关于月球、火星、木星,近年来有哪些新发现?
2019-10-28 19:07

关于月球、火星、木星,近年来有哪些新发现?

本文来自微信公众号:中国科普博览(ID:kepubolan),作者:  haibaraemily,题图来自东方IC


随着深空探测和新时代天文学的飞速发展,我们对太阳系内外天体的认识也在发生着飞速的变化。近几年,科学家们有哪些新发现呢?


Part.1月球:“水冰月”实锤



通过对月船1号搭载的月球矿物绘图仪(简称M3)数据的分析,夏威夷大学的李帅团队在月球南北纬70°以上的永久阴影区中确认发现了多处含有水冰的区域,这是科学家们首次在月球发现水冰存在的直接证据。这一成果发表于2018年8月20日的《美国科学院院刊》[1]。




月球南北极区含有水冰的位置(天蓝色点),底图的灰度代表表面温度,颜色越深就越冷。(图片来源:NASA [2])


这一发现既证明了长久以来对月球极区永久阴影区中可能有水冰的猜测,也证实了月球并不像我们曾经认为的那样是完全干燥的。至此,月球终于加入了太阳系水冰大礼包,成为内太阳系中除了金星之外的最后一个确认发现水冰的大天体。


Part.2火星



1.地下冰层


2018年1月12日,《科学》杂志发表了美国地质调查局(USGS)Colin M. Dundas团队的发现。他们通过火星勘测轨道飞行器(MRO)的影像和光谱数据,首次在火星中纬地区发现了大量纯净的地下水冰[3]。这些地下水冰层不仅可以帮助我们追溯火星历史上的气候变化,也有望作为将来登陆火星的宇航员和火星移民的补给来源。


中纬的断崖中暴露出的纯净水冰

(图片来源:[3])


2.复杂有机物


2018年6月8日,《科学》杂志发表了来自NASA哥达德空间飞行中心Jennifer L. Eigenbrode团队和NASA喷气动力实验室Christopher R. Webster团队的两篇论文。前者通过好奇号的钻孔采样数据分析,首次在火星的古老泥岩中发现多种噻吩(C4H4S)类和其他芳香族、脂肪族等复杂有机物[4];后者通过好奇号火星车对跨度达3个火星年(约6个地球年)期间的火星甲烷含量的观测,证实火星上的甲烷含量有季节性变化[5]。这两大发现虽然还不足以证明火星上曾经或者现在有生物存在,但也都不能排除生物成因的可能性。


(左)好奇号首次发现噻吩等复杂有机物。改编自:NASA。

(右)好奇号探测到的甲烷季节性变化。改编自[5]


3.冰下湖的发现


2018年7月25日,《科学》杂志发表了意大利天体物理研究所的罗伯特·奥罗塞团队的最新结果。他们通过火星快车号探测器的MARSIS雷达数据,发现火星南极的冰盖之下1.5公里深处很可能有液态盐水湖,延伸范围约有20公里[6]。


可能的液态水湖所在的区域(右图蓝色三角区域内)

(图片来源:ESA和参考文献[6])


越来越多的观测结果告诉我们,火星、谷神星、木卫二、木卫三、土卫二、土卫六,甚至冥王星…它们的冰层之下很可能都有盐水湖泊或海洋,太阳系并不是干涸的沙漠,而是蕴藏着数不清的生命之源。


Part.3木星:朱诺号的捷报



2018年3月8日,《自然》杂志一次发表了四篇论文,介绍了朱诺号前6个周期的探测结果。通过这些探测数据,我们对木星的重力场、内部结构、中低纬的条带、南北极的气旋都有了更为深入的了解[7-10]。


朱诺号近红外波段数据揭示的木星南极区域的气旋分布。颜色越深表示温度越低(云越多)。(图片来源:NASA)


转眼,朱诺号顺利工作了3年半,还在继续为我们揭开更多关于遥远、神秘而气象磅礴的木星的秘密。


木星云层之上,拍摄于2017年12月16日。

(图片来源:NASA)


Part.4来自遥远星系的使者:“冰立方”探测到中微子


2017年9月22日,“冰立方”团队探测到了一次极高能中微子事件,在这颗中微子的来源方向上,刚好有一个正处在活跃状态的“耀变体”(blazar),科学家们认为这就是本次观测到的极高能中微子的源头——这是人们首次确认中微子的银河系外来源体。在此之前,人类只确认过两个中微子源天体:太阳和超新星1987A。由于中微子是宇宙射线作用的产物之一,因此这也意味着这很可能是人们首次找到宇宙中高能射线的来源体。这一结果发表于2018年7月13日的《科学》杂志[11]。


中微子这种极轻极小的粒子极难被探测到,探测到本次中微子事件的装置叫做“冰立方” (IceCube):在南极厚厚的冰层之下1450米~2450米之间的不同深度处,安置了60个用于探测中微子产物信号的光学传感器,构成了一个大约覆盖一立方公里范围的传感器阵列。


南极冰下的探测装置——冰立方。

(图片来源:JAMIE YANG AND SAVANNAH GUTHRIE/ICECUBE/NSF[22])


事实上,在冰立方团队9月22日探测到中微子之后,是包括专门监测高能伽马射线的费米卫星、美国的 “央斯基甚大阵” 射电望远镜、日本的 “昴星团”光学望远镜等多种观测手段和仪器加入了进来,一同寻找和确认来源,才最终锁定了这个耀变体。因此,这次中微子事件也标志着多信使天文学新的里程碑。这一成果入选了《科学》杂志的“2018年十大突破”榜单[12]。


当然,这些其实只是近年来科学发现的冰山一角,而且,科学家们还在孜孜不倦地探索新的未知之谜。


未来可期!


参考文献:

[1] Li, S., Lucey, P. G., Milliken, R. E., Hayne, P. O., et al. (2018). Direct evidence of surface exposed water ice in the lunar polar regions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(36), 8907-8912.

[2] https://www.nasa.gov/feature/ames/ice-confirmed-at-the-moon-s-poles

[3] Dundas, C. M., Bramson, A. M., Ojha, L., et al. (2018). Exposed subsurface ice sheets in the Martian mid-latitudes. Science, 359(6372), 199-201.

[4] Eigenbrode, J. L., Summons, R. E., Steele, A., et al. (2018). Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater, Mars. Science, 360(6393), 1096-1101.

[5] Webster, C. R., Mahaffy, P. R., Atreya, S. K., et al. (2018). Background levels of methane in Mars’ atmosphere show strong seasonal variations. Science, 360(6393), 1093-1096.

[6] Orosei, R., Lauro, S. E., Pettinelli, E., et al. (2018). Radar evidence of subglacial liquid water on Mars. Science, 361(6401), 490-493.

[7] Adriani, A. et al. (2018). Clusters of cyclones encircling Jupiter’s poles. Nature 555, 216–219.

[8] Kaspi, Y. et al. (2018). Jupiter’s atmospheric jet streams extend thousands of kilometres deep. Nature 555, 223–226.  

[9] Iess, L. et al. (2018). Measurement of Jupiter’s asymmetric gravity field. Nature 555, 220–222.  

[10] Guillot, T. et al. (2018). A suppression of differential rotation in Jupiter’s deep interior. Nature 555, 227–230.  

[11] IceCube Collaboration. (2018). Multimessenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A. Science, 361(6398), eaat1378.

[12] http://science.sciencemag.org/content/362/6421/1346


本文来自微信公众号:中国科普博览(ID:kepubolan),作者:  haibaraemily

本内容为作者独立观点,不代表虎嗅立场。未经允许不得转载,授权事宜请联系hezuo@huxiu.com

正在改变与想要改变世界的人,都在虎嗅APP

读了这篇文章的人还读了...

回顶部
收藏
评论3
点赞15