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通过太阳系灰尘在筛选后令人惊讶的发现显示

2021-09-02 15:50:07来源:

在这个例证中,几个灰尘环圈太阳。当行星的重力拖动尘土谷物到太阳周围的轨道时,这些环形式。最近,科学家们发现了汞轨道的尘埃环。其他人假设金星尘埃环的来源是一组从未检测到的共同轨道小行星。学分:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/玛丽帕特哈里比克 - 基思

就像在我们家中的灰尘和书架上的灰尘一样,尘土堆积在太空中。但是当灰尘沉降太阳系时,它通常在戒指中。几个灰泥环圈太阳。环着轨道的行星轨道,其重力将灰尘拖到太阳周围的地方,因为它在途中漂移到太阳系的中心。

灰尘由碎屑组成,仍然是太阳系的形成,大约46亿年前 - 来自小行星碰撞或来自炽热彗星的面包屑。灰尘在整个太阳系中分散,但它在覆盖地球和金星的轨道上收集颗粒状环,环绕地球上的望远镜可以看到的戒指。通过研究这种灰尘 - 它是由它所制成的,它来自哪里,以及它如何通过空间移动 - 科学家寻求理解行星诞生的线索和我们在太阳系中看到的所有所看到的组成。

最近的两个研究报告了内太阳系中的灰尘戒指的新发现。一项研究使用美国国家航空航天局数据来概述汞轨道周围尘埃环的证据。来自美国国家航空航天局的第二种研究识别了金星轨道的尘埃环的可能源:一组从未与行星共同轨道的小行星。

“这不是每天都会在内阳大学的作者中找到内部太阳系中的新的东西,”Nasa的戈达德尔空间飞行中心在马里兰州Greenbelt的作家Marc Kuchner说。“这是正确的我们的邻居。”

科学家认为行星开始脱离灰尘。他们从围绕年轻恒星的汽油和灰尘的巨型圆盘出现。重力和其他力导致盘内的材料碰撞和聚结。(插图)学分:美国宇航局的喷气推进实验室

阳光周围的另一个戒指

Guillermo Stenborg和Russell Howard,华盛顿州海军研究实验室的太阳能科学家们都没有出发出来找到一个尘圈。“我们偶然发现它,”斯滕堡说,笑。科学家们在2018年11月21日出版的论文中总结了他们的研究结果。

他们描述了宇宙轨道上的宇宙尘埃的精细阴霾的证据,形成了宽度为930万英里的戒指。水星 - 宽3,030英里,足够大,因为美国大陆的大陆延伸 - 通过这种庞大的防尘道,因为它圈出了太阳。

具有讽刺意味的是,这两个科学家们偶然发现了尘埃环,同时寻找靠近太阳的无尘区域的证据。在距离阳光的一段距离,根据几十年的预测,明星的强大的热量应该蒸发灰尘,清扫整个空间。了解这个边界的位置可以告诉科学家关于尘埃本身的构成,以及暗示在年轻太阳系中形成的行星。

到目前为止,没有发现无尘空间没有证据,但这部分是因为难以从地球中检测到。无论科学家如何从地球看,我们之间的所有尘埃都在途中,欺骗他们在阳光附近的思考,而不是真的是捕捉的。

Stenborg和Howard PD他们可以通过基于来自美国宇航局立体声卫星的行星间或 - 太阳能关系天文台的捷径空间的图片来解决这个问题。

最终,这两者希望测试他们的新模型,为NASA的帕克太阳能探头准备,目前正在在太阳周围飞行一个高椭圆轨道,在未来七年内越来越靠近恒星。他们想要将他们的技术应用于帕克将送回地球,看看太阳附近的尘埃。

科学家们从未在这个未开发的领土上收集的数据,如此接近太阳。像Stenborg和Howard这样的模型为理解帕克太阳能探头的观察提供了重要背景,以及暗示航天器会发现自己的空间环境的暗示 - 烟雾或闪闪发光的清洁。

两种光线显示在立体声图像中:来自太阳炽热的外部大气的光 - 叫电晕 - 并且光反射了通过空间漂浮的所有灰尘。阳光反射了这种灰尘,慢慢地轨道太阳,比冠状光更亮。

“我们不是真正的尘埃人,”霍华德说,他也是Movero在立体声和帕克太阳能探头上的相机的主导科学家,拍摄了电晕的照片。“靠太阳的灰尘只是在我们的观察中出现,而且一般而言,我们已经把它扔掉了。”太阳能科学家喜欢霍华德 - 谁学习太阳能活动,以便预测即将到来的空间天气,包括太阳能材料的巨型爆炸,太阳有时会派往我们的方式 - 花了多年的发展方法以消除这种灰尘的效果。只有在从灰尘中去除光污染后,他们就可以清楚地看到了电晕正在做什么。

这两位科学家建造了他们的模型,作为其他科学的工具,以摆脱立体声和最终帕克太阳能探测 - 图像,但是在他们的思想后面徘徊的无尘空间的预测。如果他们可以设计一种分离两种光线并隔离尘埃闪耀的方式,他们可以淘汰那里的尘埃。例如,发现图像中的所有光都来自电晕目的,可以表明他们最后发现无尘空间。

水星的尘埃戒指是一个幸运的发现,一个侧面发现Stenborg和霍华德在他们正在研究他们的模型时制作。当他们在立体声图像上使用了新技术时,他们注意到沿着汞的轨道上增强的亮度 - 更多的灰尘,即在他们违反他们丢弃的灯光下。

“这不是一个孤立的事情,”霍华德说。“无论航天器的立场,我们都在阳光下,我们可以看到尘埃亮度或密度增加的百分之五。那是在那里有些东西,它是延伸到太阳周围的东西。“

科学家们从来没有考虑过围绕水星轨道可能存在的戒指,这可能是为什么它直到现在,斯滕堡说。“人们认为汞与地球或金星不同,太小,太靠太阳才能捕捉尘埃戒指,”他说。“他们预计太阳风和磁力来自太阳会将吹掉汞的轨道上的任何过量的粉尘。”

在其皮带下面有一个意想不到的发现和敏感的新工具,研究人员仍然对无尘区感兴趣。随着帕克太阳能探测继续探索电晕,他们的模型可以帮助他人揭示任何其他尘埃兔子在太阳附近潜伏。


这种可视化显示了Venus在太阳周围的轨道上的灰尘环的模拟。科学家假设一组从未预测的小行星,与金星负责供应金星的尘埃环。学分:美国宇航局的科学可视化工作室/汤姆布里奇曼

隐藏在金星轨道的小行星

这不是第一次科学家在内太阳系中发现了一个灰尘。二十五年前,科学家发现地球轨道轨道在巨大的灰尘中的太阳。其他人在维纳斯轨道附近发现了类似的环,首先在2007年使用来自德国Helios空间探针的档案数据,然后在2013年确认,立体声数据。

从那时起,科学家们在地球轨道上确定了尘埃环意识到火星和木星之间的广阔,甜甜圈形状的区域,其中大多数太阳系的小行星生活。这些岩石的小行星彼此不断崩溃,剥离灰尘,散热进入太阳的重力,除非地球的重力将灰尘拉到我的星球上的轨道上。

起初,似乎有可能像地球一样形成的金星,从太阳系中其他地方产生的灰尘。但是,当戈达德天体物理学家Petr窃贼模型灰尘从小行星带向太阳螺旋时,他的模拟产生了一个匹配地球戒指的观察的戒指 - 但不是金星“。

这种差异使他想知道不是小行星带,否则金星的尘埃来自哪里?经过一系列模拟,窃贼和他的研究伙伴Marc Kuchner假设它来自一组从未预测的小行星,沿着维纳斯绕太阳轨道。他们在2019年3月12日在TheAstophysical journaly obptson中公布了他们的工作。

“我认为关于这一结果的最令人兴奋的事情是它表明了一个新的小行星人口,可能拥有所形成的太阳系如何形成的线索,”Kuchner说。如果私人和奎臣可以观察它们,这家小行星家族可以在地球和金星早期历史上脱光。用正确的工具查看,小行星还可以解锁太阳系的化学普遍性的线索。

因为它分散在更大的轨道上,所以金星的尘埃环比汞的新检测到的戒指大得多。从上到下约1600万英里,宽600万英里,戒指落在灰尘中,最大的谷物大致粗糙砂纸的大小。它大约是10%的密集,灰尘比周围空间。尽管如此,它的漫反射 - 将所有灰尘包装在一起,所有你得到的一切都是两英里的小行星。

小行星代表太阳系的岩石行星的构建块。当他们在小行星腰带碰撞时,他们在整个太阳系整个太阳系中散发出尘埃,这是科学家可以为行星早期历史学习的线索。(插图)学分:美国国家航空航天局(NASA)的戈达德太空飞行中心概念形象实验室

使用十几种不同的建模工具来模拟尘埃在太阳系周围移动,窃贼模型,他可以想到的所有灰尘来源,寻找与观察结果相匹配的模拟金星圈。他尝试的所有来源的名单听起来像太阳系中所有岩石物体的滚动调用:主腰带小行星,oort云彗星,哈利式彗星,木星家族彗星,小行星带上的碰撞。

“但没有一个工作,”Kuchner说。“所以,我们开始弥补自己的灰尘。”

也许,这两个科学家认为,灰尘来自小行星比花笛的小行星更靠近万心。有一群小行星与金星共同绕太阳,这意味着它们分享金星轨道,但远离地球,经常在太阳的另一边远离地球。Pokorny和Kuchner在金星轨道上推出了一群小行星可能已经未被发现,直到现在,因为它难以在那方向上点攻击,如此靠近太阳,而没有太阳的透光。

共同轨道的小行星是所谓的共振,一个轨道图案的示例,其锁定不同的轨道在一起,这取决于他们的引力影响如何满足。Pokorny和Kuchner建模了许多潜在的共振:每三个金星轨道圈出太阳的小行星,例如金星十的九次,一个是一个。在所有可能性中,单独一组产生了金星粉尘戒指的现实模拟:一包小行星,占据了金星的轨道,匹配了阳光下的维纳斯之旅。

但是,在寻找工作的假设解决方案后,科学家们不仅仅是称之为。“我们认为我们会发现这一人口的小行星,但随后必须证明它并展示它的工作,”Pookorny说。“我们很兴奋,但是你意识到,'哦,有这么多的工作要做。”

他们需要表明星小行星的存在在太阳系中是有道理的。他们意识到,在金星附近的这些特殊,圆形轨道中的小行星在那里抵达那里的小行星带。如果自太阳系统的开始以来,他们的假设会更有意义。

科学家们建造了另一个模型,这次从邻近金星的10,000个小星曲线开始。他们让模拟快进至45亿多年的太阳系历史,包括来自每个行星的所有引力效应。当模型达到当今的日期时,约有800个测试小行星在时间的考验中存活。

盗窃者认为这种乐观的生存率。它表明小行星在早期太阳系的混乱中可以在Venus轨道附近形成,有些人今天可以留在那里,喂养附近的尘埃环。

下一步实际上是钉住并观察难以捉摸的小行星。“如果那里有一些东西,我们应该能够找到它,”Pookorny说。它们的存在可以用像哈勃这样的太空望远镜验证,或者也许是类似于立体声的行星际空间成像者。然后,科学家们将有更多问题来回答:他们中有多少人,他们有多大?他们是否连续脱落灰尘,或者只是一个分手活动?

在这个例证中,一只小行星在LSPM J0207 + 3331的强大重力下分开,这是一个位于145左右的白色矮星。科学家认为摇摇欲坠的小行星提供围绕这颗古老的明星的尘埃环。学分:美国国家航空航天局(NASA)的戈达德太空飞行中心/斯科特·维辛格(Scott Wiessinger)

其他星星的灰尘环

汞和金星牧羊犬的灰尘戒指只是一个星球,但科学家们在遥远的星系中发现了许多其他尘埃环。巨大的灰尘戒指比外产上方更容易,可以用来推断出隐藏行星的存在,甚至是它们的轨道特性。

但解释额外的灰尘环并不直。“为了模拟和准确地阅读其他恒星的灰尘环,我们首先要了解自己后院的尘埃的物理,”Kuchner说。通过研究汞,金星和地球的邻近的尘埃环,灰尘追踪重力在太阳系中的持久影响,科学家可以开发用于在靠近和远处的灰尘戒指之间进行读物的技术。