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星星4天前
天文学家解析烟火星系 大年初二,咱们不放传统烟花,来观测一朵绽放了数千万年的“宇宙烟花”——烟火星系NGC 6946! 这朵特殊的“烟花”在2520万光年之外,自1917年以来,天文学家已观测到10颗超新星在此爆发,平均每10年一颗,超新星产量在银河系附近无人能及,因此得名“烟火星系”。通过解析天文学的标尺,我们测量这朵“宇宙烟花”的尺度、距离,发现其真实距离红移远大于观测红移,揭示了对于近邻星系,直接使用观测红移会导致巨大距离误差,必须进行红移分解。现代理论认为,它高超新星产额或与其恒星形成率较高,与附近星系相互作用有关。解析天文学强调了红移分解的必要性,否则会得出荒谬的近距离。我们看到NGC 6946的超新星,都是数百万年前爆发的,它们的光芒穿越时空,成为我们过年时的“宇宙烟花”。这提醒我们,仰望星空时,看到的永远是过去,解析天文学的标尺,丈量的不仅是距离,更是时间。 今天对NGC 6946的测量,我们遇到了一个问题:近邻星系的红移分解困境。这不是解析天文学的缺陷,而是任何理论都必须面对的现实——观测红移总是距离红移和本动速度红移的混合。 当我们用解析天文学的标尺测量时,我们得到的是纯距离红移对应的几何距离。如果这个距离与传统测距不符,那就意味着本动速度不可忽略。这正是科学进步的地方——它让我们看到了以前可能被忽略的成分。 如果你也对这朵“宇宙烟花”感兴趣,不妨尝试测量一下,看看你的结果与文献值有何不同,快来评论区分享你的发现吧!#天文观测 #天文爱好者 #周坚每日解析一天体 #解析天文学 #仰望星空
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笔尖下算出的行星!1846年纸笔定坐标,175年揭秘太阳系经典传奇 人类天文史上最硬核的预言!1846年,一位法国数学家仅凭纸笔演算,就精准算出了一颗未知行星的宇宙坐标,望远镜按位观测竟一眼发现,这颗靠数学“算出来的行星”,至今仍是太阳系天体力学的经典传奇,175年间不断刷新人类对宇宙的认知! 这颗被数学精准“捕捉”的行星,就是海王星,它的发现彻底印证了牛顿万有引力定律的正确性,也成为人类理性探索宇宙的里程碑。而这一伟大推算,源于天王星轨道的诡异偏差:1781年天王星被发现后,天文学家观测发现,它的实际运行轨道与万有引力定律的计算值始终存在0.02角秒的偏差,这一细微差距,让科学家推测存在一颗未知大行星,其引力正持续扰动天王星。 1843年起,法国数学家勒维耶耗时3年,以牛顿力学为基础,通过超500次复杂的天体力学演算,精准推导出这颗未知行星的轨道参数、质量和宇宙坐标:其轨道半长轴约30.1天文单位,质量约为地球的17倍,与太阳的距离约45亿公里。1846年9月23日,德国柏林天文台根据勒维耶的演算数据,仅用望远镜观测30分钟,就在预测位置附近1°范围内,发现了这颗淡蓝色的远日行星,海王星就此问世,成为唯一一颗先经数学推算、后被观测证实的行星。 作为太阳系第八大行星,海王星的各项数据充满神秘:直径约49244公里,是地球的3.88倍,体积为地球的57倍;表面风速高达2100公里/小时,是太阳系风速最快的行星,其标志性的“大暗斑”,就是一场持续数百年的超级风暴,规模远超地球的台风;它拥有14颗已确认卫星,其中海卫一是太阳系唯一逆向公转的大卫星,推测是海王星引力捕获的柯伊伯带天体。 海王星的发现,不仅填补了太阳系远日行星的空白,更让人类的天文探索迈入理论推算+观测验证的新时代。此后175年,科学家基于海王星的观测数据,完善了天体力学公式,精准推算出柯伊伯带的存在,甚至为后续冥王星的发现奠定了理论基础。而海王星自身的探测历程,也成为人类深空探索的缩影:1989年旅行者2号探测器飞掠海王星,首次传回其高清表面影像,探测到其内部存在一个质量约为地球1.2倍的岩石核心,外层包裹着厚达数千公里的水、氨、甲烷冰体,以及氢氦组成的大气层。 更值得一提的是,海王星的轨道周期约164.8个地球年,自1846年被发现至今,它才刚刚在太阳系完成一次完整公转,而人类对它的
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宇宙里有个东西,从1988年开始就在向地球发送信号。每隔22分钟一次。就像一个住在1.8万光年外的老朋友,准时准点跟你打招呼。 但直到2022年,天文学家翻看射电望远镜的历史数据时,才发现它。 一开始没人当回事。宇宙里重复出现的信号多了,多半是脉冲星——那些快速旋转的中子星,像宇宙灯塔一样扫过地球。但这次不对劲。 正常的脉冲星会慢慢减速。就像陀螺转久了会慢下来,这是物理学的基本常识。可这个叫GPMJ1839-10的东西,盯了三五年,才慢了0.28毫秒。 相当于你看着一个钟看了三五年,它才慢了不到一眨眼的功夫。稳得不正常。 更诡异的是它的周期。1318秒。22分钟。 普通的脉冲星每秒转好几圈,最慢的也是一秒转一次。这个家伙比正常脉冲星慢了1000多倍。天文学家有一张图,专门标记各种中子星的状态。图上有一条灰色区域,叫“死亡谷”。任何落在这条线下面的脉冲星,理论上都应该已经熄火了。 GPMJ1839-10不仅在死亡谷里,它甚至比死亡谷的最低线还要低。 按理说,它早该死了。可它还在发信号。每隔22分钟,准时准点。三十多年如一日。 天文学家开始怀疑自己的理论。 那会不会是磁星?中子星里的极品,磁场强度比普通中子星强一万倍以上。 2004年,有颗叫SGR 1806-20的磁星发生了一次星震。如果它距离地球只有10光年,那次爆发就足以导致地球上的生物大灭绝。这种级别的能量,确实能让一颗“死透”的脉冲星重新亮起来。 但GPMJ1839-10的表现又不像。星震会释放大量X射线,可那个位置什么X射线都没探测到。而且星震是短期现象,能量只能维持几年。这东西已经稳定工作了三十多年。 会不会是白矮星?如果它有超强磁场,理论上也能发射无线电信号。问题是,目前发现的唯一一颗能发射无线电的白矮星,亮度比这个信号源弱了1000倍。 有人猜是恒星和行星的相互作用,或者两颗赫矮星在相互绕转。这些现象确实会产生无线电辐射,但它们发出的信号比GPMJ1839-10弱了整整1亿倍。 每一种解释都有致命缺陷。 它具备脉冲星的所有特征——无线电波段、高度偏振、偏振角度会突然翻转90度——但它出现在脉冲星不可能存在的区域。它可能是磁星,但表现又完全不像磁星。说它是其他天体,能量又对不上号。 天文学家现在唯一确定的是:类似的信号源可能还有很多,就藏在我们已经收集的海量数据里,只是还
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正是这种不确定,促使天文学家与物理学家不断发问,持续探索。当我们把望远镜对准太空时,我们不只是看见遥远的地方,也是在回望过去。光以每秒将近30万公里的速度传播。当我们看到一个10亿光年之外的星际时,我们看到的是他在10亿年前发出的光,看到的是当年的他,不是今天的他。 某种意义上,向外眺望,就像再读一本用光写成的历史书。因此我们能看见的宇宙有一个极限,这个距离构成了科学家所说的粒子视界。它像包围我们的一个巨大无形外壳,标记着可观测宇宙的最外边界。但这个壳并不是138亿光年远,它要远得多。 因为空间一直在膨胀,意味着当遥远天体的光朝我们而来时,我们与他们之间的空间也在增长。所以当那束光抵达我们时,发光的星系早已比他发光时远得多。由于这种空间的拉伸,粒子视界在每个方向上约为460亿光年,这让我们得到一个直径大约930亿光年的可见球体。 这个球体之内是我们的可观测宇宙,球体之外或许仍属于真实宇宙,但我们看不见,也许永远都看不见。粒子视界不是存在的极限,它只是可见的极限。在这道边界之内,我们可以研究星系、恒星与气体云,我们可以绘制空间结构,看到物质如何分布。 我们可以回望宇宙早期,甚至瞥见最古老的那束光——宇宙微波背景辐射。这道微弱的辉光来自大爆炸后大约38万年,当时宇宙冷却到足以形成原子,光子得以首次自由传播。那道光自此一路传播,直到今天仍能用专门仪器探测到它。 但在粒子视界之外一切都变得不可见,那里可能有类似的星系、恒星与行星,也可能有完全不同的结构,甚至生命。可只要它们在视界之外就无从得知。更进一步,这个视界还在变化。随着时间推移,来自更遥远区域的光会陆续抵达,可观测宇宙随之增长。 今天看不见的某个星系也许未来会变得可见,但有一个转折,宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀。这意味着遥远星系被拉开的速度越来越快。事实上其中许多星系如今正以超过光速的退行速度远离我们。注意这是空间膨胀所致,并不违背相对论。
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