NASA 的新哈勃电子书将读者带入好奇的世界之旅

国家航空航天局奇怪的新世界www. nasa. gov CONTENTS关于哈勃太空望远镜24Introduction第一章 ： 寻找其他地球探索岩石 ， 可居住区行星的大气发现一个发光的水氛围的世界发现充满水的外星人氛围探测可居住区系外行星上的水蒸气揭露一个可能的 Exomoon 的第一个证据第二章 ： 奇怪的世界5791011131516171920222426272931333435363739404143454647495051捕捉一个漆黑的星球寻找一个正在缩小的星球发现足球形状的 “重金属 ” 系外行星解开围绕 “棉花糖 ” 星球的奥秘追踪流亡的系外行星的遥远轨道揭示一个可能处于第二气氛的火山世界第 3 章 ： 外星天气使用超级木星多云的天空来测量其旋转速率在 “堂兄 ” 热木星上预测相反的天气发现一个世界 ， 雪防晒霜揭开一个黄色天空的星球第四章行星与恒星的关系用两个太阳精确定位一个星球从行星膨胀的大气中看到恒星扫描氦气揭示小红星可能会阻碍可居住性探索 “金发姑娘 ” 明星第 5 章 ： 磁盘居民观察由可疑星球引起的 “暗影游戏 ”揭露一个错误身份的超凡脱俗案例收集行星将彗星抛向年轻恒星的证据迷惑一个中等大小的世界的气氛测量一个巨大星球的成长SUMMARY更多信息信用1 关于哈勃太空望远镜自 1990 年发射以来 ， NASA哈勃太空望远镜进行了超过一百万次的观察 ， 积累了一个巨大的科学档案 ， 对天文学的所有领域都产生了深远的影响哈勃已解决基本的宇宙问题和探索远远超出其建设者最雄心勃勃的计划它已经捕捉到的观点在太空中更远 ， 在时间上比迄今为止任何其他天文台都更早哈勃发现星系从较小的结构演变而来 ， 发现超大质量黑洞在星系中心很常见 ， verif ed宇宙正在加速膨胀 ， 探测了五颜六色的星云中恒星的发源地 ， 分析了太阳系外行星的大气层 ， 并支持行星际任务哈勃只是简单的无与伦比的任何望远镜在天文学的历史哈勃从地球轨道观察宇宙 ， 就在我们星球的大气层之外。信用 ： NASA作为美国宇航局的第一个大天文台和第一个主要的太空光学望远镜 ，哈勃迎来了一个新的时代精密天文学望远镜的核心是其 94 5 英寸直径的主镜 ， 它是如此光滑 ， 以至于扩大到美国的宽度 ， 不会有超过六英寸的颠簸在地球上方运行 ， 不受地球大气层的模糊和模糊影响 ，哈勃可以解决天文物体比大型地面望远镜通常好 10 到 20 倍在电磁波谱的范围内观察这些物体 ， 从紫外光到可见光 ， 再到近 -红外波长哈勃可以检测到像 31 级这样微弱的物体 ， 比人眼微弱约 100 亿倍望远镜可以看到明亮物体附近的微弱物体 - 研究周围区域的重要要求恒星和接近活跃星系的发光核天文学家已经使用哈勃的锐利的视野来探索极限可见的宇宙 ， 发现在宇宙诞生后不久的从未见过的物体大爆炸哈勃的观点是光学稳定的 ， 这意味着其观察条件的质量永远不会改变 ， 甚至不会改变轨道到轨道哈勃可以一遍又一遍地重温具有相同敏锐度和图像质量的天体目标这是对于精密观测至关重要 ， 在这种观测中 ， 天文学家试图检测光线、运动或其他行为的微小变化天体的2 哈勃由于维护和升级 ， 现在比发布时技术更先进由 1993 年至 2009 年之间的 f ve 航天飞机服务任务提供哈勃预计将继续运营在未来几年宇航员约翰 · 格伦斯菲尔德在哈勃太空望远镜在 2009 年进行的最后一次维修任务的第一次太空行走中。信用 ： NASA3 INTRODUCTION这本电子书是一个名为哈勃聚焦每本书都介绍了一些哈勃是最近和重要的在特定主题内的观察对象从我们附近的太阳系延伸到哈勃的观点这本书,哈勃聚焦 ： 奇怪的新世界， 突出了一些哈勃关于外行星的最新发现我们的太阳系哈勃的贡献通常是与其他太空望远镜以及地面 ， 并建立在几十年的发现之前哈勃的发布它的功能正在帮助我们理解我们的宇宙和我们自己的行星系统如何成为今天的样子在这位艺术家的印象中 ， 有十个 “热木星 ” 正在游行。热木星是几种系外行星类别之一 ， 与我们太阳系中的任何世界都不同。他们是巨大的 ， 像木星一样 ， 但轨道非常接近它们的宿主恒星。用哈勃帮助天文学家更多地了解行星系统是如何形成的和进化。插图信用 ： NASA 和 ESA4 第一章 ： 寻找其他地球几千年来 ， 人们相信地球是宇宙的中心 ， 其他天体物体围绕我们的星球旋转但随着时间的推移 ， 很明显地球并没有占据如此特殊的位置1610 年 ， 意大利天文学家伽利略 · 伽利雷在一系列重大发现中看到了环绕木星的卫星加强了至少从公元前三世纪以来就存在的一个想法 — — 太阳中心这个理论提出了地球和我们太阳系中的其他天体绕太阳轨道运行作为先前的框架来理解宇宙崩溃了 ， 人们开始看到 ， 也许地球并不像他们想象的那样独特 ， 有些人甚至想知道如果可能有行星环绕其他恒星快进到今天 ， 太阳系以外的行星在天文学家中被发现发现了超过 5, 000 颗围绕其他恒星运行的行星哈勃太空望远镜提供了深入了解这些与我们的世界相比 ， 大多数首次公布的系外行星天文学家都是狂野和异国情调的太阳系然而 ， 可以容纳生物的类似地球的行星的前景也令人兴奋哈勃研究了系外行星的大气 ， 发现了几种含有水蒸气的物质 — — 水蒸气是一种重要成分对于我们所知道的生命 ， 这些世界中的一些甚至在恒星的可居住区内运行 ， 这是轨道的范围温度足够温和 ， 液态水可能聚集在行星表面的距离哈勃可能有甚至扩展了伽利略对木星周围卫星的发现 ， 有可能使卫星绕行星运行距离地球 8000 光年天文台将在未来几年继续帮助我们更多地了解系外行星 ，提供有关我们自己的太阳系形成和演化的线索该图中可视化的行星 TRAPPIST - 1f 与地球的大小大致相同 ， 并且在其恒星的可居住区内运行。天文学家对研究这样的世界 ， 作为寻找其他地球的一部分 -- 其他可能承载生命的行星。插图信用 ： NASA / JPL - Caltech5 系外行星的名称可能看起来很复杂 ， 但它们背后有一个逻辑 ， 这对科学家编目数千个行星很重要。名称的第一部分通常是发现行星的望远镜或勘测。例如 ， “WASP ” 代表广角搜索行星 ，“ OGLE ” 是光学引力的缩写透镜实验 ， “开普勒 ” 指的是开普勒太空望远镜。 “2M1207 ” 只是 2M1307b 的宿主对象棕色矮星的名称。小写字母“b ” 代表行星 ， 按照发现行星的顺序。发现的第一个行星命名为 b ， 随后的行星命名为 c ， d ， e ， f 等。恒星或系外行星轨道的其他对象通常是系统的未声明的 “A ” ， 如果系统包含多个恒星 ， 它们本身可能是有用的指定为 B ， C 。 （ 恒星名称为大写字母 ； 行星为小写。 ） 如果一次发现同一恒星周围的几颗系外行星 ， 则最接近其行星的行星恒星被命名为 b ， 更遥远的行星命名为 c ， d ， e 等等。插图信用 ： NASA6 探索岩石 ， 可居住区的大气行星大约 40 光年外 ， 七颗地球大小的行星围绕着一个小型“这一发现可能是这个系统中的任何一个行星 ， 称为 TRAPPIST - 1 ， 可以A signif cannot piece in the有液态水取决于他们的大气是什么样的。但是四个位于恒星宜居带的可能性最高 ，f nding 的难题可居住对于液态水来说 ， 条件既不太热也不太冷环境 ， 地方在行星表面上。 TRAPPIST - 1 世界是由在智利的过境行星和行星小望远镜 （ TRAPPIST ）有利于生活 ” 。和斯皮策太空望远镜， 在几个地面基地的协助下NASA Thomas Zurbuchen 副署长科学任务局望远镜。哈勃进行了后续观察 ， 以探索几个系统的行星 ， 并帮助评估它们的可居住性。首先,哈勃观察了两个最里面的行星 ， 发现它们缺乏蓬松的 ， 氢主导的大气对于像海王星这样的气体世界来说很常见。氢是一种温室气体 ， 可以窒息行星运行靠近它们的宿主恒星 ， 使它们变得温暖而不适合生活。天文学家认为两个最近的 TRAPPIST - 1行星可能是岩石的 ， 大气与地球更相似 ， 这使得世界更有可能可居住。天文台随后将目光投向了四个可居住区域的行星 ， 并发现至少有三个他们中也缺乏富氢气氛。相反 ， 他们的气氛可能含有更重的气体 ， 就像那些发现的那样在地球大气中 ， 如二氧化碳 ， 甲烷和氧气。NASA 的詹姆斯 · 韦伯太空望远镜将以更高的灵敏度观察 TRAPPIST - 1 行星 ， 提供有机会检测水、甲烷、氧气、臭氧和其他大气成分的化学指纹。韦伯还将分析行星的温度和表面压力 ， 为评估提供重要信息可居住性。这位艺术家的概念显示了 TRAPPIST - 1 行星的外观 ， 根据有关其直径和质量的可用数据。所有这些世界都是关于与地球大小相同 ， 而宿主恒星仅比木星大 （ 尽管质量是木星的 90 倍以上 ） 。哈勃研究了几个行星的大气并发现它们可能有利于我们所知道的生活 ， 尽管需要后续观察才能确定这一点。插图信用 ： NASA / JPL - Caltech了解更多 ： https: / / hubblesite. org / contents / news - releases / 2018 / news - 2018 - 07. html7 图中所示的 TRAPPIST - 1 行星都围绕着它们的主星 ， 比水星绕太阳的轨道要近得多。在我们的太阳系中 ， 如此小的轨道将然而 ， 由于主星是一颗红矮星 ， 它比太阳小得多 ， 凉爽得多 ，它的可居住区更近。太靠近恒星 ， 行星对液态水来说太热了 ， 如图中的蒸汽所示。太远 ， 地表水存在只有冰 ， 用霜冻表示。哈勃观测表明 ， 几颗行星 ， 包括三个在宜居带轨道上的行星 ， 可能是岩石的 ， 有类似于地球的大气层。插图 ： NASA 和 JPL / 加州理工学院 ； 科学 ： NASA ， ESA ， J. de Wit （ MIT ） ， H. Wakeford （ 埃克塞特大学 / STScI ） 和 N. Lewis （ STScI ）8 发现一个发光的水氛围的世界地球的大气层有多个主要层次 ， 包括一个平流层 - 家园“我们现在可以比较地球的臭氧层 ， 保护我们免受太阳的有害紫外线系外行星的过程辐射由于紫外线辐射 ， 温度升高海拔 （ 与大多数大气层不同 ） 温暖的平流层是常见的大气与我们太阳系大气的组成部分 ， 尽管其他化学物质相同的过程比臭氧 ， 如甲烷 ， 通常是罪魁祸首。然而 ， 科学家们从来没有完全确定地在系外行星上检测到平流层 ， 直到他们发生在不同的训练有素哈勃在 WASP - 121b 上 -- 一颗位于 900 光年左右的热木星我们的一系列条件“自己的太阳系 ”来自地球虽然先前的研究揭示了平流层在某些方面的可能迹象其他系外行星 ， 这项新研究提供了最好的证据 ， 因为Mark Marley ， NASA Ames 研究中心科学家第一次观察到热水分子的特征大气中的水蒸气以可预测的方式响应某些波长的光 ， 这取决于水的温度如果水分子较冷 ， 它们会吸收某些波长的光通过它们但是 ， 如果它们更温暖 ， 它们会以相同的波长发光 ， 这就是研究人员在 WASP - 121b 上看到的研究小组的观察结果支持理论模型 ， 这些模型表明平流层可能会开发出一种独特的额外的哈勃观测进一步探索了 WASP - 121b 的平流层 ， 揭示了铁和镁可能是 WASP - 121b 大气温度升高背后的罪魁祸首在这位艺术家的印象中 ， 在它的主星附近可以看到略带蛋形的系外行星 WASP - 121b 。它的轨道非常接近它的恒星 ， 以至于它的大气层顶部被加热燃烧到 4, 600 华氏度。通过使用哈勃， 科学家们发现了迄今为止最强有力的证据 ， 证明了一个平流层 -- 一个温度随着海拔的升高而升高的大气层 - 在我们的太阳系外的行星上。插图 ： NASA