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【案例】 揭秘最古老恒星的“光谱之王”LAMOST,未来如何进阶?|重器风华 【开栏语】 习近平总书记在广东视察时强调,实现高水平科技自立自强,是中国式现代化建设的关键。科技创新对当今中国而言,不仅是发展问题,也是生存问题。然而,推动重大科技创新的利器,要不来,买不来,讨不来。 工欲善其事,必先利其器。发展建设国之重器,对推动我国经济科技高质量发展、保障国家安全意义十分重大。 中国智慧何以打造国之重器?即日起,南方+客户端推出《重器风华》系列主题报道,立足尖端科研、重大基建、健康保障等领域,探访一系列大国重器建设现场,对话参与建设的当事人、亲历者,解码大国重器的“硬核秘籍”。敬请垂注! 日前,中国科学院国家天文台研究员赵刚团队观测到了一颗古老的特殊恒星,首次证实了第一代恒星的质量可以达到260倍太阳质量,对恒星考古意义非凡。这一发现的“幕后功臣”,便是专注于光谱观测的郭守敬望远镜(LAMOST)。 LAMOST,为“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”的英文简称,是中国天文学家自主研制的大视场兼大口径的新型光学望远镜。LAMOST发布光谱数和恒星参数星表数量已连续十年稳居世界第一,它通过亮眼的观测成绩,久居世界“光谱之王”的位置。
十年巡天,遍览星河。回顾LAMOST观星历程,它取得了哪些重要成就?推动了哪些重要的天文发现?已取得丰硕成果的它,未来又将走向何方?南方+记者专访LAMOST运行和发展中心常务副主任、中国科学院国家天文台研究员赵永恒带来独家解读,并邀请了中国科学院国家天文台副研究员邢千帆分享其依托LAMOST数据发现的最新成果。
01 最新研究: LAMOST揭秘宇宙最古老恒星遗迹 近日,一篇发布在《自然》上的研究为天文学家恒星“考古”带来了新进展。中国科学院国家天文台研究员赵刚团队在银河系晕的一颗特殊恒星中,发现了260倍太阳质量的第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的“对不稳定超新星”(PISN)存在的化学证据。 这项研究的发现离不开LAMOST获得的海量光谱数据。 光谱如何与恒星研究产生联系?光谱就像物体的名片,它可以告诉我们物体的组成成分。比如,通过分析太阳光,我们可以知道太阳由哪些元素组成。根据光谱来鉴别物质并确定它的化学组成,这种方法叫做光谱分析。当光谱分析应用于天文学,结合LAMOST获取的恒星光谱,便可以帮助科学家探索恒星的元素组成和元素丰度。 该论文第一作者邢千帆提到,上世纪六十年代,“第一代恒星质量可以达到太阳质量的数百倍”的理论猜想已被提出,但人们一直未能从观测上发现相关证据。 这是因为第一代恒星的寿命太“短”, 直接观测到第一代恒星的难度极大,直到今天,天文学家仍未在观测上真正看到过第一代恒星。 “早在130多亿年前,绝大部分第一代恒星就以剧烈的超新星爆发的形式结束了一生。”邢千帆说。超新星爆发,即某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。此过程将会反应产生新的金属元素,这些释放的金属元素被第二代恒星继承并保留了下来。 “在LAMOST获得的500万条光谱数据中,我们挑选了5000多颗镁元素含量异常低的恒星。之后通过与日本昴星团望远镜开展联合观测,研究团队基于高分辨率光谱数据,从这些恒星中找到了这颗特殊的恒星,并确认了其中钠、锰、钴等十几种元素的含量。”邢千帆说,“这颗恒星的种种化学基因特征与PISN理论计算结果高度吻合。因此,天文学家认为这是一颗保留了PISN化学遗迹的贫金属星,为一直以来未能露面的第一代超大质量恒星及其演化形成的PISN提供了清晰的观测证据。” 邢千帆表示,它是现在能够直接观测到的最古老的恒星,数量极其稀少。得益于LAMOST极高的光谱获取效率,天文学家对银河系开展了人口普查式的巡天,获取了大量的恒星光谱数据,增加了光谱样本覆盖到特殊恒星的概率,让天文学家有幸能够找到这颗罕见的恒星。 只有对恒星的观测覆盖面足够广,才能更全面地了解银河系历史。邢千帆表示,有些恒星在银河系边缘,覆盖到这些恒星难度比较高。“这时,就需要LAMOST的普查本领,帮助我们发现更多边缘的恒星。” 02 十年回顾: 斩获千万量级光谱,为银河系“画像” 上述研究发现,仅是LAMOST相关研究成果的冰山一角。 LAMOST兢兢业业地观测着银河系中的星星,不断刷新着光谱数据的世界纪录,天文学家借此为银河系“画像”,让我们有机会一窥银河系的更多秘密。
在十多年前,银河系只有较少的天体获得过光谱数据。LAMOST在设计时的技术创新——4000根光纤并行可控的快速定位技术,使LAMOST成为全世界光谱获取率最高的望远镜。它可以同时观测几千个天体,在科学上开创了大规模光谱巡天的先河。 LAMOST在完成为期一年的先导巡天后,于2012年9月28日正式开启了第一期五年巡天,一步步走上了“光谱之王”的位置。 巡天第七年,LAMOST获取光谱数据量达到约1125万,成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的光谱巡天项目,这对LAMOST巡天而言是具有划时代意义的里程碑事件。 2023年3月31日,中国科学院国家天文台发布了LAMOST自先导巡天至2022年6月观测获取的光谱数据共2229万条,其中,中、低分辨率光谱均突破千万。LAMOST成为世界上首个发布光谱数突破两千万的巡天项目。 LAMOST创造了多个世界纪录,其发布的光谱数和恒星参数星表数量,迄今已连续十年稳居国际第一。 “天文是一个观测学科,只有看得足够多,才能找到里边各种好玩的、奇怪的事物。”赵永恒说。 LAMOST两千万量级的光谱数据对于绘制银河系“画像”意义重大。借助LAMOST,天文学家不断获得新的发现,刷新着人类对银河系的认知。 如何找到银河系中的 “星际移民”? 依托LAMOST的数据,天文学家揭开了银河系内重元素(金、铕、铀等)超量恒星的“身世”之谜,为基于化学DNA识别银河系中的“星际移民”提供了新的线索。 银河系“小时候”是什么样子?它是如何“长大”的? 天文学家利用LAMOST的光谱数据和欧空局盖亚卫星(Gaia)观测到的恒星位置、距离和运动数据,获取了银河系迄今最为精确的25万恒星的年龄信息,从时间轴上清晰还原了银河系幼年和青少年时期的成长史,刷新了人们对银河系早期形成历史的认知。 银河系家园有多大? 天文学家借助LAMOST数据两次刷新了银盘的大小,发现人类居住的家园银河系比之前认识的大了一倍。 银河系晕长啥样? LAMOST大样本的光谱数据给出了答案——银晕是个内扁外圆的“胖子”。 除了为银河系“画像”,LAMOST也帮助天文学家搜寻着茫茫星海中那一抹特殊星光。如上文中提到的,目前观测到的最古老的、保留了PISN化学遗迹的贫金属星;还有,天文学家通过LAMOST的观测数据发现了一颗当时人类已知锂元素丰度最高的恒星,被称为“宇宙最大的充电宝”。 偶尔,LAMOST也会极力远望,看向宇宙深处。它发现了4.2万余颗类星体,并估算出其中心黑洞的质量,对河外星系的研究同样作了重要贡献…… 03 来日可期: LAMOST有望创造上亿量级光谱纪录 回首过往,LAMOST记录和见证了我国第一个天文类重大科技基础设施的发展历程。在LAMOST成绩斐然之时,再次回顾它的成长经历,对今后规划大科学装置有着重要意义。 “2009年,LAMOST通过国家验收,此后便进入了精密调试和科学试观测。试观测就是用来判断它的科学目标是否合理。”赵永恒说,“在2011年,LAMOST开始了为期一年左右的先导巡天,此时,我们一直在和科学家们讨论,这台望远镜的观测时间该如何分配。最终决定将立项时的核心科学目标进行调整,研究银河系结构和演化被调整为第一核心科学目标。” 因为在当时,世界上还未有过大规模银河系巡天,若是专注于银河系巡天,LAMOST有望在该领做出最出色的观测成果。“这并非意味着其他观测任务不再进行,但是观测的时间分配和侧重点发生了变化。”赵永恒说。 从1996年项目启动到2011年先导巡天,十五年间,天文科学研究一直发生着变化。进入21世纪以来,银河系研究掀起了全球性高潮,在此机遇下,LAMOST银河系巡天的数据价值日益凸显。 自LAMOST方案设计初期便参与其中的赵永恒评价,验收后的十年,这座巍峨的LAMOST走过调试的艰辛,跨越测试的难关,蹚出了一条从无到有的巡天之路。无论在获取光谱数据量还是高显示度的研究成果方面,它都交上了一份收获颇丰的答卷。 过去的答卷如此精彩,LAMOST能否延续辉煌,甚至创造新的奇迹? 如今,LAMOST二期正筹划着搬家——跨越2500公里去青海冷湖。 1958年,北京天文台第一任台长程茂兰筹划在北京周边兴建天文台,北京周边的兴隆晴夜数多、夜天光背景暗、大气稳定,符合台址要求。因此,上世纪60年代初便在兴隆建观测站。2008年,LAMOST也落户兴隆。 无奈随着时间的推移,兴隆站发生了不少变化,影响了天文观测的效果。“一方面由于气候变化,如今兴隆的晴夜数在减少,这意味着可用于天文观测的时间变少了;另一方面,兴隆县城越来越亮,光污染变强,这就导致许多暗的星星看不到了。以上种种因素削弱了LAMOST的科学效能。”赵永恒说。 而冷湖拥有大量的晴朗夜空,并进行了暗夜保护,可以称得上是一片“天文沃土”。 除此以外,还有一个重要因素,那便是冷湖绝佳的视宁度可到达世界级水平。光学视宁度无疑是天文观测中最受关注的台址参数。视宁度反映了大气的稳定性,通俗来说,视宁度越好(数值低),大气就越稳定,星星眨眼越慢,这时星象就越清晰。 “兴隆的视宁度平均2角秒,而冷湖的视宁度在0.75角秒附近,与目前公认的最佳天文台选址夏威夷大岛天文台的水平相当。”赵永恒说。 如果搬去冷湖,有望让LAMOST的光纤数量有望破万。赵永恒解释:“冷湖的视宁度优于兴隆两倍多,相当于星象清晰了两倍多。目前,在兴隆的16台光谱仪能放4000光纤,搬过去时可换成1角秒光纤,光纤变细,那么数量就能翻倍到8000。” 如此大体量的望远镜,搬家难度高吗?事实上,LAMOST在最初设计时就具备前瞻性,考虑到了未来可能换址的情况。“现在LAMOST的61块1.1米六角形光学镜面都是拼接组合,每年做镀膜时会进行拆装。搬家相当于各部件拆分后换地方组装,难度不算高。”赵永恒说。 若是搬迁后,LAMOST光谱仪的数量拓展、望远镜口径提升,LAMOST的巡天效率将进一步提高。最终,巡天规模有望实现从千万条光谱突破至上亿条光谱。 “千万级的光谱数据纪录由中国创造,希望未来上亿的光谱数据也由我们创造。”赵永恒展望,“现在,LAMOST处在光谱巡天望远镜的国际第一梯队,大家都是你追我赶的状态。若LAMOST搬迁后的扩建设想得以实现,它将在世界上处于绝对领先优势,可以做到力压群雄。” 来源:南方plus 编辑:洪韵 |
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【案例】 别再以为火星只有荒漠!最新图谱显示:它曾比地球拥有更庞大的河流系统 火星曾经是一片汪洋?它的“血脉”刚刚被人类画出,答案令人震撼曾几何时,那颗红色的星球也蔚蓝过,雨水落下,江河奔流,甚至可能有生命在浅滩游动。然后,一切戛然而止。火星的天空或许也曾是湛蓝的。几十亿年前,雨水在这里形成河流,冲刷出纵横交错的山谷,填满巨大的陨石坑,最终汇入可能覆盖三分之一星球的辽阔海洋。今天的火星,表面却是一片死寂的锈红色。直到最近,科学家才第一次完整描绘出这颗星球古老而庞大的“血脉系统”。01 蓝色火星:被遗忘的温柔往事如果时间可以倒流 37 亿年,你或许会看到一个与今天截然不同的火星。那时的它,不像现在这样干燥、寒冷、布满尘埃。它可能更像年轻时的地球:有云,有雨,有河流,甚至可能有海。科学家最近在《美国科学院院刊》发表的研究,像一部时光显影液,让这颗星球失落的“蓝色记忆”逐渐清晰。他们整合了大量探测数据,首次在火星上系统识别出 16 个面积超过10万平方公里的大型流域。想象一下:这些古老河流网络的总面积,相当于整个江苏省的大小。而令人震惊的是,这些流域仅占火星远古地貌的5%,却可能承载了火星河流侵蚀物质总量的42%。这就像在一本被火烧得只剩残页的史书中,偶然发现了记载最辉煌篇章的那几页。火星的“青春故事”,就藏在这5%的地貌里。02 生命摇篮:干涸河床里的时间胶囊这些干涸的河床与沉积层,远不只是地质奇观。它们可能是太阳系内寻找地外生命证据最诱人的“藏宝图”。为什么?因为在地球上,河流三角洲、湖泊沉积层,正是保存有机质和微生物化石的“天然档案库”。水流会将生命所需的营养物质——碳、氮、磷以及各种有机分子——搬运并沉积下来。火星上的这些古老流域也一样。研究人员指出,沉积物就像数十亿年前封存的“时间胶囊”。如果火星曾经孕育过哪怕最原始的生命形态,它们的化学痕迹或微观结构,最有可能在这些沉积层中被找到。美国“毅力号”火星车正在工作的杰泽罗陨石坑,就是一个古老的河流三角洲。它正小心翼翼地钻探、取样,试图在这些沉积物中捕捉到生命曾存在过的蛛丝马迹。每一勺火星土壤,都可能藏着改写人类认知的秘密。03 气候剧变:一场持续亿万年的“大脱水”一个温暖湿润、河流纵横的火星,是如何变成今天这片“红色沙漠”的?关键在于火星失去了它的“保护盾”——全球性磁场。大约40亿年前,火星内核冷却,磁场逐渐消失。没有了磁场的保护,太阳风(来自太阳的高速带电粒子流)便长驱直入,像一把无形的梳子,将火星的大气层一层层剥离。随着大气变得稀薄,气压下降,火星表面再也无法维持液态水的稳定存在。水要么蒸发逃逸到太空,要么渗入地下冻结起来。一场持续数亿年的“大脱水”彻底改变了火星的命运。一个可能生机勃勃的世界,就这样慢慢“失血”而亡。 这个过程或许能让我们反思:地球的磁场和大气,是多么珍贵而又脆弱的生命保障。04 绘制“血脉”:为星球做一次CT扫描绘制这些消失的河流,是一项“星际考古”般的壮举。科学家利用火星勘测轨道飞行器等探测器传回的海量图像与地形数据,像做“CT扫描”一样分析火星的表面形态。他们关注那些树枝状的沟壑系统——那是典型的地表径流痕迹;也寻找蜿蜒的河道与陡峭的河岸——那是持续水流侵蚀的证据。通过分析这些地貌的走向、交汇和坡度,他们反向推导出数十亿年前水流的路径、流量与最终去向。科技,让我们得以凝视一颗星球的古老伤疤,并从中读懂它年轻时的模样。05 终极之谜:水都流向了哪里?生命是否存在?一个核心悬念是:这些奔腾的河水,最终去了哪里?越来越多的证据指向一个激动人心的可能:火星北半球巨大的低地平原,曾是一片浩瀚的海洋。如果“火星古海洋”假说成立,那么这些被绘出的河流,就像一根根曾经向心脏供血的血管,最终都汇入了那片生命的摇篮。而那里,正是沉积物最丰富、最有可能保存生命遗迹的地方。然而,真相仍被深埋。数十亿年的风沙磨蚀、陨石撞击,早已将古老的沉积层覆盖、打乱。答案,或许埋在火星地下数十米甚至数百米的深处。06 未来已来:我们正在接近答案探索的步伐正在加速。中国的“祝融号”、美国的“毅力号”已在火星表面工作。更雄心勃勃的 “火星样本返回”任务也已提上日程,目标就是将那些珍贵的火星岩石和土壤带回地球,用最精密的仪器进行“终极审判”。我们这一代人,很可能将亲眼见证人类历史上最伟大的发现之一:确定地球并非宇宙中唯一的生命家园。想象一下,如果未来某一天,科学家在火星的古老黏土中,发现了确凿的微生物化石痕迹。那将不仅仅是一个科学发现,它将是一次哲学和认知上的“宇宙级地震”。它将证明,生命的火种并非地球独享,而是在宇宙中可能 “遍地开花”。它也将让我们以全新的目光,审视地球上每一个生命的珍贵与奇迹。火星的荒凉,映照着地球的生机。对另一颗星球逝去“蓝色”的追寻,本质上是对我们自身家园未来命运的深切关怀。每一次仰望火星,都是在思考:我们该如何守护好地球这抹珍贵的蓝色。 来源:每日宇宙探索指南(公众号) 编辑:张席睿 |
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【案例】 中国将寻找第二颗地球 据央视新闻,宇宙如何产生?生命从何而来?黑洞的真面目又是什么?“十五五”期间,我国太空探源科学卫星计划将发射四颗卫星,分别是鸿蒙计划、夸父二号、系外地球巡天卫星、空间天文台eXTP,直奔宇宙最深邃的奥秘。 第一颗卫星,是聆听宇宙“婴儿时期”啼哭的鸿蒙计划。它是由10颗卫星组成的低频射电望远镜阵列,将会集体飞往月球背面——这里就像宇宙中一个安静的“收音室”,能屏蔽所有地球和太阳的噪音,能捕捉来自宇宙深处的微弱信号。它将为我们揭开宇宙大爆炸后,第一颗恒星出现之前,那段持续几亿年混沌时光的奥秘。 第二颗卫星,是“直视太阳”的夸父二号。它将在国际上首次绕行到太阳的极区上空,像一位高空摄影师,直接凝视太阳的“北极”与“南极”。那里隐藏着太阳磁场活动的终极秘密。读懂它,我们就能更早预知太阳风暴的来袭,更懂我们人类生存的地球与太阳的关系。 第三颗卫星,是“为人类寻找新家”的系外地球巡天卫星。地球是孤独的吗?宇宙中还有别的宜居星球吗?这颗卫星将巡视星河,专门寻找和地球差不多大小、处在宜居带的“地球2.0”。或许不久的未来,它将为我们指认一个人类梦寐以求的第二家园。 第四颗卫星,是飞行在地球大气层之外的“空间天文台”——eXTP。它的使命,是观测宇宙中的“极端禁区”,例如,黑洞的视界边缘,中子星的炽热表面。在那里,引力足以撕裂时空结构,磁场强度高达地球的万亿倍。eXTP就像一位顶级的物理学家,深入这些极限实验室,去检验爱因斯坦的预言,探寻物理学的疆界,去完成地球上无法实现的宇宙级实验。 从宇宙诞生到生命起源,这些遨游在群星之间的卫星,将为人类的终极探索,写下属于中国的答案。 来源:财联社(公众号) 编辑:张家乐 |
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【案例】 99%的人都误解了宇宙中心!宇宙没有中心,你才是中心 1929年,夜幕下的洛杉矶,威尔逊山天文台的圆顶在月光下泛着冷白色的光,像一颗镶嵌在山巅的珍珠。天文学家埃德温·哈勃正站在巨大的望远镜前,他的眼睛紧贴着目镜,镜筒缓缓移动,发出细微的机械声响,仿佛在演奏着一首宇宙的交响曲。
这是一个注定要被载入史册的夜晚。哈勃的眼睛穿越了厚重的尘埃与黑暗,凝视着遥远星系的微弱光点。突然,他的呼吸变得急促——眼前的景象让他震惊:几乎所有的星系光谱都在发生着微妙的变化,它们的光如同被施了魔法般,逐渐向红色偏移,就像秋天的枫叶在时光中慢慢变色。哈勃的手指微微颤抖,他知道这意味着什么。这位平日里沉稳的科学家,此刻内心掀起了惊涛骇浪。他在观测笔记上急促地记录着,每一个数字都在诉说着一个令人难以置信的事实。"这不可能..."他喃喃自语,额头上渗出了细密的汗珠。
光谱变红,在物理学上意味着这些星系正在以惊人的速度远离我们。更令人不安的是,数据表明:越远的星系,逃离的速度越快。这就像站在站台上,看着一列永不停歇的火车,车厢越远,消失得越快。哈勃放下目镜,在观测室内来回踱步,皮鞋在地板上发出清脆的声响。窗外的洛杉矶灯火通明,而他的内心却沉浸在宇宙的深邃之中。一个令人不安的问题在他脑海中盘旋:是不是宇宙正在将我们——地球——抛弃?这种感觉,就像童年时在游乐场发现所有朋友都在悄悄离开,只剩下自己一个人站在旋转木马前。每一颗星系就像是夜色中漂泊的孤船,正匆忙地驶向远方。哈勃产生了一个直觉的猜测:地球就是那个"中心",其他的星系正在向四面八方逃逸。地球成了宇宙中的孤岛,孤独地悬浮在无边的宇宙之海中。"我们就像是海洋中唯一的灯塔,"哈勃在日记中写道,墨水在纸上晕开,"而所有的船只都在远离我们,消失在黑暗的地平线上。"这种孤独感,深深地触动了他的内心,就像一颗石子投入宁静的湖面,漾开层层涟漪。
随着时间的推移,这一猜想并未轻易消失,反而愈加深刻地影响了哈勃的思考。我们真的是宇宙中唯一被孤立的"中心"吗?这个问题不仅困扰着哈勃,也困扰着每一个仰望星空的人。当我们面对宇宙的浩渺时,都会产生类似的直觉——如果宇宙在"膨胀",那么它必定是从某个特定的地方开始,而这个地方,理所当然是我们站立的地球。然而,科学的真相往往比直觉更加奇妙,就像魔术师的手帕下藏着的,永远超出观众的想象。想象这样一个场景:你站在一片无垠的海洋中,周围所有的船只都在远离你。最近的帆船缓缓离开,中等的货轮加速驶远,而远方的巨轮则以惊人的速度消失在地平线上。这时,你的直觉会告诉你:一定是我的位置出了问题。但真相可能更加震撼: 不是船只在你移动,而是整个海洋在扩张!就像站在一个正在充气的气球上,每一个点都在远离其他点,却没有一个点是真正的"中心"。 想象一下,你有一块巨大的面团,面团里嵌满了无数颗葡萄干。当面团在烤箱中缓缓膨胀时,你会发现一个奇妙的现象: 🍇 邻近的葡萄干缓缓分离,像久别重逢的友人再次告别 🍇 中等的葡萄干加速远离,像青春期的孩子急切地离开父母 🍇 最远的葡萄干则以惊人的速度彼此分开,像命运安排下的永别然而,在整个膨胀过程中,并没有任何一颗葡萄干成为"中心"。 每颗葡萄干都是这场膨胀的参与者,大家都在"远离"彼此,但并没有谁是真正的"逃亡者"。宇宙就是这样。 在大爆炸后,空间本身开始膨胀,推动着每一个星系远离其他星系。哈勃观察到的"远离"现象,并不是星系在逃离我们,而是空间的结构本身在扩展,星系之间的距离在拉大。现在,让我们再想象一个更生动的画面:这就像你站在一个正在充气的气球表面,气球上的每一个点都在均匀地远离其他点。 气球表面没有绝对的"中心",每个点都可以被视作其他点远离的"源头"。你不需要担心自己是否处于宇宙的特殊位置,因为在宇宙的尺度上,你所在的每个地方,都具备"中心"的同等地位。
这个发现给我们带来了一个震撼的启示:宇宙中没有固定的"中心",每个人,站在自己所在的地方,都是宇宙的"中心"。让我们来做这样一个思想实验:假设你能够瞬间穿越到遥远的M61星系,或者是250万光年外的仙女座星系。当你在这个新的位置架设起望远镜,你会看到什么?惊人的是,你会看到的并不是其他星系远离地球,而是它们都在远离你! 你在自己所在的"中心"上,观察到的宇宙膨胀现象,和地球上的观察者完全相同。这就像你站在一个充满镜子的无限回廊中。当你移动时,所有的影像都在以你为中心向外退行。但如果你能瞬间移动到任意一个影像的位置,你会发现从那个新位置看,其他的影像同样在以你为中心向外退行。这种感觉,既让人感到渺小,又让人感到奇妙——原来我们都是宇宙这个巨大万花筒中的一分子。
回到宇宙的起点——大爆炸的"奇点"。许多人会问,那个"奇点"到底在哪里?它不正是宇宙诞生的源头吗?其实,这个问题本身就让我们误入了歧途。宇宙的大爆炸并没有发生在空间中的某个"点",而是发生在时间的起点。138亿年前,宇宙的所有物质和能量都被压缩到一个极其密集的状态,但这个"奇点"并不存在于空间中的任何地方,因为它本身就是空间的起点。 想象一下,你问"昨天在什么地方",这个问题本身就没有意义——昨天存在于时间里,而不是空间中。追问"奇点现在在哪里",就像追问"昨天在今天的左边还是右边?"这个问题没有意义,因为"奇点"没有位置,无法用我们理解的空间坐标来描述。这就像试图用温度计测量爱情,用尺子丈量思念——我们使用了错误的工具。
知道了这些真相后,我们该如何重新认识自己在宇宙中的位置?让我们来聆听一个关于我们自身起源的浪漫故事:在很久很久以前,宇宙中还存在着许多巨大的恒星。这些恒星就像宇宙中的炼金术士,在它们炽热的核心中锻造着各种元素,如同母亲在厨房里为家人准备晚餐。当这些恒星走向生命终点时,会以超新星爆发的形式结束一生,将制造出的各种元素洒向宇宙的每个角落,像一位伟大的艺术家在完成杰作后,将颜料洒向天空。 这些星尘在引力的作用下重新聚集,形成了新的恒星和行星。
而今,这些星尘就在我们的身体里延续着它们的旅程:🌟 你呼吸的氧气,曾经在某颗恒星的核心里闪耀,如同夜空中的烟火🌟 你血液中的铁元素,可能见证过超新星爆发的壮丽,像一位历经沧桑的老者🌟 你骨骼中的钙质,或许在星际空间中旅行了数十亿年,像个不知疲倦的旅人我们每个人,都是宇宙历史的活档案,都是星尘的延续。 当我们仰望星空时,其实是在回望自己的故乡。
当你在晴朗的夜晚仰望星空时,那些穿越了数十亿年时光的光子,就像远古的信使,最终落在你的视网膜上。这一刻,你是否感受到一种奇妙的连结?在这一刻,宇宙通过你这具由星尘构成的身体,第一次真正地"看见"了自己。 就像一面古老的镜子,在经过亿万年的等待后,终于看到了自己的模样。从孤独的"孤岛"到宇宙的"眼睛",这个认知的转变,让我们找到了自己在宇宙中真正的位置。我们不是宇宙的弃儿,而是宇宙觉醒的证明。
✨ 今晚,当你仰望星空时...在这个没有固定中心的宇宙中,我们每个人都是平等的"中心"。这个认知既让我们感到渺小,也让我们体会到与万物相连的伟大。在评论区分享:你第一次被星空震撼的经历是什么?是哪一刻让你感受到了宇宙的浩瀚?点亮"在看":如果这篇文章让你对宇宙有了新的认识,请让更多人看到转发给朋友:特别是那个曾与你一起仰望星空的人,告诉TA:"原来我们都是星尘做的"
在评论区用一句话描述"我眼中的宇宙",因为在这个浩瀚宇宙中,每一个思考的灵魂,都是闪亮的星辰。每一颗仰望的心,都是宇宙认识自我的窗口。每一个科学事实都经过严格考证希望带你体验一场科学与诗意的对话
在评论区告诉我:你曾经在哪里的星空下,被宇宙深深震撼过?[url=]#哈勃[/url][url=]#宇宙大爆炸[/url][url=]#宇宙[/url][url=]#天文[/url][url=]#星系[/url][url=]#物理[/url][url=]#宇宙膨胀[/url] 来源:每日宇宙探索指南 编辑:杨泓艳 |
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【案例】 无大气的月球,竟能通过太阳风生成水 月球上的水,太阳风为它“造水”!这或许是人类未来的生存希望 在无边无际的黑暗宇宙中,月球——这颗沉默的星球,仿佛是宇宙的眼睛,静静地注视着地球。 每当夜幕降临,月光洒在大地上,我们都曾感叹它的孤寂与神秘。然而,谁曾想到,在这片灰色的荒原上,居然藏着一份生命的希望——水。 水,生命的源泉,是如此宝贵,却也如此稀有。在月球上,连空气都没有,连大气层都不曾拥有,那么水又从何而来? 如果你想象得出一个星球上,水的存在几乎完全是无法理解的,那么这将是我们与月球相遇的一次深刻反思。 而今,科学家们的发现让这一切不再是幻想,他们揭开了一个令人惊讶的真相:太阳风,正以一种我们无法想象的方式,在月球上“制造”水。
我们都知道,月球是没有大气的,没有云层,也没有气候的变化。它没有海洋,没有江河湖泊,甚至没有植物生长的痕迹。 就像一位孤独的旅行者,独自漂浮在广袤的宇宙中。然而,这个孤独的存在里,竟然藏着一个让我们震惊的秘密——水,它竟然可以在月球上悄悄诞生。 几年前,科学家们提出了一个大胆的假设:太阳风,带着高速移动的氢粒子,能在没有大气层的月球表面与月壤中的氧元素发生反应,从而生成水。 这听起来像是一个科幻故事中的情节,可是,月球的“水之源”却可能真是如此简单——太阳的馈赠,和月球表面的土地,奇妙地配对,竟然能创造出这种生存所需的宝贵物质。
如果说月球上有水,那么它的来源无疑是月壤。月壤,仿佛是这颗星球的“心脏”,承载着这片孤寂土地的秘密。它并不像地球上的土壤那样松散、肥沃,而是一层由无数岩石碎片和矿物颗粒组成的灰色尘土。月壤中蕴含着大量的氧元素,却也因其与氢结合的“沉默”特性,无法表现出任何生命的迹象。 然而,当太阳风中的氢离子撞击月壤时,它们与月壤中的氧元素发生了惊人的化学反应。原本死寂的“月壤”竟变成了能生成水的“生命土壤”。 在这片看似贫瘠的土地下,隐藏着重生的力量——一种来自宇宙的生命之力,悄然开启了月球上的水之故事。
NASA的最新实验,犹如一场奇妙的实验剧,让这一切成为现实。研究人员将1972年阿波罗17号带回的月壤样本,放置在特制的设备中,模拟太阳风与月壤的互动。随着氢离子不断轰击月壤,令人震惊的结果出现了——月壤中确实产生了水的痕迹! 科学家用光谱仪扫描月壤,发现其中的红外光谱信号显示出典型的水和羟基分子吸收的“指纹”。 这意味着,太阳风带来的氢元素与月壤中的氧元素发生了结合,生成了我们所熟知的水分子。这一发现,如同宇宙中的一个奇迹,让人类再一次感受到了大自然深处的神秘与美丽。
然而,月球上的水并不像我们在地球上所见的那样稳定。它不是静止不变的,而是随着昼夜温差的变化,像是一条不停流动的小溪,时而出现,时而消散。 白天,太阳的炙热让水分子蒸发进入太空;而到了夜晚,寒冷的温度又将水分子召回,融入月壤。这种微小的变化,仿佛是月球在不断地创造、消耗和再生它的生命资源。 科学家们发现,这种水的“循环”,并不仅仅是物理现象,而是一种在宇宙中悄然运行的生命节奏。 太阳风,月壤,水——它们之间的奇妙互动,似乎为月球带来了一丝久违的“生命气息”。而这丝生命的存在,给了我们希望,也让我们对月球充满了更多的敬畏。
月球上的水,对未来的太空探索和人类的长远生存至关重要。NASA的“阿耳忒弥斯计划”让我们看到了人类重返月球的希望,特别是月球南极的永久阴影区,那里可能蕴藏着大量的水冰。 而如果太阳风能够持续地在月球表面生成水,那么人类将不再依赖地球上的水源。未来的宇航员,可以直接从月球上获取水,甚至利用这些水生产燃料,支持更远距离的太空探索。 这一发现,不仅是对技术的突破,更是对人类梦想的馈赠。它意味着,月球或许不再是那片孤寂的荒土,而是成为我们迈向深空探索的起点。太阳风、月壤和水之间的奇妙关系,可能为人类未来的星际航行提供了新的契机。 正如科学家所说,“只要月壤和太阳的氢元素一直存在,我们就能在月球上制造水。这是一个令人难以置信的想法。”
月球上的水,不仅是科学发现的产物,更是一场宇宙深处的生命奇迹。太阳风与月壤的碰撞,创造了这颗灰色星球上的水源。它不仅让我们看到了生命的潜力,也为未来的人类生存提供了可能。 或许,在不远的未来,月球上的水将不仅仅是科幻小说中的梦想,而是我们走向更远星际的关键所在。在这片寂静的世界中,我们看到了生命顽强的力量,看到了人类与宇宙之间深深的联系。 来源:每日宇宙探索指南(公众号) 编辑:张席睿 |
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【案例】 喜讯!国际传播学会正式成立科学传播兴趣小组:连接全球科学传播研究 2025年6月12日,国际传播学会(ICA)正式批准成立科学传播兴趣小组(Science Communication Interest Group),标志着科学传播研究在全球学术领域迈出关键一步!自2024年10月2日启动筹备,经过近一年努力,在300余位科学传播同仁的签名支持和ICA委员会的推动下,兴趣小组终于诞生,为科学传播学者与实践者搭建了全新交流平台。
1 为何需要科学传播兴趣小组? 科学传播作为一个独特且快速发展的领域,涵盖科学新闻、博物馆沟通、社交媒体讨论及政策建议等议题。近年来,该领域已形成独立的概念框架、期刊及手册,并在全球学术机构中拥有越来越多的教职岗位。我们认为,ICA内设立独立兴趣小组有以下关键理由: 独特挑战:科学传播涉及复杂、不确定且具政治敏感性的科学知识传播,需专注研究与实践。 跨学科平台:目前ICA内缺乏专门论坛整合科学传播的多元视角,如公共学者骚扰或科学误信息研究。 连接多学科:科学传播跨越传播学、心理学、STEM学科等,需一个平台吸引更多跨学科研究者加入ICA。 应对全球挑战:面对误信息与科学信任危机,科学传播对解决疫情、可持续发展等议题至关重要。 小组使命与愿景 科学传播兴趣小组致力于汇聚研究公共科学沟通的学者,探索科学传播的生产、使用与效果,推动该领域在ICA内的制度化发展。我们的重点包括:研究提升科学参与的叙事、策略与工具;评估科学沟通效果;探讨科学传播的社会、文化与伦理影响。 我们将与ICA其他分会合作,围绕科学素养、公共政策、风险与健康沟通等议题开展对话,促进跨学科创新,纳入非西方视角,丰富研究多样性。 践行包容与多元化 我们秉持ICA的包容、多元化、公平与可及性(IDEA)原则,通过以下方式推动: 开放交流:为传播学、STEM学科及实践者提供交流空间,组织研讨会与 networking 活动。 多元视角:纳入传统知识与非西方观点,计划举办专题会议。 公平可及:提供线上参与、旅行资助及导师计划,降低参与门槛。 互助社区:为早期职业学者及边缘群体提供指导与网络支持。 放大多元声音:在活动与出版中突出边缘化群体的研究,探索科学沟通与社会正义的交叉点。 2 下一步目标与进程 科学传播兴趣小组的成立只是起点!我们的下一个目标是将小组发展为ICA科学传播正式分会(Science Communication Division),进一步提升科学传播在全球传播学界的地位。为此,我们计划: 持续组织活动:举办会前/正会/会后会议、线上研讨会,展示研究成果。 扩大影响力:通过社交媒体、邮件列表分享论文征稿、职位信息,增强B/C级国家学者的可见性。 推动合作:支持跨学科研究合作,发布资助信息,组织创意研讨。 3 行动起来! 加入小组:联系委员会成员,加入科学传播兴趣小组 https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScvo5wz_8EoTuwKP3BdvwSfgOiA3IPM1skN1rUABpGrJGbRAA/viewform?usp=send_form 我们诚邀科学传播领域的学者、实践者、学生及所有感兴趣的朋友加入,壮大科学传播的队伍。 参与活动:关注我们的社交媒体与邮件列表,参与即将推出的线上研讨会与ICA年会活动。 传播消息:将这一喜讯分享给同行,邀请更多伙伴加入科学沟通的大家庭! 首届兴趣小组委员会成员 科学传播兴趣小组的首届委员会由来自全球知名高校的学者组成,他们将共同引领小组的发展:
来源:科技传播研究汇(公众号) 编辑:张席睿 |
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【案例】 韦伯望远镜爆肝120小时!拍到了宇宙的“婴儿裸照”?(文末有高清大图) 宇宙考古大发现! 韦伯望远镜这次玩真的,盯住宇宙深处一个点,死磕了整整5天5夜(120小时+),终于拍下这张让科学家集体沸腾的照片——上面竟然挂满了发光的“宇宙甜甜圈”?! 别急,这可不是PS! 这些梦幻光弧,其实是来自宇宙婴儿时期的古老星系!老到什么程度?它们发光的时候,连咱地球都还没形成呢! 照片揭秘:旋转的“时空涟漪” 这张史无前例的“深度曝光”照片里,最抓人眼球的就是几条巨大、扭曲、还在旋转的发光弧线! 像不像有人把星系拉成了“宇宙面条”? 这些“光之丝带”,跨越了上百亿年的时空长河,才被韦伯的“黄金眼”捕捉到!它们记录的是宇宙刚出生几亿年时的模样,科学家管这叫 “宇宙黎明” —— 相当于宇宙的满月照! 为啥要拍这么久?想偷看宇宙的“出生证明”呗! 宇宙第一定律:望得远 = 看得早! 光速虽快(每秒绕地球7圈半⏩),但在宇宙尺度下就是“龟速”。 你看太阳?那是它8分钟前的样子。 看隔壁比邻星?是它4年前的模样。 韦伯看这些光弧?直接穿越回宇宙的“襁褓期”! 它就想搞清楚:宇宙“开天辟地”后的第一批星系,到底是怎么“咻~”一下冒出来的? 韦伯的“偷窥”成果:宇宙托儿所大曝光! 这波超长待机拍摄,血赚!照片里密密麻麻全是远古星系,数量多到像“宇宙版春运现场”! 它们有多“古早”?古老到它们发出的星光启程奔向地球时,孕育太阳系的星云都还在“吃灰”呢! 妥妥的宇宙“活化石”展览! 幕后功臣:宇宙自带的“超级放大镜” 问题来了:这么暗、这么远的“宇宙小宝宝”,韦伯咋看清的? 答案:开挂!用了爱因斯坦预言的“引力透镜”外挂! 主角登场: 照片中心那个45亿光年外的“巨无霸”星系团 。它质量超大,像个超级铅球砸在“宇宙蹦床”(时空)上,压出一个深坑! 引力透镜魔法秀 (超易懂版): 1. 想象: 把一块带花纹的弹力布(时空)绷紧 2. 放个沉甸甸的水晶球(巨无霸星系团)在布上,压出凹坑 3. 背景光(远古星系) 穿过凹坑时,路线被掰弯! 像光线滑滑梯~ 4. 结果: 后面的小星系,光线被扭曲、拉长、放大、甚至复制——变成我们看到的炫酷光弧 & 多重幻影!这就是“引力透镜”,宇宙免费送的超级望远镜! 所以,划重点! 你看到的“发光甜甜圈”,其实是巨无霸星系团后面,更古老星系的光,被“时空凹透镜”魔改后的样子! 没这个“外挂”,韦伯也抓瞎! 这次发现到底多炸裂? 耐力之王: 韦伯对单目标最长一次“深情凝视”! 时光机实锤: 拍到了迄今最深、最古老的宇宙景象之一! 星系大丰收: 曝光了宇宙童年“幼儿园”的盛况! 巧用天工: 把引力透镜当“放大镜”,秀出操作天花板! 韦伯望远镜,真·宇宙级时光机! 它拍下的每一道光弧,都是宇宙童年寄来的、跨越百亿年的绝版明信片。 高清无码大图在此!
来源:每日宇宙探索指南(公众号) 编辑:张家乐 |
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【案例】 中国卫星脱轨123天,画面首次公布!有学生参与救援写两万行代码 去年,“DRO-A/B卫星发射异常”的消息引发关注: 2024年3月13日20时51分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭/远征一号S上面级发射DRO-A/B卫星,运载火箭一二级飞行正常,上面级飞行异常,卫星未准确进入预定轨道。 日前,“负伤”卫星画面首次公布:卫星的太阳翼呈近90度弯折,如折断的翅膀,却在深空背景下倔强舒展。↓↓↓
“飞行异常”后,在2024年3月13日至7月15日的123天时间里,一支平均年龄不到34岁的科研团队进行了一场紧急“太空救援”,让卫星最终“丝滑”入轨。 甚至几位学生也参与到“太空救援”中:中国科学院大学95后博士研究生孙洋快速算出DRO备份轨道入轨参数;两位95后研究生李霜琳、蒲京辉开发星上自主导航与时间同步程序,写的两万行代码已在太空运行;00后博士研究生尹永辰精确复核每次控制参数…… 4月15日,在“地月空间DRO探索研究学术研讨会”上,这场救援背后的故事对外公布。 如今,“我们的卫星已发射在轨一年有余,国际首个地月空间三星星座稳定运行200多天。”中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张皓介绍说。
时针拨回2024年3月13日,北京航天飞行控制中心,张皓与数十名科技人员注视着屏幕,翘首以盼一个历史性时刻——中国人将首次开启地月空间远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,简称DRO)的深度探索。 地月相距38万公里,其间,有着无数条轨道,其中一条名为DRO的特殊轨道,被航天科学家和工程师们视为“地月空间中的天然良港”,一大特性在于这条轨道稳如磐石,航天器无需频繁调整即可驻留数百年。 这条距离地球31万至45万公里的特殊轨道,是连接地球、月球、深空的“十字路口”,是人类尚未开发利用的新疆域,也是支持载人深空探索的新起点。
没人料到,这次寄望星辰的远征,竟以一场惊心动魄的“太空救援”拉开序幕。 “绝望轨道” 2024年3月13日20时51分,西昌卫星发射中心,搭载DRO-A/B双星组合体的长征二号丙运载火箭/远征一号S上面级发射升空。 数千里外的北京航天城,来自中国科学院空间应用工程与技术中心、中国科学院微小卫星创新研究院、北京航天飞行控制中心等单位的科技人员,早早来到飞控大厅,准备“接棒”飞向深空的卫星。 约21时,上面级与火箭成功分离,第一次点火完成后,进行长达约90分钟的滑行阶段。 “没人想到之后会发生意外。”中国科学院空间应用工程与技术中心研究员王文彬回忆道。 意外来临前,一切如常。 大厅里键盘敲击声与电话铃声交织如常。 厅外走廊的交流谈笑如常。 有科技人员甚至讨论起“远征上面级”型号中的“S”的含义。 时钟即将指向23时,星箭分离时刻将至。 外出人员陆续返回,飞控大厅却陷入异样的寂静。 大屏幕上,代表轨道远地点高度的参数曲线突然剧烈波动:远地点高度本该稳定增长至29.2万公里,却在15万公里处如过山车般起伏。 张皓起初并未在意,首次参与发射任务的他,侧头询问身旁经验丰富的北京航天飞行控制中心人员:是不是测控链路受到了干扰? 对方面色凝重。 屏幕上的轨道参数依旧疯狂跳动。 此起彼伏的电话铃声已织成一张焦虑的网。 几乎所有人都意识到:上面级飞行异常了。 不久后,双星组合体飞出测控区。 但此时的地面,并未如期收到卫星分离的遥测信号。 “卫星下落不明,生死未卜。”张皓说。 约40分钟后,测控系统捕获到闪烁的卫星信号。 “它还活着!”中国科学院微小卫星创新研究院研究员张军说。 确切的消息传来—— DRO-A/B双星组合体被“甩”入远地点仅13.4万公里的“绝望轨道”——远低于预先设计的29.2万公里。 “就像眼看着风筝断线,手里却还攥着最后的希望。”张军说。 “折翼苍鹰” 问题接踵而至。 地面测控数据显示,重达581公斤的双星组合体以每秒超过200度的速度疯狂翻滚。 “这相当于每1.8秒‘翻一次跟头’,离心力足以将太阳翼像纸片般撕碎。”中国科学院微小卫星创新研究院研究员白涛解释,“常规大卫星每秒转几十度就可能散架。” 眼前最重要且紧急的问题,就是让卫星“稳”下来。 2024年3月14日0时前后,来自地面的“救援”开始了。 77岁的工程顾问、中国科学院院士顾逸东,工程总师林宝军、工程副总指挥王强,在西昌紧急连线北京的工程总指挥高铭、工程副总师李绪志,会同卫星系统、载荷系统和测控系统,成立应急飞控小组。 他们的每一个决策,都关乎卫星的命运。 很快,小组给出应急处置措施:通过紧急上注指令、修改参数阈值等操作,交替使用双星组合体的发动机喷气消除旋转。 飞控团队用“每条指令发三遍”的土办法,试图让卫星“停转”。“当时的发令单像雪片一样飞来。”飞控主管调度温旭峰事后回忆道。 转机出现在14日凌晨3时前后。“DRO-B卫星姿控发动机成功点火。”中国科学院微小卫星创新研究院研究员李笑月报告。 20分钟后,双星组合体成功“消旋”。 地月大救援的第一关,过了。 “太阳翼异常!”新危机显现。 地面站遥测数据显示:DRO-A卫星的太阳翼无法锁定,DRO-B卫星的太阳翼则完全“脱臼”。 太阳翼是卫星的动力源,其异常会导致电力告急,卫星随时可能因能源耗尽沦为太空垃圾。 “庆幸的是,太阳翼发电正常。”张军说。 飞控团队紧急开展了一系列操作:注入姿态控制指令,通过反复调整对日姿态、平衡蓄电池充放电……最终让“受伤”的太阳翼“追光充电”。 “就像折翼的苍鹰,用喙与利爪钩住岩缝向上攀登。”中国科学院微小卫星创新研究院副研究员冷佳醒这样形容卫星的坚韧。 “引力赛跑” 第二关惊险渡过,但真正的考验才刚刚开始。 轨道远地点高度不足预期一半,燃料余量又捉襟见肘。如何将卫星从“绝望轨道”拽回正轨? 2024年3月14日凌晨,张皓、白涛和飞控团队在机房热烈讨论,面对满屏的预设程序,手写公式、敲击代码,开始一场与引力的赛跑。 40小时不眠不休,轨道重构方案诞生:卫星需在120小时内完成首次轨道机动,否则将永远失去进入DRO的机会。 张皓形容那段时间“肾上腺素狂飙”,困意被高压驱散。 基于飞控团队的计算结果,工程总体做出决策:双星不分离,交替利用双星燃料抬升轨道高度,全力保障双星组合体飞抵DRO。 3月18日12时42分,第一次应急处置轨道控制启动。 张皓清晰地记得这个时间。他们要将双星组合体高度抬高到24万公里。 控制指令上注后,卫星发动机点火持续了惊心动魄的1200秒。 这是罕见的长时间太空点火,也是决定卫星救援成败的“生死时刻”。 “若推力方向因质心偏移产生干扰力矩,卫星将可能再次失控。”张皓说。 千钧一发的时刻,往往比想象中更安静。 几排弧形控制台前,技术人员眼中布满血丝。有人无意识地啃着指甲,有人反复擦拭眼镜——所有人都在等待一个答案:“折翼苍鹰”能否再次展翅高飞? 张皓真切体会到心脏狂跳的窒息感。当DRO-A/B双星组合体在大屏幕的演示动画中向上“攀爬”时,他的静息心率从每分钟60多次飙至每分钟120多次。 “我当时甚至听不到大厅里的声音。”张皓站在飞控大厅后排,死死盯着屏幕。 当屏幕显示点火时间达1200秒,温旭峰宣布“轨道控制圆满成功”,大厅爆发出久违的掌声。 这是张皓在此次任务中第一次听到掌声。 他转头对同事许高杰挤出一句:“打100分!” 两人短暂拥抱,眼角微湿。 几天后,他们进行了第二次近地点轨道机动补救控制,双星组合体被抬高到38万公里,越过“死亡线”。 “太空桌球” 这场持续120多天的“太空救援”,在2024年7月15日迎来终章。 当“负伤”的双星组合体滑入预定轨道,张皓瞥见有人抹眼角。 传统上需要火箭直推38万公里的任务,被拆解为4次绕地、3次飞临月球的“接力赛”。飞控团队经历了5次关键轨道机动,以及无数次“心跳过山车”。 “我们就像在玩一场高难度的‘太空桌球’。”中国科学院空间应用工程与技术中心副研究员毛新愿说,团队必须精准计算每次机动的“击球点”,利用月球引力的“弹弓效应”将卫星推向正确方向。 这意味着,团队必须在几个小时之内完成数万次轨道计算,同时考虑太阳、地球、月球引力的复杂影响,甚至手动调整参数,拼尽全力处理极端情况。 “稍有偏差便会前功尽弃。”张皓说。 最终,团队以传统方案1/5的燃料消耗,完成这场跨越约850万公里的绝地反击。这个距离相当于在地月之间走了11个来回。 8月28日,DRO-A/B双星组合体成功分离,双星互相拍照。 王文彬屏息注视着传回的珍贵图像,这是他第一次真切看到这对“负伤”卫星的样子:DRO-A卫星的太阳翼呈近90度弯折,DRO-B卫星的太阳翼如折断的翅膀,却在深空背景下倔强舒展。
“双星能源平衡,平台及载荷工作正常。” 飞控大厅内响起一阵欢呼! “地月灯塔” DRO是理论上的完美轨道,但这需要实际飞行验证。 2024年,中国人尝试在此长期驻留,才首次验证了这一理论的“极致潜力”。 2024年8月30日,DRO-A、DRO-B两颗卫星和此前已发射成功的DRO-L卫星——三颗卫星两两之间成功构建K频段微波星间测量通信链路,首次验证了地月空间尺度三星互联互通的组网通信。 至此,全球首个基于DRO的地月空间三星星座成功实现在轨部署。 “以前总说‘星辰大海’,现在我们真的在搭建通往深空的港口。”王文彬说,“三星组网构成的‘地月灯塔’,未来可为月球基地导航授时,甚至为火星探测铺就信息高速公路。” 这场地月大救援不仅挽回了价值数亿元的卫星,还验证了多项“全球首次”:航天器DRO低能耗入轨、117万公里超远距离星间通信、天基测定轨新体制…… 为科研人员点赞! 来源:人民日报 编辑:张家乐 |
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【案例】 当两颗中子星碰撞时会发生什么?黄金是怎么来的?
当两颗中子星碰撞时会发生什么?中子星是超新星爆炸后留下的超高密度遗迹,几乎完全由中子组成。它们的质量约为太阳的1.4到2倍,但直径被压缩至约20公里。当两颗这样的恒星相撞时,它们会合并并引发爆炸。这种强烈的爆炸被称为千新星。 这次合并释放出巨大的能量,以及金和铂等重元素。这些碰撞形成了宇宙中的大部分黄金,包括我们在地球上使用的黄金。这种事件产生的光通常非常明亮,以至于在很远的地方都能看到。 你以为黄金是地球"亲生"的?其实它是宇宙"混血儿"!咱们地球自己根本炼不出黄金,全靠天外来客送货上门。 宇宙中有个黄金制造厂叫"中子星",当两颗中子星像跳探戈似的撞在一起,瞬间爆发的能量比太阳亮100亿倍!这时候它们像疯狂摇奶茶一样,把原子核摇散重组,质子中子噼里啪啦黏成金原子。这种"黄金雨"在宇宙飘了46亿年,直到地球诞生时,才搭着陨石顺风车来安家。 想象一下,当年砸死恐龙的小行星,其实也是黄金快递员!咱们现在挖的金矿,都是当年陨石带来的"星际包裹"。 最有趣的是,你手上的金戒指里,可能藏着某颗超新星爆炸时的残骸——毕竟黄金在宇宙旅行了上百亿年,才变成你首饰盒里的宝贝呢! 来源:每日宇宙探索指南(公众号) 原网址链接:https://mp.weixin.qq.com/s/rLfje5dKS3byU965ebwfgQ 编辑:张家乐 |
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【案例】 为什么北极星是“夜空导航员”?6万年后天狼星要接班? 为什么北极星是“夜空导航员”?6万年后天狼星要接班? 你有没有想过,为什么古人能在没有GPS的夜晚找到方向?答案藏在北极星身上——这颗看似普通的星星,其实是地球自转轴的“忠实粉丝”,永远钉在正北方,堪称宇宙级指南针。 一、北极星:地球自转轴的“钉子户” 想象地球是个疯狂转陀螺,但它的自转轴始终微微指向北极星方向。虽然地球像喝醉的陀螺会轻微晃动(每2.6万年换个“北极星”),但北极星(勾陈一)目前稳稳卡在这个位置,误差不到1度。这就像用图钉把纸固定在旋转的圆盘边缘,无论圆盘怎么转,图钉位置始终不变。 二、古代人的“星空导航术” 1. 北斗七星当量角器:找到勺子状的北斗七星,把勺口两颗星连线向外延伸5倍距离,就能锁定北极星。就像用筷子比划出箭头,直指北方。 2. 航海界的“暗夜灯塔”:19世纪美国黑奴逃亡时,靠北极星辨别方向;郑和下西洋的宝船,也靠它校准航向。现代登山包里,仍有驴友备着六分仪——万一手机没电,抬头就能认星。 三、南极星的“空缺之谜” 北半球有北极星坐镇,南半球却长期没有同等亮度的南极星。最接近的南极座σ星只有5.4等(肉眼勉强可见),而北极星是2等星(相当明亮)。就像北方有明亮的灯塔,南方只有盏昏暗的路灯。 四、天狼星:6万年后的“新晋顶流” 现在夜空中最亮的恒星天狼星(-1.46等),正以每秒1.2万公里的速度靠近地球轨道。6万年后,地球自转轴将轻微摆动,天狼星会取代北极星成为新的“指北针”。这就像班级里的学霸轮换当班长,虽然现在北极星是尖子生,但未来天狼星会靠实力上位。 五、给现代人的冷知识 手机导航也靠星星:卫星导航系统(如北斗)通过接收多颗卫星信号定位,原理和古人认星异曲同工。 北极星会变暗:它其实是个三合星系统,主星亮度是太阳2000倍,但距离地球434光年,看起来只是二等星。 南半球怎么办:那里的水手靠南十字座+南极座σ星组合导航,相当于用两根筷子指方向。 来源:每日宇宙探索指南(公众号) 编辑:张家乐 |
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