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愈极而愈远
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【新闻】美科学家坚信发现外星生命只是时间问题 新浪科技讯 北京时间10月18日消息,据国外媒体报道,近日美国科学家宣称在另外一个星系的可居住带发现了一颗可能适宜生命存在的“新地球”--“Gliese 581g”系外行星。这一重大发现激起了人们对地球的唯一性以及宇宙中是否还存在其他生命等问题的热议。在纪念美国自然历史博物馆罗斯地球与太空中心成立10周年的研讨会上,与会科学家们坚信,发现外星生命只是时间问题,这种生命可能是微生物,或是其他生命形态。      美国自然历史博物馆海登天文馆天体物理学家尼尔-德格拉塞-泰森近日表示,“从细节上讲,任何行星都是唯一的。现在我们要问的问题是,地球的某些普通属性是不是在星系中也是普遍存在的,或者是唯一的。”泰森是在纪念美国自然历史博物馆罗斯地球与太空中心成立10周年的研讨会上展开这一话题的。      “Gliese 581g”的发现点燃了科学界的热情,引起了科学家们的极大兴趣,因为这颗系外类地行星被发现处于其主星的可居住带上。所谓的可居住带是一个温度适宜的区域,其中温度不会太高,也不会太低,恰好能够维持行星表面存在液态水。这意味着,在这颗系外行星上,可能存在液态水和其他可能维持生命存在的条件。泰森解释说,“在地球上,只要有液态水的地方,就会有生命。因此,在我们致力于在宇宙中寻找其他生命的过程中,水是一个至关重要的标签。”      不过,也有许多科学家对“Gliese 581g”是否存在表示质疑。但该行星的共同发现者之一斯蒂芬-沃格特表示,他坚决支持“Gliese 581g”的存在性。还有科学家认为,如果想检测其他行星上的条件究竟能否维持生命的存在,首要从我们自己的地球开始研究。华盛顿大学天文学教授唐-布朗李表示,“毫无疑问,在太阳系中,地球是唯一的。”      即使在地球上,动物和人类也只是地球历史长河中的一个小水滴。布朗李指出,“地球将会存在大约100亿年,而它经历了长达40亿年时间的地质变迁和生物进化,才有了现在地球上的各种动物。地球已经变化了很多。即使在地球一生的大部分时间内都存在生命的话,那更多的时间里,那些生命也只是微生物生命形态,而不是动物生命形态。”      此外,地球上还有一些独特的机制在维持这种可居住性,比如地球构造板块的复杂运动。这种机制会产生地震和火山活动,维持地球大气层和气候的稳定性。罗斯地球与太空中心成立10周年的研讨会参与者之一、罗格斯大学地质与海洋科学教授保罗-法尔考斯基进一步解释说,“火星上的地质构造已停止,因此火星失去了大气层。据我们所知,金星上气候太热,根本不适宜生命存在。因此地球是唯一一个位于可居住带的太阳系行星。”      美国宇航局艾姆斯研究中心科学家克里斯-麦凯也在研讨会上指出,如果在太阳系中其他星球上能够发现生命的话,那也就意味着宇宙中其他地方也有很大可能存在生命。      地球生命在宇宙中究竟是不是唯一的?或者是,生命在宇宙中是不是很普遍?如果很普遍,那么我们距离发现系外生命还有多远的路?对于这些疑问,法尔考斯基表示,“我很乐观地相信,在我的有生之年将能够知道答案。”      尽管关于地球本身是否唯一的问题,科学家们的观点并不统一,但是他们却在发现其他外星生命形态的问题上观点出奇的一致。他们坚信,发现外星生命只是时间问题,这种生命可能是微生物,或是其他生命形态
【新闻】揭秘前苏联流产登月计划:火箭系统为失败主因 新浪科技讯 北京时间10月18日消息,据国外媒体报道,在冷战期间美苏两国白热化的太空竞赛中,苏联人一度占尽优势。但出乎意料的是,最早登上月球的却是美国人。就在“阿波罗11”号宇航员阿姆斯特朗在月球上率先跨出人类历史的一大步时,苏联人会无动于衷吗?事实上,苏联人也一直在为载人登月而努力,不过由于致命设计缺陷,连续数次发射失败,让苏联人载人登月的梦想化为泡影。近日,莫斯科航空学院一实验室公开了关于苏联载人登月计划一组珍贵的解密照片,照片显示了这项失败的登月计划中的主要设备,包括从未公开的“LK月球飞船”以及从未使用过的月球登陆车等。      1. 月球飞船的天线 月球飞船的天线。其实,就在肯尼迪总统宣称美国将争取率先将宇航员送上月球时,苏联科学家仍然领先于美国同行。苏联人甚至早在1959年就已将月球探测器“月球2”号送到了月球表面。此外,他们还于1966年发射了一颗环月轨道卫星。      2. 月球飞船登陆车 月球飞船登陆车。苏联人制定了一个与美国宇航局登月计划相似的多步骤计划,其中包括一个用于环绕月球运行的月球飞船和一个用于登陆月球表面的登月车。不过,由于糟糕的火箭系统,他们的登月舱功能过于简单,质量太轻。      3. 月球飞船登陆车 月球飞船登陆车。所有本应由两名宇航员完成的活动,只能由一名宇航员完成。为了让飞船质量更轻,“LK月球飞船”登陆车最初只能搭载一名宇航员。根据设计,在登陆时宇航员只能通过一个微小的窗口观察月球表面实施登陆。
【新闻】南极1.6公里冰下埋数千探测器寻宇宙射线来源 新浪科技讯 北京时间10月19日消息,据国外媒体报道,深埋在南极洲广袤冰雪之下的一台“望远镜”将有望帮助科学家们确定来自外太空,不断轰击地球的宇宙射线和粒子究竟来自何方。      在过去的10年间,科学家们一直在奋力设计并建造一个雄心勃勃的实验装置,以便搞清楚是何种机制产生了宇宙射线,以及一种名为中微子的基本粒子,这种粒子难以捉摸,却到处存在。他们将数千台探测器深埋到南极洲冰雪下超过1英里(约1.6公里)深处。当宇宙射线和这种粒子和南极洲冰雪中的原子发生碰撞时,会产生转瞬即逝的蓝光闪烁,这些探测器极度敏感,可以记录下这些闪光。通过对撞击产生的闪光特征的记录,探测器能够锁定它们的运行路径,从而帮助科学家确定它们到底来自银河系中的什么方位。      尽管这台耗资2.71亿美元,被科学家们称作“冰立方”(ICECUBE)的中微子天文台尚未建成,其最后一批探测器计划今年12月份才会安装到位,但是对其探测数据的分析已经迫不及待地开始了。初步的结果显示大量宇宙射线似乎都来自一个靠近船帆座的天区,这是一个位于南天的星座。长期以来这里便被认为存在一个强辐射源。      科学家们现在希望当这台设备最终建成之后将帮助他们确定到底是何种机制生成了这些自由穿越于星系之中的高能宇宙射线以及中微子。最近有研究指出星系宇宙射线会对地球气候造成影响,从而改变天气情况和云层状况。宇宙射线是一种以接近光速运行的高能粒子流,它们冲入地球大气层,和空气中的原子发生碰撞,会导致空气中产生电荷,从而诱发闪电和雷暴的发生。      一直以来,科学界一直认为宇宙射线和中微子产生于超新星爆发或者超大质量黑洞。但是近些年来这种理论开始受到质疑。科学家们现在希望“冰立方”实验能给出一个答案。素比·萨卡尔(Subir Sarkar)教授来自牛津大学,是一位粒子天体物理学家,他领导了参加“冰立方”实验项目的英国团队。他说:“100年前我们就发现了宇宙射线,但是直到现在我们仍然对它的来源一无所知。乍一看,你可能会觉得冰立方是一个疯狂的实验计划。你不是想研究天上吗?可你却把自己埋进地下。但这确实是一种反向追踪其来源路径的新思路。”      “这一计划真正让人兴奋的地方是对宇宙射线和中微子的研究可以给我们一个看待宇宙的全新视野,并让我们得以窥视之前无法企及的区域。 就目前来说,我们还无法透过黑洞外围厚厚的尘埃和气体带一窥黑洞本身,但是如果这些高能粒子是从这些区域产生的,那么我们将可以经由对这些粒子的研究获取关于这一区域的信息。”      当宇宙射线中的高能粒子轰击其他物质原子,将产生辐射和中微子。中微子是宇宙中除了光子之外最多的例子。但是它们却是最难以探测的粒子,因为它们不带电荷,并且几乎没有质量,这意味着它们可以畅通无阻的穿过岩石、金属,甚至人体。在极少的情况下,中微子会撞到原子。这样的结果是产生一种叫作μ子的粒子,这是中微子的一种,以及一种特征蓝光闪烁,探测器可以捕获这种闪烁。      南极是进行此项研究的最佳场所,因为这里的冰雪异常纯净,几乎完全不含气泡和其他可能影响探测结果精确性的干扰。这是上覆巨厚冰雪层压力的结果,由于设施位于地下1.2英里(1900米)处,上面覆盖的冰雪层很厚。到最终建成时,科学家们计划在这里安装超过5000台光学探测设备,覆盖大约1立方公里的冰雪层。科学家预料这种和中微子的碰撞事件发生概率极低,可能每年只会出现几次,但是自从2006年第一台探测器被埋入地下以来,他们已经探测到了若干次这样的撞击事件。      此项大型国际合作项目由美国威斯康星大学麦迪逊分校领导,目前参与研究的科学家们正在想办法扩大实验的规模。本周在布鲁塞尔召开的一次会议上,科学家们提出了一个设想,即建立一个覆盖数百英里的探测设备阵列,在冰下普遍放置无线电波探测器,然后研究人员则通过监听无线电波的变化来判断中微子撞击事件的发生。高度敏感的麦克风也可以被用来监听冰层中撞击事件产生的独特声响。
嫦娥二号将择机实施轨道平面机动 昨天上午11时06分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,嫦娥二号卫星开始实施第一次近月制动,32分钟后卫星顺利进入周期约12小时的椭圆环月轨道。嫦娥二号结束五天的奔月之旅,成为我国第二颗月球卫星。      卫星进入椭圆环月轨道      嫦娥二号任务测控通信指挥部副指挥长、北京航天飞行控制中心副主任麻永平介绍,近月制动是卫星飞行过程中最关键的一次轨道控制。嫦娥二号飞行到月球附近时,其相对月球的速度大于2.38千米/秒的月球逃逸速度,如果不减速,卫星将飞离月球。要实现绕月飞行,必须进行制动,将其飞行速度降低到月球逃逸速度以内,从而被月球引力捕获,成为月球卫星。      昨天上午11时06分,北京航天飞行控制中心调度地面测控系统,向嫦娥二号发出指令,卫星发动机准时点火,工作约32分钟后,正常关机。根据实时遥外测数据监视判断,卫星顺利进入周期约为12小时的椭圆环月轨道。      将择机实施轨道平面机动      据介绍,与嫦娥一号卫星相比,嫦娥二号实施近月制动时距月面更近、速度更快、制动量更大。同时月球重力场对卫星轨道的摄动影响也相应增大,进而对轨道控制精度和近月点捕获后快速定轨的精度提出了更高的要求。这对卫星的控制能力和测控系统的测量精度提出了更高的要求。这次“太空刹车”使卫星结束奔月飞行,成功被月球捕获,进入周期12小时的椭圆轨道,成为我国第二颗绕月探测卫星,为“嫦娥二号”卫星最终进入工作轨道,进行科学探测活动奠定了坚实的基础。      北京航天飞行控制中心将于近日择机对嫦娥二号实施一次轨道平面机动和两次近月制动,确保卫星进入周期118分钟的“使命轨道”。通过在轨测试后,卫星将开展科学探测活动。      ■ 解读      “第一次制动关乎实验成败”      北京航天飞行控制中心总工程师助理宋军昨天表示,如果第一次近月制动失败,卫星就不可能进入环月轨道,这次探月就算是失败了。第二次和第三次近月制动还有补救措施,第一次没有。      近月制动风险比较大,将关乎科学实验的成败,中国航天科技集团公司空间技术研究院总体部部长林益明接受采访时表示,第一次近月制动“对嫦娥二号卫星来说是一个非常关键的动作,也是关乎整个科学探测成功和失败的关键的节点。如果它没有制动好,比如速度太快,卫星正好在这个点上会离开月球,导致捕获不到,这样会造成后面的工作麻烦。”林益明表示,针对速度太快,虽有相应的预案和对策,但“风险也比较大”。      北京跟踪与通信技术研究所所长钱卫平称,月球上有山,控得不准而导致过低,有可能就会撞山,这对控制策略、测轨精度都带来新的考验。控制不够好就飞了,就不会被月球捕获,进入不到月球轨道。本报记者 郭少峰      ■ 现场      紧张过后是笑容      昨天上午11时许,北京航天飞行控制中心。遥控机房内,遥控发令员詹磊发出一串指令。11时06分,调度控制口令依次在大厅响起。“490N发动机开机!”“第一次近月制动开始!”大屏幕上,金黄色的卫星星体正朝着月球飞行。三维图形清晰显示出,卫星飞行留下的红色轨迹与绿色目标轨道渐渐重合。      “青岛跟踪正常!”“喀什跟踪正常!”“遥测数据正常!”大厅不时传来各测控站的报告声。约32分钟后,调度宣布:“发动机关机,第一次近月制动结束!”      终端机房内,紧张的轨道计算开始。卫星是否准确进入环月轨道的谜底将在这里揭晓。每个操作台的显示屏上,各种数据、信息、画面在不停刷新,技术人员扫视着显示屏上的数据,手指快速在键盘上敲击,根数计算、轨道复合、数据比对。随后,中心宣布:“嫦娥二号成功进入环月轨道!”
恒星生命周期 恒星也有自己的生命史,它们从诞生、成长到衰老,最终走向死亡。它们大小不同,色彩各异,演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。      目前太阳所处的主序星阶段,通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算机模拟,已经历了大约45.7亿年。据研究,45.9亿年前一团氢分子云的迅速坍缩形成了一颗第三代第一星族的金牛T星,即太阳。这颗新生的恒星沿着距银河系中心约27,000光年的近乎圆形轨道运行。      太阳在其主序星阶段已经到了中年期,在这个阶段它核心内部发生的恒星核合成反应将氢聚变为氦。在太阳的核心,每秒能将超过400万吨物质转化为能量,生成中微子和太阳幅射。以这个速度,太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量。太阳作为主序星的时间大约持续100亿年。      太阳的质量不足以爆发为超新星。在50~60亿年后,太阳内的氢消耗殆尽,核心中主要是氦原子,太阳将转变成红巨星,当其核心的氢耗尽导致核心收缩及温度升高时,太阳外层将会膨胀。当其核心温度升高到 100,000,000 K时,将发生氦的聚变而产生碳,从而进入渐近巨星分支,而当太阳内的氦元素也全部转化为碳后,太阳将不再发光,成为一颗死星(Black dwarf)。      地球的最终命运还不清楚。太阳变成红巨星时,其半径可超过1天文单位,超出地球目前的轨道,是当前太阳半径的260倍。然而,届时作为渐近巨星分支恒星,太阳将会由于恒星风而失去当前质量的约30%,因而行星轨道将会外推。仅就此而言,地球也许会幸免被太阳吞噬。然而,新的研究认为地球还是会因为潮汐作用的影响而被太阳吞掉。即使地球能逃脱被太阳熔融的命运,地球上的水将被蒸发而大气层也会散逸。实际上,即使太阳还是主序星时,它也会逐步变得更亮,表面温度缓慢上升。太阳温度的上升将在9亿年后导致地球表面温度升高,造成目前我们所知的生命无法生存。其后再过10亿年,地球表面的水将完全消失。      红巨星阶段之后,由热产生的强烈脉动会抛掉太阳的外壳,形成行星状星云。失去外壳后剩下的只有极为炽热的恒星核,它将会成为白矮星,在漫长的时间中慢慢冷却和暗淡下去。这就是中低质量恒星的典型演化过程[4]。
太阳光斑 光斑简介      太阳光球边缘出现的明亮组织,向外延伸到色球就是谱斑。光斑一般环绕着黑子,与黑子有密切的关系。用天文望远镜对它观测时,常常可以发现:在光球层的表面有的明亮有的深暗。这种     明暗斑点是由于这里的温度高低不同而形成的,比较深暗的斑点叫做“太阳黑子[1]”,比较明亮的斑点叫做“光斑”。光斑常在太阳表面的边缘“表演”,却很少在太阳表面的中心区露面。因为太阳表面中心区的辐射属于光球层的较深气层,而边缘的光主要来源光球层较高部位,所以,光斑比太阳表面高些,可以算得上是光球层上的“高原”。      同黑子有关的光斑由明亮的纤维组成,宽5000—10000公里,长约5万公里,它们大致垂直于赤道;同黑子无关的光斑出现在70°的高纬地区,面积较小,略呈圆形,直径约2300公里,平均寿命只有半小时。光斑比黑子早出现几小时或几天,出现后聚集成2部分,显示出和黑子群类似的偶极特性。太阳较差自转把最初为圆形的光斑逐步拉成椭圆形,其前导部分略近赤道。光斑在发展末期分解为许多小块,然后逐步瓦解。      光斑和黑子一样具有11年的活动周期,但光斑的纬度活动范围比黑子宽15°左右。      光斑的光谱表明,它的离子谱线比光球强,而中性原子谱线比光球弱,所以光斑的温度比光球高。但光斑与光球的总辐射强度比值随离日心的距离而变动,这说明光斑不处于辐射平衡,其底部温度低一些,上层温度高一些。在靠近日面边缘看到的是光斑的上层,其平均温度比周围高100度左右,亮度大10%左右。      光斑的磁场主要是纵向的,强度达数百高斯。
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