
图源:NASA/JPL-Caltech/MSSS
当地时间3月4日,NASA发布了一张非常难得的火星图片——由好奇号火星车拍摄,总像素达到18亿!这是一张火星地表高清全景图,合成全景图的所有照片拍摄于2019年11月24日至12月1日期间,共包含约1200张独立照片,是迄今为止拍到的最高分辨率火星图景!
(滑动下图可查看高清图细节)





图源:NASA/JPL-Caltech/MSSS
太宏伟了,太细致了,
好奇号看到了无比高清的火星细节,
但另一方面洞察号也没闲着,
好奇号靠看,洞察号靠听——
就在不久前,
洞察号听到火星内部发出了奇怪的嗡嗡声。

这张插图描绘的是洞察号探测器在火星表面上工作的情形。
从中可以看到地震仪和深入到地下的感应探针。
插图:NASA/JPL-CALTECH
美国宇航局的洞察号着陆器已经在火星上蹲守了一年多。
最近,科学家分析它的数据后发现,火星上除了会发生较大震级的火星震,还有一种持续不断的神秘嗡嗡声,这种声音究竟是什么?科学家们提出了多种猜想。
奇异的嗡嗡
洞察号的一个主要目标就是
测量火星上的地震活动。
2019年4月6日,洞察号首次探测到
使整个火星都隆隆作响的火星震,
至今已监测到450多次火星震。

洞察号的设计目的是探察火星的内部结构。
在该探测器的诸多仪器里,有一台极为敏感的地震仪(图片中心),一直在监测火星的每次颤动。
图源:NASA/JPL-CALTECH
地球震成因来自地质板块缓慢移动
但火星上并没有全球性板块。
那火星为什么会火星震呢?

洞察号抓取地震仪SEIS示意图
(图片cnbs.com)
洞察号发现的2次特别的震动,
让科学家们距离答案更近了一步——
这两次震动响亮而清晰,
震级在3到4级之间,
研究人员因此追踪到了其震源:
由许多深沟组成的科柏洛斯槽沟。
(※科柏洛斯槽沟(Cerberus Fossae)是火星上数条狭长的裂隙,宽数百米,总长超过一千公里,位于埃律西昂山东南方,曾发生多次大规模的熔岩喷发与洪水释出,年代属于年轻的晚亚马逊纪)

洞察号在火星赤道附近的埃律西昂平原着陆。
制图:MATTHEW W. CHWASTYK, NGM STAFF. SOURCE: BRUCE BANERDT, NASA.

欧洲航天局的火星快车号于2018年1月拍下了这张照片:在布满坑洞的火星表面,有几条深深的裂缝。
这些裂缝位于火星赤道附近,属于科柏洛斯槽沟系统。
供图:ESA
大量岩浆和洪水曾从这些裂缝涌出地面,
地下深处可能至今仍然涌动着一些流体。
如此一来,一汪汪岩浆冷却收缩,
或者熔岩或水在地表下运动,
可能产生了这两次火星震。

科柏洛斯槽沟断裂带穿过早已存在的山丘和坑洞,说明这个系统相对较年轻。
科学家认为,它形成于大约1000万年前。
科学家利用火星快车号探测器上立体相机的数据,生成了这个角度的照片。
供图:ESA, DLR, FU BERLIN
但是……说这么多,
实际上科学家还不十分确定
这些火星震都是从何而来。
永不休止的火星之歌
洞察号监测到背景中
一直有个持续嗡响的地震信号。
地球上有许多稳定的背景嗡响,
比如最常见的来自于海洋的翻腾
以及海浪对海岸的冲击。

摄影:PIERRE CARREAU
只不过火星上的嗡响频率高达2.4赫兹,
地球上最常见天然声音只有1赫兹以下。
分析表明,
火星上的嗡响与呼啸的风并无关联,
并且似乎会随着遥远火震的发生而加强。
科学家猜想火星的嗡响
与洞察号下方地质情况有关,
它可能会放大特定的音调。
所在撞击坑中的灰尘和砂子,
因而可能会因震动而产生环形?

洞察号探测器在火星着陆后的情形。
插图:LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH
然而这种猜想很快被推翻了。
洞察号周围根本不存在这种结构,
一方面是因为风太大,
另一方面是因为这个撞击坑盆地似乎太小,
不足以产生那种圆环。
科学家又猜想——
嗡响和震动,
可能来自于两个单独的来源。
洞察号本身也可能产生共振

2014年夏季,火星机遇号探测器的全景照相机拍摄到的奋进陨石坑西缘景象。
摄影:NASA、JPL、HiRise
愈加清晰的磁场图景
除了听到了不明来源的嗡嗡声,
洞察号对火星的磁场也有出乎意料的发现:
它发回的最新数据显示:
着陆器周围的磁场,
比之前卫星预测的要强10倍。
磁场有什么用呢?
拿咱们地球举个例子,
磁场关系到我们的生死存亡。

图为夏威夷基拉韦厄火山的熔岩,在流入海洋之前会旋转。
摄影:CHRIS JOHNS
驱动地球磁场的是地质发电机,
这股核心之力位于我们脚下2900公里处,
地球融化的铁核心被稳定地搅动起来。
而搅动就产生一个全球性的磁场,
包围着我们的地球,
保护它免受太阳的辐射。
火星曾经也有一个类似的发动机,
但几十亿年前就已停机,
没有了磁场的保护,
致使太阳风剥去了火星曾经厚厚的大气层。

火星的清晨。
此时,大气尘埃或霾非常少,可以看得很远。
供图:NASA/JPL-CALTECH/MSSS

供图:NASA/JPL/MALIN SPACE SCIENCE SYSTEMS
如今,火星仅剩下微弱的磁场,
以磁性矿物的形式存在于星球的岩石中,
火星磁场也就成了单块磁场的拼接。
尽管此次只测量到一个单点数据,
但这一信息可能有助于解开
火星以前地质发动机的强度之谜。
反过来又能解答火星
何时、为何从一个温暖湿润的星球
变成了一个又干又冷的天体。

假想图:美国宇航局的洞察号火星着陆器钻探红色星球。
JASON TREAT, NGM STAFF. ART: TOMÁŠ MÜLLER. SOURCE: BRUCE BANERDT, NASA
新研究或许还提供了
一条关于火星地质发动机年龄的线索。
研究人员追踪到地下几千米处的一个岩层,
据估测,
该岩层已有39亿年历史,
比科学家推测火星地质发动机熄火时间
晚了大约2亿年。

火星夏普山上的第一个钻孔,只有不到2.5厘米宽,岩石样本中含有赤铁矿。
这种铁氧化物表明火星可能曾经具备微生物可以生存的化学环境。
供图:NASA/JPL-CALTECH/MSSS
难道火星的地质发动机
在火星内核里涌动的时间
比以前推测的更长吗?
很遗憾。
该岩层的年代尚有很大不确定性,
因此这个问题同样难以回答。
神秘的脉冲
洞察号还探测到,
在火星稳定的磁场顶部
有一些摆动的磁力。
这部分磁场随昼夜变化,
磁力信号偶尔还会微弱地脉动。
白昼的磁场变化在地球上很普遍。
火星磁场变强的时段似乎较短,
且发生在午夜前后,
有时在黎明或黄昏时分。

火星日落
供图:
NASA/JPL-CALTECH/MSSS/TEXAS A&M UNIV
这场磁场变奏曲的隐形导体
很可能位于火星表面上方很高的地方。
这些太阳风产生的涡流,
可能会使火星磁场产生波动。
这一过程或类似的效应,
可能就是地表磁场脉搏的来源。
然而,
关于磁场变奏曲的真实来源,
科学家再次无奈承认:
我们真的不知道这些是从哪来的。

科学家们认为,夏普山底部两侧的岩层有助于解开火星地质史之谜。
科学家将会一层一层地检查这座山,就像是一页一页地翻书一样。
供图:NASA/JPL-CALTECH/MS
但是——
这批新论文的所有数据
都已对公众开放,
而且每三个月还会发布一批新数据,
洞察号任务的首席研究员Bruce Banerdt
希望其他科学家能加入他的团队,
继续研究这些数据。
思考这些东西的人越多,
得到好答案的可能性就更高。
这只是一个现代神话撰写的起点。

图为2018年洞察号发回地球的第一张照片。
供图:NASA, JPL-CALTECH
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宇宙中5颗奇特的系外行星,其表面的恶劣程度难以想象!
在我们的太阳系中一共有八颗行星围绕着太阳旋转,其中内侧四颗为岩石行星,外侧四颗为气态行星,不过行星并非是太阳独有,在宇宙中几乎每一颗恒星都拥有自己的行星,而这些行星被天文学家们称为系外行星。到目前为止,天文学家通过望远镜已经在宇宙中发现了超过5000多颗系外行星,而且在这数千颗系外行星中,还存在着远超出我们想象的奇特世界, 如有些行星的表面会下玻璃雨。有的会上演冰火两重天, 有的甚至还会逃离母星的控制,成为流浪行星,而今天便带你了解宇宙中奇特的5颗系外行星。1.HR 5183b行星HR 5183b行星是一颗气态巨行星,它距离我们大约为100光年,质量是木星的三倍,当时天文学家在发现它后,曾表示从未见过如此奇特的系外行星,因为它拥有奇怪的蛋形轨道,并且具有极高的偏心率,假如我们将他想象成太阳系的木星,那么其最远轨道能够达到海王星之外,可以想象到他的奇特之处。2.WASP-76bWASP-76b行星位于双鱼座方向,距离我们地球大约为630光年,他是一个绕着F型主序星运行的气态巨行星,其质量大约是木星的0.92倍,半径为木星的1.83倍,而它之所以独特是因为在它的表面会下铁雨,由于距离母恒星非常近,已经被潮汐锁定,因此它的一面总是朝向恒星,其白天温度高达2500C,以至于该行星上的铁元素都熔化成了气体。这些铁蒸气被强风吹到较冷的区域,并凝结成液滴形成铁雨。3.HD189733bHD189733b是一颗距离地球约63光年的系气态巨行星,质量比木星还要大13%,在2008年,天文学家通过偏振测量法测定,发现HD189733b的蓝色波段反照率高于红色,这意味着他看起来是一个美丽的蓝色星球。不过HD189733b虽然呈现出蓝色但并不是海洋,因为HD189733b表面温度极高,天文学家经过进一步分析发现,在它的大气层中富含硅酸盐,而这些硅酸盐在高温下熔化,然后形成了玻璃雨。这些玻璃雨在风速高达9000公里/小时的超音速风中呈弧形落下。4.开普勒10b开普勒-10b是开普勒望远镜发现被确认的第一颗岩质系外行星,距离地球大约为564光年,质量是地球的3.2倍左右,假如你能够置身于该行星表面会发现他这里如同地狱一般,由于距离主恒星非常之近,只有太阳至水星距离的20分之一,因此表面温度高达1300C,而在如此高温下,开普勒-10b上的铁和硅酸盐都成了熔岩状态,从而形成巨大的熔岩海洋。同时在强风的携带中,还会下熔岩金属雨5.流浪行星我们知道几乎每个行星都是围绕其母恒星运行,但在宇宙中也有特例。有些行星可能由于某种原因会逃离母恒星的引力控制,独自在寒冷的黑暗空间中徘徊。而这些行星被称为流浪行星,比如CFBDSIR2149便是一颗被恒星抛出的流浪行星。它的体积是木星的7倍,表面温度约为400摄氏度,是一颗只有5000万至1.2亿年历史的年轻行星,不过他是何种原因被抛出原来的行星系统,我们还不得而知!以上便是5个奇特的系外行星,看完不禁令人惊叹宇宙的奇妙和多样性。那么你觉得以上哪个最奇特呢,欢迎在下方评论留言!
科学发现:12.5光年外有一颗最近似地球的行星,或有外星人存在?
一百年来,科学家们采用越来越先进的仪器设备搜寻外星人,这些设备包括但不限于陆地和太空的各种类型天文望远镜、无人探测器等等,从近及远,希望在茫茫宇宙中找到知音。但一直都在失望中,太阳系没发现,远离太阳系亿万光年的深空也没发现。这至少说明了两个问题,一是就是在宇宙中生命和文明太稀有,知音难觅;二是人类的科技和探测水平还处于很低层次,无法发现即便近在咫尺的外星生命和文明。随着各种地面天文望远镜、太空望远镜的不断提升,科学家们的目光从太阳系内逐步转向太阳系外,寻找可能存在生命的行星。1992年美国阿雷西博天文台发现了第一颗太阳系外行星,迄今已经有5000多颗太阳系外行星被发现。科学家们按照地球生命孕育和存在条件来寻找地外星球的生命之源,即寻找所谓的宜居星球。地球是一颗具有岩石外壳的行星,这样才能够适宜生命在表面活动;其次地球存在液态水,海洋才是地球生命的摇篮。而适宜温度,是液态水存在的前提条件,目前地球平均气温约为15℃。科学家们认定这是目前认知生命存在的两个硬条件,系外行星如果具备这两个条件,就属于宜居星球。行星本身不发光发热,主要依靠恒星的辐射能量才能保持温度,这样宜居星球就至少要与主恒星保持一定距离,远了不行,近了也不不行;宜居星球还不能像太阳系木星、土星、天王星、海王星那样的气态行星,而是像地球、火星这样的岩石行星。符合这两个条件的行星极少,在已经找到的5000多颗太阳系外行星中,类地行星大约只有几百颗,宜居带行星只有几十颗。当然,除了以上最重要的两项条件,要让生命孕育和存活还有许多严苛的要求,这样科学家们弄了个地球相似度指数,英文为Earth Similarity Index,简称为ESI,就是根据行星半径、密度、质量、逃逸速度、表面温度、处在宜居带的位置等,通过公式量化打分,取值0~1之间,0代表完全不同,1代表完全相同。一般认为0.5分以下的行星是不适宜生命存在的,相似度越高,孕育和存在生命的可能性就越高。在我们太阳系,除了地球,还有三颗类地行星,它们的ESI值分别为:水星0.6,金星0.44,火星0.7。金星是距离地球最近的行星,且质量和地球差不多,又距离太阳系宜居带最近,为啥ESI反而只有0.44呢?这就是因为那里的大气和表面状态十分恶劣,被称为太阳系的地狱行星。而火星ESI值为0.7,是太阳系与地球相似度最大的行星,这也是科学家们正在努力奔赴火星,企图开发火星的原因。而太阳系外一些经过科学家们精挑细选出来的行星,却有不少高于火星ESI值的星球,如格利泽-832 c为0.81,开普勒-442 b为0.83,开普勒-62 e为0.83,格利泽-667 Cc为0.84,开普勒-438 b为0.88等。距离我们最近的恒星比邻星也有两颗行星,其中比邻星b的ESI值也高达0.86。而我们今天重点要说的这颗蒂加登星b星,ESI值竟高达0.95!这是迄今为止,科学家们在太阳系外发现与地球最接近的行星,说它是地球的表兄弟甚至亲兄弟都不为过,那么那里会存在蒂加登星人吗?现在开始说重点:蒂加登星b是一颗怎样的星球?2003年,科学家在白羊座发现一颗暗弱的恒星,被称为SO J025300.5+165258,距离我们12.5光年。这项发现是NASA一个研究小组在搜寻之前的小行星数据资料中意外找到的,由此就以这个研究小组组长、NASA天体物理学家博纳尔·蒂加登的名字命名,被称为蒂加登星。为了方便读者理解,这里简要说一下系外行星的命名规则。一般来说就是在发现的恒星后面加上小写字母a以后的英文字母,a一般用于恒星,不用于行星。因此某恒星系统第一颗被发现的行星就被称为某恒星b,其次就类推为c、d、e、f、g…等等。蒂加登星现在发现了两颗行星,被分别命名为蒂加登星b和蒂加登星c,我们要说的ESI值达到9.5的行星就是蒂加登星b。为什么其与地球相似度这么高呢?首先,其公转轨道处于蒂加登星的宜居带,因此其表面温度适宜,这样,这颗星表面就很可能存在着液态水;其次,这颗星是一颗类地行星,其大小约地球的1.05倍,也就是个头质量与地球差不多,生命承受的重力也与地球相当。这是宜居星球最重要的两项指标,蒂加登星b都符合,通过计算其ESI值达到惊人的9.5。但因此就认为那上面一定会有我们的知音,就有些过于乐观了。实际上,蒂加登星b还有许多与我们地球不一样的条件,有些甚至令人细思极恐。蒂加登星b的主恒星蒂加登星是距离太阳最近的恒星之一,排在第24位。但这颗恒星很小,是一颗红矮星,质量只约太阳的8.9%,表面温度只有约2600度,不到太阳的一半,光度只有太阳的约十一万分之一,视星等为15.4等,距离人类肉眼能看到的6等星亮度差了5757倍,因此很晚才被发现。由于恒星很小,亮度热度较低,其行星为了获得可保存液态水的温度就必须距离恒星较近,因此在所谓宜居带的蒂加登星b距离蒂加登星就只有约0.025天文单位,约375万公里,也就是约为地球与太阳距离的0.025倍,约水星与太阳距离的十六分之一。根据蒂加登星的亮度和温度,在这样一个距离相当在我们太阳系的地球和金星轨道之间,正好是在宜居带,让蒂加登星b的表面气温能够保持在0摄氏度以上,理论上应该比地球更热一些,具备存在液态水的条件。但这种距离不可避免可能会发生两个事件:其一,蒂加登星强大的引力潮汐力很可能早就将蒂加登星b潮汐锁定了,就像月球被地球潮汐锁定一样,永远一面朝着主星;其二,强大的恒星风让蒂加登星b的大气很难保留。这样,蒂加登星b会成为一个冰火两重天的世界,朝着主恒星的一面处于永远的白天炽热状态,水被蒸发殆尽,而背着主恒星的一面则永远处于黑暗的冰封酷寒中,连大气都被冻结。而且,许多红矮星都是耀星,所谓耀星就是恒星上每天会出现几次超级耀斑爆发,紫外辐射会瞬间增强几百乃至上万倍,在耀斑爆发的几分钟内,恒星都会由红色变成蓝色,这种强烈的紫外辐射会杀死行星上一切生命,同时吹跑行星大气。大气和地磁是地球生命保护的双重铠甲,蒂加登星b没有了大气和地磁保护,将受到来自蒂加登星的强烈辐射,生命很难存活。而且,这样近的距离让绕蒂加登星公转一圈只需约117个小时,每秒线速度约56公里。也就是如果那里真的有蒂加登星人,他们约4.9个地球日就过了一年。当然,由于已经被潮汐锁定,就没有了一年四季,倒也感觉不到一年的寒暑变化。那么,蒂加登星b在这样的环境下会有生命存在吗?现在还是个未知数,也只能是个未知数。因为人类现在的观测水平还很弱,无法看清那里的一切,甚至根本看不到蒂加登星b的存在,只是通过大型天文望远镜分析恒星的光变和引力摄动,来估计那里的情况。如果要证实那里到底有没有蒂加登星人,最好的办法就是到那附近去看一看。可惜,现在人类的航天速度还处于蜗牛时代,虽然无人探测器通过行星引力弹弓效应已经达到了秒速200公里,但载人航天的速度还只能勉强达到第二宇宙速度,也就是每秒11.2公里。如果要飞出太阳系,至少要达到第三宇宙速度,即每秒16.7公里。如果载人航天在短期内达到第三宇宙速度,按每秒17公里的速度飞到蒂加登星去,一切都顺利的话,旅途也要22万年;即便无人探测器200公里秒速,飞往蒂加登星也需要18700多年。因此,要去蒂加登星看一看的愿望,在今天还只能是个不切实际的梦。这样,那里有没有蒂加登星人,就无法定论了。不过科学家通过分析,认为那里的生命存在条件并没有上述说的那么悲观,主要原因如下:1、蒂加登星的年龄至少已经有80亿岁了,这样比太阳就大了约35亿岁,作为红矮星年轻气盛的耀星时期已经过去了,恒星运行已经平稳多了,因此对蒂加登星b就友好多了,不至于有那么恶劣的辐射环境。2、即便蒂加登星的大气被吹跑了,又没有地磁保护,但只要有海洋存在,同样可以孕育和生存生命,因为海洋可以隔离和吸收辐射,生命可以生存在深水里。3、即便被潮汐锁定,一面固定对着恒星,另一面永远得不到光照,但如果有空气流动的话,依然能够传递热量,让背面也能感受到温暖;而且,在晨昏带,就是白天与黑夜的交界处,还有一圈恒温带,完全适宜生命存在。4、相对太阳这样的黄矮星,红矮星寿命超长,因此具有让生命稳定生存很长的时期,这个时间长达几百上千亿年,蒂加登星寿命可达万亿年。而太阳寿命只有100亿岁,而且让地球生命宜居的时间只有10~15亿年。5、现在的蒂加登星b比地球年龄大了35亿岁,如果蒂加登星人像人类一样的时间出现,现在文明已经有35亿年了,那是何等先进的文明啊。所以,科学家们还是看好那里的生命,更期盼着那里出现文明。如果那里真的存在高级别文明,我们去不了,说不定哪天蒂加登星人就来到我们面前呢。