行星奇葩天王星为何躺着转？
发布时间：2022-11-03 14:00:13 所属栏目：外闻 来源：转载
导读： 如何更有效地抵抗宇宙辐射伤害
太阳中的核聚变反应是地球上接受的热和光的来源。这些反应释放出大量的宇宙辐射，包括X射线和伽玛射线，以及对任何生物都有害的带电粒子。由于
太阳中的核聚变反应是地球上接受的热和光的来源。这些反应释放出大量的宇宙辐射，包括X射线和伽玛射线，以及对任何生物都有害的带电粒子。由于
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如何更有效地抵抗宇宙辐射伤害 太阳中的核聚变反应是地球上接受的热和光的来源。这些反应释放出大量的宇宙辐射，包括X射线和伽玛射线，以及对任何生物都有害的带电粒子。由于磁场迫使带电粒子在两极间弹跳，以及大气层过滤了有害辐射，地球上的生命得到了保护。然而，在太空旅行中，情况就不同了。为了弄清在外太空旅行时细胞中发生的情况，科学家将焙用酵母送往月球。 保护航天员免受宇宙射线负面影响的最常见策略是使用最先进的材料对其进行物理保护。还有一些研究表明，冬眠者对高剂量辐射的抵抗力更强，所以有学者建议在执行太空任务时使用“合成或诱导休眠”来保护航天员。另一种保护生命免受宇宙射线伤害的方法是研究能显著耐受环境压力的生物，例如俗称水熊虫的缓步动物。 研究者Hamid Kian Gaikani使用釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）来研究宇宙对DNA的损伤：收集的酵母细胞将乘坐猎户座航天器前往月球并返回，为期42天。 这个集合里包含大约6000个条形编码的酵母菌株，在每个菌株中，有个基因被删除了。当暴露在太空环境中时，如果某个特定基因的缺失影响了细胞的生长和复制，这些菌株就会发育滞后。任务完成后，研究者们使用条形码计算每个菌株的数量，以确定在宇宙辐射下必不可少的生存基因。尽管酵母和人类的遗传复杂性不同，但通过研究酵母，我们可以获得大量关于人类细胞DNA损伤反应的信息。此外，与人类细胞相比，酵母细胞的简单性（酵母有6000个基因，而我们有超过20000个基因）使我们能够得出更可靠的结论。 这类研究对于了解航天员的身体如何应对长期太空任务以及制定有效的应对措施至关重要。一旦我们确定了在宇宙辐射和微重力生存中发挥关键作用的基因，我们就能够寻找药物或治疗方法，帮助提高细胞的耐久性以抵御这种压力。 / 发现笑气可能意味着发现生命？ 加州大学河滨分校的科学家认为，天体生物学家用来在其他恒星周围的行星上寻找生命的典型化学物质（即生命印迹）清单中缺少了某种物质——笑气（化学分子式为N2O）。天体生物学家Eddie Schwieterman说：“人们已经对氧气和甲烷作为生命印迹进行了很多思考，而很少有研究人员认真考虑过一氧化二氮。但我们认为，这可能是一个错误。” 为了得出这个结论，Schwieterman带领一组研究人员确定了在类似地球的星球上生物可能产生多少一氧化二氮，然后制作模型，模拟这颗行星围绕不同种类恒星运行的情况，并确定了詹姆斯·韦布空间望远镜等天文台可以探测到的N2O含量。 相关研究已发表在The Astrophysical Journal上。 施维特曼说:“TRAPPIST-1是观察岩质行星大气最近和最好的系统。在TRAPPIST-1这样的恒星系统中，你有可能检测到与二氧化碳或甲烷水平相当的一氧化二氮。”生物可以通过多种方式产生一氧化二氮（N2O）。微生物不断地将其他氮化合物转化为N2O，这一代谢过程可以产生有用的细胞能量。“生命产生的氮废物被一些微生物转化为硝酸盐。在鱼缸里，这些硝酸盐会积聚起来，这就是为什么你必须换水。”Schwieterman说，“然而，在海洋中的适当条件下，某些细菌可以将这些硝酸盐转化为N2O，然后这种气体就会泄漏到大气中。” 在某些情况下，即使在大气中检测到N2O也不能表明有生命。Schwieterman的团队在建模中考虑到了这一点。例如，闪电会产生少量的N2O。研究小组认为，天体生物学家该考虑把N2O作为生命印迹气体了，因为詹姆斯·韦布望远镜可能很快就会发送TRAPPIST-1系统中岩质类地行星的大气信息。  / 天王星为什么躺着转？ 在太阳系的行星中，天王星因两个原因而脱颖而出：一是它与轨道平面呈98°的奇特倾斜角度，这比任何其他行星都要陡峭得多。二是它的顺时针旋转方向，这与太阳系中的大多数其他行星都不同。一个由多所大学成员组成的研究小组提出了一个理论来解释天王星的奇特倾斜和它的反向旋转。 在过去的几年里，空间科学家们提出了各种理论来解释天王星的独特特征。例如，一些人认为，天王星的倾斜是它与另一个大型天体的碰撞造成的；也有人认为，它可能受到了一群较小天体的影响。由于缺乏相关证据，这两种理论都难以得到证实。在这项新的研究中，研究人员提出了一个新的理论——天王星的独特倾斜角度是其卫星迁移造成的。 几年前，研究小组成员注意到，由于卫星的迁移，木星的倾斜度在增加。数学计算预测，它的倾斜度将在未来几十亿年内发生巨大变化。对土星的观测也发现了类似结果，主要是其最大卫星土卫六的迁移造成的。这促使研究人员关注天王星和它独特的倾斜角度。 为了找出卫星迁移是否是大倾角背后的原因，研究人员进行了计算机模拟，然后发现，一颗质量仅为月球一半的卫星可以在数百万年内将天王星的倾斜角提高到接近90°。但同时研究人员也发现，现在环绕天王星的卫星没有足够的质量来创造这样的倾斜度。不过，模拟结果也显示，如果一颗大卫星将天王星的倾斜度推到80°，事情就会变得不稳定，卫星就会撞向行星——研究人员发现，这可以解释倾斜的程度，也可以解释行星的反向旋转。相关研究已发表在arXiv上，等待同行评审后发表在Astronomy & Astrophysics（《天文与天体物理》）上。 / 一颗古老温暖的类木星系外行星 利用凌星系外行星巡天卫星（TESS），一个国际天文学家小组探测到了一个新的、古老而温暖的、类似木星的外星世界，它围绕着一颗G型矮星运行。这颗新发现的系外行星被命名为TOI-5542b，其大小与木星相当——比太阳系最大的气体巨行星的质量大约30%。 TESS正在对太阳附近大约20万颗最亮的恒星进行调查，目的是寻找凌星系外行星。到目前为止，它已经发现了近6000颗候选系外行星（TESS感兴趣的对象，即TOI），其中256颗已被确认。现在，由瑞士日内瓦大学Nolan Grieves领导的一组天文学家最近证实了TESS监测到的另一颗TOI。在一颗名为TOI-5542的贫金属G矮星的光曲线中，研究人员发现了一个凌星信号。研究人员在论文中写道：“我们报告了对暖木星TOI-5542b的发现和特征。该行星首次被TESS探测到。” 这颗新发现的系外行星的半径约为木星半径的1.01倍，质量约为木星质量的1.32倍，其密度约为1.6克/立方厘米。它的公转周期为75.12天，距离母星0.33天文单位。据估计，这颗行星的平衡温度为441K，因此天文学家将其归类为暖木星。 恒星TOI-5542的光谱类型为G3V，半径约为太阳的1.06倍，质量比太阳小11%。这颗恒星的有效温度约为5700K，光度约为太阳光度的1.05倍，其年龄估计为108亿年。TOI-5542的金属丰度测定结果约为-0.21。 考虑到TOI-5542有将近110亿年的历史，研究人员强调，它的系外行星因此是已知最古老的长周期暖木星之一，也是少数有年龄估计的行星之一。论文作者总结道：“TOI-5542b是已知最古老的暖木星之一，它足够冷，不受恒星入射通量导致的膨胀的影响，这使得它在行星组成和形成研究方面做出了宝贵贡献。” / 最短轨道的“灾难性”恒星 在我们的银河系中，有近一半的恒星像太阳一样是孤独的。另一半则环绕着其他恒星，有成对的，也有更多颗的。 麻省理工学院等机构的天文学家发现了一对双星，即一对恒星，其轨道极短，似乎每51分钟就绕对方一周。该系统似乎是一种罕见的双星，即“激变变星”。在这种情况下，一颗类似于我们太阳的恒星紧紧围绕着白矮星，白矮星是一颗燃烧过的恒星热而密集的核心。 当两颗恒星靠近时，就会发生灾难性的变化：白矮星开始吸积，或者从伴星上吞噬物质。这一过程会发出巨大而多变的闪光，几个世纪前，天文学家认为这是某些未知灾难的结果。 这个新发现的系统被该团队标记为ZTF J1813+4251，它拥有迄今为止探测到的最短轨道。与过去观测到的其他类似系统不同，研究团队能够精确测量每颗恒星的特性。通过这些测量，研究人员模拟了这个系统现在可能的情况，以及它在未来数亿年将如何演变。科学家们得出的结论是，这两颗恒星目前正处于过渡阶段，这颗类日恒星一直在旋转，并将其大量的氢气大气“捐赠”给了这颗贪婪的白矮星。这颗类似太阳的恒星最终会被剥离成一个密度很大、富含氦的核心。再过7000万年，这两颗恒星将更加靠近，在它们开始膨胀和分离之前，它们的超短轨道只有18分钟。 麻省理工学院的研究员Kevin Burdge说：“这是一个罕见的例子，我们捕捉到了其中一个系统从氢吸积转变为氦吸积的过程。人们预测这些天体应该过渡到超短轨道，并对它们是否能短到发出可探测的引力波争论了很久。现在这一发现解决了这个问题。”相关研究已发表在《自然》上。 （编辑：晋中站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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