《倒计时》第17集 - 水星岩浆海洋、抛掷太空垃圾、壮观的太阳图像、范艾伦第三辐射带、超大质量黑洞以接近光速旋转

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


[以下文本是此视频的修改后的文字记录。]

5) 水星岩浆海洋


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水星可能曾经包含着名副其实的由移动的、发光的熔岩组成的海洋。科学家认为岩浆在四十多亿年前流过这颗行星的表面。

自2011年3月以来,NASA的信使号探测器一直在绕水星运行,以收集有关该行星的信息。信使号的观测结果揭示了两种不同类型的岩石,它们具有不同的化学成分。

为了解水星岩石是如何形成的,科学家在地球上的实验室里重建了这些矿物质(预览)。他们的实验表明这些岩石起源于岩浆海洋。岩浆沉淀成两层,凝固,然后再次喷发到行星表面,留下两种不同的岩石类型。整个过程一定发生在水星形成后不久,大约在45亿年前。

4) 抛掷太空垃圾

NASA估计我们现在有50万块太空垃圾围绕地球高速运行。

比弹珠还大,以高达每小时15,000英里的速度飞行,所有这些垃圾都对宇航员和卫星构成危险。看看这个洞,它是在2007年穿透了奋进号航天飞机的散热器面板。散热器的壁是实心铝,半英寸厚。

最新的清除太空垃圾的想法是利用碎片自身的动量来解决问题。带有 Sling-Sat 的 TAMU 太空清扫器使用两个接收杯来捕捉垃圾。其可伸缩臂然后改变进入物体的方向,将其向下发射到地球大气层,在那里它可以燃烧殆尽。

这个想法的美妙之处在于 Sling-Sat 可以利用从垃圾转移来的动量作为推力,朝着它的下一个目标前进。根据其发明者,德克萨斯 A&M 大学的两位工程师的说法,这种方法使 Sling-Sat 能够更小、更高效,并且与普通卫星相比,可以延长其使用寿命(pdf)。

3) 壮观的太阳图像

三年前,NASA 发射了太阳动力学天文台,这是一个研究太阳磁场及其对地球影响的项目。从天文台获得的最新数据显示几次日冕物质抛射和太阳爆发。但无需惊慌,这不会对我们构成任何重大威胁。目前,只需坐下来观看壮观的图像(见上方视频)。

2) 范艾伦第三辐射带

新的范艾伦辐射带在地球轨道上出现然后消失。事实证明,太阳风真的可以扰乱这些环。

范艾伦辐射带是由带电粒子组成的两个环,通过我们地球的磁场保持在地球周围的轨道上。去年九月,NASA 的双辐射风暴探测器发射升空,开始检查这些环,记录它们的结构。但在几天后,他们发现内环和外环之间存在第三个环。

科学家认为一股太阳风爆发向辐射带发送了冲击波,摧毁了外环的一部分,并将剩余部分一分为二——总共形成了三个辐射带。而且扰动还没有结束。另一次冲击波在十月份爆发,摧毁了两个外环。这留下了一个辐射带,但并没有持续多久。大约一周后,第三波冲击波掠过,恢复了最初的两个辐射带。

如果这些太阳扰动像看起来那样常见,科学家将不得不修改他们关于范艾伦辐射带的模型。

您可以在2月28日出版的《科学》杂志(预览)中查看完整研究。

1) 超大质量黑洞以接近光速旋转

一个超大质量黑洞,比我们的太阳质量大数百万倍,也具有超高速自转:它以接近光速的速度旋转!

螺旋星系 NGC 1365 包含一个巨大的黑洞,直径超过三百万公里。超大质量黑洞非常大,它们的引力会吸引周围的物质,形成扁平的吸积盘。这些吸积盘反射出 X 射线光,我们可以用 NASA 的 NuSTAR 和欧洲航天局的 XMM-Newton 等仪器探测到这些光。

黑洞的自转会影响这种光,因为自转速度更快的黑洞会将其吸积盘拉得更近。吸积盘离黑洞越近,它就越能感受到其引力的影响——并且其反射的 X 射线也变得越扭曲。

来自 XMM-Newton 和 NuStar 的数据显示,来自 NGC 1365 黑洞的 X 射线被严重扭曲。这意味着该黑洞一定在以极快的速度旋转,其表面以接近光速的速度运行。

快速自转表明,这个黑洞的超大质量和超高速自转来自于一次巨大的合并,或者来自于一个稳定的吸积盘。如果它是通过零零散散地获取质量,那么每一块质量都会改变黑洞的动量,而不是促成单一方向的稳定自转。

您可以在2月27日出版的《自然》杂志中阅读更多内容。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)

 

——以上脚本的部分内容由 Sophie Bushwick、Eric R. Olson 和 Isha Soni 撰写

About Eric R. Olson

Eric is multimedia journalist and producer who specializes in science and natural history. His work has appeared on the websites of 大众科学, Nature, Nature Medicine, Popular Science, Slate and The New York Times among many others. He is a former video producer & editor for 大众科学.

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