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鋰主要來自新星

每一種化學(xué)元素都有一個天文起源。輕元素產(chǎn)生于宇宙大爆炸之后10秒到20分鐘之間，它們是氫（75%）、氦（25%）以及少量的鋰和鈹。其余元素由恒星形成。恒星內(nèi)部發(fā)生原子核反應(yīng)，開始從氫變?yōu)楹?，而后陸續(xù)產(chǎn)生重元素，直到生成鐵。恒星發(fā)生超新星爆發(fā)時產(chǎn)生金、鉛、銅。這些元素被新星和行星再利用，一直持續(xù)到現(xiàn)在。來自西班牙安達(dá)盧西亞天體物理研究所（Institute of Astrophysics of Andalusia）的研究員盧卡·樂佐（Luca lzzo）說：“但是，鋰卻遇到了問題。鋰是最輕的固體元素。天文學(xué)家們知道25%的鋰來自原始核合成，但不知道另外75%的鋰來自哪里?！?/p>

他們研究了2015年3月15日探測到的人馬座2015 N.2。人馬座2015 N.2是一個雙星系統(tǒng)，其中一顆是白矮星。白矮星偷取伴星物質(zhì)，形成由氫組成的外層，當(dāng)氫外層達(dá)到一定密度，就觸發(fā)成新星，亮度增大10萬倍。幾周后，系統(tǒng)穩(wěn)定，又開始新一輪進(jìn)程。人馬座2015 N.2新星持續(xù)可見80多天，他們用甚大望遠(yuǎn)鏡觀測了24天，第一次跟蹤了新星中鈹-7的變化。鈹-7是一種不穩(wěn)定的元素，53.20天衰變?yōu)殇嚒＿@表明，新星是星系中鋰的主要來源。也就是說，鋰來自新星爆發(fā)。（供稿：步天閣）

藝術(shù)家描繪的產(chǎn)生新星的雙星系統(tǒng)人馬座2015 N. 2. Credit: David A. Hardy y PPARC

QSO B0218+357向地球發(fā)出的光子（Photons），經(jīng)過引力透鏡星系B0218+357G（the lens）時被分成兩束，前后相差11天到達(dá)地球，被費(fèi)米衛(wèi)星（Fermi satellite）（也就是費(fèi)米γ射線空間望遠(yuǎn)鏡）上兩個大視場望遠(yuǎn)鏡和地面上的MAGIC望遠(yuǎn)鏡（The MAGIC telescopes）觀測到。Credit: Daniel Lopez/IAC; NASA/ESA; NASA E/PO - Sonoma State University, Aurore Simonnet

引力透鏡幫助看見遙遠(yuǎn)星系

在星系中心有超大質(zhì)量的黑洞。有物質(zhì)陷落的黑洞被稱為活動黑洞，它們發(fā)出異常明亮的噴流。如果這些噴流朝向地球，就被稱為耀變體。耀變體是一種特殊類型的黑洞。

耀變體QSO B0218+357大約在70億年前發(fā)生了劇烈爆炸，產(chǎn)生了高強(qiáng)度伽馬射線暴，在2014年7月14日，被費(fèi)米衛(wèi)星上的大視場望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)。地面上專門觀測高能伽馬射線的望遠(yuǎn)鏡立刻對準(zhǔn)了它，其中包括MAGIC（大型大氣伽馬射線成像切倫科夫望遠(yuǎn)鏡）。MAGIC能捕獲1000億倍太陽光子能量的光子。開始并不順利，滿月妨礙了觀測。11天后，迎來了第二次機(jī)會。耀變體QSO B0218+357發(fā)出的光子在到達(dá)地球10億年前，遇到了一個名字叫作B0218+357G的星系，該星系成為愛因斯坦廣義相對論所描述的引力透鏡：大質(zhì)量天體，例如星系，能夠像透鏡一樣使光線彎曲，使光線匯聚，使得遠(yuǎn)距離天體更加明亮。角度不同，光線通過引力透鏡的時間也不同。

天文學(xué)家第一次探測到如此遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的這么強(qiáng)烈的光。（供稿：步天閣）

近地小行星數(shù)量達(dá)到15000顆

1898年8月13日，卡爾·古斯塔夫·伊特（Carl Gustav Witt）發(fā)現(xiàn)了一顆中等大小的小行星，與太陽距離比其他任何一顆小行星都近。它就是433號愛神星（Eros）。它的軌道穿過火星軌道，1.28年繞太陽運(yùn)行一周，與太陽最近距離可達(dá)1.13天文單位（1.7億千米）。從此，人們就開始搜尋近地小行星，就是那些距離太陽1.3個天文單位之內(nèi)的小行星。

開始只是零星的偶然發(fā)現(xiàn)，而后是每個月都可以發(fā)現(xiàn)幾顆。最近，國際天文學(xué)聯(lián)合會小行星中心發(fā)布，發(fā)現(xiàn)了2016 TB57，使得對地球有威脅的近地小行星數(shù)量達(dá)到15000顆。

2016 TB57是卡特林那巡天系統(tǒng)在它接近地球時發(fā)現(xiàn)的，發(fā)現(xiàn)日期為2016年10月13日。它很小，直徑大約為15～35米，與地球最近的距離為2，010，000千米，相當(dāng)于月球到地球距離的5倍。

絕大多數(shù)近地小行星，都像它們名字表明的那樣，是在接近地球時被發(fā)現(xiàn)的。在它們距離地球較遠(yuǎn)時，因?yàn)樘?，難以被觀測到，只有在接近地球的一周內(nèi)，才容易被發(fā)現(xiàn)。

如此眾多的太空石塊在地球附近飛行，我們地球被撞到的風(fēng)險很大吧？美國宇航局的近地天體搜尋項(xiàng)目（Near-Earth Object Program）和歐洲空間局的對應(yīng)項(xiàng)目都列出了累積概率超過千分之一的小行星，結(jié)果只有2011 AM37。并且，2011 AM37單次撞擊地球的可能性不超過一萬五千分之一。另外，它的直徑大約只有4米，幾乎不能安然通過地球大氣層落到地面。（供稿：步天閣）

紅色為近地小行星，綠色為主帶小行星。圖中標(biāo)注了水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）軌道。圖片來源：Minor Planet Center

發(fā)現(xiàn)幾乎裸露的黑洞

天文學(xué)家們用甚長基線陣獲得了1200多個星系的高清圖像。這些星系已經(jīng)在之前的大規(guī)模紅外和射電望遠(yuǎn)鏡巡天中獲得確認(rèn)。綜合研究表明，超大質(zhì)量黑洞幾乎都位于星系中心，但在一個名叫ZwCl 8193的星系團(tuán)中卻發(fā)現(xiàn)個例外。它被稱作B3 1715+425，是一個超級黑洞，周圍圍繞著小得多、暗得多的星系，正以大約每秒2000英里的速度遠(yuǎn)離一個更大一些的星系核。

藝術(shù)家描繪的幾乎裸露的黑洞的形成。Credit: Bill Saxton, NRAO/ AUI/NSF.

B3 1715+425本是一個星系，它所在的ZwCl 8193星系團(tuán)距離地球大約20億光年，在幾百萬年前，與一個較大的星系發(fā)生了碰撞，它的恒星和氣體幾乎都被剝離掉，剩下的只是黑洞和一小部分星系物質(zhì)，直徑只有大約3000光年。我們銀河系直徑大約是10萬光年。B3 1715+425是一個幾乎裸露的超級黑洞，它也許將繼續(xù)失去物質(zhì)，停止誕生新恒星，大約10億年后，將無法被觀測到。這意味著，宇宙中也許有許多早期星系碰撞遺留的類似天體，但天文學(xué)家們無法探測到。

上述發(fā)現(xiàn)屬于探測超級黑洞項(xiàng)目。絕大多數(shù)超級黑洞位于星系中心，但該項(xiàng)目探測幾百萬甚至10億倍太陽質(zhì)量但不位于星系中心的超級黑洞。一般認(rèn)為，大星系是通過吞噬附近小星系而形成的，在此過程中，兩個星系的黑洞會互相繞轉(zhuǎn)，最后融合在一起。美國國家射電天文臺的詹姆斯·康頓（James Condon）說：“我們尋找成對兒的互相繞轉(zhuǎn)的超級黑洞，其中一個不在星系的中心，這就意味著有過星系融合。我們發(fā)現(xiàn)了這個黑洞，正在逃離一個大一些的星系，以前從未發(fā)現(xiàn)過。”他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在天體物理學(xué)報上。（供稿：步天閣）

去聞火星上的生命跡象

美國軍方擁有遠(yuǎn)距離監(jiān)測空氣中是否含有危害生命的化學(xué)物質(zhì)、毒素或病菌的感知技術(shù)，利用該技術(shù)可以研發(fā)能夠聞出火星或其他太陽系天體上生命跡象的新設(shè)備：生命跡象激光雷達(dá)探測儀（Bio-Indicator Lidar Instrument）或稱BILI。

布拉尼米爾·布拉格耶維克（Branimir Blagojevic）是美國宇航局戈達(dá)德航天中心技術(shù)專家，曾為某公司研發(fā)過感知設(shè)備，他利用此技術(shù)研制了探測火星生命特征的原型機(jī)器。BILI是基于熒光的激光雷達(dá)設(shè)備，是一種遠(yuǎn)距離感知設(shè)備，與雷達(dá)相似，但是不用無線電波而是用激光來探測分析大氣中的物質(zhì)成分。雖然美國宇航局已經(jīng)利用熒光設(shè)備探測地球大氣層，但未在其他行星上應(yīng)用過。

作為行星探測工具，BILI可以安裝在火星車的桅桿上，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)火星表面的塵埃漂浮物。一旦發(fā)現(xiàn)，探測儀立即命令它的兩個紫外激光器向塵埃發(fā)射激光脈沖，使灰塵中的顆粒產(chǎn)生反射光，或者是熒光，通過分析熒光科學(xué)家就能夠判定灰塵中是否存在以前遺留的或是不久前產(chǎn)生的有機(jī)物信號。數(shù)據(jù)中也包含顆粒物大小的信息。

BILI好像是一個專門聞出有機(jī)物的鼻子，能夠從幾百米外實(shí)時探測復(fù)雜的有機(jī)成分。除了需要電能外不再需要其他消耗品，可以在廣闊空間里迅速開展工作。BILI還可以裝載在圍繞天體運(yùn)行的探測器上，從而大大提高在太陽系內(nèi)找到生命跡象的可能性。（供稿：步天閣）

藝術(shù)家描繪的生命跡象激光雷達(dá)探測儀在火星上工作。Credit: NASA

發(fā)現(xiàn)已知最古老的原行星盤

一個由公眾科學(xué)家和專業(yè)天文學(xué)家聯(lián)合組成的小組致力于尋找太陽系外行星系統(tǒng)。最近他們發(fā)現(xiàn)了一顆恒星擁有年齡最大的原行星盤。原行星盤是指圍繞著年輕恒星的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，由氣體和塵埃組成。當(dāng)盤中的物質(zhì)互相碰撞發(fā)生聚集，就會形成行星。

這個令人意外的目標(biāo)是一顆紅矮星，被稱為AWI0005x3s。它有一個溫暖的環(huán)形原行星盤，其中將可能誕生它的行星系統(tǒng)。通常這種結(jié)構(gòu)在紅矮星周圍并不常見，然而這個原行星盤卻已經(jīng)存在了較長一段時間。該研究由俄克拉荷馬大學(xué)的史蒂文·西爾弗伯格（Steven Silverberg）領(lǐng)導(dǎo)，研究結(jié)果發(fā)表在天體物理學(xué)通報上?！按蠖鄶?shù)類似的原行星盤在大約3億年前就消退了?！蔽鳡柛ゲ裾f道，“這顆紅矮星可能已有4.5億年的歷史，它可能是我們見過最古老的擁有原行星盤的恒星系統(tǒng)。”

藝術(shù)家描繪太陽系外行星系統(tǒng)中原行星盤圍繞中心恒星轉(zhuǎn)動的情景。Credit: Courtesy of Jonathan Holden/Disk Detective

這一研究發(fā)現(xiàn)與一個叫作“行星盤偵探”的公眾科學(xué)項(xiàng)目密不可分。該項(xiàng)目由美國宇航局戈達(dá)德航天中心的馬克·庫什納（Marc Kuchner）博士領(lǐng)導(dǎo)，可供普通公眾利用NASA的觀測數(shù)據(jù)在線發(fā)現(xiàn)太陽系外恒星系統(tǒng)是否存在行星盤。（供稿：李珊珊）

雙-雙星系統(tǒng)引發(fā)太陽系形成的疑問

我們對于太陽系形成的所有認(rèn)知可能都是錯誤的。來自佛羅里達(dá)大學(xué)的天文學(xué)教授葛?。ㄒ糇g）和他的博士后馬波（音譯）近日提出，他們發(fā)現(xiàn)了第一個“雙-雙星系統(tǒng)”可能改變?nèi)藗儗μ栂敌纬傻目捶ā?/p>

藝術(shù)家繪制的雙-雙星系統(tǒng)的想象圖。Credit：UNIVERSITY OF FLORIDA

這個“雙-雙星系統(tǒng)”是由兩顆巨大伴星圍繞著一對雙星中的一顆恒星轉(zhuǎn)動形成的。雙星系統(tǒng)的名稱是HD 87646。其中主星的質(zhì)量比太陽大12%，另一顆恒星的質(zhì)量比太陽少10%。兩顆恒星之間的距離約為22個天文單位。而該系統(tǒng)中圍繞主星轉(zhuǎn)動的兩顆伴星一顆是巨行星MARVELS-7a，一顆是褐矮星MARVELS-7b。前者的質(zhì)量是木星的12倍，后者則是木星的57倍。

天文學(xué)家通常認(rèn)為，太陽系中的行星系統(tǒng)是來自圍繞恒星轉(zhuǎn)動的氣體云形成的。其中如木星一般的巨行星通常受到較小行星的影響。而在這一新發(fā)現(xiàn)的雙星系統(tǒng)HD 87646中，兩顆巨行星的質(zhì)量很大，幾乎達(dá)到了可產(chǎn)生核反應(yīng)的最小質(zhì)量界限。這意味著它們的形成機(jī)制可能與通常所認(rèn)為的行星形成過程有所不同。而這一系統(tǒng)的穩(wěn)定性也使得科學(xué)家對原行星盤的形成產(chǎn)生了新的疑問。該研究結(jié)果將發(fā)表在11月出版的天文學(xué)報上。（供稿：李珊珊）

宇宙真的在加速膨脹嗎？

五年前，諾貝爾物理學(xué)獎頒給了三位在20世紀(jì)90年代末期發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹的科學(xué)家。這使得宇宙充滿了暗能量并加速膨脹的概念被廣泛接受。然而最近，一些科學(xué)家對這一宇宙學(xué)概念提出了質(zhì)疑。他們認(rèn)為證明宇宙加速膨脹的證據(jù)也許并不十分可靠。數(shù)據(jù)顯示宇宙的膨脹速率可能是恒定的。

科學(xué)家最早提出宇宙加速膨脹的結(jié)論是基于對Ia型超新星的觀測分析。而最近由牛津大學(xué)物理系蘇比爾·薩卡（Subir Sarkar）領(lǐng)導(dǎo)的小組，使用了更大的數(shù)據(jù)集，其中包含740顆Ia型超新星的數(shù)據(jù)。薩卡教授認(rèn)為，雖然宇宙加速膨脹研究獲得了諾貝爾獎、格魯伯宇宙學(xué)獎（Gruber Cosmology Prize）等，但是由于當(dāng)時的數(shù)據(jù)量有限，結(jié)論可能受到影響。如今科學(xué)家能夠觀測到比原先更多的Ia型超新星，研究人員使用的數(shù)據(jù)集大小比原來大十倍以上，得到的結(jié)果也有所不同。

“很有可能我們被誤導(dǎo)了。而暗能量對宇宙的明顯作用也是在過于簡化的宇宙模型中推導(dǎo)出來的。這一模型是于20世紀(jì)30年代建立的，當(dāng)時還沒有任何宇宙學(xué)觀測數(shù)據(jù)可供參考?！彼_卡教授提到，“自然的，想要物理學(xué)界接受這一觀點(diǎn)還需要大量的工作。但是很顯然我們的工作可能會動搖標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型的關(guān)鍵根基之一。希望我們的研究結(jié)果能夠激起更多人對宇宙學(xué)數(shù)據(jù)分析的熱情?！痹撗芯拷Y(jié)果發(fā)表在《科學(xué)報告》中。（供稿：李珊珊）

NASA拍攝到前所未有的紫外波段火星景象

美國宇航局專家號（MAVEN）任務(wù)拍攝了最新的火星全球圖景，展現(xiàn)了火星大氣層中前所未見的一些細(xì)節(jié)，揭示了火星大氣之前不為人知的動力學(xué)表現(xiàn)。比如從圖中可以看到火星高緯度大氣中的氣體環(huán)流情況。此外航天器拍攝的向陽面紫外線圖像，顯示了火星大氣層中的臭氧數(shù)量如何隨著季節(jié)的變化改變，云層如何在巨大的火星火山上形成等等。這些圖像是由專家號上的成像紫外光譜儀拍攝的。

火星背陽面的紫外波段增亮被稱為“夜天光”發(fā)射，主要來自一氧化氮（NO）。這是一種常見的行星現(xiàn)象，即便沒有任何外部光源，天空也會微弱發(fā)光。這主要是由于大氣層中的化學(xué)反應(yīng)。而火星向陽面的圖像展示了火星南極附近的大氣和表面不為人知的紫外波段細(xì)節(jié)。它們是在南極迎來春季的時候拍攝的，這時臭氧因?yàn)樗魵獾某霈F(xiàn)而被破壞。

科羅拉多大學(xué)大氣和空間物理實(shí)驗(yàn)室的尼克·施耐德（Nick Schneider）博士提到：“在最近幾個月里專家號拍攝了數(shù)百幅類似的圖像，展現(xiàn)出有史以來最高分辨率的火星紫外波段圖像。”10月19日，施耐德博士在加利福尼亞州帕薩迪納舉行的美國天文學(xué)會行星科學(xué)會議上展示了這些結(jié)果。（供稿：李珊珊）

2016年7月9～10日，專家號（MAVEN）拍攝火星紫外光波段景象照片，顯示了火星表面快速的云層形成。紫外波段顏色使用了假色著色，以更清晰地顯示其細(xì)節(jié)。 Credit: NASA/MAVEN/ University of Colorado

最新研究顯示宇宙也許并沒有如我們想的那般在加速膨脹。Credit: ? watoson / Fotolia

新理論解釋月球如何到達(dá)那里

月球正面照片。由月球勘測軌道飛行器在2009年拍攝的照片拼接而成。Credit: NASA

2016年10月31日的《自然》雜志發(fā)表了新理論解釋月球如何到達(dá)今天所在位置。

我們的月球是太陽系中一個非同尋常的天體。相對于所圍繞的行星地球來說，月球十分巨大。月球與地球的組成成分幾乎相同，只是缺少揮發(fā)性物質(zhì)，這些物質(zhì)在很早以前揮發(fā)掉了。論文的主要作者加利福尼亞大學(xué)地球和行星科學(xué)系教授莎拉·斯圖爾特（Sarah Stewart）說：“太陽系其他天體都有不同的化學(xué)成分。

教科書上的月球形成理論是：在太陽系形成晚期有一個大撞擊階段，炙熱的行星彼此碰撞，一個火星大小的天體撞上了地球，拋出的物質(zhì)形成了月亮。這次撞擊賦予了地月系統(tǒng)角動量，使得地球每天時間為5小時。大概1000多年后，月亮遠(yuǎn)離地球，地球的自轉(zhuǎn)速度變慢，成為如今每天24小時。但該理論有兩個問題：

一、沒有很好地解釋月球與地球組成成分相似；

二、如果月球從圍繞地球運(yùn)動的圓盤物質(zhì)凝固而成，那么它應(yīng)該圍繞地球赤道運(yùn)動。但是，現(xiàn)在月球軌道與地球赤道有一定夾角，意味著一定有外力作用。

斯圖爾特和同事們的新理論認(rèn)為，當(dāng)時地球遭受撞擊的能量更高，產(chǎn)生的大量汽化和熔融態(tài)物質(zhì)形成了月球。開始地球的一天為2小時，自轉(zhuǎn)軸指向太陽。撞擊能量巨大，使地球和撞擊天體融合成一體，地球和月球都從中產(chǎn)生，所以月球和地球組成成分相同。

月亮遠(yuǎn)離地球，當(dāng)?shù)竭_(dá)拉普拉斯平面過渡時，受到地球的引力不再比太陽的引力大。這使得地月系統(tǒng)的部分角動量轉(zhuǎn)移到日地系統(tǒng)。這對地球繞太陽運(yùn)行的軌道沒有影響，但卻使地球站立起來，月球繞地球運(yùn)行的軌道就傾斜了。幾萬年后，慢慢遠(yuǎn)離地球的月球到達(dá)卡西尼狀態(tài)過渡點(diǎn)，月球達(dá)成現(xiàn)在的軌道狀態(tài)。（供稿：步天閣）

（責(zé)任編輯 張長喜）