【天文宇宙】人类最强望远镜联合对著名M87星系黑洞进行力度空前的观测；天文学家记录迄今为止伽马射线暴中能量最高辐射和最长“余辉”

原创 shrimp小小白 Science科学

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天文学家记录迄今为止伽马射线暴中能量最高的辐射和最长的“余辉”
世界上最强大的望远镜联合对著名的M87星系黑洞进行力度空前的观测
研究称火星上的“冰川”可能是“未来火星登陆的完美地点”
NASA“毅力号”漫游车在火星上发现“股沟岩
科学家首次研究月球尘埃样本散射光线的能力
天体物理学新研究可能有助于阐明地球上的生命起源
6月10日将上演“火环”日食只有少数地区可见
科学家认为在巴西上空出现的流星火球可能来自太阳系外
新西兰成为第11个加盟Artemis Accords探月合作项目的国家
美国宇航局的InSight登陆器利用火星沙为自己提供动力
SpaceX的"龙"货运飞船与国际空间站安全实现自动对接

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天文学家记录迄今为止伽马射线暴中能量最高的辐射和最长的“余辉”

尽管恒星可以赋予生命，但它们也可以对自然界具有令人难以置信的破坏力。正如美国宇航局（NASA）和世界各地的天文学家最近的观察所显示的那样，一颗恒星的死亡可以产生真正的灾难性的能量释放，几乎可以摧毁其路径上的一切。纳米比亚的一个专业天文台记录了迄今为止所谓的伽马射线暴 (GRB) 中能量最高的辐射和最长的伽马射线暴“余辉”。

2019年8月29日，地球各地的科学家们被提醒注意大约在10亿光年外发生的一个强烈事件。这是一个巨大的伽马射线暴，虽然10亿光年是一个几乎深不可测的距离，但这个事件在伽马射线暴中是独一无二的。巨大的距离实际上比科学家过去观察到的伽马射线暴更接近我们的星球，这为他们提供了一个以新的方式研究该事件的机会。

正如研究人员在《科学》杂志上发表的一篇新论文中解释的那样，伽马射线暴与地球的典型距离约为200亿光年。这个最新的事件，标记为GRB 190829A，如此之近，以至于科学家认为它是恒星死亡和它死亡时产生的能量爆发的“前排视图”。

这项工作的共同作者Sylvia Zhu在一份声明中说：“伽马射线暴是在天空中观察到的明亮的X射线和伽马射线闪光，由遥远的银河系外源发射出来。它们是宇宙中最大的爆炸，与快速旋转的大质量恒星坍缩成黑洞有关。一部分被释放的引力能量为超相对论的爆炸波的产生提供了能量。它们的发射分为两个不同的阶段：最初的混乱提示阶段持续几十秒，随后是一个持久的、平滑消退的余辉阶段。”

正是这个“余辉”阶段，科学家们有最好的机会来观察，因为实际的爆发发生得如此之快，以至于很难观察到非常详细的情况。研究人员从地球周围的观测站收集数据，这些观测站能够在能量穿透空间时对其进行观测。

“我们可以确定GRB 190829A的光谱高达3.3TeV的能量，这大约是可见光的光子能量的一万亿倍，”共同作者Edna Ruiz-Velasco解释说。“这就是这个伽马射线暴的特殊之处--它发生在我们的宇宙后院，非常高能量的光子在到达地球的途中没有被背景光碰撞吸收，因为它发生在宇宙中更大的距离上。”

最终，虽然这个伽马射线暴比它们通常的距离要近得多，但科学家们会从能够观察到发生在他们眼前的伽马射线暴中受益。探测这些事件，然后急于将望远镜指向正确的方向，会产生一些伟大的数据，但如果科学家能够预测一颗恒星何时死亡，并在它发生时看到它的行动，就可以学到更多。

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/1081

世界上最强大的望远镜联合对著名的M87星系黑洞进行力度空前的观测

2019年4月，科学家利用事件地平线望远镜（EHT）首次发布了星系M87中黑洞的图像。这个超大质量黑洞的重量是太阳质量的65亿倍，位于M87的中心，距离地球约5500万光年。这个超大质量的黑洞正在为几乎以光速飞行的粒子喷流提供动力。这些喷流产生的光跨越了整个电磁波谱，从无线电波到可见光到伽马射线。

为了获得对黑洞特性的关键洞察力并帮助解释EHT图像，科学家们协调了与地面和太空中19个世界上最强大的望远镜的观测，收集来自整个光谱的光线。这是迄今为止对带有喷流的超大质量黑洞进行的最大的同步观测活动。

参与这次观测活动的NASA望远镜包括钱德拉X射线天文台、哈勃太空望远镜、尼尔·盖尔斯·雨燕天文台、核子光谱望远镜阵列（NuSTAR）和费米伽马射线太空望远镜。阵列望远镜所能看到的最小的细节在很大程度上都会增加。例如，EHT、Chandra和Fermi所能看到的最小细节分别为0.0067、130和33万光年。只有EHT能够探测到黑洞的阴影，而在另一个极端，费米无法确定它探测到的伽马射线发射是来自靠近黑洞的区域，还是来自射流。

这些数据是由来自32个国家或地区的近200个机构的760名科学家和工程师组成的团队收集的，他们使用的是由全球各地的机构资助的观测站。观测工作集中在2017年3月底至4月中旬。

研究称火星上的“冰川”可能是“未来火星登陆的完美地点”

如果要实现火星定居，人类探险家将需要从火星本身获得水供应。一项对红色星球上可能存在的“冰川”的新研究指出了一个区域，称该区域可能是“未来火星登陆的完美地点”。

科学家们多年来一直在研究火星上的地下冰层，并且已经提出了将冰层和未来人类访客的潜在登陆点相匹配的想法。

2019年，美国宇航局发布了一份水冰沉积物的 "藏宝图"，其中Arcadia Planitia在NASA的“水冰”开采热点名单上。由加拿大韦仕敦大学的行星地质学家领导的这项新研究，有助于在这个地区发现一个潜在的航天器着陆点。

这篇论文于5月发表在《Icarus》杂志上，详细介绍了 Arcadia Planitia.的一些迷人的 “火星表面以下的蜿蜒、流动、冰川状特征”。

研究主要作者Shannon Hibbard是韦仕敦大学的博士生，他希望地球上的发现能够帮助解释这些不寻常的特征。“我们在火星上还没有看到像这样的东西，所以我们把目光投向地球，在那里，冰原内的冰流可以存在，没有明显的表面地形的控制。在地球上，这些被称为冰流，”Hibbard在上个月韦仕敦大学的一份声明中说。

研究小组还没有准备好宣布这些形成物肯定是冰川，但是Hibbard说：“有可能在某个时候，火星的这个位置存在冰川下的水，但是不清楚有多少，有多长时间。”

该论文所涉及的研究地点是平坦的，这将使它成为航天器着陆的良好候选地。结合近地表冰的可能性，它可能是人类访客的一个理想场所。如果那里有水流动，它也可能是一个寻找微生物生命迹象的理想地点。

在火星上找到水冰是一回事，使其可用是另一回事。Hibbard相信研究人员会想出办法来的。“无论NASA和SpaceX决定在哪里着陆，我们知道他们将能够找到一种方法来获取冰。”

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103520306163#!

NASA“毅力号”漫游车在火星上发现“股沟岩”

美国宇航局（NASA）的“毅力号”漫游车正在火星上进行严肃的科学考察，但是我们仍然可以对这个轮式探险家自2月登陆以来发现的一些更奇怪的岩石感到有趣。最新进入古怪类别的是软件工程师、NASA-JPL“数据整理员”Kevin Gill发现的一块称为“股沟岩”的岩石。

漫游车拍下了一系列关于这块岩石的照片。Gill将漫游车在5月31日拍摄的一系列部分图像拼凑在一起，揭示了这块岩石的全部细节。“毅力号”后来在6月3日拍下了一张完整的图像。

长期以来，人类倾向于在火星随机岩石形状中看到熟悉的物体，这些大部分被认为是由于空想性错视造成。太空迷们想象力丰富，认为看到了类似于骨头、鱼、蓝莓甚至是勺子的岩石和地貌。

“腕龙”形状的岩石

Gill在处理火星图像供太空爱好者欣赏方面有很长的记录。他在4月15日发现了由漫游车拍下的一块岩石。

这块小石头有一个长长的 "脖子"，一个小小的 "头 "和一个大的身体，使它看起来像著名的大型植被咀嚼恐龙。

臀部形状的岩石

太空作家Jason Major在2月份的漫游车图像中注意到远处有一块臀部形状的岩石。“毅力号可能不会费心去研究它，但我希望有人把这块石头归档为'屁股岩'，”Major发推文说。2021年4月22日，NASA的毅力号漫游车近距离观察了 "屁股岩"。

"古怪"的石头

这次任务中第一块广为人知的石头可以追溯到3月下旬，当时漫游车看到了一个6英寸长的麻点状物体，NASA称其为 “古怪”的。研究人员猜测它可能是一块陨石或一大块风化的基岩。毅力号探测器在3月28日拍下了这块奇怪的石头。如果仔细看，可以看到一连串微小的痕迹，是漫游者的激光照射到的。

科学家首次研究月球尘埃样本散射光线的能力

由于它的相位、它在太阳系中的位置或地球大气中的烟雾，月亮像夜空中的变色龙一样经常改变它的外观。它可能看起来更大、更亮或更红。影响其外观的另一个因素是月尘颗粒的大小和形状，即覆盖在月球表面的小石粒。

美国国家标准与技术研究所（NIST）的研究人员现在正在测量比以前更小的月尘颗粒，这是朝着更精确地解释月球的表面颜色和亮度迈出的一步。这反过来可能有助于改善以月球为校准源的卫星相机对天气模式和其他现象的跟踪。

NIST的研究人员和合作者已经开发出一种复杂的方法来测量1969年阿波罗11号任务期间收集的25个月球尘埃颗粒的精确三维形状。该团队包括来自空军研究实验室、空间科学研究所和密苏里大学堪萨斯城分校的研究人员。这些研究人员已经对月尘进行了数年的研究。但是正如一篇新的期刊论文中所描述的那样，他们现在有了X射线纳米计算机断层扫描（XCT）技术，这使得他们能够检查长度小至400纳米（十亿分之一米）的颗粒形状。

研究小组开发了一种既能测量又能计算分析尘埃粒子形状如何散射光的方法。后续研究将包括更多的颗粒，并更清楚地将其形状与光散射联系起来。研究人员对一种被称为 "反照率 "的特征特别感兴趣，它是指这些尘埃粒子反射多少光或辐射。

结果表明，月球尘埃粒子所吸收的光的颜色对其形状高度敏感，并可能与相同大小的球形或椭圆粒子的颜色有明显的不同。这是研究人员第一次研究月球粒子的实际形状对光散射的影响，研究侧重于一些基本的粒子属性，这里开发的模型构成了未来相关计算的基础。

天体物理学新研究可能有助于阐明地球上的生命起源

佛罗里达理工大学天体生物学助理教授Manasvi Lingam与来自瑞士洛桑联邦理工学院和意大利罗马大学的研究人员一起，最近完成了论文《在天体物理环境中检测星际泛生的可行性》，该论文已被《天文学杂志》接受发表。

该研究分析了行星如何被陨石轰击的过程，以及可能存在于这些陨石上的微生物如何从一个行星传播到另一个行星上带来生命。行星上的生命可能是由泛生论发起的，泛生论是一种有几千年历史的理论，即生活在太空尘埃、彗星和小行星中的微生物在这些物体与行星表面碰撞时被转移到行星上。

在他们的论文中，研究团队提出了一个复杂的数学模型，该模型考虑了微生物存活的时间、粒子分散的速度以及弹射物的速度，以评估探测星际泛生现象的前景。论文显示，只要含有微生物的喷射物速度大于恒星的相对速度，成对的含生命行星系统之间的相关性就可以作为星际泛生的有效诊断。

研究小组对各种天体物理环境的模型参数进行了实践性的估计，并得出结论：开放星团和球状星团（即紧密聚集的环境）似乎代表了评估星际泛生可行性的最佳目标。就像核反应堆中的连锁反应一样，行星上的生命可以通过一个带生命的物体撞击一个行星来启动，该行星上带微生物的物体随后被射入太空，然后在该地区的多个行星上传播。除了这种泛生机制外，科学家还认为生命也可以从非生命系统中创造出来，这个过程被称为 "非生物发生"。通过检查行星上的生物特征，研究团队进行了研究，表明泛生生物可以到达邻近的行星有多远和多有效。

研究显示，在某些环境中，泛生生物更有利，而在其他环境中，泛生生物则不那么有利。研究人员发现，区分两种假说（泛生论和生物起源）可以使用一个被称为对偶相关函数的数学量来进行。如果你有一个非零的函数，这将意味着泛生论是可行的，如果你有一个零的函数，这意味着生命是在相互独立的世界上创造的。

这篇论文不仅可能让人了解哪些星球受到生物体旅行的影响，而且还能更好地掌握地球上的生物体如何与我们太阳系中的其他生命体发生生物联系。例如，火星上的微生物有可能来自以某种方式涉及地球的泛生生物。如果我们在火星上探测到生命，我们将需要拿出良好的诊断工具，以了解这种生命是否真的是第二种起源，完全独立于地球上的生命，或者它是由地球上的生命播种的。有证据表明，早期的火星非常适宜居住，有流动的水，而且温度可能也比较高。原则上，生命可能首先起源于火星，然后消亡或转入地下，但随后这种生命可能传播到地球，在这种情况下，我们将有火星的祖先。

6月10日将上演“火环”日食只有少数地区可见

下周（6月10日）日食现象现身天际，导致在北美和欧洲的大片地区可以看到日偏食。在加拿大和西伯利亚的狭长区域，一些幸运的天文爱好者将有机会看到这场“表演”中最引人注目的部分，即由月亮覆盖太阳边缘以外的所有地方所产生的“火环”效应。

日环食与日全食有些不同：日环食是指当月球在太阳和地球之间，但是距离地球较远，不能完全遮住太阳时而形成的天文景观。而日全食是指在地球上的部分地点太阳光被月亮全部遮住的天文现象。2017年，百年一遇的日全食在北美上演，而我们将在2024年观看到另一场日全食。

类似“索伦之眼”的日环食现象的路径被称为环食带路径，在这种情况下，它经过一些非常偏远和无人居住的地区，包括加拿大北部、格陵兰和北极。再加上COVID-19的旅行限制，真正的“火环”很可能只有极少数人能够看到。

对其他数百万人来说，好消息是，在北美北部和东部以及欧洲大部分地区仍可看到一段时间的日偏食。以下来自美国宇航局（NASA）的动画提供了一个很好的近似于从何时何地可以看到什么的内容。地球上的大阴影表示白天和夜晚，而较浅的次要阴影是可以看到偏食的地方和时间。日环食的路径由小的红色区域表示。

这次日食的另一个罕见之处在于，它将在许多地方在接近日出时发生。这意味着，如果东边有一个漂亮的、平坦的地平线，比如在海边，太阳在升起时可能会显得“有角”，而不是它通常的弯曲圆盘。

GreatAmericanEclipse.com的Michael Zeiler解释说：“看到这种现象的好地方是在雷湾、索特玛丽、多伦多、费城、纽约市和大西洋城周围。"其他地方将看到上升的太阳以鲨鱼鳍的形式出现，如渥太华、蒙特利尔和波士顿。”

请记住，在没有适当保护眼睛的情况下，千万不要直视太阳，即使在这次日偏食期间，太阳看起来仍然是一个刺眼的火球。美国天文学会有一份权威指南，介绍了如何使用滤镜或观测器，或者老式的针孔投影法安全观看日食。

科学家认为在巴西上空出现的流星火球可能来自太阳系外

近日一块小的太空岩石进入了地球的大气层，并在巴西上空形成了一个壮观的火球。研究人员认为，这颗太空岩石可能来自我们太阳系以外的地方。

巴西的流星观测网（Bramon）于上周日晚间在该国南部上空捕捉到了这颗所谓的“掠地”流星。该网络的两台摄像机拍摄到了这颗流星体在夜空中燃烧起来的灿烂条纹。

“这颗火球被认为是一颗掠地流星，因为它以一个非常浅的角度与我们的大气层相撞。”Bramon的一份声明表明，这颗流星可能有星际起源。该机构说：“初步分析表明，它是由一个来自太阳系外的流星体产生的。”

目前已知的第一颗经过太阳系的星际天体被称为“奥陌陌”（Oumuamua）。这个形状怪异的天体自被发现以来一直是争论的焦点，哈佛大学的天文学家Avi Loeb 一再重申有争议的观点，即它可能是由地外智慧生命创造的某种飞船。

Loeb和其他人还分析了流星数据，认为一些能够到达地球的天体很可能在某个时候经过其他恒星系统。

追逐像“奥陌陌”这样的星际天体可能有一天会对宇宙的本质提供新的见解，但收集能到达地面的星际陨石可能是一个更容易的方法。

新西兰成为第11个加盟Artemis Accords探月合作项目的国家

美国宇航局（NASA）宣布，在韩国签署 Artemis Accords 探月合作协议一周之后，新西兰也成为了最新加入该项目的第 11 个国家。5 月 31 日，代表新西兰航天局 Peter Crabtree 博士（图左）、在美国驻新西兰大使馆临时代办 Kevin Cover（图右）的注视下完成了 Artemis Accords 协议的签署。

（来自：NASA）

NASA 表示，Artemis Accords 合作协议将本着简单、普适的原则，指导各参与国在将来的月球探索任务。

目前已签署该协议的国家，宝库了澳大利亚、美国、英国、阿联酋、日本、乌克兰、加拿大、意大利、以及卢森堡。

本次活动在新西兰惠灵顿举办

于去年推出的 Artemis Accords，旨在加强和实施外层空间条约。韩国是拜登政府任期内首个签署 Artemis Accords 协议的国家，而新西兰也迅速跟进并作出了自己的承诺。

美国及其它参与合作的国家，将在执行相关任务时同意遵守《宇航员救援协议》和《登记公约》等规则，并将向公众领域发布相关科学研究数据。

NASA Artemis Accords 项目介绍

新西兰经济与区域发展部长 Stuart Nash 表示：“对于我国和航天工业来说，签署这项合作都将成为一个历史性的时刻”。

“太空探索不仅可以增加我们对地球和宇宙的了解，还可鼓励相关科学研究和创新。对于能够成为 Artemis Accords 探月项目的合作成员这件事，新西兰也感到非常自豪”。

美国宇航局的InSight登陆器利用火星沙为自己提供动力

美国宇航局的InSight登陆器利用火星沙为自己提供动力，该航天器成功地清除了其太阳能电池板上的一些灰尘，帮助提高其产生能量的效率，并推迟它需要关闭其科学仪器的时间。InSight火星登陆器背后的团队想出了一个创新的方法，在航天器的能量水平一直在下降的时候提升它的能量。

着陆器的机械臂将沙子滴在一个太阳能电池板附近，帮助风带走电池板上的灰尘。结果是每个太阳日（或火星日）多获得了大约30瓦特时的能量。

火星正在接近远日点，即它离太阳最远的地方，这意味着到达航天器被灰尘覆盖的太阳能电池板的阳光照射会被遮挡而减少，从而降低了它们的能量输出。该团队在InSight的两年任务延长之前就已经计划好了，他们已经将任务设计为在未来几个月没有科学仪器的情况下运行，然后在今年晚些时候恢复科学运行。在此期间，InSight将为其加热器、计算机和其他关键部件保留电力。

这种动力提升会将仪器关闭的时间推迟几周，从而赢得宝贵的时间来收集更多的科学数据。该团队将在2021年6月5日（星期六）尝试从同一个太阳能电池板上清除更多的灰尘。

火星的尘埃经常会给探测器带来麻烦，InSight团队近一年来一直在想办法试图清除太阳能电池板上的灰尘。例如，他们尝试了脉冲式太阳能电池板部署马达（最后一次使用是在InSight着陆后打开其太阳能电池板时）来甩掉灰尘，但没有成功。

最近，科学小组的几位成员开始采用反直觉的技术，将沙子滴在电池板附近--但不是直接滴在上面。马特·戈隆贝克（Matt Golombek）是位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的InSight科学小组的成员，该实验室负责管理这项任务，他指出，也许有可能用沙粒打击面板上的灰尘，这些沙粒会 "盐化"，或跳出太阳能面板表面，在风中发生移动。然后，较大的沙粒可能会在风中带走较小的灰尘颗粒。

为了尝试这项技术，研究小组在2021年5月22日，即任务的第884个太阳日，在火星时间的中午左右 - 一天中风最大的时候，用InSight机器人手臂上的铲子在InSight的太阳能电池板旁边淌沙。InSight的机械臂被放置在着陆器的甲板上是最容易的，其高度足以让风把沙子吹到面板上。果然，随着西北风以最高每秒20英尺（6米）的速度吹来，沙子的流淌与航天器整体动力的瞬间提升相吻合。

Golombek说："我们不确定这是否会成功，但我们很高兴它成功了。"

虽然不能保证航天器拥有它所需要的所有动力，但最近的清洁工作将为InSight的动力储备增加一些有益的余量。

InSight的电池板已经超过了它们所设计的两年主要任务，现在正在为航天器提供动力，以完成两年的延期。依靠太阳能电池板提供电力，使此类任务在发射时尽可能地轻巧，并且与其他系统相比，需要较少的活动部件，因此，潜在的故障点也较少，而为航天器配备刷子或风扇来清除灰尘会增加重量和故障点。一些公众成员建议使用Ingenuity火星直升机的叶片来清理InSight的面板，但这也不是一个选项。该操作将过于冒险，而且直升机距离在3452公里之外，几乎不可能相遇。

到8月，随着火星在其轨道上向太阳靠近，InSight的太阳能电池板应该能够收集更多的能量，使团队能够重新开启科学仪器。根据可用的能量，他们可能首先在一天中的关键时刻短时间打开一些仪器，就像他们一直在做的那样，以节省能源。

无论仪器是打开还是关闭，InSight的运行将在10月7日前后再次暂停，届时火星和地球将在太阳的两边。这个时期被称为火星太阳交点，每两年发生一次。因为来自太阳的等离子体在那个时候会干扰发送到航天器的无线电信号，美国宇航局的所有火星任务将变得更加被动，探测器会继续记录数据并向地球上的工程师发送更新信息，不过不会有新的指令被发回给他们。对火星指令的暂停将持续数周，直到10月下旬。