土星的冰环可能正在加热它的大气， 令其发出紫外光

土星的冰环可能正在加热它的大气， 令其发出紫外光

肯·克罗斯韦尔

令土星呈现如此壮观景象的冰环有可能正在对其大气进行加热，并使其发出紫外光。

研究人员在土星北半球探测到大量来自于氢原子的紫外线辐射。这种辐射被称为莱曼- 阿尔法（Lyman-alpha）辐射，有可能是由行星环落入大气中的水冰造成的，这些水冰中含有氢。研究人员在3 月30 日出版的《行星科学杂志》（Planetary Science Journal）上提交了他们的报告。

对一个遥远世界类似辐射的探测或可在某一天引领发现围绕另一颗恒星运转的类土星行星。

这项发现的关键之处来自于两架航天器——哈勃太空望远镜和卡西尼号探测器——于2017 年同时对土星的观察，这些观察发生在卡西尼号纵身没入这颗行星的大气层之前，来自于巴黎天体物理研究院的天体物理学家洛特菲·本- 贾菲尔（Lotfi Ben-Jaffel）说道。

这使得本- 贾菲尔及其同事可以校准这些航天器上的紫外光探测器，以及于1980 年和1981 年飞越土星的旅行者1 号和2 号上面的探测器，同时还可以校准观察土星的地球轨道卫星“国际紫外探测器”（InternationalUltraviolet Explorer）。对比这些紫外线观察结果，揭示出土星北纬5°至北纬35°范围之间存在着大量莱曼- 阿尔法辐射。

研究人员对于这些特殊的紫外光的解释是可靠的，来自于美国航空航天局艾姆斯研究中心（Ames ResearchCenter）的行星科学家保罗·埃斯特拉达（Paul Estrada）表示道，他没有参与到此项新研究中。

“我们知道物质正在从星环中掉落，”他说道，因为卡西尼号在螺旋坠入土星的过程中探测到了它们。“星环主要为水冰，它或许是原子氢的来源。”原子氫释放出的莱曼- 阿尔法辐射被研究人员探测到。

当冰环颗粒坠入到土星的大气中，它们携带有动能。“它们向周围气体中释放出能量，”本- 贾菲尔说道，同时这些能量将大气加热。当冰颗粒蒸发时，它们释放出额外的能量，进一步加热大气，并令其发出紫外光。研究人员猜测，这种辐射同样会在行星的南半球显现。

我们太阳系中所有的巨行星都有星环，但是只有土星星环如此明亮且美丽。天文学家迄今为止还不知已发现的围绕其他恒星运转的成千上万的世界是否同样拥有如此壮丽的星环。

最新的发现有助于天文学家确定那些壮观的星环世界，如果它们存在的话。未来的行星猎手或可搜寻莱曼- 阿尔法辐射泄漏出的紫外光，本- 贾菲尔说道，之后经过进一步的观察便能确认星环的存在了。

王麒 译自 《科学新闻》（Science News）2023 年5 月6 日

机器学习使得首张黑洞图像变得更加清晰

艾米丽·科诺弗

如果首张黑洞图像看起来像是一个模糊的甜甜圈，那么这张就是细洋葱圈了。

使用一种机器学习技术，科学家令M87 星系中心的特大质量黑洞图像得到锐化，所展现出的闪亮气体光环比此前观测到的要细得多。

2019 年， 在事件视界望远镜（Event HorizonTelescope）的帮助下，科学家公布了M87 的黑洞图像。

这是首次拍摄到的黑洞图像，其显示出的一条模糊的橙色旋转气体环是由这个“黑色巨兽”所映射出来的。尽管还是以相同的数据为基础，新环的粗细也只有原始环的一半，研究人员在4 月13 日出版的《天体物理学报通信》（Astrophysical Journal Letters ） 上就此作了报告。

事件视界望远镜采集来自于全球望远镜网络的数据，但是这项技术在数据方面是有漏洞的。“因为我们不能用望远镜覆盖整个地球，那便意味着存在某些信息缺失。”

来自普林斯顿高级研究院的天体物理学家利亚·梅代罗斯（Lia Medeiros）说道。“我们需要一种能够填补那些缺失的算法。”

此前的分析曾使用某些假设填补那些缺失，诸如提升图像的平滑度。但最新的技术以30 000 张物质围绕黑洞转动的模拟图像为基础，使用机器学习填补那些数据缺失，从而创造出了更加清晰的图像。

未来，这项技术或可帮助科学家更好地掌握黑洞的质量，并进行改进的引力测试，以及其他的黑洞物理研究。

王麒 译自 《科学新闻》（Science News）2023 年5 月6 日

科学新闻

（2023-05-06）

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