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龙宫不在海里在天上?_太阳系的秘密

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-29 10:12:30

2018年,日本用隼鸟2号将三个小型机器人送上了“龙宫”这颗行星,这些小型机器人其实是漫游车主要是为了采集行星上的岩石,以带回地球的实验室做研究。目前,隼鸟2号已经开始返程了,预计今年的年底就可以抵达地球了。

隼鸟2号的实验

隼鸟2号向龙宫的表层扔了一个铜炮弹,在它的表面砸开了一个坑,这说明龙宫的地面不是特别的坚固,主要是由砂砾堆积而成的。当然这个行为不是为了要破坏这个星球,而是为了能够收集撞击后地面的物质,以进行更为深入的研究。

龙宫是什么?它是什么样的

龙宫是太阳系里一颗近地C-小行星,距离太阳最近的距离是日地距离的0.96倍,含有丰富的碳的岩石行星,目前是日本宇宙航空研究开发机构对其进行了探测。

科学家认为龙宫是由瓦砾状的蓝色材料制成,但是后来由于它近日飞行,温度变高,导致岩石的外层变成了红色的物质。但是目前它又退回了以前的位置,龙宫中产生了崩坏作用,一些物质由中线被扯到了两极的位置。

科学家发现龙宫是由非常多松散的岩石所组成的,专家认为可能是由于小行星内部的冰在演化过程中升华,才形成了这种松散多孔的结构,多孔性足以再容纳50%的物质。它的表面上覆盖着一层不均匀的沙壤层,可能是在撞击中丧失了水分。

它在太阳系的早期就已经形成了,因此龙宫是用来研究太阳系早期行星特征的一个关键。

小行星是如何形成的

太阳星云是由气体和凝聚尘埃所组成的,物质在宇宙中发生相互作用,形成了一些尘粒团簇,这些团簇有进一步碰撞就产生了星子。科学家认为龙宫中的多孔结构就类似于星子的模样。

小行星的分类

小行星的分类有非常多,主要是根据它们表面组成的光谱来进行分类的,最常见的小行星类型有C-小行星和S-小行星,这两类小行星占了宇宙中小行星的92%。一般来说,C-小行星含碳比较多,反照率比较低,一般位于小行星带的外层,而S-小行星的主要构成则是石头,一般来说位于小行星带的内层。

科学家发现一颗新卫星,在100亿公里以外,可解释太阳系形成之谜

太阳系早期的秘密,藏在火星和木星之间

浩瀚的宇宙是小行星们的家,它们围绕着太阳公转,错落有致、生生不息。

“在太阳系,可能至少有三个小行星带。位于火星和木星之间的小行星带被称为主带,在海王星轨道以外有柯伊伯带,那里的天体个头都比较大。据科学家推测,柯伊伯带之外或许还存在一个小行星带。在更遥远的太阳系边缘,还有奥尔特星云。那里可能聚集着数以亿计的冰质彗星,但是以我们目前的观测手段无法观测到。”季江徽介绍。

俗话说得好,“一定是特别的缘分才能成为一家人”。主带上的这些小行星分属于不同的家族,拥有相似轨道特征的小行星们才能成为“一家人”。而且每个家族,都有特定的名字。

“太阳系的起源,可以追溯到46亿年前。当时,主带区域内可能有‘大块头’的天体。它们相互撞击或被其他行星撞击,形成了如今各具特色的小行星族群。”季江徽表示,小行星是太阳系的化石,通过它可以了解太阳系最早期的 历史 。

小行星表面存在细小颗粒,揭示热物理特性

“相同的小行星族群来自于同一个母体或者撞击事件,我们研究的是主带外部区域的司理星族群。”季江徽介绍,司理星族群形成于25亿年前的一次碰撞事件,其族群成员数目超过4700颗,多数光谱型为C型或B型。

“司理星族群是了解小行星水冰演化及活动性的重要对象,通过对该族群小行星的热物理研究,将进一步揭示这类小天体的物理特性和演化特征。”课题组基于空间红外望远镜的观测数据,推测这些小行星表面存在非常细小的颗粒。

在本次研究中,课题组先利用先进热物理模型,计算得到司理星族群小行星在红外波段的理论辐射流量,进而拟合获得了司理星族群中20颗小行星的热惯量、几何反照率、有效直径及粗糙度等参数的最优解,并估算了其表壤颗粒尺寸。

“研究发现,这些小行星平均直径大约41千米。与其他族群相比,司理星族群的几何反照率普遍偏低,这与B型和C型小行星的几何反照率分布基本一致。”季江徽解释,C型小行星约占主带小行星的75%。它们的反照率通常很低,有很多含水矿物。而B型小行星是C型小行星的子类,它们看上去更暗淡,是早期太阳系含量丰富的原始、挥发性物质的残余。

未来,为太空之旅提供“生命之源”

小行星撞击是人类生存的重大威胁。目前的主流科学观点认为,小行星撞击地球是恐龙灭绝的主要原因。如何防御小行星撞击地球?科学家们需要先弄清改变小天体轨道运动的非引力作用机制与物质特性。

科研团队进一步研究发现,不同族群小行星之间的热惯量分布相似,“较低的热惯量表明这些小行星表面存在非常细小的颗粒,反映了主带小天体经历了长期复杂的太空风化。”季江徽表示,通过对目标小天体的热惯量、几何反照率、颗粒尺寸等参数估算和分析,可评估小行星表面是否存在土壤,从而为探测器的采样方式与采样环境提供关键科学依据。同时,破解小行星更多的未解之谜,也将有利于进行近地天体防御。

“司理星族群的表面可能存在大量水冰,可以作为考察地球上水来源的依据,也或许可以成为未来星际航行的一种宝贵的太空资源。根据以往研究发现,司理星表面还存在有机物,为地球生命是否来自地外天体提供思考。”季江徽说。

(中科院紫金山天文台供图)

为什么太阳会发光

尽管人类已经拥有了观测一百亿光年外遥远星系的能力,但对于一百亿公里以外的太阳系,却依然有些束手无策。说起来这件事有点奇怪,但事实的确如此。

虽然在一百亿光年以外,但是有一些星系的亮度却非常惊人,因此可以被我们观测到;而在一百亿公里以外的柯伊伯带,那些小天体本身不能发光,只能靠反射太阳光,却又由于距离太,几乎没有阳光可以反射,所以极难观测到。

从海王星的轨道开始,人类的观测能力就非常有限了。我们很难直接观测到那里的天体,但幸运的是,科学家们还是找到了间接的方法—— 掩星法 。在这些柯伊伯带天体之外,还有无数的遥远恒星。当柯伊伯带天体运行到地球和某颗恒星之间的时候,也就是我们观测它们的最佳时机。最基础的,就是我们可以通过这个方法发现柯伊伯带天体。更深入一些的,还可以观测其他信息,比如前不久我们发文介绍过科学家利用掩星法观测冥王星大气层的研究。

最神奇的是,国外科学家竟然利用掩星法发现了柯伊伯带天体的巨大卫星!这篇论文已经发表在了arXiv上,并且已经被《天文学与天体物理学》杂志接受。

这颗极有可能拥有卫星的天体,叫做(84522)2002 TC302。顾名思义,这是一颗在2002年的时候被发现的柯伊伯带天体,并且在此之前也曾经被观测到过。在2000年至2018年期间,天文学家们利用包括哈勃太空望远镜在内的诸多设备,利用至少126个波长对其进行了观测。在收集、整理了这些观测数据后,他们获得了关于这颗小天体的一些宝贵信息。

研究显示:这颗天体比冥王星还有更加遥远,但轨道同样非常扁,其近日点大约为58.43亿公里,远日点甚至达到了106亿公里。它围绕太阳的公转周期长达417年,并且和海王星达成了共振,公转周期形成了5:2的比例。

它的尺寸并不是非常大,直径大约为584公里(363英里)。但是,在柯伊伯带范围内,它的体积也算是比较突出了。因此,天文学家们一度考虑它是否可以归类为矮行星。毕竟目前来看,它非常有可能符合矮行星定义的三项标准:围绕太阳而不是某颗行星公转、质量已经足以达到流体静力平衡(即呈现出球形)、引力不足以完全清空自己轨道附近的天体。

它之所以还没有正式被归类为矮行星,很大程度上就在于:我们并没有真的确定它的直径。毕竟距离太过于遥远,我们不可能发射探测器实地考察,而且很多测量行星直径的手段都不适用(毕竟对于它的观测很大程度上都是间接的)。因此,在没有确切的定论之前,天文学家不会草率地给它进行归类。

事实证明,天文学家的谨慎是有道理的,因为它的直径确实有可能有较大的误差。

2018年1月28日,按照天文学家的推测,它会再次发生一次掩星事件,这是对它进行研究的好机会。因此,欧洲各地的许多天文台都将目光对准了它掩星的方向,借这一次良机对它的尺寸、形状等物理特性进行研究。掩星当天,意大利、法国、斯洛文尼亚和瑞士的望远镜对这次事件进行了16次观测。就像他们说的,这一次观测这是迄今为止我们获得过最好的 外海王星天体 (trans-Neptunian object)的观测结果。

当他们把所有的观测数据汇总起来时,得出了新的结论:我们确实误算了2002 TC302的尺寸、它的实际直径大约只有500公里(311英里)。

那么问题来了,两次测量结果出现的84公里偏差,到底是怎么出现的呢?天文学家们研究讨论后,提出了一种可能——卫星!如果2002 TC302拥有一颗直径约200公里(124英里)、并且和它的距离只有大约2000公里(1243英里)的卫星,那么就可以解释之前观测到的较大数据了。

这个推测虽然有趣,但是这个数据却令人难以置信。举个例子,我们头顶的月球,和地球的平均距离大约是38.4万公里。而这颗理论上的卫星,和2002 TC302之间的距离几乎只有地月距离的1/200。我们知道,人眼的分辨能力是有限的,当两个物体之间过于接近的时候,我们是无法分辨、而是会看作同一个物体的。即使是强大如哈勃太空望远镜,也无法将这样两颗天体分辨开来。

另外,这颗理论上的卫星和2002 TC302的尺寸差距也过于接近,直径比例只有2:5。目前人类已知的卫星-行星比例最接近的也是月球和地球的组合,比例是1:4,也要和这个理论相形见绌。至于卡戎和冥王星1:2的比例,目前很多天文学家已经认为它们属于双行星组合。那么,2002 TC302和这颗卫星是否也属于双行星系统呢?

天文学家指出:和八大行星及附近的小天体相比,柯伊伯带天体从太阳系形成以来就没有发生太大的变化。因此,他们始终把这些天体看作是太阳系的时间胶囊。如果我们能够仔细研究这些天体,将会破解很多关于太阳系形成的秘密。

尤其是2002 TC302,如果它真的有这样一颗和它尺寸非常接近的卫星,也将有助于我们了解太阳系形成过程中近距离天体之间的相互作用。既然我们认为行星是在引力作用下一点点从小成长到天体级别的,那么我们也可以通过2002 TC302来了解小型天体的成长过程。

有趣的是,在柯伊伯带,还有一颗天体可能和它有着相同的经历,那就是 天涯海角星 (小行星2014 MU69)。天涯海角是1997年由我国天文学家 朱进 发现的,由于距离遥远而得名。它的外形非常奇怪,像是一个雪人,由两个球状结构组成。

2019年,NASA的新地平线号探测器近距离拍摄到了天涯海角的照片,证实了这个形状。

我们可以想象,天涯海角或许也曾经是两颗独立的天体,最终合并在一起了。不过,这个过程显然温和得多,才让它保持了这个结构。几十亿年前,地球也经历过和另一颗大尺寸天体合并的过程,结果证明并不愉快,地球几乎被炸碎,重组为今天的形状,溅起的物质凝聚成了月球。

或许,2002 TC302的命运就会像天涯海角一样,和这颗理论上的卫星合并成为更大的“雪人”。谁知道呢,或许它也会被炸碎吧。

为什么说太阳系发生过星际战争?

太阳会发光和发热,是因为太阳内部无时无刻都在进行着核聚变,不断地发生着无数的“氢弹爆炸”,这种活动会产生的大量的热和光,源源不断地向四周发散。

太阳是一个巨大的核聚变反应堆(核聚变是两个较轻的原子核结合形成一个较重的原子核和一个很轻的原子核或粒子的核反应。在这个过程中,核聚变反应将部分反应物的质量转化为能量),而人造太阳模仿太阳的核聚变原理,为人类提供取之不尽的能量。

在技术分类上,人造太阳属于受控核聚变,核聚变的能量输出过程是人为控制的,以保证能量输出满足人类对能量的动态需求。量子效应帮助太阳缓慢燃烧,这是太阳长寿的秘密。太阳很大,不仅体积大,而且占太阳系总质量的99%。但是,太阳能燃烧这么久,并不是因为它质量好。相反,质量越大,恒星引力越大,恒星燃烧越剧烈,恒星内部的氢消耗越快。

太阳是怎么形成的

太阳(Sun)是太阳系的中心天体,占有太阳系总体质量的99.86%。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等,都围绕着太阳公转,而太阳则围绕着银河系的中心公转。太阳是位于太阳系中心的恒星,它几乎是热等离子体与磁场交织着的一个理想球体。

太阳直径大约是1392000(1.392×106)千米,相当于地球直径的109倍;体积大约是地球的130万倍;其质量大约是2×1030千克(地球的330000倍)。从化学组成来看,现在太阳质量的大约四分之三是氢,剩下的几乎都是氦,包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%,采用核聚变的方式向太空释放光和热。

以上内容参考百度百科-太阳

事实上,有一句老话总结得非常透彻:“知识的增长带来的不仅仅是知识,而是未知。”随着人类对太阳系的不断研究和理解,越来越多的谜团随之而来。科学家们也对这些谜团给出了各种解释,但是这些解释或多或少是不一致的,所以没有公众意见。以下几个谜团是这些谜团中最著名和最具代表性的。让我们来看看太阳系最具代表性的两个秘密。

众所周知,从地球上看,太阳从东方升起,从西方落下,这一规律的原因是地球的自传方向是从西方到东方。太阳系其他行星的自传大多是从西向东。这种普遍现象是由太阳系最初形成时星云尘埃的旋转方向引起的。所以根据常识,太阳系中所有行星的旋转方向应该是相同的,但是正好有两颗行星违反了这条规则。一个是靠近地球的金星。它的旋转不是从西向东移动,而是从东向西反向移动。另一个是天王星。然而,天王星很难说它的旋转方向是什么,因为它“躺着”旋转。这两颗行星的旋转模式显然不符合太阳系在自然进化中应该保持的样子。根据科学家的猜测,这两颗行星最初应该与太阳系中的其他行星处于同一旋转方向,但后来由于一些神秘的原因,它们改变了旋转方向。至于是什么改变了它们的旋转方向,科学家们仍然没有找到合理的解释。

在分析了太阳系遗留下来的一些谜团后,许多科学家想出了一个能让普通人大吃一惊的猜测:太阳系爆发了星际战争。密歇根州立大学的亚伯拉罕教授甚至说,从人类的角度来看,这样的战争几乎是不可避免的。现在最重要的是等待行星探测器在各种行星上收集更多证据来证明这一观点。

科学家们认为,如果5亿年前有一场星际战争,它可以很好地解释当前太阳系的奥秘。例如,金星的异常旋转可能是某种武器的干扰。这种干扰也使它更接近太阳,从而使地球表面成为现在的“炼狱”。火星和木星之间小行星带的形成、地球恒星环的形成和月球的起源都可能与那场战争有关。如果将来有更多的证据支持这一理论,它可能会对人类现有的科学系统,特别是生物系统产生巨大的影响,因为这意味着地球上的生命可能不是来自地球。

龙宫不在海里在天上?_太阳系的秘密