土卫六的甲烷之谜:揭开土星最大卫星大气层的秘密

土卫六的甲烷之谜:揭开土星最大卫星大气层的秘密在土卫六大气层的上层(这里用蓝光表示),甲烷分子被阳光分解,重新组合成乙烷和乙炔分子。再往下,橙色的迷雾完全掩盖了地表。资料来源:NASA/JPL/空间科学研究所由里斯本大学(CiênciasULisboa)天体物理学和空间科学研究所的拉斐尔-席尔瓦(RafaelSilva)和科学学院的硕士领导的一个国际研究小组分析了土卫六大气层反射的太阳光,首次确定了甲烷分子(CH4)在电磁波谱可见光波段中的近百个特征,这些特征对于在其他大气层中发现甲烷分子至关重要。土星最大卫星的大气层将其表面隐藏在一层厚厚的、不透明的雾层之下。它们由有机分子和碳氢化合物组成,"体积很大,形成颗粒,就像地球上一些城市的大气污染一样,沉积在地表,"拉斐尔-席尔瓦补充说:拉斐尔-席尔瓦补充说:"那里可能会有更有趣的化学反应"。图片来源:NASA/JPL-加州理工学院/空间科学研究所此外,研究小组还发现了可能存在三碳分子(C3)的证据,这种分子可能参与了产生土卫六复杂分子的一连串化学反应--如果得到证实,这将是首次在行星体上发现三碳分子。拉斐尔-席尔瓦说:"土卫六的大气层就像一个行星大小的化学反应器,产生许多复杂的碳基分子,在我们所知的太阳系所有大气层中,土卫六的大气层与我们认为存在于早期地球上的大气层最为相似。"甲烷的作用和光谱分析甲烷在地球上是一种气体,它提供有关地质过程的信息,也可能提供有关生物过程的信息。这种分子在地球或土卫六的大气中存活时间不长,因为它很快就会被太阳辐射不可逆转地破坏。因此,在土卫六上,甲烷必须通过地质过程得到补充,如地下气体的释放。这项工作带来了有关甲烷化学本身的新信息。在以前与甲烷吸收有关但从未单独划分的线段中,发现了甲烷在可见光波长(橙色、黄色和绿色)下的97条新吸收谱线。我们第一次知道了每条吸收线的波长和强度。艺术家构想的土卫六表面。这颗土星的卫星是太阳系中最像地球的世界之一,尽管那里的温度高达零下179摄氏度。它是太阳系中唯一有湖泊的地方,但这些湖泊是碳氢化合物湖。这些分子只由碳和氢组成,就像地球上的水一样,参与甲烷循环、降雨、形成河流和蒸发。资料来源:NASA/JPL-Caltech"即使在高分辨率光谱中,甲烷的吸收线也不够强,因为我们在地球上的实验室里没有足够多的气体。但在土卫六上,我们有整个大气层,光线穿过大气层的路径可能长达数百公里。"拉斐尔-席尔瓦说:"这使得在地球实验室中信号微弱的不同波段和吸收线在土卫六上非常明显。"了解甲烷分子的所有特征并将其编目也将有助于识别新的分子,特别是在化学性质如此复杂的大气中,由于分子特征的密度,即使使用高分辨率仪器,分析光谱也是一项挑战。就这样,研究小组在海拔600千米的高空发现了可能存在三碳分子(C3)的迹象。在太阳系中,这种表现为蓝色发射的分子迄今为止只存在于彗核周围的物质中。研究小组在土卫六上发现的与三碳有关的吸收线很少,强度也很低,尽管这些吸收线是这类分子所特有的。拉斐尔-席尔瓦说:"我们对参与土卫六大气层化学复杂性的不同分子了解得越多,就越能更好地理解可能允许地球生命起源或与之相关的化学进化类型,地球上生命起源的一些有机物被认为是在其大气层中产生的,其过程与我们在土卫六上观测到的过程较为相似。"目前,土星的这颗卫星是太阳系中一个独特的世界,是准备未来观测行星系外行星(即所谓的系外行星)大气层的试验场。在这些行星中,可能有像土卫六这样小而冷的天体。这篇现已发表的文章的第二作者佩德罗-马查多(PedroMachado)评论说:"在类似这种具有挑战性的分析中获得的经验,将有益于詹姆斯-韦伯太空望远镜或欧洲航天局(ESA)未来的阿里尔太空任务的红外观测。"这项工作所使用的数据来自2018年6月使用UVES高分辨率可见光和紫外线摄谱仪进行的观测,该摄谱仪安装在位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)上。还使用了2005年用同一仪器收集的存档数据。编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423529.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1423529.htm

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土卫六神秘的"魔法岛" - 土星最大卫星上的蜂窝状碳氢化合物冰山

土卫六神秘的"魔法岛"-土星最大卫星上的蜂窝状碳氢化合物冰山艺术家描绘的土卫六地貌包括朦胧的大气层、黑暗的沙丘以及与地球相似的镜面般光滑的湖泊和海洋。在这些液态碳氢化合物体上,新的研究表明,"魔幻岛屿"的出现可能是由漂浮的有机固体造成的。图片来源:NASA/JPL这项研究发表在《地球物理研究快报》(GeophysicalResearchLetters)上,该杂志是美国地球物理学会(AGU)的期刊,刊载影响大、篇幅短、对地球和空间科学有直接影响的报告。土卫六独特的大气层和表面土星最大的卫星土卫六笼罩着朦胧的橙色大气层,其厚度比地球厚50%,富含甲烷和其他碳基分子或有机分子。土卫六表面覆盖着有机物组成的深色沙丘以及液态甲烷和乙烷的海洋。更奇特的是,在雷达图像中,这些海洋表面的亮点不断变化,可持续几小时到几周甚至更长时间。雷达穿透土卫六厚厚的烟雾,揭示了月球北极地区的湖泊和大片海洋,这是卡西尼号飞船拍摄的照片。人们看到瞬时亮点--"魔岛"在莱吉亚马雷上出现和消失。图片来源:中间,NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS;左右,NASA/ESA。致谢:T.Cornet,ESA神奇群岛之谜科学家们在2014年的卡西尼-惠更斯号飞行任务中首次发现了这些短暂的"魔幻岛屿",此后一直试图弄清它们到底是什么。之前的研究表明,它们可能是海浪造成的岛状幻影,也可能是由悬浮固体、漂浮固体或氮气气泡构成的真实岛屿。这项新研究的主要作者、行星科学家于新亭(XintingYu)想知道,仔细研究土卫六大气、液态湖泊和沉积在月球表面的固体物质之间的关系,是否能揭示这些神秘岛屿的成因。"我想研究一下这些神奇的岛屿是否真的是漂浮在海面上的有机物,就像地球上的浮石一样,可以漂浮在水面上,最后沉入海底,"于说。奇异的有机世界土卫六的上层大气稠密地分布着各种有机分子。这些分子会凝结在一起,结成冰,然后掉落到月球表面--包括掉落到光滑得可怕的液态甲烷和乙烷的河流和湖泊中,波浪只有几毫米高。于和她的团队对这些有机团块到达土卫六碳氢化合物湖后的命运很感兴趣。它们会下沉还是上浮?研究浮动理论为了找到答案,研究小组首先研究了土卫六的有机固体是否会简单地溶解在月球的甲烷湖中。由于湖泊中的有机颗粒已经饱和,研究小组确定,下落的固体在到达液体中时不会溶解。"为了让我们看到魔法岛,它们不能只漂浮一秒就沉下去,"于说。"它们必须漂浮一段时间,但也不能永远漂浮。"土卫六的湖泊和海洋主要是甲烷和乙烷,这两种物质的表面张力都很低,因此固体很难漂浮起来。模型表明,大多数冰冻固体密度太大,表面张力太低,无法形成土卫六的神奇岛屿,除非这些固体团块像瑞士奶酪一样多孔。研究人员发现,如果冰团足够大,并且具有适当比例的孔和窄管,液态甲烷就能缓慢渗入,从而使冰团在地表徘徊。神奇群岛的形成建模表明,单个团块可能太小,无法自行漂浮。但是,如果有足够多的团块在海岸附近聚集在一起,较大的团块就会断裂并漂浮起来,这与地球上冰川的形成过程类似。这些有机冰川结合了更大的体积和适当的孔隙度,可以解释魔岛现象。除了神奇的岛屿之外,土卫六的海洋和湖泊上还覆盖着一层薄薄的冰冻固体,这可以解释液态天体异常光滑的原因。因此,这项研究的发现可以解释土卫六的两个谜团。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415567.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1415567.htm

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空气有多重?如何估算地球大气层的总重量?

空气有多重?如何估算地球大气层的总重量?1.了解基础知识:大气压在深入研究大气的重量之前,有必要了解大气压力的概念。在海平面,大气施加的压力约为101,325帕斯卡(或每平方英寸14.7磅)。这种压力是由于重力而向下压的空气分子的重量造成的。2.大气的重量通过整合整个地球表面的大气压力,科学家估计大气层的总重量约为5.15x10^18千克。这几乎比吉萨大金字塔重十亿倍!可以这样想:地球大气层的重量大约相当于覆盖整个地球表面的10米(33英尺)深的巨大海洋。3.图层和组合我们的大气并不是均匀的;它根据温度变化分为几层。这些层包括对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。每层都有不同的密度和成分,最密集的层是对流层,最接近地球表面。大气中约78%是氮气,21%是氧气,其余1%由氩气、二氧化碳和微量其他气体组成。4.影响大气重量分布的因素虽然大气的总质量保持相对恒定(主要由于水蒸气的变化而导致季节性变化非常小),但其分布可能会因以下几个因素而变化:海拔高度:随着海拔的升高,大气压力会降低,因为上方的空气较少。这就是为什么在高海拔地区呼吸困难的原因。温度:在温暖的日子里,空气膨胀并上升,密度降低。空气的重新分布会导致地表大气压降低,因为下压的重量减少了。相反,在寒冷的日子里,空气收缩并下沉,导致地面压力增加。湿度:潮湿空气的密度低于干燥空气。这是因为水分子的重量小于平均大气分子的重量。当湿度水平上升时,这也会影响大气重量的分布,尽管其影响通常不如温度明显。通过了解这些因素,我们可以更好地了解大气的动态性质以及其重量在不同海拔和条件下的分布情况。5.地球大气重量的重要性大气层的重量对于维持地球上的生命起着至关重要的作用。它确保我们有可呼吸的空气,保护我们免受有害的太阳辐射,并有助于调节地球的温度。如果没有大气层的重量和压力,水就会蒸发到太空中,我们所知道的生命就不可能存在。地球大气层的重量证明了维持地球生命的复杂而微妙的平衡。随着我们不断研究和了解我们的环境,我们对复杂的系统有了更深刻的认识,正是这些系统使地球成为浩瀚太空中独特的宜居绿洲。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390879.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1390879.htm

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第一颗被证实有大气层的行星出现了

第一颗被证实有大气层的行星出现了访问:Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN55Cancrie离恒星很近的艺术图。图片来源:MarkGarlick/SciencePhotoLibrary没有参与这项研究的美国麻省理工学院的行星科学家SaraSeager说,在类地行星周围发现大气层是系外行星研究的一个重要里程碑。地球稀薄的大气层对维持生命至关重要,能够发现类似类地行星上的大气层是寻找太阳系以外生命的重要一步。JWST探测到的这颗行星名为55Cancrie,它围绕着一颗12.6秒差距的类太阳恒星运行,被认为是一个超级地球。这颗比地球稍大的类地行星,半径约为地球的两倍,重量是地球的8倍多,大气层厚度约为地球半径的百分之几。55Cancrie不适合居住的另一个原因是它离恒星很近——大约是地球到太阳距离的1/65。然而,美国喷气推进实验室(JPL)的天体物理学家、论文合著者AaronBelloArufe说,它可能是研究最多的岩石行星。它对于岩石行星来说大很多,所以比太阳系外其他行星更容易研究。55Cancrie经过了充分的研究,JWST于2021年12月发射后,工程师将天文台的红外光谱仪指向它进行测试。这些仪器可以探测行星周围气体吸收星光红外波长时的化学指纹。Bello-Arufe和同事随后决定进行更深入地挖掘,以确认这颗行星是否有大气层。在最近的观测之前,天文学家已经无数次改变对55Cancrie的看法。这颗行星于2004年被发现。起初,研究人员认为它可能是一个类似木星的气态巨星的核心。但在2011年,斯皮策太空望远镜在这颗行星从其恒星前方经过时对其进行了观测发现,55Cancrie实际上比一颗气态巨星小得多,密度也大得多,是一颗岩石超级地球。几年后,研究人员注意到,对于一颗离其恒星如此之近的行星来说,55Cancrie的温度比它应有的温度低,这表明它可能有大气层。一种假设是,这颗行星是一个被超临界水分子包围的“水世界”;另一种假设是,它被一个主要由氢和氦组成的膨胀的原始大气所包围。但这些想法最终都被推翻了。JPL的行星科学家、论文合著者胡仁宇(音)说,一颗离恒星如此之近的行星会受到恒星风的轰击,很难抓住大气层中的挥发性分子。这存在两种可能性,首先,这颗行星是完全干燥的,有一层由蒸发岩石组成的超薄大气层;其次,它有一个由较重的挥发性分子组成的厚厚的大气层,这些分子不容易流失。最新数据表明,55Cancrie的大气中含有碳基气体,这指向了第二种可能。Seager说,该团队收集了大气层的真实证据,但还需要进行更多观测来确定其完整成分、存在气体的相对数量及其精确厚度。美国斯坦福大学的行星地质学家LauraSchaefer有兴趣了解55Cancrie的大气层如何与行星表面下的物质相互作用。他说,大气仍有可能被恒星风侵蚀,但岩浆海洋中岩石的融化和释放可能会补充气体。“地球可能至少经历了一个岩浆-海洋阶段,也许是几个。”Schaefer说,“拥有岩浆海洋的实际例子可以帮助我们了解太阳系的早期历史。”相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430271.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1430271.htm

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欧空局先锋卫星ERS-2重返大气层 完成炽热的告别

欧空局先锋卫星ERS-2重返大气层完成炽热的告别ERS-2号卫星于1995年发射,是欧洲第一颗遥感卫星ERS-1号发射四年后发射的。当时,这两颗卫星是欧洲开发的最先进的地球观测航天器,为研究地球的陆地、海洋、大气层和极地冰川提供了新的信息,并被要求监测地震和洪水等自然灾害。2011年,该任务退役,根据欧空局空间碎片缓减准则,航天器被重新送入安全处置轨道。资料来源:欧空局欧空局的第二颗欧洲遥感卫星ERS-2于近30年前的1995年4月21日发射升空。它与几乎相同的ERS-1号卫星一起,提供了有关地球陆地表面、海洋温度、臭氧层和极地冰层范围的宝贵的长期数据,彻底改变了我们对地球系统的认识。它还被要求监测和协助应对自然灾害。欧空局地球观测计划主任西蒙内塔-切利(SimonettaCheli)说:"地球资源卫星提供的数据流改变了我们对所生活的世界的看法。它们让我们对地球、大气化学、海洋行为以及人类活动对环境的影响有了新的认识,为科学研究和应用创造了新的机会。"ERS-2已远远超过其三年的计划寿命,鉴于人们日益关注轨道碎片对当前和未来空间活动造成的长期危害,欧空局于2011年决定让ERS-2脱离轨道。ERS-2重返大气层--它是如何发生的?来源:欧空局此后,卫星的高度不断下降。2024年2月21日,它到达了约80千米的临界高度,在这个高度上,大气阻力非常大,卫星开始碎裂。由机构间空间碎片协调委员会和欧空局空间碎片办公室参与的一项国际活动对重返大气层进行了监测。重返大气层--过去、现在和未来欧空局空间碎片办公室主任蒂姆-弗洛勒(TimFlohrer)说:"长期以来,不受控制地重返大气层一直是任务结束时处理空间物体的常用方法。我们每年都会多次看到与ERS-2大小相似或更大的物体重返大气层,在67年的太空飞行中,有数千吨的人造太空物体重返大气层。进入地表的碎片很少造成任何损害,也从未有过关于人员受伤的确凿报告。"欧空局的欧洲遥感2号卫星(ERS-2)最近被发现在大气层中下降时翻滚。这些图像是澳大利亚HEO公司代表英国航天局用其他卫星上的相机拍摄的。这张ERS-2的图像拍摄于2024年1月29日23:49UTC。图片来源:HEOERS-2的重返是"自然"的。它的所有剩余燃料都在脱轨过程中消耗殆尽,以降低内部故障导致卫星碎裂的风险,当时它仍在有源卫星使用的高度。因此,ERS-2在返回过程中的任何时候都不可能对其进行控制,推动其下降的唯一力量是不可预测的大气阻力。鉴于卫星在20世纪80年代的设计方式,这是处置卫星的最佳选择。然而,在卫星进入太空的最后几个小时之前,自然重返大气层的时间和地点很难预测。自然重返不再是空间可持续性的黄金标准。通过实施"欧空局零碎片方法",欧空局致力于确保空间活动的长期可持续性,尽可能减少空间碎片的产生,并确保卫星在寿命结束时尽可能安全地重返大气层。欧空局还旨在通过社区主导的《零碎片宪章》倡议,鼓励其他各方走类似的道路。欧空局的欧洲遥感2号卫星(ERS-2)最近被发现在大气层中下降时翻滚。这些图像是澳大利亚HEO公司代表英国航天局用其他卫星上的相机拍摄的。这张ERS-2的图像拍摄于2024年2月3日03:43UTC。图片来源:HEO欧空局在地球轨道上的飞行任务现在设计为进行"受控"重返。在受控重返期间,航天器操作员可以确保卫星在南太平洋等地球上人烟稀少的地区降落。同时,欧空局继续努力以比原计划更可持续的方式处理其较老的卫星(如ERS-2、Aeolus、Cluster和Integral)。使命传承ERS-2及其前身ERS-1是欧洲开发和发射的最先进的卫星。这颗卫星携带了一整套科学仪器和技术进入轨道,在超过十五年的时间里收集了宝贵的数据,其中包括欧洲第一台研究大气臭氧的仪器。今天,ERS遗产数据集通过欧空局的遗产空间方案进行了整理和提供。地球资源卫星还为许多致力于研究我们不断变化的世界的后续任务奠定了基础,如环境卫星、MetOp气象卫星、欧空局的地球探索者科研任务、哥白尼哨兵以及许多其他国家的卫星任务。欧空局遗产空间计划经理米尔科-阿尔巴尼(MirkoAlbani)说:"ERS遗产数据如今仍在广泛使用,主要是与较新任务的数据结合使用,因为长期数据记录对于确定和了解我们的气候变化至关重要。这项任务也是一个很好的例子,说明欧空局是如何开拓新技术的,这些技术后来投入使用,为天气预报和气候监测等服务提供支持,造福欧空局成员国公民和全世界人民。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420287.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1420287.htm

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韦伯望远镜首次在岩石“超级地球”上发现大气层

韦伯望远镜首次在岩石“超级地球”上发现大气层这幅艺术家的概念图展示了系外行星55Cancrie的模样。巨蟹座55号也被称为"杨森",是一颗所谓的超级地球,是一颗比地球大得多但比海王星小得多的岩质行星,它绕恒星运行的距离只有140万英里(0.015个天文单位),不到18个小时就能完成一个完整的轨道运行(水星距离太阳的距离是巨蟹座55号的25倍)。(水星距太阳的距离是巨蟹座55号距其恒星距离的25倍)该系统还包括四颗大型气体巨行星,位于巨蟹座,距地球约41光年。资料来源:NASA、ESA、CSA、拉尔夫-克劳福德(STScI)没有参与这项研究的美国麻省理工学院的行星科学家SaraSeager说,在类地行星周围发现大气层是系外行星研究的一个重要里程碑。地球稀薄的大气层对维持生命至关重要,能够发现类似类地行星上的大气层是寻找太阳系以外生命的重要一步。JWST探测到的这颗行星名为55Cancrie,它围绕着一颗12.6秒差距的类太阳恒星运行,被认为是一个超级地球。这颗比地球稍大的类地行星,半径约为地球的两倍,重量是地球的8倍多,大气层厚度约为地球半径的百分之几。这条光变曲线显示了巨蟹座55星系中的岩石行星55Cancrie(巨蟹座55星系中已知的五颗行星中距离恒星最近的一颗)移动到恒星背后时,巨蟹座55星系亮度的变化。这种现象被称为"次食"。当行星在恒星旁边时,恒星和行星日面发出的中红外光都能到达望远镜,因此系统显得更亮。当行星位于恒星后面时,行星发出的光被挡住,只有星光到达望远镜,导致视亮度降低。天文学家可以从恒星和行星的亮度总和中减去恒星的亮度,从而计算出有多少红外光来自行星的日侧。然后用它来计算日侧温度,推断行星是否有大气层。根据这一观测结果计算出的行星温度约为1,800开尔文(约2,800华氏度),大大低于行星没有大气层或只有稀薄岩石蒸汽大气层的预期温度。这种相对较低的温度表明,热量正在从行星的白天向夜晚散发,这可能是由富含挥发性物质的大气层造成的。资料来源:NASA、ESA、CSA、JosephOlmsted(STScI)、AaronBello-Arufe(NASA-JPL)55Cancrie不适合居住的另一个原因是它离恒星很近——大约是地球到太阳距离的1/65。然而,美国喷气推进实验室(JPL)的天体物理学家、论文合著者AaronBelloArufe说,它可能是研究最多的岩石行星。它对于岩石行星来说大很多,所以比太阳系外其他行星更容易研究。55Cancrie经过了充分的研究,JWST于2021年12月发射后,工程师将天文台的红外光谱仪指向它进行测试。这些仪器可以探测行星周围气体吸收星光红外波长时的化学指纹。Bello-Arufe和同事随后决定进行更深入地挖掘,以确认这颗行星是否有大气层。在最近的观测之前,天文学家已经无数次改变对55Cancrie的看法。这颗行星于2004年被发现。起初,研究人员认为它可能是一个类似木星的气态巨星的核心。但在2011年,斯皮策太空望远镜在这颗行星从其恒星前方经过时对其进行了观测发现,55Cancrie实际上比一颗气态巨星小得多,密度也大得多,是一颗岩石超级地球。几年后,研究人员注意到,对于一颗离其恒星如此之近的行星来说,55Cancrie的温度比它应有的温度低,这表明它可能有大气层。一种假设是,这颗行星是一个被超临界水分子包围的“水世界”;另一种假设是,它被一个主要由氢和氦组成的膨胀的原始大气所包围。但这些想法最终都被推翻了。韦伯望远镜的近红外相机(NIRCam)和中红外探测器(MIRI)分别于2022年11月和2023年3月捕捉到的热辐射光谱显示了超地外行星55Cancrie发出的不同波长红外光(x轴)的亮度(y轴)。该图将NIRCam(橙色点)和MIRI(紫色点)收集到的数据与两种不同的模型进行了比较。模型A(红色)显示了如果巨蟹座55的大气层是由气化岩石构成的,那么它的发射光谱应该是什么样的。模型B(蓝色)显示的是如果这颗行星的大气层是由岩浆海洋排出的富含挥发性物质的大气层,而岩浆海洋的挥发性物质含量与地球地幔相似,那么它的发射光谱应该是什么样的。MIRI和NIRCam的数据与富含挥发性物质的模型一致。这颗行星发射的中红外光量(中红外成像仪)表明,它的日侧温度明显低于没有大气层将热量从日侧传到夜侧时的温度。4到5微米之间光谱的衰减(NIRCam数据)可以解释为大气中的一氧化碳或二氧化碳分子对这些波长的吸收。资料来源:NASA、ESA、CSA、JosephOlmsted(STScI)、RenyuHu(NASA-JPL)、AaronBello-Arufe(NASA-JPL)、MichaelZhang(芝加哥大学)、MantasZilinskas(SRON)JPL的行星科学家、论文合著者胡仁宇(音)说,一颗离恒星如此之近的行星会受到恒星风的轰击,很难抓住大气层中的挥发性分子。这存在两种可能性,首先,这颗行星是完全干燥的,有一层由蒸发岩石组成的超薄大气层;其次,它有一个由较重的挥发性分子组成的厚厚的大气层,这些分子不容易流失。最新数据表明,55Cancrie的大气中含有碳基气体,这指向了第二种可能。Seager说,该团队收集了大气层的真实证据,但还需要进行更多观测来确定其完整成分、存在气体的相对数量及其精确厚度。美国斯坦福大学的行星地质学家LauraSchaefer有兴趣了解55Cancrie的大气层如何与行星表面下的物质相互作用。他说,大气仍有可能被恒星风侵蚀,但岩浆海洋中岩石的融化和释放可能会补充气体。“地球可能至少经历了一个岩浆-海洋阶段,也许是几个。”Schaefer说,“拥有岩浆海洋的实际例子可以帮助我们了解太阳系的早期历史。”相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432349.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432349.htm

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哈勃太空望远镜发现土星环在加热其大气层

哈勃太空望远镜发现土星环在加热其大气层土星庞大的环形系统正在加热这颗巨行星的高层大气。这种现象以前在太阳系中从未见过。这是土星和它的环之间意想不到的互动,有可能为预测其他恒星周围的行星是否也有类似土星环系统的辉煌提供工具。显著的证据是过量的紫外线辐射,被视为土星大气中热氢的光谱线。辐射的颠簸意味着有东西从外部污染并加热了上层大气。最可行的解释是,冰环粒子雨点般地落在土星的大气层上导致了这种加热。这可能是由于微陨石的撞击、太阳风粒子轰击、太阳紫外线辐射或电磁力拾起带电的尘埃。所有这些都是在土星引力场的影响下发生的,土星的引力场将粒子拉入行星。当美国宇航局的"卡西尼"号探测器在2017年任务结束时坠入土星的大气层时,它测量了大气层的成分,并证实许多颗粒正从星环中落入。"虽然星环的缓慢解体是众所周知的,但它对行星的原子氢的影响是一个惊喜。从卡西尼号探测器上,我们已经知道了星环的影响。然而,我们对原子氢含量一无所知。"巴黎天体物理研究所和亚利桑那大学月球与行星实验室的LotfiBen-Jaffel说,他是3月30日发表在《行星科学》杂志上的一篇论文的作者。这是一张显示土星Lyman-alpha隆起的合成图像,是1980年至2017年期间美国宇航局的三个不同任务,即旅行者1号、卡西尼号和哈勃太空望远镜合力探测到的。2017年北半球土星夏季期间获得的哈勃近紫外图像被用来作为参考,勾勒出该行星的莱曼-阿尔法发射。星环看起来比行星本体暗得多,因为它们反射的紫外线要少得多。在星环和黑暗的赤道地区上方,莱曼-阿尔法凸起显示为一个延伸的(30度)纬度带,比周围地区要亮30%。南半球的一小部分出现在星环和赤道地区之间,但它比北半球更暗。在隆起区以北(图像的右上部分),圆盘的亮度随着纬度的变化逐渐下降,朝向明亮的极光区,这里显示的是作为参考的极光区(不按比例)。极光区内的一个黑点代表了行星自旋轴的足迹。据认为,冰环粒子在特定纬度上的雨点和季节性影响造成了大气的加热,使上层大气中的氢气在隆起区反射更多的太阳光。天文学家对环和上层大气之间这种意想不到的相互作用进行了深入研究,以确定新的诊断工具,估计遥远的系外行星是否有类似土星的扩展环系统。资料来源:NASA,ESA,LotfiBen-Jaffel(IAP&LPL)"一切都由环状粒子在特定纬度层叠进入大气层所驱动。它们改变了上层大气,改变了成分,"Ben-Jaffel说。"然后你也有与大气气体的碰撞过程,这些气体可能正在加热特定高度的大气。"Ben-Jaffel的结论需要将四次研究土星的太空任务的紫外光(UV)观测档案拉到一起。这包括美国宇航局的两个旅行者探测器的观测数据,它们在20世纪80年代飞过土星并测量了紫外线水平。当时,天文学家们将这些测量结果视为探测器的噪音。2004年抵达土星的卡西尼号任务也收集了大气层的紫外线数据(历时数年)。额外的数据来自哈勃和国际紫外线探测器,该探测器于1978年发射,是美国宇航局、欧空局(欧洲航天局)和英国科学与工程研究委员会的一项国际合作。但挥之不去的问题是,所有的数据是否可能是虚幻的,或者反映了土星上的一个真实现象。Ben-Jaffel决定使用哈勃太空望远镜成像光谱仪(STIS)的测量结果,这是拼凑拼图的关键所在。它对土星的精确观测被用来校准来自所有其他四个观测土星的太空任务的紫外线数据档案。他将STIS对土星的紫外线观测结果与多个太空任务和仪器的光线分布进行了比较。"当一切都被校准后,我们清楚地看到,光谱在所有任务中都是一致的。这是有可能的,因为我们有相同的参考点,来自哈勃,关于几十年来测量的大气层的能量转移率,"Ben-Jaffel说。"这对我来说真的是一个惊喜。我只是把不同的光分布数据绘制在一起,然后意识到它是一样的。""四十年的紫外线数据涵盖了多个太阳周期,帮助天文学家研究太阳对土星的季节性影响。通过将所有不同的数据汇集在一起并进行校准,Ben-Jaffel发现,紫外线辐射的水平没有区别。"他说:"在任何时候,在地球上的任何位置,我们都可以跟踪辐射的紫外线水平。这指出来自土星环的稳定的"冰雨"是最好的解释。""我们只是处于这种环状表征对行星上部大气的影响的开始。我们最终希望有一个全球性的方法,产生一个关于遥远世界的大气层的真正特征。这项研究的目标之一是看我们如何能够将其应用于围绕其他恒星运行的行星。称之为寻找'外环'。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352437.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1352437.htm

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