BSU期刊俱乐部

这位艺术家’S渲染显示NASA’Seuropa任务航天器。从 //en.wikipedia.org/wiki/Europa_Clipper.

托管一个亚表面海洋,木星 ’S Moon Europa是太阳能系统行星勘探最引人注目的目标之一。探测月亮’地质,亚表面海洋,以及生命的可能性是美国宇航局的焦点’s upcoming 欧罗巴 Clipper mission,设置为2024年推出。

虽然我们等待该任务,科学家使用伸缩观测和前一项任务的数据在欧洲的谜团继续削减,特别是 伽利略任务。例如, 哈勃观察表明欧罗巴有活跃的间歇泉.

这Two Faces of Europa

欧罗巴最长的奥秘之一是其所谓的起源 半球二分法。在short, as Europa revolves around Jupiter, it keeps one face always pointed toward the planet in a rotation state called “synchronous rotation”. (Earth’s own moon does 一样的东西。)

面向木星的半球的九十侧是主要的半球,欧罗巴的一半,在其轨道运动方向上点。另一侧是落后的半球,它面向欧罗巴’s过去的轨道位置。

欧罗巴地图’S表面,带着领先的半球在地图上’S中心和尾部横跨左边缘和右边缘。

也许是反直观的,欧罗巴’拖尾半球有木星的愤怒’S磁场和辐射带。因为木星比欧罗巴轨道更快地旋转(每10小时与3.5天旋转一次’S轨道),陷入磁场中的带电的太阳风颗粒在欧罗巴不断推动’落叶半球。这种恒定的溅射在落后的半球上的表面冰上变暗,可能解释了二分法。

这种解释是一个大的假设:欧罗巴已经被永久锁定,或者至少足够长的是,除了不同的旋转状态的证据已经消失。实际上,从Voyager和Galileo任务图像直接测量的轮换率完全一致,正是您’D期望锁定卫星。

但这些限制也 允许微小的非同步性,也许每6000年允许逆转领先和落后的半球。那’S良好,因为似乎需要非同步的旋转来解释欧罗巴上最戏剧性的地质形成之一。

在(潮汐)压力下

肩胛骨交叉欧罗巴’s surface.

地球物理疤痕Mar Europa’几乎所有鳞片的表面,从全球到区域。在许多情况下,跨越欧罗巴的裂谷和山谷来自木星诱导的潮气应力 ’严重的重力:正如欧罗巴圈子木星,这个星球’Gravity延伸并压缩卫星。

这个潮汐弯曲可以破裂和撕裂欧罗巴’S易碎的壳体,并且所产生的裂缝在遵循最大潮气应力的弧形轨道上横跨表面传播。反过来,欧罗巴的组合’S轨道运动及其旋转决定了表面上最大潮气应力的路径。

潮汐应力的传播(箭头指向从摆线轨道向外的)欧罗巴’s surface.

鉴于潮汐裂缝在千年历程中形成,原则上,我们可以使用它们的形状和方向来推断欧罗巴’S过去的旋转状态。和 分析 条件的位置和方向致命在欧罗巴中的一些非同步旋转’s past.

在这种情况下,我们可能期望半球二分法不如此二分作曲—变暗应该在领先和尾随半球之间的边界上延伸一点方式。那也是吗?

傅里叶闪闪发光

欧罗巴’S尾随(左侧的变暗区域)和以紫外线和红外线观察到的前半球。来自伯内特& Hayne (2020).

这short answer seems to be “no”. 最近的一项研究 经过 伯特哈恩 UC巨石分析了紫外线和红外波长的两个半球之间的对比度,以增强对比度。

对于他们的学习,伯内特和哈伊队使用了一种呼叫的技术 傅里叶分析。它轮流了任何振荡模式—电信号,照片,海浪—可以分解为大量较小的振荡信号,每个信号都具有完全常规时段,如下面的视频所示。

这benefit of breaking a complicated signal into lots of small regular ones is that you can then analyze each of them individually to learn about how the big picture signal arises.

在他们的学习中,伯特和哈恩突破了欧罗巴’S半球二分法分为两个振荡件:一件振荡的件好像欧罗巴’S旋转始终(或至少长时间)一直是同步的,另一件用于任何非同步旋转。下图显示了它们的分析结果。

伯内特和哈恩’S模型适合(光滑,橙色曲线)到欧罗巴’S半球不对称(锯齿状,蓝色曲线)。

他们发现,非同步旋转的傅里叶术语远小于涉及同步旋转的术语,这意味着任何非同步旋转必须非常小。

多么小?估算非同步旋转速率需要在Europa上有一些功能’S的表面是已知的。值得庆幸的是,宇宙碰撞提供了一个这样的功能。

Pwyll困惑

欧罗巴’S冲击火山口pwyll。

欧罗巴’S表面在地质上非常年轻, 可能不到2亿岁。我们可以判断,因为,与地球不同’月亮,这个月亮的表面几乎被击败了 冲击陨石坑:较旧的固体表面在地质上,距离距离较大的小行星和彗星在表面上留下了标记。

如果行星或卫星经历广泛蔓延的火山或其他地质活动,可以掩盖任何影响陨石坑。的确,有 证据 that Europa’S子表面海洋定期突破冰冷的地壳,潜在地擦除冲击陨石坑并更新表面。

This animation demonstrates how deformation in the icy surface of Europa could transport subsurface ocean water to the moon’s surface. From //www.nasa.gov/feature/jpl/europa-s-ocean-ascending.

然而,Europa确实寄出了几个陨石坑,很少像PWyll那么壮观,这是一个40千米的冰冷的Splat Mark Smack在欧罗巴中间’落叶半球。 pwyll.’S亮射线射线对斑点落后半球生动地形成对比。这意味着溅射过程使半球其余部分变暗’T尚未完全遮挡pwyll。

在他们的研究中,伯特和哈伊恩估计,Pywll大约100万岁,地质新生儿,因此变暗的过程必须花费至少100万年来使新鲜的表面变暗。

鉴于非同步傅里叶术语是多么小,这个年龄估计转化为近10亿年的非同步旋转期。换句话说,两个半球可以’T逆转每500万年— a very long time.

那么如何将这一结果调和,通过对摆线分析的非同步旋转的明显要求进行调整结果? Burnett和Hayne只能耸耸肩并说出来’s a puzzle.

We’ll只需要向欧罗巴发送探针。

关于电影有很多伟大的事情“The Martian” (and 一些不准确的事情)但是最好的东西之一, 阿尔斯人 无论如何,科学家都喜欢,是普遍存在的,巨大的描述 尘埃魔鬼.

Mark Watney Survery凄凉的火星景观。

火星喜欢制作尘埃魔鬼。它’对于阳光相对容易加热气氛并使其搅拌,厚厚的尘埃沉积物在火星上毯子巨大的地区。

火星上的灰尘沉积物地图。从 //sci.esa.int/web/mars-express/-/51861-mars-dust-map.

火星上的尘埃魔鬼有助于保持大气尘土飞扬,这使气候变暖,有助于驱动天气。然而,因为它可能是令人惊讶的,我们不’完全了解尘埃魔鬼的实际升降灰尘。

确定它’确实,尘埃魔鬼是刮风的,但是当你真的将在灰尘魔鬼中测量的风速塞进尘埃提升方程时,它们*的灰尘量应该*升力可能远低于它们*升降机。所以除了风之外的其他一些机制必须有助于提升魔鬼的尘埃。

火星上的尘土魔鬼。从 //en.wikipedia.org/wiki/Dust_devil.

一种可能性是灰尘魔鬼就像真空吸尘器一样,实际上吸取了火星表面的灰尘。看,很多尘埃坐在火星表面上一直坐在那里很长一段时间,不动。结果,尘土飞扬的表面可以变真空填充,捕获粉尘颗粒之间的一些气体。

这vacuum cleaner effect illustrated. The sub-surface pressure p2 is greater than the pressure at the center of the dust devil p1. From Bila等人。 (2020).

在尘埃魔鬼的中心,在大气压下倾角(由尘埃魔鬼内的对流空气产生)。因此,当灰尘魔鬼散热器在密封灰尘表面上时,捕获的气体压力可以将灰尘发射到空气中,魔鬼可以拾取它。

但这种真空吸尘器效果仍然只是一个假设,因此测试这个想法,杜伊斯堡大学的实验天体物理学集团,天体物理实验专家,建立了一个测试室,以模仿火星表面在低压下( 1%的地球’s)火星氛围。

这experimental set-up. The dust dispenser poured dust particles onto a fine mesh membrane, with ambient pressure p1 on one side, and higher pressure p2 on the other. From Bila等人。 (2020).

它们在膜上创造了一层薄薄的小尘颗粒,在膜上有压差,看看小的压差是否可以真正抬起尘粒。答案是肯定的!

不同尺寸的灰尘颗粒被压差柔性。

现在,这个实验是否准确地复制了火星的条件并不完全清晰,而是通过很快推出和最近命名的一些测量 火星2020流浪者坚持不懈 可能有助于测试这个想法。

除了收集地质样品以供以后返回地球外,恒定将收集火星表面上的灰尘和矿物质的高分辨率图像。它还将不断测量我们从过去的任务所知的气象条件可以揭示尘埃魔鬼的存在。因此除了告诉我们过去生命的可能性,仍然可能还可以帮助我们测试火星上是否有灰尘魔鬼吸尘器。

命名火星2020 rover。从 //www.youtube.com/watch?v=Muj4s7BCiMI.

专业的天文学家花了很多时间阅读其他天文学家’研究学习什么’在现场进行,并将新的,最佳结果纳入他们的工作。

传统上,这种研究以一个形式正式呈现给天文社区 同行评审文章 在专业的天文期刊中印刷(或至少托管),如“这Astrophysical Journal“, “这Astronomical Journal“, or the venerable “皇家天文社会的每月通知“.

但是,科学研究文章非常不像报纸或杂志文章— they don’T通常采用叙事结构,它们包括令人困惑的单词和参考。因此,人们将难以阅读和理解它们可能很难。

因此,为了回应来自学生的洞察力要求,这里’S一篇关于如何阅读天文研究文章的简短底漆。许多这些信息可能适用于所有科学文章,但也有一些方面对天文文章具有独特的。如果您有建议改进这篇文章,请不要’t hesitate to 联络我.

如何访问科学文章

有很多服务来寻找天文文章,但绝大多数天文学家使用 美国宇航局’S天体物理数据系统 服务寻找文章。该服务提供与官方期刊上托管的文章的链接’网站(可能需要订阅访问),并且(如果它们可用)到开放式接入预打印服务器上的免费版本 Astro-ph. (这是其中的一部分 Arxiv.org服务)。

大多数期刊允许文章作者向任何请求他们的任何人发送公布文章的免费版本。所以,如果你能够锻炼神经(大多数天文学家都是非常好的人或者至少渴望让其他人阅读他们的工作),请直接通过电子邮件发送给作者以礼貌地要求副本。 (这里’s a good article 关于如何电子邮件科学家。)

期刊是最终版本的科学文章的官方存储库。如果一篇文章出现在这样的日记中,它’s(可能)通过审查过程(见下文)并符合一些基本的质量标准。

那一点’t意味着物品的结果是正确的,它是正确的’对于一篇文章的结果并不罕见,以后的文章(即使是来自同一科学家的后续文章)。但是通过发布的文章,您可以对结果和过程有一些信心。

现在,许多期刊由私营公司管理,必须盈利。因此,对某些期刊的订阅非常昂贵,这严重限制了公众对公共税收支持的科学研究的准入。 (见故事 这个。)

这就是为什么Astro-ph incrive是一个很大的事–您通常可以免费访问文章。虽然谨慎,但是:任何人都可以将文章发布到Astro-pH,而Astro-pH文章并不一定被任何人的准确性审查。

如何写文章

这process of publication is, in many ways, arcane, confusing, and backwards, and scientists in many (but maybe not all) fields are 努力改善它.

简而言之,专业的天文学家将花几个月,有时几年,在研究项目中–运行计算机代码,收集观察,进行实验等

在项目过程中,科学家们将决定他们拥有一个独立,引人注目的故事(知道何时削减项目并发布几乎比科学更好的艺术)。然后他们会(如果他们避风港’T已经开始)草拟科学稿件。

该手稿通常包括

  • 项目的背景和动机–近来,过去的工作怎么说这个问题了?什么问题仍然没有答案?
  • 他们方法的技术方面–代码中使用了哪些物理近似值,它们可能会失败?每个天文观察有多长?
  • 项目结果–观察结果是如何告诉我们行星系统的?
  • 结论和计划或建议的结论或未来工作的建议–新结果如何与以前的工作有关?我们接下来应该收集什么观察?

最终,作者对(或至少辞职)对稿件草案表示满意,此时他们提交给日志。

这journal sends the article out to the other scientists (called “referees”)拥有相关的专业知识(希望但是但是 不总是)客观评估该工作。裁判员和作者之间通常存在一些来回(谁经常互相匿名),提出改进。最终,最后一份稿件是“接受出版物”并在线打印和/或发布。

阅读研究文章

科学文章似乎有点像一个 戈尔迪亚结 –复杂和刻录。但是阅读科学论文的最佳方式是将其切成碎片,而不是从头到尾读这篇文章像一个短篇小说。一世’ll use 最近的一篇文章我自己的团体 举个例子。

最近的研究文章的第一页

这image above shows the article’■第一页。不同的期刊具有不同的格式,但大多数都将在第一页上具有相同的信息:

  • 文章的标题–(希望)告诉你这篇文章的内容
  • 作者清单和附属机构–谁写了这篇文章,你怎么能与他们联系。通常,首先上市的人(“first author”)负责该项目,如果您有疑问,请联系人。
  • 抽象的–文章简短摘要和主要结论
  • 这introduction –项目的背景和背景

在整个文章中,您将看到对以前的工作的引用–对于本文,那些引用看起来像“(knutson等人2007)”。这意味着一篇由群体撰写的文章(“等等。“)由2007年被命名的克伦森的某人领导。在“天体物理学杂志”,完整的参考信息在纸张的末尾给出。

当我读一篇论文时,我通常 仔细阅读抽象 为纸张清楚’关于作者得出结论的约束。然后我 如果是阅读介绍’s pretty short (关于页面)。比这更长,我通常浏览介绍。

模型/数据分析部分

通常,您看到的下一节将是技术描述,其中包括许多数字和方程。 我在第一个读数上跳过了这个部分。 It’很容易迷失细节,如果你的话’RE不熟悉这种技术,本节将是难以透视的。

结果部分

然后是结果部分。我将会 通常阅读本节’s short, 和“short”意思是一两个页面。

最后,结论和讨论。虽然这是纸张的最后一部分’s 通常是我读的第二部分 (摘要和/或介绍后)。

上一页的文章

文章的最后一页通常包括一个致谢部分,其中作者将感谢捐赠文章的任何人,但未列为作者(包括审查论文的匿名裁判)。

在此之后,引用部分,它为引用的所有工作提供了引用信息。现在的期刊经常使用可能有点神秘的缩写,所以让’看看早期的例子:

示例参考

以上图显示了参考信息。我们看到列出的前三名作者:Knutson,H.A,然后是Charbonneau,D.,然后是Allen,L.E.这“et al.”意味着有更多的作者,但他们没有列出以节省空间。

这“2007”这意味着这一年是文章发表的(但不一定是工作所做的一年),其次是“Natur”. In “天体物理学杂志”, “Natur”是期刊的简而言之“Natur..e“. Some journals don’使用此类缩写,其他人将具有不同的缩写。

最后,我们看到了“447, 183”。这些数字通常在出现文章的日志中指的是卷和页码。并非所有期刊都有这样的卷或页码,因此参考样式可能会有所不同。

如果您想找到引用的文章,所有这些信息都有用,您通常可以通过 美国宇航局 ADS。在fact, usually all you need is the first author’姓氏和这份文件的姓氏被公布以找到它,而且广告有一个 良好指南 关于如何使用该服务查找文章。

//arxiv.org/abs/1910.09523

//en.wikipedia.org/wiki/Kelvin_wave

ElNiño的诞生。这一动画显示了过去一年中海面温度(SST)的异常,或偏离正常。随着1997年春天的夏天,一股温暖的温水浪潮越过太平洋,积累了南美洲的海岸,在这里以红色显示。从 //www.pbs.org/wgbh/nova/elnino/anatomy/sst.html.
大气温度映射和温度变化 Komacek.& Showman (2019).
亮度地图和亮度的变化 Komacek.& Showman (2019).
热木星拍摄器-76B亮度的变化。从 杰克逊等人。 (2019).
Martian Dunes在巨大的Hellas影响盆地和NASA上的高分辨率成像科学实验(HIRISE)相机观察’S火星侦察轨道运动员。从 //www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_1569.html.

火星是一个干燥的尘土飞扬的地方,地球态度 沙海, 英里宽 尘埃魔鬼,并频繁全世界 沙尘暴.

尽管火星上的灰尘不好,但是,防尘和运输的物理仍然是神秘的。例如,在火星表面的斜坡上的季节性外观,称为 重复坡度线Eeae,被认为是由盐水流引起的。最近,我们’ve found 它们更可能是粒状流动,但究竟何时遇到他们的季节性是未知的。

暖季的特色最初被认为是今天火星活跃的咸液水的证据。 最近的研究 表明它们很可能是颗粒状的流动。从 //en.wikipedia.org/wiki/Seasonal_flows_on_warm_Martian_slopes.

实验 由此进行 杜伊斯堡大学的Aeolian物理集团 为火星尘埃的奥秘带来了一点清晰。

探索火星尘埃运输的实验最大的挑战之一是复制火星’低重力(40%的地球’s)和气压(10%的地球’s)。由于重力和压力有助于确定风如何移动灰尘,因此必须以某种方式在近乎真空下的低重力环境中产生风的准确实验。

为了在地球上制作一个小口袋,Maximilian Kruss和同事将一个小型真空室离心为一个“呕吐彗星”并进行了抛物线飞行,以创造短期的微匍匐。

克鲁塞和同事’低压,微再生室。从 Kruss等人。 (2019).

他们用火星样的尘粒填充了腔室,并在风力强大到开始吹尘埃时,将风扇弄清楚。通过成像籽粒床并跟踪谷物,他们估计了这种阈值风速,这是理解何时何地吹来灰尘的关键。

吹过房间床的谷物的录影。从 //www.uni-due.de/physik/agw/research.php.

克鲁斯和同事找到了,放心地,灰尘运输的理论模型是准确的。这些结果有助于我们了解 Aeolian进程 在各种各样的身体上,不仅在火星上,而且任何具有低压气氛的身体。

如Rosetta Mission看到的彗星67p表面上的沙丘(左)和风条纹(右)。从 //sci.esa.int/web/rosetta/-/55308-ripples-and-wind-tails.

事实上,甚至彗星才能播放到Aeolian进程。当。。。的时候 Rosetta任务 飞过去 彗星67p.,它看到了彗星的功能’S表面看着所有的世界,如风线和沙丘场。

Kruss及其同事建议除尘可能对某些外产上的灰尘运输可能是重要的,因为重力和大气压跨越甚至比我们的太阳系更广泛。因此,从微小的真空室中取出这些结果,可以涉及整个星系的世界的过程。

热的木匠 是木星的天然气巨人行星,但轨道如此接近他们的主人恒星,他们可以 像小星星一样热。在fact, some suffer such strong irradiation that their atmospheres are being 爆炸到太空中。这些物体是 检测到的第一个外延星以及他们的起源和 命运 仍然不清楚。

太热了,他们的环境也不像任何星球’在我们的太阳系中,但我们可以确定,有 气温足以蒸发岩石,这些行星上的天气是高度动态的。下面的视频显示出一个这样的星球会发生什么,因为它被其主人明星煮沸了–一个巨大的热波围地球尖叫。

显示在HD80606B上的气象混乱的动画。

热摩像具的天气预报将跟踪 超声波风, 红宝石雨和温暖的前锋 由磁场加热。和 最近的一项研究 使用观察 哈勃太空望远镜 表明这些动态气氛仍然是神秘的。

由...领着 雅各布arcangeli. 在阿姆斯特丹大学,研究用船上的宽野相机观看WASP-18,因为热木星盘旋它的明星。

随着行星摇摆在其明星周围旋转,我们首先看到了地球的凉爽夜侧,然后是泡沫的杜莎。通过测量从行星的两侧发出的红外光的昼夜循环,称为相曲线,arcangeli和同事能够测量它们各自的温度并学会关于地球的一些东西’s weather.

这phase curve of WASP-18b measured by Hubble (shown in blue), along with model fits.

以上图显示了WASP-18B’S相曲线作为蓝点和模型适合数据作为黑线。通过对地球应用计算机模拟’天气,arcangeli和同事估计他们预期的相曲线看起来像地球的各种假设’S组成和大气动力学。

WASP-18B的大气温度(以keelvin)的地图’s atmosphere.

使用他们的模型,他们能够在WASP-18B中绘制温度的粗糙地图’S气氛(如上所示),就像地球的天气图一样。就像大多数炎热的木质人都观察到展示迄今为止,在WASP-18B中最热门的地方’大气层在接受最大阳光下的一点左侧,是非阳光。那’因为高风速吹向东方的强烈加热气体,有点像 地球上的喷射流.

然而,从哈勃观察到中推断出来的风 ’T与模型所预期的强度,暗示WASP-18B中存在某种形式的阻力或摩擦’s atmosphere.

这likely culprit: the planet’S非常自身的磁场。 WASP-18B中的气体’硕的气氛实际上是如此热,它可以成为一些等离子体,等离子体,由热带电粒子组成,可以 与热木星互动’s magnetic field.

这完全不同于我们自己的太阳系中的行星,在那里大气中的氛围比较凉爽,并且没有任何气体变成等离子体。

这一结果的结果是,我们可能能够在遥远的世界中对气象的观察来学习关于行星的一些东西’磁场,源于地球内部深处。所以他们的天气可能让我们培布这些遥远世界的深度。

艺术家’ 海王星’最新的月亮海马。

我们的研究小组会议 本周,我们讨论了 最近的发现 一个新的月亮轨道海王星,以后命名 波塞冬’S嵌入式翅膀的佩加鱼 海马。

海马大约12公里,这是如此小而暗淡’当旅行者2在1989年飞过过去时, 当B-52S在亚特兰大高速公路上航行时。在fact, Showalter and colleagues had to use high-precision Hubble observations and a new data-processing approach to spot the little moon circling Neptune just interior to another moon Proteus.

This composite 哈勃太空望远镜 picture shows the location of a newly discovered moon, designated S/2004 N 1, orbiting the giant planet Neptune. From //en.wikipedia.org/wiki/Hippocamp_(moon)#/media/File:S-2004_N1_Hubble_montage.jpg

海马轨道如此接近Proteus,昭着和同事表明它可能产生了巨大的碰撞中的这个较大的月亮。相同的碰撞可能已经创建了普雷斯’巨大的冲击盆地法罗斯,露天表明,碰撞将释放碎片,其中一些后来突出了蛋白质的内部’轨道形成海马。

如果海马确实从这种影响中形成了形式,那么它可能会在十亿年的历史上经历了许多破坏性的碰撞。基于研究海王星附近大型侵犯频率的研究’S轨道,播放器及其同事估计,海马可能在过去的40亿年内被扰乱并重新容量约9次。

从自己的灰烬中升起了很多次,海马可能不像神话海马,更像是一只辛西尼凤凰。

艺术家’ 热木星脱落质量。

这very first exoplanet discovered around a Sun-like star, 51 PEG B.,是一个令人震惊的人– it’像木星一样的巨型星球大多由氢气和氦气制成,而是比木星更接近其阳光,每4天绕着它的轨道缠绕。

的确,当它的发现者 米歇尔市长奎斯特Queloz. 首先在4天轨道中发现了一个行星的Telltale光谱摆动, 他们没有’相信他们的发现。当时,每个人都知道(或以为他们知道)像木星这样的行星只能从他们的宿主胜地形成很远。

更糟糕的是,如此接近它的明星,51 PEG B’S是超级加热的,市长和Queloz担心这种热气体巨头可能会迅速失去热膨胀的气氛。和 在他们的发现论文中,他们建议我们今天看到的巨星作为51 peg b可能已经开始了 棕色矮人那个棚车数量和万亿磅。

后来的研究表明,关于大气吹扫的早期令人担忧是夸大的,行星大规模为51 PEG B,即使它们是焦炭,也可能可’T损失超过其原始质量的一小部分。自那时候起, 热的木匠 像51 PEG B,虽然宇宙稀有,已成为一个相当常见的外延发现。

但这并不是’意思是这些行星aren’失去了大量的质量,和 最近的一项研究大卫唱歌 同事们看着我们所知道的大规模失败的行星之一 WASP-107B.

艺术家’ WASP-107B过渡其宿主恒星。
//en.wikipedia.org/wiki/WASP-107b.

唱歌和同事收集了 过境观察 使用古老的哈勃空间望远镜的WASP-107系统的红外波长。通过查看红外线,他们可以搜索WASP-107B中不同气体的光谱信号’s atmosphere.

WASP-107B是大气表征的特别良好的靶标,因为其宿主明星非常亮(与其他行星主机相比),行星本身密度非常低–它的大量是木星的十分之一’但是一个半径几乎大大,给行星的密度相当 snow.

具有如此低密度,WASP-107B’气氛浮肿,膨胀,这意味着 它的大气气体可以轻松打印其光谱签名 在哈勃观察到的光上,使它们易于检测。

并在任何外产,唱歌和同事们在WASP-107B中看到氦气的迹象’S大气光谱。事实上,他们看到的氦信号如此之大,这表明它提出了WASP-107B’S大气层积极逃脱,每秒约10,000吨的速度。

逃离WASP-107B’大气层。地球是底部的小灰色圆圈,恒星是黄色圆圈,逃逸气氛以蓝色显示。黑线是行星’s orbit. From Sing等人。 (2018).

即使具有如此高的逃避率,WASP-107B赢得了’我很快就会崩溃–唱歌和同事估计它只会在十亿年内失去大约4%的群众。

但随着我们继续找到更多的外产上,我们应该希望能够以甚至夸张的大气检查找到更接近他们的主人的星星,也许是 有些人在被引力撕裂的边缘。所以和51 peg b’S Discovery,Exoplanets可能会挑战我们的先入为主论,了解行星可以在哪里且不能成为。

在牛仔bebop.’泰坦,部队在一个虚构的沙丘领域推进,结果不是那么虚构。

可以说是有史以来最好的动漫,“牛仔bebop.”当人类居住在太阳系上的行星和卫星时,被设定为不太遥远的未来。事实上,一个月亮居住的一个,土星’月亮泰坦,特色作为暴力的网站, 沙漠风暴沙丘和蝎子之间的战斗。

“Cowboy Bebop”1998年至1999年在日本播出,大约一年在美国航空航天局推出了 卡西尼泳装-Huygens mission 探索土星系统,包括泰坦。抵达土星后不久,卡西尼开始收集泰坦的红外观察,让科学家通过泰坦’朦胧的氛围。他们发现了一个令人惊讶的地球般的世界— 暴力但不规则的风暴 (虽然甲烷和乙烷)和 阔海 (主要限制在杆上)。

科学家们还发现膨胀的沙丘田地呈现赤道。与大多数来自硅酸盐谷物的地面沙丘不同,这些沙丘是(不知何故)来自富含碳和冰的颗粒。和 近期分析 Cassini观察结果表明,泰坦与地球有其他共同点:大型尘暴。

他们的研究 从去年年底开始, SébastienRodriguez.,一个天文学家 巴黎大学Diderot.,共同作者看着泰坦收集的泰坦地图 卡西尼泳装’s VIMS instrument 并发现,在沙丘地区,在几周内出现了一个大的明亮特征,并在几周内消失了几次。

图1来自 Rodriguez等。 (2018) 显示尘埃风暴,由白色箭头表示。

现在,只是因为泰坦有一个明亮的地方,随着时间的变化并不意味着它必须是一个尘暴,但罗德里格斯和同事们走到很大的长度,以表明其他解释唐’t fit.

例如, 以前的观察 泰坦发现赤道云,在表面上产生甲烷和乙烷的倒下。表面上,这些云类似Rodriguez’采取了尘埃风暴。

泰坦可以在甲烷下雨。从 ap.

但是Rodriguez.’S灰尘只能在众所周知的红外光中看到泰坦的少量红外线’大气一直到地面。甚至在DON的波长中也可以看到风暴云’自他们以来就到达了地面 升高到大气中.

Rodriguez和同事甚至能够估计尘埃粒的尺寸—尘埃云在5次更容易看到 微米 - 波长比在更短的波长下也探测到泰坦’S表面。这可能意味着谷物约为5微米。

如果泰坦’S灰尘真的很小,它’s much smaller than 砂谷物 甚至小于我们通常在地球上看到的灰尘。事实证明,风吹粒子的空气动力学行为在其他方面取决于其尺寸。对于具有给定的大气密度的地球,风良好的特定尺寸的吹入颗粒—太小,颗粒粘在一起;太大了,风可以’举起颗粒。

Rodriguez及其同事估计,风速约为每秒3米(每小时约7英里),需要在泰坦阁楼5微米粉尘谷物。这似乎很小,但随着Huygens探测器测量的风 下降到泰坦 甚至较弱的近表面风甚至每秒小于2米。

但是,这项研究’S作者指出,强风可能伴随着泰坦尼亚雨风暴。如果在他们发现尘土云之前刚刚发生这种风暴,那可以很容易解释灰尘如何被倾斜。

最终,回答泰坦的问题’沙尘暴将需要再次访问世界。幸运的是,美国宇航局正在调查发送自动无人机来飞行泰坦类天空, 蜻蜓使命,回到2025年的泰坦。该任务是否苍蝇将在今年晚些时候决定。

艺术家’s conception of ‘Oumuamua.

最近的访问 到我们的太阳系由星际物体对象‘Oumuamua在科学界提出了相当大的争议。基于它在太快的情况下捕获在阳光周围的轨道上,‘Oumuamua是第一个自信地确定为来自太阳系外部的物体。它的起源尚不清楚,一个可能的可能性是它是 从另一个行星系统中弹出的碎片。但 AVI Loeb.哈佛大学的天文学椅,提出了一个更令人兴奋但可理解的争议的想法:‘OuMuamua可能是外星文明的探针。

这idea’没有听起来不是那么疯狂—由于星际距离需要很长时间才能跨越(带有当前技术,它’s 至少20年到*我们的*最近的恒星邻居),我们认为外星人可能使用自动化航天器而不是发送自己。

和‘Oumuamua在对我们的太阳系的简短访问期间确实表现得很奇怪。当它圆满阳光时,天文学家都观察到 一个异常的加速 与阳光拉不一致’S gravity。对于彗星,这种加速度是常见的并且归因于 喷射汽化冰。但天文学家没有看到这种喷射的证据‘oumuamua。此外, ‘Oumuamua有一个有趣的形状, 也许是一种类似雪茄,不寻常但对彗星的身体完全不可能。

通过提出这一点,Loeb已经解释了这些异常‘Oumuamua是一个外星太阳能帆,利用了 来自阳光的辐射压力 导航Cosmos。这种太阳能帆可能是低成本,有效的流域水域的方法,并掌握 recent technology demonstrations from行星社会。如果‘Oumuamua确实是太阳能帆,可能解释异常的加速和不寻常的形状。

图1来自 b& Loeb (2019)。太阳能帆可以旅行L_max的最大距离取决于帆’S的质量到面积比,m / a,但双重和丝袜’■计算暗示‘Oumuamua可以安全地穿越整个银河系。

一个潜在的问题是,为了工作,太阳帆必须非常轻,薄–行星社会’S Lighteail 2 SpaceCraft是 一个近6米到一侧的方形,但体重少于保龄球。它’很容易想象这样的宇宙组织可能无法在星际旅行中的严谨性。所以 在最近的一篇论文中,Shmuel Bially和Avi Loeb进行一系列背包计算,以争辩说星际严谨可能是如此严谨。

 

太阳能航行的最大危害之一将与星际灰尘和天然气碰撞–每次碰撞都可以SAP‘Oumuamua’S动量并蒸发其表面。然而,双重和丝网估计太阳能帆‘在这种碰撞将是一个问题之前,Oumuamua可以合理地遍历数十或数百只千柱。这意味着‘Oumuamua可以在遭受任务结束的碰撞之前穿过整个银河系。

作为他们的计算是令人信服的,我的本能(和 大多数天文学家) 就是它‘Oumuamua比外星工艺更加平凡。但是Loeb催化的谈话’S的建议可能对Seti领域可能是健康的,当然公众热情令人鼓舞–人们喜欢空间,想要拼命地寻找外星人。

这challenge is to keep these debates firmly 科学,在推动信封和将信封撕成碎片之间进行平衡。在外星生活领域的科学和伪科学之间的界限可以像太阳帆一样薄薄。