星际介质中的纳米尘埃

星际尘埃,作为一种在宇宙中普遍存在的重要成分,在天文学研究中起着重要的作用.星际介质中的尘埃其尺寸分布涵盖从几个埃到几个亚微米的范围.对于有这样大的尺寸差异的星际尘埃,尘埃的热辐射机制差别很大.较大的尘埃颗粒,有比较大的吸收和发射截面,因而其吸收光子的速率和发射的速率也比较大,可以从吸收和发射能量的平衡来得出热平衡温度,并用热平衡温度和黑体辐射来计算其光谱.对于大小为纳米尺度或者更小的尘埃,由于其很小的尺寸,这类尘埃的热容量非常小.当这种尘埃吸收一个与其热容量相当或者更大能量光子的时候,尘埃就会经历一个非常明显的温度涨落:尘埃吸收一个紫外光子瞬间,其温度迅速上升,到达顶点后,由于尚没有外来能量的影响(因吸收截面小,吸收光子几率也非常小),尘埃开始通过热辐射降温,直到吸收另一个光子开始新的循环,这就是单光子加热模型(Single-Photon Heating Model).显然,热平衡和单光子加热是两个明显不同的过程.对于单光子加热,由于尘埃颗粒的温度涨落作用,尘埃不会处于一个稳定的平衡温度状态,因而不能用单一温度来描述其热辐射,必须计算出尘埃在温度涨落过程中的温度分布函数,然后计算其辐射谱.本文主要介绍纳米颗粒在星际空间中的存在证据,单光子加热模型,以及处于温度涨落中纳米颗粒的辐射特征.     

星际碳化硅SiC尘埃

碳化硅(SiC)尘粒是宇宙尘埃的重要成分之一,亚微米尺寸的SiC颗粒在11.3μm波长附近有非常显著的晶格振动带.早在20世纪60年代,Friedemann等人就预言了SiC尘粒可以冷凝在富碳恒星的质量流失喷出物中.随后,通过11.3μm的光谱特征,在碳星的星周包层检测到了SiC尘埃.另外,通过原始陨石中同位素异常发现前太阳(Presolar)SiC尘粒最终确立了SiC在星际介质中的存在.然而,令人困惑的是,在星际空间中并未观测到SiC的11.3μm吸收特征.本文主要介绍SiC的光学性质、SiC在天体环境中的观测特征,从而推断SiC在星际空间的丰度上限,并对其在星际空间中的演化进行理论分析.     

星际尘埃保卫地球

在浩渺的宇宙空间,亿万颗行星按一定的轨道运行。令人不安的是,某些小行星的轨道与地球轨道相交。这样,小行星就有撞击地球的可能性。如何对付地球杀手小行星,俄罗斯科学家尤里·楚杰茨基提出了大胆而独特的设想……地球百年“星难史”远的不提,我们就看看近百年的情况吧。1908年,通古斯卡河上发生“爆炸”,方圆2150平方公里的林木倾倒。据估计,撞击地球的慧星直径约40-50米,如果它晚飞来几分钟,圣彼得堡早就“作古”了。1930年,巴西陨星坠落在亚马逊河上游。用意大利传教士的话说,土著居民惊恐万分,以为世界末日到了。亚马逊河两岸的森林也遭了殃,不过这颗陨星造成的破坏仅为通古斯卡河两岸受破坏程度的十分之一。1947年,锡霍特一阿林陨星破坏了地球的环境,在地表形成了105     

河外星际尘埃的亚毫米波发射

本文借助于观测到的大、小麦哲伦云的星际尘埃辐射,估计总星系的冷尘埃辐射对微波背景辐射的影响。结果表明：河外星际冷尘埃辐射强度强烈地依赖于宇宙减速因子,在宇宙背景探测者（ＣＯＢＤ）的观测结果的限制下,在合理的光深范围内,宇宙减速因子趋于１。     

人类首度发现星际空间大门

或许过不了多久,太阳系外的物种就会跟人类产生交集,因为"旅行者1号"。36年到太阳系边缘《科学》杂志网站发布报告称,美国1977年发射的太空探测器"旅行者1号"在太阳系边缘发回来了"令人惊异"的信息:人类可能发现了太阳系通往星际空间的"大门"。这篇由美国宇航局等机构科学家撰写的报告称",旅行者1号"目前距离太阳约180亿公里,是地球距离太阳距离的125倍。从其发回的数据判断,这     

空间尘埃比空间碎片对卫星的威胁更大

据英《新科学家》２０００年１１月１１日报道 :一组英国科学家在分析了哈勃空间望远镜太阳能电池板的损坏情况后说 ,空间细小的尘埃粒子比大块的空间碎片给卫星造成的危险更大。大多数空间碎片甚至只有几厘米大的 ,均受到美国空军的跟踪监视 ,并通过地面控制改变飞行轨道 ,使受威胁的卫星或飞船避免被空间碎片撞击。但只有几微米大的空间尘埃则很难跟踪 ,因此它们对卫星或飞船的撞击很难避免。在得克萨斯加尔维斯顿举行的超高速撞击专题讨论会上 ,牛津布鲁克斯大学和奥彭大学的科学家说 ,只有几微米大的空间粒子对卫星的威胁是非常严重的。…     

一类尘埃等离子体中的非线性尘埃声波的研究

研究了由大小相等的冷尘埃颗粒和热等温电子、离子组成的未磁化的尘埃等离子体系统,运用约化摄动法从该系统的运动方程组中得出KP（Kadom tsev-Petviashvili）方程,给出了该方程的一个孤立波解,通过数值计算得到孤立波的波速、振幅和波宽与离子和电子的温度比、尘埃颗粒带电量和离子带电量比的数值关系。     

活动星系核中的尘埃

尘埃是活动星系核统一模型的基石,该模型认为呈现不同观测特征的活动星系核在物理本质上属于同一类天体,活动星系核外围绕着一个光学厚尘埃环,不同类型的活动星系核只是因观测者视线相对于活动星系核对称轴的取向不同而已.观测表明,活动星系核中尘埃的组成成分及尺寸与银河系星际尘埃有很大的差别.本文介绍活动星系核核周尘埃的消光和红外辐射以及尘埃可能的化学组成和尺寸分布的研究现状.     

双温非热尘埃等离子体中的二维尘埃声孤波

使用约化摄动方法得到了高阶横向扰动下的含有双温非热离子的无磁化尘埃等离子体中的KP方程.研究结果表明,高阶横向扰动会使孤波的振幅减小,而使宽度增大,双温非热离子的存在会严重影响着尘埃声孤波的结构,而且,稀疏形孤波与压缩形孤波均可能出现.     

低β尘埃等离子体中的非线性尘埃-动力学阿尔芬波

研究低β尘埃等离子体中的尘埃－动力学阿尔芬孤立波，采用Ｓａｇｄｅｅｖ势方法，在小振幅极限下，对局域尘埃－动力学阿尔芬波进行了解析和数值研究，结果表明：在等离子体中可以形成密度坑及密度隆起结构，并且随着尘埃含量的增加，密度坑得以加深，而密度隆起幅度增大。     

星际航行中的反物质动力

1999年11月20日,我国可载人飞船“神舟”号太空飞行和回收成功。在这一背景下,更激起了人们宇宙探索的兴趣。人们在问:我们能凭借现有技术直接飞往近旁外星观察吗?我们有能力进行星际航行吗?首先让我们看一下,“旅行者—1”号飞船,它最后的速度已达8.2万公里/时,共飞行了20余年,迄今尚未飞出太阳系的边界;离我们最近的恒星(比邻星)也有4.3光年(约40万亿公里)之遥,若以这个速度飞到那里需7.4万年。因此,以这样的速度飞行,活着的人是无法实现星际航行的。对一个星际航行者有意     

含有非热力学平衡离子和尘埃颗粒电荷变化的热尘埃等离子体中的尘埃声波

使用约化摄动法得到了描述含有尘埃颗粒电荷变化、非热力学平衡离子和玻尔兹曼分布的电子的热尘埃等离子体中尘埃声波修正的KdV(mKdV)方程.并对孤立波受尘埃流体、离子和电子的温度,非热力学平衡快离子参数,尘埃电荷变化以及尘埃颗粒、离子和电子数密度的影响进行了数值模似.     

两颗立方体卫星首次进入行星际空间

正立方体卫星(Cube Sat)是美国加州州立理工大学Jordi Puig-Suari教授与斯坦福大学Bob Twiggs教授于1999年提出的概念。其标准单元外形为10厘米×10厘米×10厘米的立方体,也可以根据需要扩展为     

首次发现星际彗星中的水

<正>NASA的天文学家于2019年10月28日宣布,在星际彗星2I/Borisov上发现了水存在的迹象,这是人类首次在太阳系外发现水。实际上,这一发现并不令研究人员感到意外,因为大多数彗星(太阳系内)都含有大量的水,但在一颗星际彗星上发现水有助于我们了解水是如何在恒星之间旅行的。2I/Borisov是一位天外来客,正从星际空间飞向太阳,自2019年8月30日被发现以来,天文学家就一直对其进行追踪。数据表明,2I/Borisov应该来     

弱横向扰动下的热尘埃等离子体中的尘埃声孤波

文章研究了弱横向扰动下的含有非热离子、尘埃颗粒电荷变化的热尘埃等离子体,利用约化摄动法得到了描述尘埃声孤波的(3+1)维Kadomtsev-Petviashvili方程。结果表明,与在一维空间传播的尘埃声孤波相比,弱横向扰动会减小三堆尘埃声孤波的振幅,而使宽度增大,而且,稀疏形孤立波和压缩形孤立波均可出现。结果还表明,非热离子分布会显著改变尘埃颗粒的电荷数.     

含有双温非热离子的尘埃等离子体中的非线性尘埃声孤波

使用约化摄动法得到了含有双温非热离子的尘埃等离子体中的KdV方程.结果表明,双温满足非热分布的离子会严重影响着尘埃声孤波的结构,而且,该体系中稀疏形孤波与压缩形孤波共存.     

含有双温非热离子的热尘埃等离子体中的尘埃声孤波

使用约化摄动方法得到含有双温非热离子的无磁化热尘埃等离子体中的KdV方程.研究结果表明,尘埃流体的温度会严重影响尘埃声孤波的结构,而且允许稀疏形孤波与压缩形孤波共存.     

包含双温非热离子的尘埃等离子体中的三维尘埃声孤波

考虑高阶横向扰动的因素,使用约化摄动方法得到描述含有双温非热离子的无磁化尘埃等离子体中的尘埃声波的(3+1)维KP方程.详细讨论一些尘埃等离子体系统参数如电子与非热高温离子数密度v与μh、快离子数λ(α)、低温非热离子与电子的温度比1β、非热双温离子温度比2β对尘埃声孤波性质的影响.研究结果表明:这些因素均可显著影响和改变孤波结构.在考虑双温非热离子后,稀疏形孤波与压缩形孤波的临界条件也发生极大变化.     

行星际空间多重磁云的研究与展望

多重磁云是行星际空间中的一类特殊的复杂抛射结构.它们是由于日冕物质抛射(CME)相互追赶、相互作用形成的,具有显著的地球空间环境效应.自从我们于2002年发现并确认了第一个多重磁云事件后,国际上对此开展了大量的研究.本文简要回顾多重磁云的相关研究工作和取得的成果,并分析研究过程中遇到的问题和瓶颈,最后对行星际动力学以及空间科学的发展进行展望.