2020-02-25 中国科学院网

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时间:2002年至2017年,高度:100km至280km,全球一氧化氮(NO)红外辐射通量数据,分析了太阳活动和地磁活动对热层NO红外辐射通量全球分布和时空变化的影响。

NO红外辐射是地球上空的重要“保温被子”,是高层大气状态和空间环境的重要物理参量,而热层也是低轨道卫星所在的临近空间,NO的红外辐射冷却过程尤为重要,它直接影响到大气的热结构,表现出很强的太阳地球空间耦合特性。太阳11年周期性活动对热层空间环境的大气物理、化学以及传输等有着重要的影响,系统研究地球热层NO红外辐射通量的全球分布以及太阳活动和地磁活动对其空间分布的长期影响对进一步认识高层大气空间环境有着重要意义。对确定高空大气的动力学和能量收支以及低轨道卫星的临近空间环境评估也具有重要意义。


近日,中国科学家宣布利用我国五百米口径球面射电望远镜(FAST;俗称:“天眼”望远镜),在武仙座球状星团(M13)中发现一颗脉冲双星。物理双星。脉冲星相关双星系统又分为两种:如果双星中只有一颗是脉冲星,那就叫“脉冲双星”;如果双星系统两颗星都是脉冲星,那就叫“双脉冲星”。

FAST这次发现的是一颗处于双星系统中的脉冲星,和这颗脉冲星在一起的另一颗恒星应该是一颗质量大约为太阳0.16倍的白矮星。它还是一颗毫秒脉冲星

早在2018年FAST在伽马射线源中发现一颗毫秒脉冲星的时候,我们就比较详细地介绍过脉冲星的分类以及何为毫秒脉冲星。简单地说,毫秒脉冲星是一类自转速度较快且自转速度较稳定的脉冲星。

目前公认的毫秒脉冲星诞生及演化理论认为,毫秒脉冲星形成于一个类似于跳“华尔兹”的过程:即处于双星系统中的两颗星星,长得胖的(即:主星)会先经历超新星爆发,抛出自身一部分物质,此时如果它的“舞伴”(即:伴星)比较瘦弱就会被快速地踢出,同时双星系统瓦解,而主星爆炸后留下部分会塌缩形成快速旋转的中子星;如果伴星的“体重”足以抵御超新星爆发产生的冲击,就会留在之前的双星系统中,与新形成的中子星继续这段“华尔兹”直到生命的尽头。中子星南北磁极的辐射束如果能随着自转不断地扫过地球,那就是我们所说的脉冲星。而处于双星系统中的脉冲星,可以通过吸收伴星的物质而加速自转,变成一颗毫秒脉冲星。

它还是一颗球状星团脉冲星,众多的恒星被强大的引力束缚在一起,“挤”在一个球形空间中,而且越靠近中心,密度越高,这就是球状星团。球状星团中恒星的密度是我们周围银河系恒星密度的100至1000倍。目前,银河系中发现的球状星团超过150个,其中有30个左右是可以被FAST看到的。


2020-02-20中美科学家携手,首次在银河系外发现了氧气。这些氧气位于距地球5.6亿光年的类星体“马卡良231”(Markarian 231)内,也是科学家迄今在太阳系外探测到数量最多的氧气。“马卡良231”位于大熊星座,距地球约5.6亿光年,是离地球最近的类星体。在该星系内,气体围绕一颗超大质量黑洞旋转并变得很热,发出明亮的光。研究小组利用位于西班牙和法国的射电望远镜,看到了2.52毫米波长的辐射,这是氧气存在的标志。此前,天文学家仅在银河系内两颗恒星形成云团——猎户座星云和蛇夫座星云内观测到氧气。

“马卡良231”经历了比猎户座星云更强大的氧气形成过程。“马卡良231”是一个高产的恒星工厂,产生新恒星的速度是银河系的100倍,每年喷出气体的总质量为700个太阳质量,来自星系中心高速旋转的气体可能会撞进星系盘内的气体中,将水冰从尘埃颗粒上剥离,从而形成氧气。反过来,氧气也使该星系保持活跃:分子发出的辐射有助气体冷却,使其中一些气体更容易塌缩并在星系内产生更多新恒星。由于地球大气会吸收氧气,因此,地面上无法观测银河系内的任何氧气,所以,对于银河系内的氧气搜寻都用空间望远镜来进行,本世纪初,终于有3台空间望远镜在银河系内的恒星形成区内探测到了极微弱的氧气信号。


距今5.8亿—5.2亿年左右,地球氧气却猛地增加了。似乎有一种神秘力量在左右着地球氧气含量的平衡点。 9月2日,中英两国科学家在《自然—地球科学》发表论文,认为声势浩大的造山运动将大量蒸发岩输入海洋,蒸发岩作为一种氧化剂,使得大气和海洋中的氧气快速增加,为大型复杂多细胞生物的快速演化提供了基础。


地球深部物质为何不均一?中国科学技术大学地球和空间科学学院吴忠庆教授课题组与同行合作,发现俯冲洋壳是地球深部物质不均一性的重要来源。近年来,随着地震波观测、分析与模拟技术的发展,地震学者发现在下地幔存在许多尺度不一的异常体,这些异常体的成因对理解地球内部结构与物质组成起着关键的作用,对制约地球起源和动力学演化亦很重要,是地球科学研究的热点与前沿问题。

  地球具有一个非常独特的特点——板块运动和俯冲。板块可以俯冲至地球深部甚至核幔边界,从而在下地幔形成化学物质不均一性。俯冲洋壳是俯冲大洋岩石圈最上面一层的硅酸盐物质,相比于正常地幔,其更富含二氧化硅,很可能是下地幔不均一性的主要来源。目前,关于下地幔的异常主要由地震波速表征,因此,开展俯冲洋壳在下地幔温度和压强条件下的波速特征研究具有关键意义。

每年9月,北极海冰覆盖范围出现最小值。传统的统计方法是在不同变量间建立关系,即利用历史海冰、大气和海洋数据建立统计模型,然后将其应用到对海冰覆盖面积最小值的预测。星遥感的缺点,只能比较好地观测到海冰覆盖情况,对海冰厚度和其他状态的估算有比较大的误差,这样会给海冰预测带来不确定性。但卫星遥感海冰监测和信息提取技术为发展业务化海冰数值预报提供了重要技术支撑。坚冰覆盖的北极原本并不适合船只航行,随着全球气候变暖,北极海冰不断融化,这才让北极航道逐渐具备通航可能性。北极航道主要包括俄罗斯沿岸的东北航道、途经加拿大北部北极群岛的西北航道和穿越北冰洋中央公海海域的中央航道,东北航道是目前主要通航的路线,近年来,我国已试航成功的集装箱船走的就是东北航道。

 中国社科院考古研究所新疆队在帕米尔高原东部塔什库尔干地区发掘了一处距今约2500年的独特墓群——吉尔赞喀勒墓地,该遗址具有明显的宗教特征与仪式性建构。木质火坛火坛内部有强烈灼烧痕迹,且放置有数量不等的卵石,卵石表面也有烧灼痕迹。为探究这些火坛内焚烧物的组成,杨益民团队对火坛残块及其内部烧石进行了有机物提取,并开展气相色谱—质谱联用分析。检测到大麻的生物标记物,证明这些火坛内普遍焚烧过致幻植物——大麻。小河墓地位于新疆罗布泊地区孔雀河下游河谷南约60公里的罗布沙漠中,出土了大量保存完好的干尸、动植物遗存及其他精美的随葬品。其中有一件法杖样品上镶嵌的骨雕脱落了,研究人员在沟槽底部看到了一些淡淡的黄色物质,取样分析后发现是牛胶。“这是迄今为止,经过科技分析证实的我国最早利用的黏合剂,它将我国动物胶利用的历史追溯到了约3500年前。”杨益民说。

“新视野”号又有新发现!美国和法国科学家携手,借助“新视野”号提供的数据,在冥王星表面发现了氨存在的证据。研究人员在最新一期《科学进展》杂志上指出,这或许暗示着冥王星表面之下存在液态水。


中国科学院国家天文台月球与深空探测研究部主任李春来领导的研究团队利用嫦娥四号就位光谱探测数据,证明了月球背面南极—艾特肯盆地(SPA)存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质,为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据。 现代科学为这些假说和理论提供了大量证据。首先是在月壳中富含斜长石的证据。通过阿波罗(APOLLO)号从月球带回样品中月海玄武岩的化学和岩石学研究,已经证实月海表面富含斜长石;同时遥感获取的铁(Fe)、镁(Mg)、铝硅(Al/Si)、镁硅(Mg/Si)等数据说明月球高地月壳也是斜长岩质的。“关于月球早期演化的假说和理论主要为著名的岩浆洋理论。由大碰撞和累积增生相伴的能量释放产生了大规模的熔融,即岩浆洋,伴随着熔融体晶出物的密度分离,形成了低密度、富斜长石的月壳,而如橄榄石、辉石等较重的矿物则下沉形成月幔。”李春来告诉科技日报记者。

  “深部月壳及月幔的物质成分目前仍存在着较大争议,确定其物质成分是这次研究的一个重要目标。”李春来说。美国阿波罗任务和苏联月球任务均在月球正面着陆,且着陆区域没有位于巨大的撞击坑内部,因此不太可能发现代表月球深部的月幔物质成分。

  而嫦娥四号着陆于月球背面南极—艾特肯盆地内。“艾特肯盆地是整个月球上最大、最深和最古老的撞击盆地,被认为是最有可能撞穿月壳、暴露出月球深部物质的区域。”李春来说。 嫦娥四号探测器着陆点位于艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内部,该区域被芬森(Finsen)撞击坑的溅射物所覆盖,而芬森撞击坑是由小天体撞击艾特肯盆地内部表面而形成,其犹如在艾特肯盆地表面打了一口“深钻井”,进一步将艾特肯盆地表面以下更深部的物质成分挖掘出来。 通过分析研究结果,李春来研究团队认为,月幔物质成分富含橄榄石的预测仍不能被排除,上月幔的物质成分很可能主要由橄榄石和低钙辉石组成。芬森撞击坑的物质是揭开月幔深处奥秘的关键。“芬森撞击坑是艾特肯区域内比较年轻的撞击坑,溅射物分布较少受到后续撞击事件的影响,且月球没有经历过板块构造运动,也不会受到如地球大气、水、风沙等的侵蚀作用。本次研究的关键数据是玉兔2号所携带的红外成像光谱仪(VNIS)获取的着陆区两个探测点高质量光谱数据。这意味着,VNIS在冯·卡门坑内获得的是局部区域的光谱数据,那么,它能用来说明整个月幔的物质组成情况吗?

  李春来告诉科技日报记者:“本次研究结果暂时不能说明整个月幔的物质组成情况。通过VNIS在冯·卡门撞击坑内局部区域的光谱数据,我们初步认为艾特肯盆地的大型撞击事件应是撞穿了月壳,挖掘出了该区域的上月幔物质成分。”

  “同时,我们也认为该区域月幔物质成分不能排除富含橄榄石的可能,且该区域上月幔的物质成分很可能主要由橄榄石和低钙辉石组成。”李春来强调。

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