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              2019年天文领域大事件回顾(3)
              发布时间:2020-01-07

              6、NASA的“新视野”太空船飞掠冥王星外天体“海角天涯”

              2019年1月1日,新视野号按照此前预定的时间准时飞掠柯伊伯带小天体KBO 2014 MU69,这个小天体的昵称是“海角天涯”,长的像雪人,但也像人参果,比冥王星更远一些,每295年绕太阳一周。今年冬天,这个天体被正式命名为Arrokoth,意为“天空”。不过,还是“海角天涯”叫起来顺口。

              图:新视野太空船拍摄下来的海角天涯的照片,像雪人还是人参果,取决于你喜欢玩还是喜欢吃。(NASA)

              新视野号由NASA负责管理,由约翰霍普金斯大学应用物理实验室与西南研究所联合制造,它的外形像一个大钢琴,长、宽、高分别为2.2米、2.1米与2.7米。新视野号的探测目标是冥王星以及比冥王星更远的其他冰冷天体,这些天体被统称为柯伊伯带天体。2015年7月,跋涉9年多的新视野号太空船飞掠冥王星,拍摄了多张冥王星与其最大卫星卡戎的照片。这个成果在当年轰动一时。2019年元旦飞掠“海角天涯”,使新视野时隔三年多后重新返回大众视野。

              图:“新视野”的艺术想象图,图中的大小天体分别是冥王星、冥王星的卫星卡戎(NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究院/Steve Gribben)

              对柯伊伯带天体的近距离探测,对于我们理解太阳系演化规律,有重要价值。当这个钢琴一样美丽的探测器飞掠过“海角天涯”时,它自己就是一个海上钢琴师。

              7、NASA的帕克号获得日冕与太阳风的一批重要结果

              2019年12月5日,《自然》杂志发表了4篇与帕克号太阳探测器探测数据有关的论文,这些论文根据帕克探测到的数据,研究了快太阳风、慢太阳风、日冕粒子环境与光谱线。

              图:帕克号探测器的艺术想象图。

              耗资15亿美元的“帕克”2018年8月12日发射成功。这个探测器的主要任务是探索日冕与太阳风的奥秘。日冕因为形状像帽子而得名,温度可以达到几百万度。太阳在不断吹出高速带电粒子,这些粒子被称为“太阳风”。

              61年前,31岁的尤金·帕克提出太阳风的想法,那时基本上没别人相信他的理论。第二年,太阳风被苏联和美国的航天器观测到。为纪念帕克的巨大贡献,这个探测器被命名为帕克。这是NASA首次以活着的人来命名的航天器,这得多亏帕克教授高寿,去年探测器发射时他已经91岁了。

              图:在卡纳维拉尔角发射位的尤金·帕克。

              按照计划,帕克探测器将用6年时间一边环绕太阳,一边靠近太阳。到今年为止,帕克号已经环绕了太阳3圈,最近时距离太阳2400万公里,这个距离已经短到只有水星与太阳距离的一半了。接下来,帕克号将被进一步变轨,让自己更靠近太阳。第4次接近太阳时,距离将缩短为1950万公里。

              绕完24圈后,帕克最终到达稳定轨道,帕克与太阳最近时只有大约600万公里。为了应对高温,帕克探测器团队制造出了超级耐高温的材料:当你用喷枪烤其中一面时,另一人将手放在另外一面却不会被烫到。

              8、中国国家天文台领衔的团队发现最大质量恒星级黑洞

              宇宙中的黑洞多种多样。根据质量大小,可以分为超大质量黑洞、中等质量黑洞与恒星级黑洞。当一颗恒星质量过大时,就会在晚期直接收缩为一个黑洞或者先成为中子星再成为黑洞,这就是恒星级黑洞形成的途径。

              最近,中国科学院国家天文台的刘继峰研究员与合作者利用6米级巡天望远镜郭守敬望远镜(英文名为LAMOST)大批量测量恒星光谱,再利用美国夏威夷Keck望远镜、西班牙GTC 获取高分辨率光谱,确认一颗恒星伴随着一个巨大的恒星级黑洞,质量达到了大约70个太阳质量。由于这个黑洞位于双星系统内,因此在成为黑洞前是一个恒星,所以这个黑洞也就是一个恒星级黑洞。

              图:郭守敬望远镜(LAMOST)外景(LAMOST官网)

              这个恒星级黑洞达到了70个太阳质量,这不仅破了此前同类黑洞的质量极限,也挑战当前的恒星演化理论。根据当前理论,如果一颗恒星的金属相对含量与太阳差不多,它最后即使成为黑洞,质量也不会超过25个太阳质量。但这个黑洞质量的伴星的金属相对含量却又与太阳几乎一样,这意味着它在死亡之前,金属相对含量也与太阳差不多。这就挑战了恒星演化理论。

              图:70个太阳质量那么重的黑洞及其伴星的艺术想象图(上);被探测到的黑洞在银河系中的位置示意图(中)(Belczynski等人,2019,arXiv:1911.12357)。

              这个成果还将大大提高人们搜寻银河系内恒星级黑洞的效率。至今为止,银河系内被被确认的恒星级黑洞大约为100颗,而LAMOST团队只需要几年时间就可以再发现100个以上恒星级黑洞。


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