100年前，爱因斯坦提出了广义相对论，预言了引力波的存在。澳大利亚的帕克斯射电望远镜进行了为期11年的观测，并没有探测到预期的引力波背景，由此引发了我们对星系以及黑洞认识的重新思考。

引力波是非常诱人的工具，它们携带了宇宙极早期以及高能事件内部的信息。虽然有很强的证据表明它们的存在，但至今引力波还没有被直接探测到。使用帕克斯射电望远镜，科学家们预期会探测到来自宇宙中并合星系所产生的引力波背景，但却一无所获。

星系是通过彼此之间的并合生长的，而每一个大型星系的中心都存在一个超大质量黑洞。当两个星系并合的时候，它们中心的黑洞会形成一个双星系统。这个黑洞双星会释放出引力波，带走自身的能量，使得两个黑洞逐渐靠近，最终发生碰撞。

澳大利亚的帕克斯射电望远镜。版权：CSIRO。

为了搜寻由此发出的这些引力波，天文学家使用帕克斯射电望远镜对一系列的毫秒脉冲星进行了监测。当有引力波从地球和毫秒脉冲星之间穿过时，空间会被挤压和拉伸，改变脉冲星所发出脉冲抵达地球的时刻。

在11年这么长的时间里没有探测到这些引力波，这种情况说明，我们对黑洞并合的认识并不完整。一种解释是，出于某种原因，星系中心黑洞双星并合的速度相当快。要想探测到这些引力波，天文学家必须还要积累更长时间的数据。（供稿：谢懿）

小行星是月球上水的主要来源

月球上被发现的水是由小行星作为“运载工具”带来的，而不是此前人们认为的彗星。使用计算机模拟技术，来自莫斯科物理技术学院和俄罗斯科学院地壳动力研究所的科学家发现，一个大型小行星为月球带来的水，比彗星持续十亿年带水的总和还要多。

在阿波罗计划的年代，科学家认为月球是完全干燥的。他们认为月球演化的开始阶段，因为没有大气层，太阳辐射能蒸发掉所有挥发性物质。然而，从20世纪90年代开始，科学家从月球勘探者探测器得到了令人意外的数据：月球表面的中子流显示，在月球一部分的表面土壤附近，有大量的氢。这可能意味着水的存在。

科学家认为，如果月球表面存在水，可能是由宇宙中的物体撞击携带来的。它们在月球极地几乎从来不暴露在太阳光中的“冷井”里保存。而即便是由冰组成的彗星，在撞击月球时99%以上的水都会蒸发。相对而言，较大的小行星与太阳系中其他行星形成时一样，含有可观的水分。在撞击月球时，它们会将更多水带到月球表面。（供稿：李珊珊）

这是一张月球南极周围地表温度的图片。数据来自月球勘测轨道飞行器（LRO）。版权：NASA

天文学家发现成双的热类木星行星

最近，美国密西根大学的科学家和来自其他单位的研究人员组成的团队，利用开普勒空间望远镜的K2任务获得的数据，发现了距离主星恒星非常近的一双热类木星行星系统。

有些太阳系外行星具有非常大的体积和质量，并且其物质组成状态为气态，非常像我们太阳系的木星，只不过它们距离其主星恒星很近，处在其主星恒星的强烈辐射之下，获得大量的热量，因此这类太阳系外行星被天文学家称为热类木星行星。在过去的20多年，天文学家已经发现了约300颗热类木星行星，但是，发现距离主星恒星如此近的一双热类木星行星是第一次。

通常，类木星行星在距离主星恒星较远的低温状态下形成。对于太阳系来说，它们形成的位置应该处在小行星带以外，远离太阳的高温辐射。然而，这两个太阳系外热类木星行星距离它们的主星恒星仅有10~20倍太阳半径的距离，远远小于水星的轨道半径。那么，它们距离其主星恒星为何如此近呢？它们是从远处迁徙来的吗？又是如何迁徙而来的呢？这给天文学家带来了困惑。

热类木星行星的艺术概念图，版权：NASA/J PLCaltech/T. Pyle (SSC)

这是一个非常特殊的热类木星行星系统，天文学家通过对它们进一步的研究，将有助于了解有关行星的形成和迁移等疑难问题。（供稿：夏寒）

类似地球的行星未来将大量产生

利用哈勃太空望远镜的观测数据和开普勒太空望远镜的观测数据，天文学家对宇宙中类似地球这样的可居住行星的产生情况进行了推算。他们认为，约46亿年前，太阳系产生的时候，当时宇宙中可居住行星的数目，只占整个宇宙演化史中可能产生的可居住类地行星总数的8%，剩余的92%可居住类地行星未来会继续形成。因此，即使太阳走到它的生命终点，宇宙中还会有大量可居住类地行星存在。

来自美国马里兰州巴尔的摩空间望远镜科学研究院的科学家彼得•贝赫鲁奇（Peter Behroozi）认为，相比于所有可能生成的行星，地球的出现确实是较早的。通过哈勃太空望远镜的观测，天文学家对星系演化过程中的恒星形成有了比较清楚的了解。100亿年之前，宇宙中出现了一次恒星快速形成的阶段，但是，那时宇宙中可利用的氢气和氦气含量很低；现在，宇宙中恒星的形成速率比较低，但是与之前相比，有更多可以利用的氢气和氦气，因此，这些气体将来可以生成更多的恒星。

未来会有大量可居住类地行星产生（示意图）。版权：NASA / ESA / G. Bacon (STScI）

开普勒空间望远镜的观测显示：像地球大小的太阳系外行星，且位于恒星的可居住带内，它的表面拥有液态水，这样的行星在我们的银河系中是普遍存在的。天文学家估计银河系内类似地球大小的行星约有10亿个。将范围扩展到我们的可观测宇宙，约1000亿个星系，这类行星的数目会更加庞大。（供稿：夏寒）

木星大红斑继续变小

最近，天文学家使用哈勃空间望远镜对木星进行了观测，哈勃空间望远镜装备的观测仪器“宽视场相机-3（W ide Field Cam era 3）”进行了10多个小时的拍摄，结果发现，著名的木星大红斑仍在继续变小。

木星大红斑是木星表面大气的巨大漩涡风暴，位于木星赤道以南22°的纬度位置，它已经存在了300多年。近些年，天文学家发现大红斑在逐渐变小，此次哈勃空间望远镜的观测再次证实了这一现象。之前，天文学家曾发现，在某些时段内木星大红斑的缩小速度非常大，不过，此次观测显示，大红斑的缩减速度有所减小，因此，木星大红斑可能不会轻易消失。此次观测结果与2014年的观测比较，发现大红斑的尺度减小了240千米。

除了大红斑的尺度继续变小之外，哈勃空间望远镜还发现，大红斑中心区域的颜色比过去有所减淡；同时，有一个条状结构横跨整个大红斑，此条状结构在旋风的作用下不断旋转和扭曲；此外，紧邻木星赤道北侧，哈勃望远镜还观测到一种少有的波状结构，“旅行者2号”于1977年曾经观测到此种结构，时隔近40年，再次发现同类现象。

天文学家每年都会安排哈勃空间望远镜对太阳系远处包括木星在内的气体大行星进行观测，此次观测正是为这一任务进行的观测。（供稿：夏寒）

彗星或小行星撞击可能导致地球生命周期性灭绝

最近，美国纽约大学的研究人员迈克尔•兰姆皮诺（M ichael Ram pino）和美国卡内基学会的研究人员肯恩•卡尔代拉（Ken Caldeila）合作研究指出，地球过去2.6亿年中的大规模生命灭绝事件可能是由大量彗星和小行星撞击地球造成的。他们的研究结果发表在英国皇家天文学会会刊《M NRAS》上。

他们的研究利用了地球上撞击坑的数据和多次发生的生物灭绝数据，包括6500万年前的恐龙灭绝事件。他们的研究结果显示，地球上撞击坑的年龄与发生的生物灭绝年代相关，而且，在过去2.6亿年中，事件的发生具有周期性，周期为2600万年。这个数值跟地球在银河系中围绕银河系中心转动一周的时间大致吻合。研究人员认为，遥远的奥尔特彗星云的扰动可以导致太阳系内部区域发生周期性的彗星雨现象，大量彗星撞击地球，可能引起地球生命的灭绝事件。

这项研究工作中研究人员使用了撞击坑和生物灭绝事件的一些最新数据，这些数据具有更准确的年代估计。他们利用特定的数学方法对这些数据进行分析。他们的数据中，六次生命灭绝事件与地球上的撞击频发过程密切相关，其中位于墨西哥尤卡坦半岛上的希克苏鲁伯陨石坑对应的是6500万年前的恐龙灭绝事件。总之，研究结果暗示了彗星或小行星撞击与地球生命灭绝之间的因果关系。（供稿：夏寒）

小行星撞击地球的示意图，版权：NASA

哈勃空间望远镜观测到的木星表面局部区域，版权：NASA, ESA, A. Simon (GSFC), M. Wong (UC Berkeley), and G. Orton (J PLCaltech)

三角座恒星“Tri-XX”上的黑子。版权：Credit: A. Kü nstler, T. A. Carroll, and K. G. Strassmeier, Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)

天文学家发现其他恒星的黑子演化

来自波茨坦莱布尼兹天体物理研究所的天文学家，用光谱观测的方法首次得到了太阳之外的其他恒星上的黑子演化系列图像。观测数据来自位于西班牙特尼里弗岛的“恒星活动自动控制望远镜”，这颗恒星是三角座的恒星“Tri-XX”。该恒星的黑子观测表明它的磁活动周期与太阳差不多，但是，磁场活动要强烈很多。

通常情况下，除太阳之外的恒星距离地球十分遥远，人们无法观测到恒星为一个球面。天文学家利用巧妙的数学方法结合先进的天文观测技术，可以间接获得遥远恒星的表面图像，这需要天文学家观测特定要求的恒星光谱，这项技术被称为“多普勒成像术”，它是目前研究恒星的最先进技术之一。

三角座恒星“Tri-XX”是一颗红巨星，它的自转周期为24天，早在1999年天文学家就观测到其表面上尺度达12×20个太阳半径的超级大黑子，并因此在全球天文界引起轰动。不过，要想弄清它的黑子演化情况并不是件容易的事情，这需要数十年的连续光谱观测。

天文学家获得的黑子演化系列图像显示了黑子的形态变化，包括它的分裂和合并。天文学家非常关注黑子磁场的衰减速率，因为它与恒星对流层的磁扩散情况有关，进而决定了恒星磁场活动的周期。这对于理解恒星磁场的物理特性非常重要。

（供稿：夏寒）

（责任编辑 张长喜）