资料集锦

2016-03-23 08:07
地理教学 2016年1期
关键词:文号开普勒液态水



资料集锦

与地球相似指数0.98的“另一个地球”

美国国家航空航天局(NASA)23日中午宣布,天文学家通过开普勒太空望远镜确认在“宜居带”发现第一颗与地球大小相似的太阳系外行星开普勒-452b。

NASA当天宣布的新发现中包括12颗“宜居带”行星,其中,开普勒-452b是最先被确认的、也是迄今发现的最接近地球大小的“宜居带”行星。“宜居带”温度条件适宜,理论上开普勒-452b表面可能有适宜生命存在的液态水。

据称,该行星由美国开普勒太空望远镜发现,命名为-452b,距离地球1400光年,“星龄”约60亿年,甚至比太阳还“年长”15亿年。

“在首次发现其他‘太阳’及其所属‘行星’20周年之际,开普勒太空望远镜再次发现与地球和太阳最为相近的行星与恒星组合,”NASA科学任务委员会副主管约翰·格伦斯菲尔在当天的电话会议上表示,“这个令人振奋的消息也使我们距真正发现地球‘2.0’更近了一步。”

由于开普勒望远镜使用的是凌星法,只能测定系外行星的直径大小而无法判定其质量。但模型计算显示开普勒-452b的质量可能是地球的5倍左右。如果情况的确如此,那么它就应该是一颗和地球类似的岩石行星,而不是像海王星或木星那样的巨行星。

开普勒太空望远镜还发现,该行星围绕一颗恒星旋转,距离刚好处于“宜居带”中,即表面温度允许液态水存在。其公转周期为385天,接近地球的公转周期。科学家们还发现,开普勒-452b围绕的那颗恒星也与太阳相似。

NASA埃姆斯研究中心的开普勒数据分析主管乔·詹金斯也在会议上称,“我们可以将开普勒-452b看做比地球稍微‘年长’的哥哥,这也为我们更好地探索地球的进化环境提供了可能。”

NASA之前在其网站上发布消息称将于今天召开电话会议发布开普勒太空望远镜的新发现,并暗示可能发现了“另一颗地球”。消息一经发出,旋即引发全球范围的关注和热议,并且其模糊措辞为外界的联想留下了诸多空间。

几个世纪以来,很多科学家和哲学家都曾经想象着系外行星的存在,但在当时没有任何手段可以去证实他们的想法。在19世纪,有人宣称发现了系外行星,但到最后都一一被天文学家否定。

2009年发射升空的开普勒空间望远镜耗资6亿美元,其目标旨在搜寻系外行星并研究银河系内行星系统的多样性。除此之外,该项目还旨在搜寻那些与地球类似,由岩石构成,并且在适当的距离上围绕恒星运行,在其地表可以有液态水存在的系外行星。

而根据NASA之前公布的声明中称,开普勒空间望远镜取得了一系列新发现,系外行星,尤其是大小与地球接近的小型系外行星,仅仅在21年前还仍然属于科幻的范畴。但在今天,天文学家发现了数以千计的系外行星,已经接近几千年来人类所梦想的目标:发现另外一个地球。

开普勒空间望远镜项目使用凌星方法搜寻系外行星:当一颗行星运行经过一颗恒星前方时,它会部分遮挡恒星发出的亮光,从而导致恒星亮度的轻微下降。开普勒空间望远镜能够灵敏地捕捉到这种细微亮度变化并推知系外行星的存在。整个项目至今已经发现了4661个疑似系外行星目标,其中有1028个目标已经得到确认。

“搜寻地外智慧生命”(SETI)机构研究员、开普勒项目科学家杰夫·库格林在当天的电话会议上称,“开普勒太空望远镜目前可以做到发现并自动鉴别疑似系外行星的目标,这也意味着他们能够准确捕捉并判断每一次行星遗留下的轨迹。”

分析人士指出,即便地球大小的系外行星是普遍存在的,我们也必须对成千上万颗恒星进行监测才有可能获得少数发现。开普勒空间望远镜对超过10万颗恒星进行连续的精密监测,以便找到一颗大小与地球接近的系外行星,并且其围绕运行的也是一颗与太阳相类似的恒星。

摘自2015年7月24日《文汇报》

火星又爆重大发现

美国航空航天局(NASA)继今年9月28日对外宣布“在火星表面发现液态水活动”重要证据之后,北京时间11月6日凌晨3点,再次在其华盛顿总部的詹姆斯·韦伯礼堂举行新闻发布会,介绍马文号探测火星大气的重要发现。

马文号揭开的秘密

经过几十年的火星探测,包括轨道器、着陆器和火星车的探测,火星探测的新发现不断冲击人类的想象力,给我们带来探索未知世界的惊喜。我们越是了解火星,就越可以发现火星内部、火星表面和火星大气之间的相互联系。

火星是否具有适合人类移居的潜力?火星上是否存在大规模的水?火星气候是如何变迁的?回答这些问题的关键,是了解火星不同系统之间的相互关系随时间变化的历史。

之前的火星探测任务已经证明,火星曾经有过大规模的液态水,这要求火星有浓厚的二氧化碳大气层,以实现持有液态水所需要的温室效应。但大气层中的二氧化碳来自哪里?火星上的液态水来自哪里?我们在火星表面或一定深度都没有发现充足的含碳矿物,无法支持火星曾经浓厚的二氧化碳被埋藏到了地下的说法。然而,火星大气逃逸、消散到太空中可能是火星气候变化的主要原因。马文号通过测量火星高层大气与太阳和太阳风的相互作用,研究火星大气逃逸的过程。由于火星没有全球性的磁场,太阳风可以直接抵达火星,将火星高层大气中的带电离子驱赶走。而地球由于有磁场的保护,带电的太阳风离子无法直接抵达地球大气层,导致太阳风离子对地球和火星大气产生了不同的影响。马文号测量了火星大气中离子的总逃逸速率及其速率变化,探测结果发现,过去40亿年中,火星大气粒子逃逸对气候变迁有巨大影响。

火星大气逃逸主要发生在三个区域:一是太阳风吹到火星背面,占大气逃逸总量的75%;二是极区上空,占大气逃逸总量的约25%;三是绕火星的延展云层,仅占大气逃逸总量的很小部分。

不仅太阳风,不时出现的太阳风暴产生的影响更为显著。尤其是在太阳系形成的早期,太阳风暴出现的几率更为频繁。

当太阳风暴击中火星大气层时,大气逃逸速率将提高约10%-20%。火星平均每秒约有100克的大气被吹走,相当于一个汉堡包的质量。

NASA想干大事

目前,火星轨道上共有3颗探测器正在工作,其中包括2001年发射的奥德赛号火星轨道器、2005年发射的火星勘测轨道器和欧空局2003年发射的火星快车轨道器。火星表面还有两辆火星车正在工作,分别是2003年发射的机遇号和2011年发射的好奇号。

与耗资26亿美元、研究火星表面地质和物质组成的好奇号火星车不同,马文号是第一颗探测火星高层的探测器,大部分时间停留在距离火星表面约150千米至6000千米间的椭圆轨道,并5次下降到距离火星表面125千米处,即火星高层大气的最下边界,获得不同高度的火星大气分析数据。而对火星大气的认识和了解将有助于人类未来登陆火星的计划。

虽然发射时间晚于2013年11月5日发射的印度曼加里安号火星探测器,但马文号于2014年9月22日进入火星轨道,比曼加里安号提前两天抵达火星。美国人一直对印度“抢先”发射的曼加里安号嗤之以鼻,他们认为,曼加里安号根本没法与好奇号、马文号相比。印度的火星探测在很大程度仅仅只是技术展示,说明印度有火星探测的能力,但其科学探测能力完全无法与先进的好奇号或马文号相提并论,也就是说,曼加里安号并不会有什么像样的科学成果,而只是一次技术验证。

NASA今年真的很忙。7月,飞越冥王星、发现另一个地球;9月,发现火星现存液态水;11月,发现火星大气消失之谜。特别是数次通过提前预告、渲染神秘气氛的方式,成功吸引了全球媒体的广泛关注。虽然此举有炒作嫌疑,但让更多的人关注太空、关注科学,无疑比娱乐恶搞、噱头营销要好得多。

火星是美国太阳系探测战略的核心。目前,火星探测的科学战略从早期的全球普查,逐渐聚焦到对重点地区开展精细探测;从火星找水逐步转到寻找生命信息。

科学界越来越清晰地认识到,火星是人类面临重大灾难时最有可能去的避险地。火星上发现了三角洲、冲击扇、沟渠等大量流水侵蚀地貌;一些盆地与中国柴达木盆地中的干涸盐湖十分相似,说明火星上曾经发育过大型湖泊;2007年发射的凤凰号着陆器直接探测到了火星土壤中的水蒸气。这些证据表明,火星土壤就像青藏高原的冻土层一样,现在仍然含有水。

虽然有些力不从心,但NASA的雄心从未消退。它一心就想干一番大事业——实现人类登陆火星的梦想。在太阳系中,火星的自然环境与地球最相似,是唯一经改造后适合人类长期居住的天体。自9月28日NASA宣布在火星表面发现液态水后,更多迹象表明火星可能拥有适宜生命存在的环境。此次马文号对火星大气消失之谜的关键性发现,将有助于进一步了解这颗神秘的红色行星,并为20年后实现人类首次登陆火星提供重要依据。

摘自2015年11月22日《文汇报》

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