科學家首次觀察到太陽納米耀斑:能量相當於2000顆廣島原子彈
2020年10月10日21:59

原標題:科學家首次觀察到太陽納米耀斑:能量相當於2000顆廣島原子彈 來源:參考消息網

參考消息網10月10日報導 西班牙《國家報》網站10月6日發表了題為《首次發現揭開太陽主要秘密的納米耀斑》的報導。報導稱,研究首次證實了納米耀斑的存在,並有助於解釋為何日冕的溫度是太陽表面溫度的數千倍。全文摘編如下:

當天體物理學家帕特里克·安托林首次在日冕上觀察到微小的噴射狀爆炸時,並不知道這意味著什麼。安托林說:“這些圖像讓我感到震驚。直覺告訴我它們很重要,但當時我還無法專心研究它們。我將照片放在文件櫃中,積了三年灰。”安托林是最近發表在英國《自然·天文學》雜誌上的一項研究的主要作者,這項研究首次證實了納米耀斑的存在,並有助於解釋為何日冕的溫度是太陽表面溫度的數千倍。

安托林早在2014年對太陽界面區成像光譜儀衛星目錄進行核查時就進行了觀測,但直到2017年才有機會對其進行細緻分析。在安托林重建的一系列圖像中,首次觀察到磁能轉化為熱能並使日冕升溫的三個清晰階段。首先可以看到一小部分處於冷卻狀態的日冕,其溫度約為6萬攝氏度。隨後可以觀察到釋放能量的微小爆炸。由於形似高速飛機,安托林將其命名為“納米噴射流”,物理學界則稱之為“納米耀斑”。最後可以證實初始處於冷卻狀態的一小部分日冕升溫至數百萬攝氏度的過程。

安托林說,這種事件出現的偶然性很大,發生區域也很小。“要衛星在精準的時機對準精確的地方著實需要難得的運氣。”安托林說。通過分析圖像可以發現,“納米噴射流”出現的時間少於10秒,其速度可達70萬千米/小時,每次微小爆炸釋放的能量相當於2000顆廣島原子彈。安托林說:“我們觀察到一種‘雪崩效應’,首先出現一小部分納米噴射流,隨後擴散至整個磁環,並被衛星捕捉到。我們在10分鐘內共觀察到150次微小爆炸。”

挪威奧斯陸大學太陽天體物理學研究員阿達·奧爾蒂斯·卡沃內利稱,這項發現對於揭開日冕秘密而言十分重要。“早在上世紀80年代就有人提出納米耀斑是日冕升溫的動因,但一直沒有觀察到它們。一面是理論,另一面則是實踐。”卡沃內利說,“以前使用X射線在日冕上看到過光亮,但的確沒能將它們與日冕環的升溫聯繫起來。”

美國國家航空航天局(NASA)也在同一天認可了這項研究的價值。NASA在一篇文章中稱:“研究人員通報了納米噴射流的首批清晰圖像,它們是日冕磁結構中產生的細微且明亮的光。這個過程證實了納米耀斑的存在,有助於解釋日冕升溫的現象。”然而,安托林、卡沃內利以及NASA的研究人員一致認為,要揭開日冕升溫的秘密,仍需要更多類似的觀察。NASA稱:“還需要更多研究來確定整個太陽出現納米噴射流和納米耀斑的頻率,尤其是要研究它們在日冕升溫過程中貢獻了多少能量。”卡沃內利說,太陽物理學家一致認為日冕不止存在一種升溫機製,而是多種機製並存。卡沃內利說:“我們尚未完全解決日冕的問題,但邁出了十分重要的一步。”(編譯/廖思維)

【延伸閱讀】西媒:太陽開始新一輪週期意味著什麼?

參考消息網9月17日報導 西班牙《阿貝賽報》網站9月16日發表題為《NASA科學家解釋太陽開始新一輪週期意味著什麼》的報導。在這篇報導中,科學家分析了太陽新一輪週期的特點。報導摘編如下:

太陽每11年都會進入新一輪週期:黑子在我們的恒星上出現與消失的模式標誌著其活動水平。用圖表說明的話,每一輪週期就像一條拱形曲線,有峰值(太陽活動最強烈,黑子最多)和穀值(太陽活動最微弱,黑子最少)。第25個太陽週期已經開始。美國國家航空航天局(NASA)和國家海洋和大氣管理局(NOAA)的科學家們確認,太陽正式進入這輪週期已有9個月。專家們認為,新一輪週期可能會與相當平靜的上一輪週期(2008年至2019年)非常相似。然而,他們指出,這並不意味著這輪週期“沒有風險”。

NASA和NOAA組成的國際專家小組“第25個太陽週期預測小組”15日宣佈,太陽極小值出現在2019年12月,這標誌著新一輪太陽週期的開啟。但由於我們的太陽變化多端,他們也只能在這一事件發生幾個月後予以宣佈。科學家們利用太陽黑子來追蹤太陽週期的進展:太陽上的暗斑與太陽活動有關,通常是太陽耀斑、日冕物質拋射等巨大爆炸的源頭。

隨著太陽極小值離我們遠去,科學家們預計,太陽活動將逐漸增強,直至2025年7月達到下一個極大值。小組共同主席、NOAA太空天氣預報中心太陽物理學家道格·比澤克預計,第25個太陽週期將與上一個低於平均水平的太陽週期一樣平穩,但這並不意味著沒有風險。

“這一輪太陽週期低於平均水平並不意味著沒有極端太空天氣的風險。”比澤克說,“太陽對我們日常生活的影響是真實存在的。”

專家們表示,太空天氣預報對於保護人們免受太陽耀斑到達地球時可能造成的緊急事態的影響至關重要,同時也是保護衛星、空間探測器以及“阿耳忒彌斯”任務中計劃重返月球的宇航員的關鍵。NASA解釋說,檢查太空環境是瞭解並減輕宇航員所受太空輻射的第一步。

研究人員將對太空天氣展開研究,同時監測月球軌道上的輻射環境。他們正在研究預測模型,以便將來有一天能夠預測太空天氣,就像氣象專家預測地球天氣那樣。(編譯/李子健)

(2020-09-17 18:35:30)

【延伸閱讀】質量相當於太陽的142倍 科學家發現“最古老”黑洞

參考消息網9月3日報導 法新社巴黎9月2日發表了題為《科學家發現神秘的“中等質量”黑洞》的報導,相關內容摘編如下:

科學家9月2日宣佈發現了一個黑洞,這是迄今發現的最古老黑洞,根據人們目前對“怪物”黑洞的理解,這個黑洞根本不該存在。“怪物”黑洞的密度非常大,即使光也無法擺脫它們的引力。

由約1500名科學家組成的兩個聯合團隊在兩項研究中指出,GW190521由另外兩個黑洞合併而成,它的質量是太陽的142倍,是迄今發現的第一個“中等質量”黑洞。

研究報告的共同作者、歐洲引力波天文台的天體物理學家斯塔夫羅斯·卡察內瓦斯在一場網上新聞發佈會上說:“這一事件是走進黑洞形成這個宇宙過程的一扇大門。”

卡察內瓦斯說:“這是一個全新的世界。”

一顆垂死的恒星發生坍縮時會形成一個所謂的恒星級黑洞,其大小通常是3到10倍太陽質量。

在包括銀河繫在內的大多數星系的中心都發現了超大質量黑洞,其質量介於數百萬倍至數十億倍太陽質量之間。

到目前為止,質量是太陽100到1000倍的黑洞從未被發現。

研究報告的共同作者、帕多瓦大學天體物理學家、歐洲“處女座”合作研究團隊成員米夏埃拉說:“這是處於該質量範圍的黑洞的第一項證據。這可能帶來黑洞天體物理學的範式轉變。”

她還說,這一發現支援這樣一種觀點,即超大質量黑洞可以通過這些中等大小天體的反復合並而形成。

科學家們觀測到的是超過70億年前GW190521由兩個質量分別為85倍和65倍太陽質量的更小黑洞碰撞形成時產生的引力波。它們碰撞時釋放出相當於8倍太陽質量的能量,創造了自大爆炸以來宇宙中最有威力的事件之一。

引力波最早是在2015年9月探測到的,主要研究者兩年後因此獲得了諾貝爾物理學獎。阿爾貝特·愛因斯坦在他的廣義相對論中預言了引力波的存在,他的理論認為引力波會以光速在宇宙中傳播。

GW190521於2019年5月21日由三台幹涉儀探測到,干涉儀可以測量引力波經過地球時比原子核小數千倍的變化。

據目前所知,一顆恒星的引力坍縮不可能形成在60至120倍太陽質量範圍內的黑洞,因為以這樣的大小,恒星會被伴隨坍縮的超新星爆炸徹底摧毀。

不過,導致GW190521形成的兩個黑洞都在這一質量範圍之內。

馬佩利說:“這一事件對目前的黑洞形成模式提出了挑戰。”

這也表明還有很多情況是人們尚不瞭解的。

美國激光干涉儀引力波觀測台引力波實驗項目的天體物理學家卡蘭·賈尼說:“這次探測證實,有一片廣大的宇宙是我們仍然無法看到的。”

他說:“我們在理論和觀測上對難以解釋的中等質量黑洞的瞭解非常有限。”

但它能夠被發現這一事實本身就引人注目。

這兩項研究發表在《物理評論快報》週刊和《天體物理學雜誌通訊》上。(編譯/李莎)

資料圖片:兩個黑洞即將碰撞的藝術想像圖。(美國激光干涉儀引力波觀測台網站)
資料圖片:兩個黑洞即將碰撞的藝術想像圖。(美國激光干涉儀引力波觀測台網站)

資料圖片:兩個黑洞即將碰撞的藝術想像圖。(美國激光干涉儀引力波觀測台網站)

(2020-09-04 17:04:25)

【延伸閱讀】英媒:太陽系或曾存在第二顆恒星幫助吸引“九號行星”

參考消息網8月25日報導 英媒稱,數十億年前,我們的太陽系中或曾有兩顆恒星。倘若情況如此,這可以解釋太陽系是如何吸引其最外層的天體,包括假想的“九號行星”等。

據英國《新科學家》週刊網站8月24日報導,太陽系的體積遠遠大於8顆公認行星所占的空間:它外延至奧爾特雲。而奧爾特雲是一個由冰冷天體構成的帶狀物,距日距離約是地球距日距離的2000到10萬倍,只受到微弱的太陽引力。

奧爾特雲如何形成仍然是個謎,正如人們假想的另一顆距日距離約是地球距日距離500倍的行星起源一樣。這顆被稱為“九號行星”星球的存在可以解釋遙遠太空中某些天體的軌道。美國哈佛大學的阿米爾·西拉傑和阿維·洛布提出了一個想法可以一舉解開這兩個謎團。

和大多數恒星一樣,太陽幾乎肯定誕生在一個有許多“兄弟姐妹”的星團中。如果太陽有一顆伴星在數十億年前與它一起在軌道上運行,那會使它在吸引類似“九號行星”及奧爾特雲中所含的太空岩塊時輕鬆得多。

洛布說:“如果太陽有一顆伴星,那將對太陽系產生非常重要的影響,因為太陽及其伴星將發揮一種類似漁網的作用。而太陽有伴星的情況也並不罕見,因為在所有類似太陽的恒星中,有一半以上都有一個雙星伴星。”

洛布和西拉傑推測,在太陽形成早期,它作為雙星系統的組成部分會在更大的區域內產生更強的引力。與太陽一直是太陽系孤單恒星的情況相比,這種情況出現使類似奧爾特雲物質出現的可能性增加約5倍,而“捕獲”“九號行星”的可能性增加約20倍。

洛布說,太陽及其伴星集聚所有這些天體後,這顆伴星就可能會被另一顆經過的恒星引離,這種過程在剛形成的星團中是常見的。這也會驅散當時奧爾特雲的大部分物質,導致我們現在看到的奧爾特雲是相對稀疏的帶狀物。

洛布說:“如果太陽有一顆伴星,它就不會只‘捕獲’一顆‘九號行星’,而是會像‘捕獲’大量奧爾特雲的天體一樣‘捕獲’多個類似‘九號行星’的天體。當我在廚房裡發現一隻螞蟻時,我就知道那裡還有更多的螞蟻。”

正如這些螞蟻暗示廚房的情況一樣,外太陽系的天體也許暗示了太陽遙遠的過去及其可能曾有一顆失散已久的伴星。(編譯/胡溦)

(2020-08-25 20:05:31)

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