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nasa论文题目

发布时间:2023-03-12 20:16

nasa论文题目

要达到好的宣传效果,要先吊足胃口——美国国家航空航天局(NASA)的宣传主管显然深谙此道。相信很多人仍对今年7月NASA另一个地球的“重大发现”记忆犹新,9月28日晚,NASA再度抛出“火星之谜已解开”的重磅新闻。虽然并非我们想要的发现“火星人”那种大发现,不过这次新闻发布会的成果确实有所不同,也足够分量:光谱证据显示,火星上现在就有液态水。

发布会上的关键人物

早在新闻发布会举行之前,很多人从NASA预告将出席发布会的人员名单中,已经非常准确地猜到即将公布的“重大发现”是什么了。因为参加发布会的人员中有一位博士生Lujendra Ojha,他的出现给大家一个很强烈的信号,因为正是他发现了火星上的季节性坡纹,表明火星上可能存在发现液态水流。

Lujendra Ojha(个人网站:)目前仍是美国佐治亚理工学院的一名在读博士生,酷爱摇滚乐,预计明年才毕业。2011年,当他还是亚利桑那大学的一名本科生时,从火星勘测轨道器拍摄的高清图像上,发现一些撞击坑的坑壁上存在暗色条纹。Lujendra Ojha把这些条纹命名为季节性坡纹(recurring slope lineae,RSL),认为可能与水流作用有关。

NASA本次新闻发布会,源于Lujendra Ojha作为第一作者发表在《自然·地球科学》上的一篇论文《火星季节性坡纹中发现水合盐类的光谱证据》。这篇论文于今年4月22日投稿,经过一番审稿和修改之后,最终于今年8月21日被同意接收。9月28日,这篇文章被挂到网上在线发表。

在这篇文章在线发表的同时,《自然·地球科学》网站发布了这篇文章的新闻稿,当然,编辑部并没有预料到这条论文会被NASA炒作成一个大热点,杂志社的华人编辑也没有把新闻稿译成中文以飨国内读者。

什么是季节性坡纹?

季节性坡纹是一种颜色较暗(即反射率较低)的狭长条纹,在火星表面相当活跃。Lujendra Ojha发现,当气温上升时,季节性坡纹开始形成并发育壮大,一般在:当气温下降天气寒冷时,这些坡纹又会消失不见。即一般从春季开始出现,在整个夏季变得越来越明显,到秋冬季节逐渐消失。

多年观测发现,季节性坡纹一般在同一位置反复出现。据推测,这一神秘的地质现象可能与流水有关,直接关系到火星上现在是否有水这一重大命题。Lujendra Ojha和他的同事们一直在利用搭载在多颗火星轨道器上的科学仪器获得的遥感数据,研究这些季节性坡纹形成的地质过程或水文过程,解释其成因。这次,他们终于找到了证据。

水合盐类的光谱证据

简单地说,这次发现的主要成果,就是利用搭载在火星勘测轨道器上的高分辨率成像科学设备(HiRISE)和紧凑型火星勘测成像光谱仪(CRISM)获得的数据,发现了火星上存在水合盐类的光谱证据。

光谱分析是行星遥感中的常用手段。由于每种元素都有自己的特征谱线,因此根据光谱特征可以识别目标物质的成分。Lujendra Ojha为什么能从光谱数据中分析出火星表面有水呢?

首先,他利用HiRISE获得的高分辨率照片,识别出季节性坡纹所在的位置;然后,从CRISM的探测数据中提取这些位置及其周围区域的光谱,绘制成下图中的谱线。这些谱线中向下凹的地方称为“吸收峰”。由于季节性坡纹的光谱与水合盐类物质的光谱具有相同的吸收特征,推测季节性坡纹中存在水合盐类;最后,根据季节性坡纹中光谱监测到的水合盐类含量的变化,可以确定这些季节性坡纹是由水流作用形成的。

上图中,a和b中的彩色方框为光谱测量的区域;c为光谱测量结果,不同颜色的谱线分别对应于a和b图中不同的测量区域。d为地面实验室内测得的各种含水盐类化合物的谱线。

由上图可以看出,季节性坡纹中的物质在1.48微米、1.9微米和2.14微米处有明显的吸收峰。其中,所有区域在1.9微米谱段都有明显的吸收峰,这一位置的吸收峰与地面实验室测得的高氯酸盐的光谱特征一致。

此前,高氯酸盐类物质已经在火星上的多处地点被发现,这次的发现增加了火星上存在宜居环境的可能性,下一步NASA科学家致力于研究这些卤水的来源及其储量。

上图中,a为源自Horowitz撞击坑中央峰基岩的季节性坡纹(HiRISE影像,摄于第28个火星年),b为同一HiRISE影像中另一中央峰上的季节性坡纹(比例尺同a)。c图中的两条黑色谱线分别为CRISM测得的图a和图b中方框区域的光谱,彩色谱线为火星土壤光谱与各种盐类光谱混合的结果,从上到下依次为火星土壤与高氯酸镁、高氯酸钠、高氯酸钙的混合光谱。

a为Hale撞击坑中央峰的季节性坡纹,上北下南,太阳光从左侧照入,影像源于HiRISE相机,摄于第31个火星年。b为a图中方框区域的红外光谱。

图中,a为CopratesChasma地区源自基岩的季节性坡纹,黑色箭头为可能与水流作用相关的冲击扇。b中的彩色方框与a为同一区域。c中不同颜色的光谱对应a中方框区域的测量结果。

低温卤水具流动性

火星与太阳的平均距离约2.279亿千米。表面干燥、寒冷,且大气稀薄。火星的表面温度随地理位置、一天中的时间以及表面性质而变化。在黎明前温度最低,然后迅速升高,正好过中午后温度达到最高值,然后在下午迅速下降,随后慢慢地下降到黎明的低值。

由于火星轨道的偏心度,火星南半球夏季最高温度大约比北半球高30K,在很宽的纬度范围内都超过了273K,最高温度记录是仲夏季节的中午,在南纬25度处,记录到295K的最大值。最低温度是仲冬时节,南极极冠的温度可降到140K。在表面以下几厘米深度,日平均温度为210~220K;在冬季极区,温度降低到150K。

表面温度随天、季节和纬度有很大的不同,夏季最高温度可达17℃,但平均日温不超过-33℃。由于大气层很薄,日温度变化100℃是很平常的。在南北纬50°以上的极区,整个冬季的温度都很低(低于-123℃),使大气的主要组分CO2冻结成白色沉积物,形成极冠,由于极冠的季节性循环,表面总气压波动达30%。

由于火星表面气温往往低于纯水的冰点,因此纯净的液态水在火星上很难存在,而高氯酸盐的存在降低了水溶液的冰点。一般加入铵盐后的水溶液,冰点可降低至约零下40摄氏度,实验室中经过优化后的配方,水溶液的冰点可降至约零下80摄氏度。因此,即便在远低于零摄氏度的低温下,火星上的卤水也有一定流动性。

此外,由于水溶液中的高氯酸盐含量高,密度大,火星上的低温使水溶液黏度大。因此即便是液态,水溶液的黏度也可能上升2-3个数量级,就像我们办公室使用的胶水,流动性较差。这也是虽然在火星上观察到大量季节性坡纹,却至今没有找到液态水流的原因。

高氯酸盐有毒

迄今为止的多个火星探测器在火星表面探测到了碳酸盐、硫酸盐、氯化物等一系列地球上常见盐类矿物。遥感光谱及高分辨率相机的探测数据表明,火星北半球高纬地区分布着大量以石膏为主的硫酸盐,中低纬度地区的水手峡谷及附近低地广泛分布镁、钙硫酸盐;火星南半球中低纬度高原地区存在分布广泛的氯化物。

除了遥感测量外,机遇号、勇气号、凤凰号、好奇号等火星车在着陆区附近发现了一系列蒸发盐矿物。凤凰号着陆后在机械臂上冷凝的液体中探测到大气沉降形成的高氯酸盐,并发现火星近地表可能含有高浓度的卤水。

此次成果发布会上展示的火星液态水正是高氯酸盐为主的卤水。

高氯酸盐有毒性,会致畸。人体摄入高氯酸盐将抑制碘吸收,削弱甲状腺功能对婴幼儿也有致畸作用,会产生面部溃疡。

即便如此,有水总比无水好,哪怕是有毒的水,也远远比付出高昂代价从地球上运水要好得多。水是生命之源,火星上的水资源实在太珍贵了,没有水航天员在火星上将完全无法生存。虽然水在太阳系中非常丰富,火星上也曾经有过大规模的水,以及许多河流和湖泊。但此前在火星上还没有找到可用的水源,航天员生存所需的水需要就位生产或从地球上带去。地球上已经成熟的海水淡化技术和国际空间站的水循环利用技术,大大增加了人类在火星上就位取水的可能性。在国际空间站,不会有任何一滴汗水、眼泪或尿液被浪费,利用再生水回收系统,太空舱内收集的水分经过过滤、净化后循环利用。有位航天员曾经形象地说过,在国际空间站上,我今天喝的咖啡就源自昨天喝下去的咖啡。

富含高氯酸盐的液态水的发现增加了火星上存在宜居环境的可能性,下一步NASA科学家致力于研究这些卤水的来源及其储量。火星上是否存在或曾经存在过生命物质的问题一直以来是火星探测的热点与重点。由于直接探测生命存在技术困难,因此寻找火星上具备生命物质产生、生存与发展的环境条件成为解决问题的关键,旨在回答水的存在、水体发育程度、气候条件、土壤中微生物等。

根据地球的经验,只要有液态水并且有一定的热量,几乎肯定可以有生命存活。此次发布的重要成果,为下一步在火星上寻找生命提供了希望。当然,火星上的生命肯定只能是低等的微生物。

注:文中所有图片来自NASA。

(出品:科普中国;制作:中国科学院国家天文台 郑永春;监制:中国科学院计算机网络信息中心;“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。转载请注明“来源:科普中国”。)

NASA计划2029年将深度探索金星

NASA计划2029年将深度探索金星

NASA计划2029年将深度探索金星,该任务将在2031年中期通过金星的分层大气下降到该星球的表面。DAVINCI是首个使用航天器飞越和下降探测器来研究金星的任务。NASA计划2029年将深度探索金星。

美国国家航空航天局(NASA)宣布将于2029年发射一艘航天器探索金星。探测器计划多次飞越金星,并穿越环境恶劣的金星大气层抵达金星表面。

金星大气层对航天器来说很不友好,下降过程堪称地狱般的存在。这项名为“达芬奇”(DAVINCI)号的金星探测任务将探索金星大气层深处稀有气体、具体化学成分并拍摄照片,将是人类第一个通过飞越和降落来探索金星的航天任务。

“达芬奇”号任务预计将探索金星各层大气,并在2031年6月抵达金星表面。自20世纪80年代初以来,科学家们一直渴望获得金星数据。如果一切顺利的话,“达芬奇号”任务能够捕捉到关于金星的详实探测数据,此前,NASA只有两项任务造访过金星,分别是1978年发射升空的“先驱者”号和90年代初发射升空的“麦哲伦”号。

“达芬奇”号宇宙飞船实质上是一个飞行化学实验室,它可以测量金星不同的大气层和气候组成,并在下降过程中拍摄关于金星高地的第一张俯瞰图像。“达芬奇号”任务的仪器计划绘制金星表面的地图,并探测金星像山一样的高地分布。

NASA科学家称,金星上这些被称为“镶嵌地块”(tesserae)的特征与地球上的大陆类似,这意味着金星可能有板块构造。

位于美国马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心达芬奇任务首席研究员吉姆·加文(Jim Garvin)在一份声明中说:“有关化学成分、环境和下降成像数据的组合将描绘出金星各层大气的画面,并说明金星大气如何与阿尔法雷吉奥山脉的表面相互作用。阿尔法雷吉奥山脉的面积是得克萨斯州的两倍。”

“这些探测任务将使我们能够评估金星大气的演化进程,并在金星表面检测花岗岩等特殊岩石类型,同时寻找可以告诉我们侵蚀或其他形成过程在金星表面造就的景观特征。”

“达芬奇”号任务还将通过测量金星大气层最深处气体和水的组成来调查金星过去是否存在过海洋。金星可能是我们太阳系中第一个宜居世界,科学家推测金星此前存在与地球相似的海洋和气候;但期间发生了一些事情,使金星变成一个温度高到足以融化铅的行星。

根据2019年的一项研究,在一次事件引发气候剧烈变化之前,金星可能在几十亿年的时间中温度稳定,还有液态水的存在。这项研究的作者是美国宇航局戈达德空间科学研究所的物理科学家迈克尔·韦(Michael Way),他曾在2016年与人合作研究过金星史前气候和海洋。

现在的金星几乎是一个死星,其有毒大气层比地球厚90倍,表面温度能达到462摄氏度。

由于“达芬奇”号任务将多次飞越金星,航天器会使用两台仪器来研究大气层,并从轨道上绘制出关于金星高地的地图。然后,航天器将释放一个携带5个仪器的下降探测器,一路抵达金星表面。

下降过程持续大约一个小时的时间,探测器将使用隔热罩保护自身安全。当抵达距离金星表面约67公里的高度时,探测器将丢弃隔热罩,并对大气气体进行采样和分析。下降探测器穿过金星表面30500米厚的高空云层后,还会拍摄数百张照片。

戈达德副首席研究员斯蒂芬妮·盖蒂(Stephanie Getty)在一份声明中说:“探测器将在阿尔法雷吉奥山脉着陆,但着陆后不再需要继续运行,因为所有需要的科学数据将在到达金星表面之前完成采集。”“如果我们能以每秒11米的速度着陆,理想条件下探测器能够在金星表面运行17到18分钟的时间。”

NASA科学家和工程师们在最近发表的一篇论文中给出了有关该机构的金星深层大气惰性气体、化学和成像调查(DAVINCI)任务的新细节。据悉,该任务将在2031年中期通过金星的分层大气下降到该星球的表面。DAVINCI是首个使用航天器飞越和下降探测器来研究金星的任务。

DAVINCI是一个飞行分析化学实验室,它将首次测量金星巨大的大气-气候系统的关键方面,其中许多方面自20世纪80年代初以来一直是金星的测量目标。另外,它还将首次提供金星山地高原的下降成像,同时还将以轨道上不可能的尺度绘制其岩石成分和表面浮雕。

这项任务支持对少量存在的未被发现的气体和最深的大气层的测量,包括氢同位素的关键比率--水的组成部分,这有助于揭示水的历史,无论是液态水海洋还是早期大气层内的蒸汽。

据了解,该任务的载体、中继和成像航天器(CRIS)有两个机载仪器,它们将在飞越金星期间研究该行星的云层并绘制其高地区域。此外,该任务还将投放一个小型下降探测器,该探测器有五个仪器,它们将在下降到地狱般的金星表面时以极高的精度提供一系列新的测量。

发表《Planetary Science Journal》上的这篇论文的'第一作者、NASA戈达德太空飞行中心的DAVINCI首席研究员Jim Garvin说道:“这组化学、环境和下降成像数据将描绘出金星的分层大气及它如何跟Alpha Regio山区的表面互动,该地区面积是德克萨斯州的两倍。

这些测量将使我们能评估大气的历史方面以及探测表面的特殊岩石类型如花岗岩,与此同时还可以寻找能告诉我们侵蚀或其他形成过程的提示性景观特征。”

DAVINCI将利用三个金星重力辅助,其通过利用行星的重力来改变CRIS飞行系统的速度和/或方向来节省燃料。前两次重力辅助将为CRIS飞越金星做好准备,从而在紫外线和近红外光中进行遥感,以此来获得超60吉比特的关于大气和表面的新数据。第三次金星引力辅助则将为航天器做准备,从而释放探测器以使其进入、下降、进行科学研究和着陆并向地球进行后续传输。

第一次飞越金星将在发射后6个半月并将花两年时间使探测器进入位置,这样其可以在“正午”的理想照明下进入Alpha Regio的大气层,目的是以328英尺(100米)到比一米更细的尺度测量金星的景观。这样的比例可以无需着陆的情况下对金星的山区进行着陆器式的地质研究。

一旦CRIS系统离金星约两天的距离,探测器的飞行系统就将会被释放,与此同时安全地将直径三英尺(一米)的钛制探测器包裹在里面。探测器将在离地表约75英里(120公里)处开始跟金星上层大气互动。科学探测器将在离地表约42英里(67公里)处抛出其隔热罩后开始科学观测。

随着隔热罩的释放,探测器的进气口将摄取大气中的气体样本并进行详细的化学测量,这就像好奇号探测器在火星上进行的那种测量。在其一小时的下降过程中,该探测器还将在其出现在距离当地表面约10万英尺(30,500米)的云层下时获得数百张图像。

来自戈达德的副首席研究员Stephanie Getty说道:“探测器将在Alpha Regio山区着陆,但着陆后不需要操作,这是因为所有需要的科学数据都将在到达地表前拍摄。如果我们以约25英里/小时(12米/秒)的速度挺过着陆,那么在理想的条件下,我们可以在表面上有长达17-18分钟的操作。”

DAVINCI暂定于2029年6月发射,2031年6月进入金星大气层。

Garvin说道:“以前在金星大气层内的任务都没有像DAVINCI的探测器那样详细地测量化学或环境。此外,以前的金星任务没有在金星磁石高地上空下降,也没有对金星表面进行下降成像。DAVINCI将以Huygens探测器在土卫六所做的工作为基础改进以前的金星原位任务,但要有21世纪的能力和传感器。”

迄今为止,NASA只派过2艘飞船前去拜访金星,我们知道这颗距离太阳第二近的行星地表相当火热,但过去只通过雷完成像,不曾有探测器在下降过程中拍摄金星真面目。再等几年,DAVINCI探测器就会打头阵穿越金星大气层抵达金星表面,最近NASA发布了DAVINCI任务新细节。

未来几年除了要让人类重返月球,NASA与ESA也准备好重返金星。去年6月,NASA宣布将于2028~2030年间发射前往金星的2项新任务,一项名为VERITAS,另一项名为DAVINCI,VERITAS是环绕金星运行的轨道飞行器,将以高清晰细节搭建金星表面并重建3D视图,也会研究金星是否还有活火山活动将水蒸汽释放到大气。

DAVINCI任务则背负重要使命,将携带数种仪器承受极高温度与压力穿越金星大气层,于降落期间吸收金星大气约1小时以收集大气、温度、压力和风速数据,同时拍摄数百张穿越这颗地狱行星过程的照片。

欧洲太空总局(ESA)也宣布将于2031年推出金星任务EnVision,准备带来金星内核到高层大气的整体行星视图。

甚至,连麻省理工学院都推出由私人资金赞助的小型金星生命探测器(Venus Life Finder,VLF),且按照计划会抢先NASA一步、于2023年搭乘火箭实验室电子号火箭前往金星,于3分钟内穿越金星云层探索金星生命。

最近,NASA进一步发布DAVINCI任务细节:发射之后,DAVINCI需花2年时间才能让探测器在理想“正午条件”进入金星大气层,CRIS飞行系统将通过重力辅助改变速度与方向以节省燃料,并在飞越大气期间研究金星云层、搭建高地地图;另外释放带有5个仪器的小型下降探测器进一步降落,负责检测地表特殊岩石类型(如花岗岩)、侵蚀地形景观等。

探测器将在离金星地表约67公里时展开科学观测,并在约1小时下降过程中,于地表上方约30,500米处拍摄数百张图像。最终探测器会在Alpha Regio山脉着陆,如果以每秒12米速度着陆还幸运幸存下来,探测器可当地面再进行长达17~18分钟操作。

DAVINCI暂定于2029年6月发射、2031年6月进入金星大气层。此前,NASA最后一个金星专门任务是麦哲伦号,于19 89年抵达金星轨道并于1994年结束。

新论文发布在《行星科学》(Planetary Science)期刊。

NASA首次发现因人类活动引起的二氧化碳排放减少

研究人员首次在全球范围内发现了由于人类活动的排放而导致的大气二氧化碳的短期、区域性波动。 通过结合NASA的卫星和大气模型,科学家们对人类二氧化碳排放的变化进行了首次检测。这项新研究使用了来自NASA轨道碳观测站-2(OCO-2)的数据--从太空测量COVID-19大流行期间二氧化碳排放量的下降。

随着每日和每月的数据产品现在可以向公众提供,这为近乎实时地跟踪人类活动对二氧化碳浓度的集体影响提供了新的可能性。

以往的研究调查了大流行初期封锁的影响,研究人员们发现2020年全球二氧化碳水平略有下降。然而通过将OCO-2的高分辨率数据跟NASA戈达德地球观测系统(GOES)的建模和数据分析工具相结合,该团队得以缩小哪些月度变化是由人类活动引起的、哪些是由区域范围内的自然原因引起的。这证实了之前基于经济和人类活动数据的估计。

该小组的测量结果显示,在北半球,人类产生的二氧化碳浓度增长从2020年2月到5月发生下降但在夏季反弹,这跟该年全球排放量减少3%到13%相一致。

该团队表示,这些结果代表了研究人员在研究气候变化的区域影响和跟踪缓解战略的结果方面的一个飞跃。这种方法可以在大气中的二氧化碳发生后的一两个月内检测到它们的变化并提供关于人类和自然排放如何演变的快速、可操作的信息。

辨别地球大气的微妙变化

二氧化碳是存在于大气中的一种温室气体,它的浓度由于自然过程如植物的呼吸作用、与世界海洋的交换和人类活动如化石燃料的燃烧和砍伐森林而发生变化。自工业革命以来,大气中的二氧化碳浓度增加了近49%,2013年在人类 历史 上首次超过了百万分之400。

当政府要求公民在COVID-19大流行中提前待在家里时,路上的 汽车 减少意味着释放到大气中的温室气体和污染物的数量陡然下降。位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的NASA全球建模和同化办公室的研究气象学家Lesley Ott指出,但对于二氧化碳,“急剧下降”需要放在背景中。这种气体在释放后可以在大气中持续一个世纪,这就是为什么短期变化可能会在整个全球碳循环中消失--这是一个吸收和释放的序列,它涉及自然过程和人类过程。2020年初的锁定只是这一年二氧化碳总量的一个小部分。

“2020年初,我们看到澳大利亚的火灾释放了二氧化碳,我们看到印度上空的植物吸收了更多的二氧化碳,我们看到所有这些不同的影响混在一起。我们面临的挑战是试图分解这一点并了解所有不同的组成部分是什么,”Ott说道。

直到最近,用卫星技术测量这类变化是不可能的。NASA的OCO-2号卫星拥有高精度的光谱仪,旨在收集更小的二氧化碳波动并跟全面的GEOS地球系统模型相结合,这是发现跟大流行病有关的变化的完美选择。

“OCO-2并不是为监测排放而设计的,但它的设计可以看到比我们用COVID看到的更小的信号,”研究的论文第一作者Brad Weir表示,“我们希望这个测量系统能够检测到像COVID这样的巨大破坏。”

据悉,Weir是戈达德和摩根州立大学的研究科学家。他解释称,OCO-2任务的研究目标之一是跟踪人类的排放是如何响应气候政策而转变的,这些政策预计将产生小的、渐进的二氧化碳变化。

研究小组将测量到的大气中的二氧化碳变化跟独立估计的锁定导致的排放变化进行了比较。除了证实那些其他的估计之外,排放模型和大气中的二氧化碳测量之间的一致性提供了强有力的证据,它们证明这些减少是由于人类活动造成的。

GEOS贡献了关于风的模式和其他影响二氧化碳排放和运输的自然天气波动的重要信息。Ott表示:“这项研究真的是把所有的东西都集中在一起来解决了一个非常困难的问题。”

仔细观察温室气体

研究小组的结果显示,从2020年2月到5月,北半球的二氧化碳浓度增长下降(对应于全球排放量减少3%和13%),这跟计算机模拟的活动限制和自然影响应该如何影响大气的情况一致。

南半球的信号并不明显,这要归功于另一个破纪录的气候异常现象:印度洋偶极(IOD)。IOD是一种东南亚海洋比正常温度低、东印度洋海洋比正常温度高或相反的周期性模式。在2019年底和2020年初,IOD经历了一个强烈的正相,在撒哈拉以南非洲产生了一个丰收的季节并促成了澳大利亚创纪录的火灾季节。该团队表示,这两个事件都强烈地影响了碳循环,这使得检测COVID锁定的信号变得困难--但也证明了GEOS/OCO-2在未来跟踪自然二氧化碳波动的潜力。

GEOS/OCO-2的数据为NASA、ESA和JAXA合作的COVID-19 Earth Observing Dashboard的指标之一提供了动力。据悉,Dashboard汇编了全球数据和指标,以跟踪封锁、大幅减少运输和其他跟COVID有关的行动是如何影响地球的生态系统。

GEOS-OCO-2的同化产品可供免费下载,这使得想要进一步调查的研究人员和学生可以使用它。

Ott表示:“科学家们可以到这个dashboard上说,‘我在二氧化碳信号中看到一些有趣的东西;那可能是什么?’在这些数据集中,有各种我们没有接触过的东西,我认为它帮助人们以一种新的方式进行 探索 。”

该团队表示,在未来,新的同化和分析方法也可以用来帮助监测气候减缓计划和政策的结果,尤其是在社区或区域层面。

Ott称:“有能力监测我们的气候是如何变化的,知道这项技术已经准备好了,这是我们非常自豪的事情。”

NASA发现新系外行星,其天上有三个太阳

这颗名为LTT 1445Ab的恒星围绕着一颗恒星运行,这颗恒星由三颗红矮星组成,构成了LTT 1445星系,距离地球22.5光年。尽管LTT 1445Ab的表面温度很高,但它在自然界中绝对是岩石状的,这使得它完全不适合我们所知道的生命存在。然而,研究人员仍然对这一发现感到兴奋——它的大气层使它成为一个完美的测试对象,帮助我们完善我们的远距离行星分析技术。

LTT 1445Ab和三个红矮人

“如果你站在那颗行星的表面,天空中有三个太阳,但其中两个非常遥远,看起来很小,”哈佛-史密森天体物理中心的天文学家、论文的第一作者詹妮弗·温特斯(Jennifer Winters)告诉《新科学家》(New Scientist)。

“它们就像天空中两只不祥的红眼睛。”

多星系统中的恒星在引力作用下都围绕着一个共同的重心旋转,它们都围绕这个重心旋转。LTT 1445是三颗这样的恒星的家园。这颗新的系外行星是由NASA的行星搜寻太空望远镜凌日系外行星勘测卫星(TESS)在这个系统中发现的。TESS的设计初衷是在系外行星从地球和母恒星之间经过时,通过探测行星在遮挡恒星部分光线时产生的轻微变暗,来发现系外行星。

根据恒星变暗的程度,以及恒星在绕轨道运行的行星的引力作用下做出的微小、几乎难以察觉的运动(以LTT 1445Ab为例,这是用除TESS以外的其他望远镜测量的),研究人员可以估算出行星的大小和质量。这颗新行星的体积大约是地球的1.35倍,但它的质量是地球的8.4倍,所以它的密度比我们的地球要大得多。

从它的大小和质量来判断,这绝对是一颗岩石行星——像地球、金星或火星——而不是冰或气体巨星。不过,现在还不要拿出你的殖民装备。这颗行星离它的主恒星非常近,它的轨道只有5.36天。在这个距离,表面温度可能徘徊在428开尔文(155°C;研究报告的作者说:“温度是311华氏度。”

虽然LTT 1445Ab短期内不会成为我们欢迎的家园,但对天文学家来说,它仍然是一颗令人兴奋的行星,因为它可能有大气层。岩石行星的大气层在其恒星前方运行,是我们用来在外星世界发现甲烷和二氧化碳等气体的探测工具的良好测试对象。这样一颗行星不仅会在恒星经过它的前方时使其光线变暗,而且根据大气的化学成分,它还会改变光线的性质。

通过分析这种变化,研究人员可以估计出外星世界大气的化学成分。我们目前在这一领域的技术和诀窍仍然需要一些调整,其中LTT 1445Ab可以提供帮助。哈勃的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射升空,天文学家们已经列出了他们希望哈勃研究的目标清单。LTT 1445Ab可能是一个完美的候选者。

推荐它担任这一角色的特性之一是它经常在它的恒星前面凌日,这意味着詹姆斯·韦伯太空望远镜可以在短时间内进行多次读数。这颗行星在天文学上也相对接近,这使得它更容易拍摄高质量的图像,而它的红矮星正好适合这种观测——亮度足以照亮大气层,但又不至于亮到肉眼难以看到。

请注意,我们现在不知道LTT 1445Ab是否有大气层。但即使它没有,或者它的大气中没有生物特征,它也能告诉我们更多关于围绕红矮星运行的岩石行星的信息。

这篇论文“天空中的三个红太阳:一个凌日的类地行星,在一个三米矮星系中以6.9秒的速度运行”已经提交给了《天文学杂志》,并可在预印服务器arXiv上找到。

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