银河系最古老的星球

美国的天文学家们最近发现了70颗最古老的星球,这些处在球状星团中的星球分布在银河系。它们是在大约150亿年前在银河系第一批星球的一部分。天文学家们知道这70颗星体是最古老的星球,是因为它们所含的重元素浓度非常低,低于太阳所含0.1%的重元素浓度。这些原始重元素几乎全是氢和氦。它们是在大爆炸过程中产生的,是银河系形成时期所没有的,只是后来在天体内合成的重元素。随着时间的推移,这些重元素才分散在银河系,在后来相     

宇宙射线与天体物理

宇宙射线的起源宇宙射线是存在于宇宙空间的高能粒子流。从星际空间进入地球大气的原初宇宙线荷电粒子主要是各种原子核,绝大部分是氢原子核——质子。宇宙线粒子流是各向同性的。银河系空间平均宇宙线粒子密度     

初级宇宙线电子是否是致密星坍缩中“挤压”产生的?

宇宙线起源一直是高能天体物理学中的重要课题。对于银河系,目前普遍接受的看法是,超新星爆发是产生高能宇宙线电子的最重要的来源,已经提出的若干种粒子加速机制都发生于短暂的坍缩过程之后,即中子星形成之后,本文提出一种新的可能性,即相对论电子有可能产生于坍缩过程之中,直接由致密星体内的高压“挤压”形成,本机制可以说明超新星爆发     

是太阳系的元素丰度反常吗?

近两年来,通过“ISEE-3”卫星的实验观测,发现宇宙线中元素丰度与太阳系元素丰度有显著的不同,一些富中子同位素,如Ne~(22)、Mg~(25)、Mg~(26)、Si~(29)、Si~(30)、……等在宇宙线中的含量要比太阳系中的丰度高很多,例如Ne~(22)就高五倍多,这些超余的Ne~(22)和其它的富中子核是从哪里来的呢?奥里弗和施莱姆认为:太阳系诞生于OB星协,产生的元素丰度和银河系的化学元素丰度是不同的,宇宙线的同位     

基于多波段观测的星系循环内流直接观测

<正>在目前基于暗物质的星系演化理论框架下,星系形成在引力自束缚的暗物质系统——暗物质晕中.在引力作用下,暗物质晕相互并合形成今天观测到的“宇宙网”大尺度结构.一般来说,暗物质晕的物理尺度是星系尺度的几十到上百倍.在星系与暗物质晕之间弥散有大量以氢元素和氦元素为主的重子物质,其中氢元素占比约为74%,氦元素占比约为25%,剩下的重元素占比约为1%.     

从超银河天体群到银河的形成

银河的三种类型我们知道,银河是由数千亿颗星体组成的天体群,宇宙中有数千亿个银河。在以前的书本上有人把银河系称作为岛宇宙式小宇宙。这里统一称为银河。就银河而言,特别是我们太阳系所属的银河,有的称之为银河系,有的称之为我们的银河,以示区别于其他银河。     

超高能宇宙线从何而来?

宇宙线是来自外太空的唯一物质样本,携带着粒子物理、高能天体物理、宇宙物质组成及其演化的丰富信息.已知的宇宙线粒子最高能量约为3×10~(20) eV."宇宙线是如何被加速的?""其起源天体是什么?""在这样的高能情况下,已知的物理学规律是否还能适用?"等这些都是有待解决的重大科学问题.为此人们通过多种实验手段在空间和地上开展宇宙线的多信使研究.在过去的几十年里,宇宙线、伽马射线和中微子观测取得了丰富的成果:(1)宇宙线能谱、成分和各向异性的测量精度达到了史无前例的水平,极高能宇宙线的偶极各向异性表明这些粒子来自银河系之外;(2)空间实验发现了3000多个GeV伽马源,地面实验发现了近200个TeV源,它们大多为高能电子源,有几个已被认证为强子源;(3)冰立方实验发现了近百个高能中微子,它们的各向同性分布暗示着河外起源.这些新结果为解决宇宙线的起源问题和发展相关的粒子加速理论奠定了基础.新一代更高灵敏度的实验装置的建设和运行正在开启宇宙线粒子天体物理研究的新篇章.     

LHAASO在宇宙线物理中的里程碑意义

高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory, LHAASO)是110年来人类研究宇宙线最大的实验装置之一,核心的科学问题是寻找宇宙线的起源,不但要探测超高能(ultra-high energy, UHE)伽马射线源,还要精确测量地球附近带电宇宙线的成分和能量分布,系统地研究宇宙线的加速与传播.其首批科学发现就开创了UHE伽马天文学领域,展现出银河系丰富多彩的宇宙线加速源的候选天体,奠定了发现宇宙线起源的良好基础,指明了随后探索宇宙线加速机制、传播效应等精确研究的方向,同时也对现有的理论和模型提供了精确检验的机会与挑战. LHAASO的发现,对其后宇宙线、伽马天文、中微子天文等方面的未来实验研究提出了明确的要求.本文综述了我国大科学装置LHAASO及其科学发现意义,介绍了其在宇宙线研究中的历史作用,并对未来的发展做出了展望.     

银河系中的黑洞数量知多少

根据一位荷兰天文物理学家的计算,银河系中至少有1亿个黑洞。这是一个非常大胆的断言。因为直到目前为止,天文学家们在银河系中已经明确辨认出的黑洞只有4个。阿姆斯特丹大学的爱德华·范·登·霍伊维尔说:“显而易见,过去从来没有人做过这方面的估算。” 黑洞是巨大的星体在超新星爆炸中消亡后留下的遗迹。范·登·霍伊维尔确信,最近的一个黑洞离我们也许只有20光年之遥。 一个星体要爆炸成为超新星,它的质量必须要比太阳的质量大8倍以上。由于爆炸,它的大部分质量被抛到宇宙空间中去,只留下一个致密的恒星核。它     

遥看天河

银河系浩瀚广袤,我们的太阳系又处在银河系之中,所以我们无法俯瞰银河系全貌,这使得探测银河系的工作变得非常困难,不过人类探索银河系的努力却从未停止过。第一张银河图1785年,一位叫威廉·哈谢尔的德国人用自制的望远镜观测银河并绘制了一张银河图。因为当时还没有测量星体距离的有效手段,所以哈谢尔假设恒星本来的亮度是一定的,只因距离不同,才出现亮度的不一致。根据这个假设,恒星的亮度反映了它们离我们距离的远近。     

星际间物质知多少

银河星系星际间的氢云量究竟有多少?科学家们为此已做了多年努力,试图得到较为正确的估计。最近美国达勒姆大学的阿诺德·沃尔芬戴勒及其同事修正了以往的估计值,认为星际间五千个左右的分子云总质量是太阳质量的六亿五千万倍。这个数值仅是以往估计值的五分之一。他们还指出,新的估测值表明分子云中的较多物质似乎最终将变成星体。当巨大的分子云中的氢气开始聚缩时便形成星     

宇宙线双泄漏箱模型的进一步探讨

近年来,人们已获得了大量较为精确的宇宙线核和电子的观测数据,这为宇宙线传播模型的研究提供了较好的实验数据。按照目前流行的宇宙线起源加速机制(如激波加速、费米加速等)都假定核和电子有相同形状的能谱,一般采用的源谱形式是q(E)=AE~(-(γ_0)),其中A是常数,E是能量,γ_0是源谱指数,如果用单泄漏箱模型处理观测到的核和电子成分,可有核的     

首张银河系中心年龄图

<正>近期,欧洲天文学家公布了首张银河系大规模年代图,显示了银河系中心形成的复杂结构。银河系是一个涡旋星系,中心有一个凸起,直径达数千光年,包含了银河系星体总质量的四分之一。欧洲南方天文台(ESO)领导的国际天文学家团队,分析了单颗恒星的化学性质、颜色、亮度和光谱信息。同时,利用模拟和观测得到的数据,调查了银河系数百万颗恒星,并将其与光谱仪测得     

宇宙中的氦

氦(He)是一个重要的化学元素。在元素周期表上,氢独占鳌头,氦名列第二。在广袤无垠的宇宙空间,它的含量也仅次于氢。它们合在一起占已观测到宇宙全部质量的98%以上,而其他上百种元素总共还不到2%。在恒星内部的热核反应中氦扮演一名主角。它对天体演化具有举足轻重的作用,对于这样一     

星际大移民(之六)

木星的主要成分是氢和氦,其比例类似太阳大气。在木星中心则有一个主要由铁和硅构成的固体核(那里的温度可达30 000°K),这个核心称木星核。核的外面是以氢为主要元素组成的厚层,称为木星幔。它又分为两层:第一层压力达300万个大气压以上,温度为11 000°K。高温高压使氢分子离解为独立的原子,高压又使氢处于液态金属氢状态。这一层从核向外延伸到46 000千米处;第二层延伸到70 000千米处,由液态分子氢构成。大气在这层之上再延伸1 000千米,直到云层。“根据木星的结构特点,我们可将木星具有岩体结构的木卫一劈开,将其中心挖空,制成一个口径为3 600     

火红的太阳

九天之上的“核反应堆”太阳是银河系数千亿颗恒星中一颗中等大小的恒星,其中心的温度高达1500万～1600万℃,它的压力相当于地球表面大气压的400亿倍。太阳的中心是一个极其巨大的核反应堆,无时无刻不在进行着核聚变反应,把氢转变成氦,并控制     

资讯

美国航天局的研究人员8月5日展示了由哈勃天文望远镜拍摄的太空星系NGC3949的图片。科学家说,这个距地球5000万光年的星系,看上去眼熟极了,好像是我们银河系的孪生兄弟。NGC3949位于大熊星座,从天文学角度看,它距地球并不太远。它和银河系一样,也是一个具有螺旋臂的星系。在今年早些时候,美国航天局发表了另一个与银河系很相像的星系图片NGC7331。它也是螺旋形星系,与银河系的质量和恒星数量都很接近,也有外延的长臂。和银河系一样,它也每年产生几颗新星。不过科学家说,它靠中心部分有一个星体密集的环,可是他们不知道银河系是不是也有…     

有没有固态氦

在元素中,氦是非常特别的。它的原子量仅次于氢,是第二个最轻的元素。在宇宙间,它的丰度也仅次于氢,是第二个数量最多的元素;一般恒星的能源都是来自氢聚变为氦。但是,在地球上它却是一种稀有气体,在大气中的含量仅占0.0005％强。只有某些油气田产出的天然气中氦的含量多些,可以占7.6％。然而最叫人惊奇的还是     

放屁的学问

我们每个人都会放屁,无论多么高贵,多么美艳动人,但很少有人把放屁的事儿记在心上. 屁会引起爆炸.科学家说,这绝不是耸人听闻.屁的主要成分是氮,约占屁的23%～80%;其次是二氧化碳,约占20%;再次是氢、甲烷和氧等.     

恒星演化——1983年诺贝尔物理学奖的主题

1983年诺贝尔物理学奖授与芝加哥大学的钱德拉塞哈(S.Chandrasekhar)和加州理工学院的福勒(A.Fowler),以表彰他们对恒星演化研究的贡献。现在我们知道,一个星体是由存在于星系中的气体和尘云所形成的。在引力的作用下,一团凝聚物慢慢收缩形成一个星体。在此过程中释放出能量并导致加热。最后温度高到足以在星体内部引起核反应。结果,主要成分氢聚变成氦。这样产生一种阻止收缩的压力并使星体稳定,因而使它得以存在几百万年。