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地函翻轉之謎解開 科學家揭示月球早期演化史

  
這張圖片展示了月球內部富含鈦鐵礦的物質向下沉降的過程,以及這一過程在月球表面產生的重力圖案。(取自GRAIL官網)

這張圖片展示了月球內部富含鈦鐵礦的物質向下沉降的過程,以及這一過程在月球表面產生的重力圖案。(取自GRAIL官網)

2024/04/10 18:43

〔編譯陳成良/綜合報導〕月球一直是天空中最奇特的星體之一。它表面化學組成不對稱,近側和遠側地質差異巨大,這些謎團一直困擾著科學家們。近日一項最新研究,揭示了月球地函翻轉之謎。

澳洲科學媒體《科學警報》(ScienceAlert)報導,研究發現,月球的表面化學組成不對稱,而新的證據表明,這可能是因為當月球年輕的時候,它的地函發生了翻轉,這意味著原本在上層的東西被推到了下層,而原本在下層的東西則浮現了出來。

這一研究由亞利桑那大學的行星科學家美國亞利桑那大學行星科學家梁偉剛(Weigang Liang)和布羅凱(Adrien Broquet )領導,他們發現月球的重力圖與這種地函翻轉模型相符。

科學家推測,大約42.2億年前,一顆巨大的小行星撞擊了月球南極,形成了巨大的「南極-愛丁盆地」。這一撞擊導致月球內部發生劇烈震盪,使得密度較高的礦物層沉入地函,而「鉀稀土磷元素」(KREEP)元素則上升到地表。

「南極-愛丁盆地」(South Pole-Aitken basin)是月球上最大的撞擊盆地,位於月球的南極附近,直徑約2500公里,深度約13公里。

研究人員利用美國國家航太總署(NASA)的「重力回溯及內部結構實驗室」(GRAIL)衛星數據,模擬了月球地函翻轉的過程,結果與GRAIL的觀測數據比較,模擬結果與GRAIL的觀測數據吻合一致,為月球地函翻轉模型提供了有力支持。

這項研究結果4月10日發表在《自然地球科學》(Nature Geoscience)期刊上,為科學家解開了月球地函翻轉這一謎團,這一事件被認為是月球早期歷史上的一個重要事件,但其詳細內容直到現在才被揭示。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4637008

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怪異磁星沉寂10年後「甦醒」變更怪 天文學家:前所未見

  
磁星與其電磁輻射波束模擬圖。(取自美國航太總署網站,NASA/JPL-Caltech)

磁星與其電磁輻射波束模擬圖。(取自美國航太總署網站,NASA/JPL-Caltech)

2024/04/12 06:57

首次上稿 00:01
更新時間 06:57

〔編譯管淑平/綜合報導〕一顆距離地球8100光年的磁星,蟄伏多年後在2018年「甦醒」,但是8日在《自然天文學(Nature Astronomy)》期刊發表的研究報告指出,這顆磁星甦醒後,出現前所未見的怪異表現,發出大量圓偏振電波輻射,就好像這顆星體在搖晃。

磁星是中子星的一種,有宇宙最強大的磁場,這次研究探測的這顆磁星XTE J1810-197,是目前已知距離地球最近的磁星,最初在2003年被發現,當時正大肆發出無線電波,但到了2008年沉靜下來,直到2018年底它又活躍起來,結束約10年的電波靜默時期。

正常來說,磁星絕大多數是發出線性偏振波,少量會帶有圓偏振,不過XTE J1810-197「甦醒」後卻發出大量圓偏振電波輻射。兩份不同研究分析這顆磁星的無線電波,其中一份研究報告作者、澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)天體物理學家洛爾(Marcus Lower)說,「不像我們過去從其他磁星所見的電波訊號,這顆是發出龐大快速變化的圓偏振光」,「這樣的結果出乎意料之外,而且完全是前所未見的」。

另一份報告共同作者、德國馬克斯普朗克無線電天文學研究所研究員德斯維尼斯(Gregory Desvignes)說,原本就預期看到這顆磁星電波有一些偏振變化,但是沒預期到是如此有系統地變化。電波偏振變化顯示波束相對於地球的方向出現轉變,研究人員歸因於磁星結構出現些微不對稱,導致它像陀螺旋轉一樣擺動,但是令他們意外的是,這樣的擺動在幾個月內迅速減少,最終完全停止,這一點不符合理論認為能以磁星擺動來解釋隨時間重複出現的猛烈電波脈衝「快速電波爆發(FRB)」。

研究人員尚無法確定這顆磁星何以有如此不同的表現,可能是磁極上超熱電漿團發揮如偏光濾鏡的作用,但是其中機制還有待研究。

澳洲研究報告共同作者、雪梨大學天文研究所天文學家卡雷布(Manisha Caleb)說,「研究磁星讓人一窺強大磁場的物理學以及因此產生的環境」,「這顆磁星發出的訊號,意味著其表面的交互作用,比之前理論性的解釋還複雜得多」。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4638615

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大恆星塌陷釀史上最強伽瑪射線 金、鉑起源反陷入疑雲

  
歷來觀測到最強的伽瑪射線爆發GRB 221009A事件模擬圖。(取自美國西北大學官網,
Aaron M. Geller / Northwestern / CIERA / IT Research Computing and Data Services)

歷來觀測到最強的伽瑪射線爆發GRB 221009A事件模擬圖。(取自美國西北大學官網, Aaron M. Geller / Northwestern / CIERA / IT Research Computing and Data Services)

2024/04/14 07:08

首次上稿 04-13 23:44
更新時間 04-14 07:08

〔編譯管淑平/綜合報導〕2022年10月被觀測到的伽瑪射線爆發GRB 221009A事件,能量強大到擾動地球電離層,天文學家利用韋伯太空望遠鏡觀測數據,確認那次事件是因一顆距離地球24億光年的大質量恆星塌陷所引起,但是,儘管解開了這場被稱為史上最亮伽瑪射線爆發(B.O.A.T.)來源,卻加深金、鉑等重元素來源之謎。

美國西北大學領導的研究團隊12日在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊發表這份研究報告,研究負責人、西北大學天體物理學博士後研究員布蘭查(Peter Blanchard)說,「我們證實了這場伽瑪射線爆發,是由一顆大質量恆星塌陷和隨之而來的爆炸產生,這讓我們有機會驗證宇宙中一些最重元素如何形成的假設」。

如金和鉑等重元素的起源一直是個謎。目前科學家只確定,重元素可以因大質量恆星塌陷形成的中子星彼此碰撞合併產生,但宇宙中有許多重元素,而中子星合併又少得不足以成為重元素的唯一來源。布蘭查解釋,中子星要花數十億年緩慢地彼此靠近,最終合併在一起,但是對遙遠、也就是年代較久的宇宙的觀測顯示,在大多數的中子星聯星有時間合併前,宇宙中有些部份就已經充滿重元素,因此可能還有其他來源。

也曾有天體物理學家提出,重元素也可能是像引發這次伽瑪射線爆發的快速旋轉大質量恆星塌陷中形成,但是,這份新研究顯然也對這種假設潑了一盆冷水。

布蘭查說,「我們沒有看到這些重元素的跡象,這顯示像B.O.A.T.這樣的極高能量伽瑪射線爆發不會產生這類元素」,這並不意味著所有伽瑪射線爆發都不會產生重元素,但對於持續了解重元素來源來說是關鍵資訊。

報告第二作者、哈佛史密森尼天體物理中心天文學助理教授維拉(Ashley Villar)說,有些人推測如此明亮的伽瑪射線爆發可能製造出很多重元素,「如果他們是正確的,那B.O.A.T.事件就應該已經是個金礦,但我們沒見到任何這些重元素的證據,這確實令人驚訝」。

該次伽瑪射線爆發威力強大到讓許多觀測儀器「暴表」,布蘭查的研究團隊等6個月才觀測到爆發後的情況。另一個不解之處是,與這次伽瑪射線爆發有關的超新星並未如預期比較亮,「它看起來相當普通」。布蘭查說,「這是極度明亮的伽瑪射線爆發,卻是一顆普通的超新星」。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4640572

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恆星寶寶「打噴嚏」! 天文學新發現揭宇宙之謎

  
插圖展示了一顆嬰兒恆星從原行星盤中「噴嚏」而出的磁通量。圖中央是剛誕生的恆星核心,被稱為「原恆星盤」的明亮盤狀物質環繞其周圍。藍色的尖刺狀物質代表噴發出的磁通量、氣體和塵埃。研究人員發現,在恆星形成期間,原恆星盤會周期性噴發出磁通量、氣體和塵埃,就像一陣「噴嚏」。(圖擷取自ALMA官網)

插圖展示了一顆嬰兒恆星從原行星盤中「噴嚏」而出的磁通量。圖中央是剛誕生的恆星核心,被稱為「原恆星盤」的明亮盤狀物質環繞其周圍。藍色的尖刺狀物質代表噴發出的磁通量、氣體和塵埃。研究人員發現,在恆星形成期間,原恆星盤會周期性噴發出磁通量、氣體和塵埃,就像一陣「噴嚏」。(圖擷取自ALMA官網)

2024/04/16 13:13

〔編譯陳成良/綜合報導〕可愛的「恆星寶寶」在成長過程中,竟然會像人類一樣「打噴嚏」!日本九州大學的研究團隊發現,這些年輕的恆星會從其周圍的「原恆星盤」中噴射出氣體、塵埃和磁力線,就像打噴嚏一樣,將多餘的磁力釋放出去,幫助它們順利成長。

恆星,包括我們的太陽,都誕生於巨大的氣體和塵埃雲,也就是所謂的「恆星搖籃」之中。這些氣體和塵埃逐漸凝聚,形成恆星的核心,也就是恆星寶寶。

在這個過程中,氣體和塵埃會在恆星寶寶周圍形成一個圓盤狀結構,稱為原恆星盤(protostellar disk)。 然而,原恆星盤中充滿了磁場,如果這些磁場隨著恆星的發展而全部保留下來,將會產生比任何已知原恆星都要強大的磁場,阻礙恆星的正常發育。

為了解開這個謎團,研究團隊利用全球目前地表上最大、裝設在智利阿塔卡馬沙漠地的「阿爾瑪射電望遠鏡」(ALMA),觀測了距離地球約450光年的恆星搖籃MC 27。他們驚奇地發現,在MC 27的原恆星盤周圍,存在著一些「尖峰狀」結構,延伸出數個天文單位。

經過深入分析,研究團隊發現這些「尖峰」實際上是噴射出的磁力線、塵埃和氣體。這種現象被稱為「交換不穩定性」,指的是磁場中的不穩定性與原恆星盤中不同密度的氣體相互作用,導致磁力線向外噴射。

研究團隊將這種現象比喻為恆星寶寶的「打噴嚏」,因為它就像人類打噴嚏時噴出空氣和灰塵一樣,將多餘的磁力釋放出去,幫助恆星寶寶順利成長。

此外,研究團隊還觀察到距離原恆星盤數千個天文單位的地方也存在類似的「尖峰」結構,他們推測這可能是過去「打噴嚏」留下的痕跡。

這項研究成果4月11日發表於《天體物理學期刊》(The Astrophysical Journal),為我們理解恆星形成的複雜過程提供了新的線索。研究團隊期望,他們的發現能够幫助天文學家進一步了解宇宙中恆星和行星的形成機制。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4642689

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「龍蛋」星雲之謎揭曉! 恆星自相殘殺造就壯麗奇觀

  
星雲NGC 6164/6165,也稱為「龍蛋」,是圍繞一對名為HD 148937 的恆星的氣體和塵埃雲。(路透)

星雲NGC 6164/6165,也稱為「龍蛋」,是圍繞一對名為HD 148937 的恆星的氣體和塵埃雲。(路透)

2024/04/14 16:04

〔編譯陳成良/綜合報導〕宇宙浩瀚,孕育著無數奇觀異景。其中,1顆名為「龍蛋」(Dragon's Egg)的星雲,因其絢麗的氣體和塵埃渦流而聞名,但其內部2顆恆星的形成之謎一直困擾著天文學家。如今,科學家們終於揭開了這個謎團,並發現這一切竟源於一場恆星之間的「自相殘殺」。

《路透》12日報導,「龍蛋」星雲正式名稱為NGC 6164/6165,位於銀河系中距離地球約3700光年的諾瑪(Norma)星座,其內部存在著2顆巨大的恆星。其中1顆恆星具有磁場,而它的伴星卻沒有,這與一般大質量恆星的特性不符。

研究人員透過使用歐洲南方天文台在智利的「甚大望遠鏡」(Very Large Telescope,VLT),長達9年的觀測數據顯示,這2顆恆星最初可能屬於1個三星系統。其中,質量最大的恆星演化速度更快,其外層吞噬了較小的兄弟恆星,並引發了劇烈的合併,將氣體和塵埃噴射到太空中,形成了如今我們看到的「龍蛋」星雲。

這場發生在約7500年前的恆星合併事件,不僅造就了壯麗的星雲,也為科學家們提供了解釋恆星磁場形成的關鍵線索。研究表明,在恆星合併過程中,恆星物質的混合會產生磁場。這為解釋為何只有少數大質量恆星具有磁場提供了新的思路。

恆星磁場儲存著巨大的能量,太陽的磁暴就是一個例子,它能與地球大氣層相互作用,產生美麗的極光,但也可能擾亂無線電訊號和導航系統。而「龍蛋」星雲中那顆具有磁場的恆星,其能量更是遠超太陽,其磁場活動可能會對周圍環境產生更強烈的影響。

「龍蛋」星雲的發現和研究,不僅讓我們欣賞到宇宙的壯麗景色,也讓我們更加深入地了解恆星的演化和磁場的形成機制。科學家們將繼續探索宇宙的奧秘,為我們揭示更多令人驚嘆的景象和現象。這項研究成果於4月11日發表在《科學》期刊上。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4641009

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大恆星塌陷釀史上最強伽瑪射線 金、鉑起源反陷入疑雲

  
歷來觀測到最強的伽瑪射線爆發GRB 221009A事件模擬圖。(取自美國西北大學官網,
Aaron M. Geller / Northwestern / CIERA / IT Research Computing and Data Services)

歷來觀測到最強的伽瑪射線爆發GRB 221009A事件模擬圖。(取自美國西北大學官網, Aaron M. Geller / Northwestern / CIERA / IT Research Computing and Data Services)

2024/04/14 07:08

首次上稿 04-13 23:44
更新時間 04-14 07:08

〔編譯管淑平/綜合報導〕2022年10月被觀測到的伽瑪射線爆發GRB 221009A事件,能量強大到擾動地球電離層,天文學家利用韋伯太空望遠鏡觀測數據,確認那次事件是因一顆距離地球24億光年的大質量恆星塌陷所引起,但是,儘管解開了這場被稱為史上最亮伽瑪射線爆發(B.O.A.T.)來源,卻加深金、鉑等重元素來源之謎。

美國西北大學領導的研究團隊12日在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊發表這份研究報告,研究負責人、西北大學天體物理學博士後研究員布蘭查(Peter Blanchard)說,「我們證實了這場伽瑪射線爆發,是由一顆大質量恆星塌陷和隨之而來的爆炸產生,這讓我們有機會驗證宇宙中一些最重元素如何形成的假設」。

如金和鉑等重元素的起源一直是個謎。目前科學家只確定,重元素可以因大質量恆星塌陷形成的中子星彼此碰撞合併產生,但宇宙中有許多重元素,而中子星合併又少得不足以成為重元素的唯一來源。布蘭查解釋,中子星要花數十億年緩慢地彼此靠近,最終合併在一起,但是對遙遠、也就是年代較久的宇宙的觀測顯示,在大多數的中子星聯星有時間合併前,宇宙中有些部份就已經充滿重元素,因此可能還有其他來源。

也曾有天體物理學家提出,重元素也可能是像引發這次伽瑪射線爆發的快速旋轉大質量恆星塌陷中形成,但是,這份新研究顯然也對這種假設潑了一盆冷水。

布蘭查說,「我們沒有看到這些重元素的跡象,這顯示像B.O.A.T.這樣的極高能量伽瑪射線爆發不會產生這類元素」,這並不意味著所有伽瑪射線爆發都不會產生重元素,但對於持續了解重元素來源來說是關鍵資訊。

報告第二作者、哈佛史密森尼天體物理中心天文學助理教授維拉(Ashley Villar)說,有些人推測如此明亮的伽瑪射線爆發可能製造出很多重元素,「如果他們是正確的,那B.O.A.T.事件就應該已經是個金礦,但我們沒見到任何這些重元素的證據,這確實令人驚訝」。

該次伽瑪射線爆發威力強大到讓許多觀測儀器「暴表」,布蘭查的研究團隊等6個月才觀測到爆發後的情況。另一個不解之處是,與這次伽瑪射線爆發有關的超新星並未如預期比較亮,「它看起來相當普通」。布蘭查說,「這是極度明亮的伽瑪射線爆發,卻是一顆普通的超新星」。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4640572

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另1天體猛撞!冥王星地表「愛心」之謎揭曉

  
新視野號探測器2015年7月飛掠冥王星,首度拍下高解析度近照,表面一顆超大「愛心」的圖案引發討論。(路透)

新視野號探測器2015年7月飛掠冥王星,首度拍下高解析度近照,表面一顆超大「愛心」的圖案引發討論。(路透)

2024/04/17 12:53

黃邦平/核稿編輯

〔即時新聞/綜合報導〕冥王星從昔日的「太陽系九大行星」之一被降級為「矮行星」,2015年7月新視野號探測器飛掠時,首度拍下高解析度近照,表面一顆超大「愛心」圖案引發討論,近日有科學家解謎,「愛心」可能源自於另一個天體的劇烈撞擊。

《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊15日刊登一篇最新研究,由瑞士伯恩大學和國家行星研究中心(NCCR PlanetS)成員領導的一個國際天文物理學家小組終於揭開了冥王星表面巨大心形特徵的神秘面紗,成因可能是冥王星遭到直徑約730公里的行星體撞擊所致。

冥王星的「愛心」被命名為湯博區(Tombaugh Regio),研究團隊模擬軟體顯示,這次撞擊不是直接的正面碰撞,而是斜撞,而且是緩慢移動下撞擊,由於撞擊的角度和速度較低,撞擊天體的核心並沒有沉入冥王星的內核,而是完好無損地留在了冥王星的內核上,這種材料比周圍環境反射更多的光,從而產生了更白的顏色。

這項新研究也讓冥王星可能有地下海洋的猜想破滅,撞擊時冥王星的所有原始地函都被噴濺出來,撞擊天體的核心物質濺到冥王星的核心時,就會造成局部質量過剩,這就可以解釋為什麼冥王星在沒有地下海洋的情況下自轉偏移。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4643897

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