2014年十大宇宙發現:火星竟存在湖泊?

  NO.1 太陽出奇地平靜暗示下一個“小冰河時期”的到來?

  目前,太陽活動性變得平靜使天體物理學家變得更加憂慮,他們更加密切通過望遠鏡觀測太陽當前的狀態,很可能太陽的平靜將帶來下一個地球冰期的到來,地球的氣候將發生明顯變化。

  當前太陽是過去幾十年中活躍性最低的階段,也是百年來最暗淡的。如此平靜的太陽使得科學家不禁地想到這是暗示小冰河時期到來的標誌?上一次小冰河時期出現 於1300-1850年,罕見的寒冷侵襲了歐洲和北美洲地區。其中最寒冷的時期是1645-1715年,這與叫做“蒙德極小期”的太陽風暴活動有密切關係。

  在這一時期,格陵蘭島都被冰層覆蓋著,通往荷蘭的運道凍上了堅實的冰層。阿爾卑斯山脈上的冰川能吞沒鄰近的村莊,甚至1695年冰島仍沒有能夠流動的水域。

  但是一些研究人員警告稱,新的小冰河時期到來是一種歪曲理論。英國南安普敦大學太陽地球物理學家邁克-洛克伍德(Mike Lockwood)說:“目前全球氣候正在趨向轉暖,這與小冰河時期寒冷氣候相反。”

  NO.2 木衛二表面之下巨大海洋可能存在類魚生命

  2009年11月,最新研究顯示木衛二冰殼表面之下數百英里可能蘊藏著一個全球性海洋,並且該海洋中的氧氣含量是之前所認為的數百倍。這些氧氣含量足以支持微生物生存。

  美國亞利桑那州大學的理查德-格林伯格(Richard Greenberg)說:“至少有300萬噸的類魚生物生活在木衛二表面之下的海洋之中。儘管目前我們不能肯定這裡一定存在著生命,但我們知道這裡的物理條件能夠孕育生命。”

  深海生態學家蒂莫西-香克(Timothy Shank)稱,事實上基於我們對木衛二的瞭解,木衛二表面之下的海洋世界環境應當類似於地球深海熱液噴口。如果木衛二不存在生命這才是令人驚奇的事情!

  NO.3 美國宇航局在月球表面發現水資源

  11月13日,美國宇航局任務科學家宣稱,“月球隕坑觀測與遙感衛星(LCROSS)”在月球南極探測發現大量的冰水,這項發現證實了之前的猜測,並暗示月球表面蘊藏的水資源數量很大!

  10月9日,月球隕坑觀測與遙感衛星成功碰撞月球南極“卡比尤斯(Cabeus)”隕坑,在碰撞隕坑形成的羽狀噴射物中,科學家分析發現了冰水物質跡象。這些冰水物質跡像是由光譜儀探測到的,該光譜儀的紅外線分光鏡和紫外線分光鏡均發現了冰水物質跡象。

  科拉普瑞特指出,基於光譜儀的探測,研究小組估計光譜儀在碰撞彈坑(20米直徑)和毯狀噴射圈(80米直徑)中應當探測到100公斤的水,這一數量相當於 12桶2加侖水。美國布朗大學地質科學家彼得-舒爾茨(Peter Schultz)教授是LCROSS任務調查員之一,他說:“在月球上發現水資源真得非常令人興奮!這就像人們鑽探發現到油井,一旦你在某個地方發現,你 就有更大的機會發現更多的資源!”

  月球上發現水並不意味著月球就像地球上一樣潮濕,但要比地球上的沙漠蘊藏更多的水資源。美國宇航局總部首席月球勘測系統科學家邁克爾-沃格 (Michael Wargo)說:“對於未來的月球勘測任務,即使發現非常少數量的水也頗具意義!”科學家們猜測月球南極的永久陰影區表面溫度足夠低,能夠冷凍保存水資 源,在此之前的月球勘測任務中曾發現過氫。據悉,印度已退役“月球初航(Chandrayaan-1)”和其他裝載美國宇航局製造儀器的探測器也曾探測到 月球存在水資源,它們是在月球表面或濺起的灰塵中探測到水。水並不是在LCROSS探測器碰撞月球濺起羽狀噴射物中唯一的化合物,科拉普瑞特說:“在羽狀 噴射物中存在著大量物質,除水之外還有其他未完全測定的化合物,但其中的物質可能暗示著過去的歷史中彗星曾碰撞過月球。”

  NO.4 綠色雙尾彗星——“鹿林”

  2月24日,一顆陌生的“雙尾彗星”在地球夜空劃過,這顆釋放著綠光的彗星很可能將無法再次掠過地球上空。

  目前,它被命名為“鹿林”彗星,美國宇航局噴氣推進實驗室彗星專家唐-耶曼斯(Don Yeomans)說:“雖然肉眼很難觀測到它,但是通過業餘望遠鏡或者雙筒望遠鏡便很容易地進行觀測。”鹿林彗星以近拋物形軌道接近太陽系,這也是它第一 次進入太陽系,它的外層仍包裹著一層“新鮮”的冰層,從而保證了它進入太陽系仍具有較低的溫度。

  當鹿林彗星第一次暴露於太陽的熱度之下時,其外層的冰層開始蒸發,由此使該彗星快速變亮,或者出現分裂。當它掠過地球上空時噴射出氰化物和二價碳氣體,這 兩種氣體在真空狀態的太空陽光下會呈現出綠色。同時,鹿林彗星的運行軌道幾乎與地球處於同一平面,但它的運行方向卻與地球相反。由此當人們觀測時會感覺這 顆彗星運行速度非常快,在光學效應下它還呈現罕見的反向尾部,這個第二條彗尾朝向太陽的方向。

  NO.5 遠古時期火星存在湖泊,暗示著可孕育生命

  6月18日,科學家宣稱在火星表面發現明顯的湖岸線,暗示著在遠古時期存在一個類似美國尚普蘭湖大小的湖泊,這樣的湖泊環境將是火星生命存在的首選地點。

  水是生命體存在的必要條件,雖然當前火星非常乾旱,但在遠古時期卻充滿了水資源,之前也有許多研究暗示著生命可能存在於火星,但仍沒有足夠的證據進行證 明。目前,美國科羅拉多州大學波爾得分校科學家蓋塔諾-迪亞特雷(Gaetano Di Achille)推測稱,這一火星遠古湖泊可能存在於34億年前,它覆蓋了80平方英里的面積,有1500英尺深。

  他們是在一個寬闊的三角洲地帶發現火星湖岸線的證據,其中包括交互錯綜的山脊和水槽,科學家認為這可能是湖泊殘留沉積物質。迪亞特雷是該研究小組的負責 人,他說:“這是第一個證實火星表面存在湖岸線的確鑿證據!湖岸線和相關地質證據將使我們能夠計算出遠古湖泊的大小,該湖泊應當存在於34億年前。”

  之前曾有一些研究也致力於火星表面水資源的探測,科學家的發現暗示著火星遠古時期可能存在湖泊,但直到目前才是科學家首次權威性地公佈火星34億年前存在 湖泊。迪亞特雷和研究小組是基於美國宇航局火星勘測軌道飛行器(MRO)上的“高清晰度科學實驗成像”攝像儀拍攝的最新圖片。

  科羅拉多州大學波爾得分校地質科學系副教授海尼克稱,圖像分析顯示火星表面明顯存在著一處被水流沖刷的30英里長峽谷,在這個較大的三角洲地區沉積著許多 湖泊殘留體質。該三角洲和周圍的盆地暗示著這裡曾有一個非常大的湖泊,並且該湖泊存在相當長的一段時間。這一遠古湖泊為許多微生物生存提供了大量的營養物 質,但研究顯示該湖泊蒸發消失得很快,較低的湖岸線未形成,該湖泊就已消失。很可能是由於當時氣候驟變,導致湖水突然蒸發或冷凍起來。

  目前發現的這處遠古湖泊的湖岸線和三角洲沉積物將成為未來火星探測器著陸地點,便於尋找遠古生命存在的證據。在地球三角洲和湖泊殘留物質能夠很好地保存著過去生命體的存在證據,如果生命體真得存在火星,三角洲則可能揭開火星遠古生物學的關鍵性特徵。

  NO.6 100億年前的中微子可包含數千個星系空間

  6月份,一項最新模擬實驗表明一種叫做“中微子”的最古老亞原子粒子能夠包裹數千個星系大小的空間。

  依據當前的認知程度,人們認為中微子是核反應或者放射衰變過程中產生的。依據量子力學觀點,中微子的尺寸是由可能的區域模糊範圍界定的。研究人員僅能通過原子等其他物質與中微子的交互作用才能探測到它的存在。而之前科學家在實驗研究中產生的中微子都非常微小。

  然而在137億年前宇宙生命之初,通過宇宙擴張,中微子“殘骸”能夠進一步得到擴展,擴大至每個中微子都能夠獨立存在的區域。美國加利福尼亞州大學聖地亞 哥分校的喬治-福勒(George Fuller)稱,我們所討論能夠包裹數千個星系空間的中微子存在於大約100億年前。

  NO.7 發現首顆充滿海洋的類地系外行星

  今年4月份,科學家發現第一顆完全覆蓋海洋的行星,它環繞著一顆紅矮星運行,距離地球20.5光年,它是迄今發現最潮濕的一顆地外行星,其表面可能擁有數 千公里深的海洋,在該恆星中還有另一顆行星質量非常小,僅是地球的1.9倍,它是迄今探測到的質量最小的地外行星。

  這顆潮濕的類地行星被科學家命名為“Gliese 581d”,它並不是科學家最新發現的行星,之前天文學家對它產生了錯誤認識,現在發現它的軌道運行要比之前更接近恆星,它位於該恆星體系中“適宜生命居 住區域”,能夠在行星表面存在液體水。瑞士日內瓦天文台的邁克爾-梅厄(Michel Mayor)說:“這是迄今為止發現的惟一一顆位於適宜生命居住區域的低質量行星。” 梅厄和他的研究小組同事使用歐洲南方天文台的智利3.6米直徑的望遠鏡觀測低質量恆星“Gliese 581”,並用叫做“HARPS”的精密分光儀分析了該恆星的光度。他們發現了4顆行星的微弱蹤跡,由於環繞的行星使恆星輕微搖擺,從而使該恆星的光產生 輕微的“多普勒頻移”(Doppler shift),除Gliese 581d之外,其他三顆行星之前曾被發現過。

  Gliese 581d的質量是地球的7倍,因此它的質量非常小很難形成像木星一樣的巨大氣態行星,但或許它非常大很難形成像地球一樣的岩石行星。梅厄說:“由於環繞著 這顆小質量的紅矮星,Gliese 581d很難在最遠的距離持續太多的岩石物質。這顆行星很可能非常類似於海王星或天王星,其表面受控於冰冷的海洋、氨氣和甲烷。”

  這顆行星處於一個溫暖的可適宜居住區域,其表面能夠形成數千公里深的海洋。梅厄說:“Gliese 581d可能是我們觀測到的第一顆海洋類型地外行星,這是我對這顆行星的最好定義。但目前該行星是否存在生命,我還無法斷定。”

  NO.8 火星表面存在液態水滴

  今年2月份,美國宇航局最新研究發現“鳳凰號”火星探測器支架上有水滴,從而首次證實了現代火星表面也存在著液態水。

  如圖所示,在鳳凰號著陸火星表面之後支架上的水滴逐漸匯合形成更大的水滴。自從去年5月該探測器著陸火星表面之後,研究人員就發現探測器支架上存在著附著 物。美國密歇根州大學尼爾頓-雷諾(Nilton Renno)稱,支架上的附著物很可能是著陸時濺上的鹽溶泥漿。在泥漿中的鹽可從大氣層中吸收水蒸汽,逐漸形成水滴。

  這些小水滴能夠在火星寒冷的北極地區保持液態是由於其中包含著大量的高氯酸鹽,雷諾稱,在密歇根州人們常可看到含有大量高氯酸鹽的鹽能夠作為防凍劑,撒在道路上融化道路上的積雪。因此這種水滴可保持液態。基於這項發現科學家猜測火星表面很可能具有生命可孕育性。

  NO.9 新增發現32顆系外類地行星

  今年10月,天文學家在葡萄牙發佈新聞簡報稱,近期又發現32顆系外行星,目前已探測到的系外行星數量超過了400顆,這些最新發現的系外行星質量是地球的5倍,體積是木星的8倍。

  此外,天文學家還發現了在不同類型恆星系中的新行星,從而挑戰了行星如何形成以及在哪裡形成的理論觀點。總體而言,研究人員暗示宇宙中所有行星系統中40-60%都包含有低質量行星。

  由於低質量行星多數情況下更接近於地球的大小,像這樣的行星將作為搜尋地外生命的首選目標。瑞士日內瓦天文台的史蒂芬-尤德瑞(Stephane Udry)說:“這項發現預示著宇宙中存在著更多類似地球大小的行星,我相信類地行星無處不在!”

  NO.10 中子星表面比鋼鐵硬100億倍

  今年5月份,科學家最新模擬實驗顯示,中子星表面比鋼鐵堅硬100億倍。

  中子星是超大質量恆星爆炸形成超新星時殘留的內核,它是密度非常高的天體,相當於將太陽的質量裝入一個直徑僅有20千米的球體內,中子星能夠每秒旋轉數百 次。由於超強的引力作用和旋轉速度,中子星可在時空中形成較大的“漣漪”,但如果其表面包含隆起或其他瑕疵,時空中出現的“漣漪”將出現不均勻性。

  中子星的表面被認為是由富含中子微粒的結晶層,是一種固體堅硬的外層。美國伯明翰印地安那州立大學的查爾斯-霍羅維特茲(Charles Horowitz)說:“擺在我們眼前的一個最大疑問就是中子星表面的強度有多大,是否能夠支持山脈的重力,或者在受力狀態下其表面外殼就會塌陷。”由於 實驗室無法複製中子星表面的這種極端環境狀況,天文學家多半猜測其表面的強度可能類似於地球上最堅硬的物質。但是在一項最新模擬實驗中,美國洛斯阿拉莫斯 國家實驗室的霍羅維特茲和凱伊-卡德尤(Kai Kadau)聲稱中子星的表面要比想像得更加堅硬。

  岩石和鋼鐵之所以會斷裂是由於該材料中存在著間隙和其他瑕疵,受壓時很容易出現斷裂。但在中子星表面的巨大壓力作用下,其表面上的間隙和瑕疵將被完全消除。霍羅維特茲稱:“中子星表面的原子排列地比鋼鐵更加緊密,其強度是鋼鐵斷點的100億倍。”

  美國賓夕法尼亞州立大學的本傑明-歐文(Benjamin Owen)稱,這項研究證實了中子星表面的強度要超出之前天文學家的意料,堅硬的表面意味著中子星能夠支撐大量的表面隆起地形——“山脈”,可能在中子星 表面能夠支撐一些10厘米高的地形隆起,延伸至幾公里之外。他指出,通過這項模擬實驗,我們推測中子星表面所形成“山脈”的高度是之前所推測的10倍。中 子星能夠產生的重力波是之前我們猜測的100倍,我們可以通過美國激光干涉重力波天文台(LIGO)探測到重力波信號。




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