2006重大太空發現揭曉：土星陽光令人稱奇（組圖）

據12月號《探索》雜誌報導，即將過去的2006年對於太空探索來說是非同尋常的一年，betway体育手机网 的探測儀器讓我們看到了更深更遠的空間，很多發現讓科學們興奮不已，下面是《探索》雜誌評出的2006年度重大太空發現。

 

今年9月，「卡西尼」號飛船捕捉到了這張令人嘆為觀止的土星及其發光微弱光環的照片。

 

上面的照片中，土星環附近可以看到一個不太亮的光點，那正是我們所生活的地球。

　　1.土星陽光乍現令人驚

　　今年9月，「卡西尼」號飛船捕捉到了這張令人嘆為觀止的土星及其發光微弱光環的照片。當時，太陽正好處於土星後面——這種排列從地球上看不到，通過這張照片，天文學家發現了兩個此前從未見過的模糊外環，同時詳細地觀測到形成光環的微小顆粒，這種詳細程度是史無前例的。在這張色彩稍顯誇張的照片上，從光環向外展開的光束是照相過程的產物，就如個人照相機有時也能捕捉到沙灘上發出的刺眼強光一樣。

　　　
　　　　2.探測器抓拍到宇宙嬰兒時期照片

　　五年來，威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)一刻不停地在繪製宇宙微波背景輻射 (宇宙大爆炸之後殘留的無處不在的余輝)的圖譜。今年三月，WMAP項目研究小組公布了威爾金森微波各向異性探測器蒐集到的betway体育手机网 數據，提供了宇宙作為一個 「萬億分之一秒新生兒」模樣的最詳細的證據。betway体育手机网 公布的照片描述了探測器在2003年拍攝到的最初結果，這些結果表明微波背景振蕩是由大爆炸之後40萬年的各種事件造成的。自從2003年以來，WMAP項目研究小組對微波能量做出了更為精確的測量，從而讓他們可以及時地回顧更遙遠的事件。

　　在美國約翰斯·霍普金斯大學物理學家查爾斯·班尼特帶領下，WMAP項目研究小組揭開了微波變形之謎，即遙遠電子雲的碰撞。結果，研究人員能夠對弱於此前所探測信號百倍的信號進行研究。研究表明，第一批恆星在宇宙大爆炸之後四億年左右亮了起來，這比科學及最初估計的遲了兩億年左右。經過細緻分析，科學家還發現了宇宙大體構成：由22%的暗物質和74%的暗能量構成。暗能量似乎會加速宇宙膨脹，而暗物質則有助於星系和星系團保持「團結」。

 

土星最大衛星土衛六

　　　　3.土星最大衛星降下「甲烷雨」

　　天文學家希望，「惠更斯」號探測器2005年1月14日經過土星最大衛星土衛六表面時，能發現波瀾壯闊的「甲烷海洋」。然而，「惠更斯」號探測器著陸時，卻沒有濺起水花，反而發出啪啪聲響。美宇航局埃姆斯研究中心行星科學家克里斯托夫· 麥凱(Christopher McKay)說：「探測器是在淤泥中著陸的。」只不過淤泥中夾雜有甲烷。此前研究表明，土衛六下過甲烷雨，土衛六北極區域有二十多個甲烷湖泊。事實上，土衛六同科學家原本想像的狀況有很大出入，大氣富含氮和有機化合物，可能同早期地球大氣相似。

　　土衛六大氣溫度在零下300華氏度左右，甲烷可能以固體、液體或氣體三種形式存在。據麥凱和同事推測，在由甲烷冰晶構成的更高、更厚的雲堤下面，可能存在一個液體甲烷雲層。較低的雲層不斷產生毛毛雨，一年下來相當於兩英吋的降水量。麥凱說： 「那種系統像它一樣運動，擁有一個受抑制的天氣循環，對於依靠甲烷生存的有機體而言確實是理想的環境。」

 

太陽系外行星想像圖

　　　　4地外行星發現屢破記錄

　　今年，科學家在太陽系以外又發現了二十多顆行星的蹤影，其中包括迄今為止最為怪異的一些。今年一月，天文學家對外介紹了迄今發現的質量最小的太陽系外行星——OGLE-2005-BLG-390Lb。它的質量約是地球的5.5倍，最有可能是覆蓋著冰的岩石球體，圍繞一顆距地球約21000光年遠的冰冷紅矮星旋轉。9月，另一顆新發現的太陽系外行星HAT-P-1再次改寫了歷史記錄。它是至今為止發現的體積最大、密度最小的行星，直徑大約是木星直徑的1.5倍左右。

　　更令人吃驚的是，HAT-P-1的質量只有木星的一半。由於密度比軟木還小，可以漂浮在水中。接著，天文學家又在10月發現了已知運行速度最快的行星——SWEEPS-10，它一年只有十個小時，表面溫度可能有3000華氏度。如果其母恆星(home star)溫度比它高，那麼SWEEPS-10可能會被汽化。

　　5最大三維星系分布地圖

　　在對三個大陸進行了為期二十年的研究後，天體物理學家繪製出附近星系最大、最詳細的完整分布圖。這個三位繪圖計畫稱為「2MASS紅移巡天」(2MASS Redshift Survey)，覆蓋地球周圍方圓6億光年的所有區域，重建了25000個星系的位置和速率。另外一個細節令我們驚訝不已：我們所在的星系——銀河系及其姐妹星系仙女座相對於宇宙大爆炸遺留的無處不在的背景能量(天文學家的標準參照系)，以每小時140萬英里的速度移動。

　　　　6土星衛星發現冰狀火山

　　土星的衛星土衛二(又稱「恩克拉多斯」)直徑有300英里，現在繞這顆環狀行星旋轉，如今已成為美宇航局「卡西尼」號探測器最大的發現之一。據今年三月公布的數據顯示，土衛二上面的一個間歇泉不斷向太空中噴射水柱和冰狀顆粒，噴射高度達數百英里。噴射物還包含碳化合物。這些發現表明液態水可能正在土衛二地表下面流淌，一旦這一理論得到證實，則表明即便上面沒有真正的生命，那麼有機物也可能存在於這顆衛星上。

　　卡西尼成像中心實驗室成像小組領導人卡羅琳-帕科(Carolyn Porco)已經確定，來自土衛二羽毛狀「軌跡」的冰屑繞土星旋轉，形成了土星上的一個「簽名環」(signature ring)。科學家尚不清楚土衛二如此活躍的原因，但一種主流理論是，土星重力所引起的張力比科學家此前想像的更為有效地加熱了土衛二內部。

　　　　7太空驚現複雜有機分子

　　去年，美國國家射電天文觀察站綠岸望遠鏡(Green Bank Telescope)項目的天文學家確認了八個新分子，其中一些是迄今為止在太空中發現的最大、最為複雜的化合物。此項發現表明，有機化學可能在我們的星系以及更遠的太空中很普遍。有機化學是指也許有助於地球上生命成熟的化學。

　　美宇航局戈達德航天飛行中心天文學家霍利斯(Jan Hollis)表示，生成這些新分子的反應可能發生於星際塵埃顆粒表面，那些表面充當了一個彙集點的作用，原子、帶電基團、小中性分子能夠在這個點結合。星際衝擊波(如伴隨恆星誕生而出現的振蕩)為克服反應化學性阻擋層以及向周圍氣體噴射新形成分子提供了能量。一旦身處氣體之中，這些分子就能旋轉並釋放出無線電信號，而綠岸望遠鏡則可以探測到這些信號。

 

「星塵」號收集到的彗星塵埃

　　　　8成功採集記錄太陽系混沌狀態彗星塵埃

　　「星塵」號的返回艙於今年一月回到地球，降落於美國尤他州的沙漠地區，裡面裝有大約 0.33毫克來自彗星維爾德二號的塵埃物質。來自彗星的塵埃是科學家三十多年來從天體上收集到的第一個固體樣本，也是迄今為止來自彗星的第一個樣本。根據研究人員最初的推測，維爾特二號可能含有太陽系誕生之前，形成於恆星之間寒冷地帶的物質，但他們所發現的樣本可能形成於太陽星雲的最熱部分。

　　也許，處於嬰幼兒時期的太陽系內部的氣體、塵埃和小岩石猛烈地噴射到海王星之外的地區，諸如維爾德二號這樣的彗星就形成於此。這項發現表明，行星形成涉及無法預料的混沌。儘管「星辰」號飛船收集的彗星樣本太小，甚至一個噴嚏就能吹走，但卻是讓全世界科學家長期以來夢寐以求的。美宇航局約翰遜航天中心負責研究彗星樣本的科學家邁克爾·澤倫斯基(Michael Zolensky)表示，「你可以從中取出一粒，將它切開，送給世界各地的二十個實驗室。我們收集的樣本將持續使用好幾代。」

 

充氣式太空旅館

　　　　9充氣式太空旅館發射

　　目前世界上約有300位宇航員，但卻只有一個僅夠三位宇航員每次停留六個月的目的地 ——國際空間站。為了彌補這種缺憾，去年7月，畢格羅宇航公司(Bigelow Aerospace)發射了「起源-1」(Genesis-1)——世界上第一個充氣式空間站。「起源-1」是個試驗性氣球——長14英尺的成比例模型，而可供人類下榻的「起源-1」則擁有三個相同大小的太空艙。

　　畢格羅宇航公司創始人羅伯特·畢格羅(Robert Bigelow)在美國國會2001年大幅削減美宇航局充氣式太空站「Trans Hab」的研發經費時，抓住了打造太空旅館的機遇。後來，他開始對外授權使用這項技術的專利，根據他的估計，「可能會有50個國家希望擴大他們的宇航員隊伍。」去年夏天「起源-1」的成功發射證明，私營公司完全有能力建造空間站——儘管只是微型試驗模型，但起碼比美宇航局的更便宜、建造速度更快。

　　　　10新天體挑戰天文學定義

　　科學家在距地球約450光年遠的區域發現的兩個天體在科學家引發了一場大討論，由於介於行星與恆星之前，科學家難以對其進行界定。這兩個天體的質量分別是木星質量的7倍和14倍，由於太小，它們不能被劃分為恆星。同時，它們又沒有像其它行星一樣的母恆星(parent sun)，只能孤苦伶仃在我們的星系中飛行。兩顆天體的發現者——加拿大多倫多大學天文學家雷·賈亞瓦哈納(Ray Jayawardhana)說：「它們其實是介於行星和恆星之間的一種天體。」

　　這是已知第一個通過重力將行星質量的物體「綁定」在一起的案例，天文學家無法在兩顆天體的命名上達成一致。一些天文學家將其稱為是處於孤立狀態的巨星(giant)或次棕矮星(sub-brown dwarf)。而賈亞瓦哈納則將它們歸為一種新的天體類型——「行質天體」(Planemo)。另外，天文學家在兩顆天體的構成上也存在分歧。一種理論稱，行質天體可能是由稠密的塵埃和氣體雲團「放逐」的，但賈亞瓦哈納認為，這一過程幾乎肯定會將它們兩個分開。

　　也許，它們像雙子星(binary star)一樣形成。雙子星形成於氣雲(gas cloud)，氣雲在下降過程中一分為二。但賈亞瓦哈納反問道，「你如何能造出這樣一個自身不斷分散的一小塊氣團？」無論它們的起源如何，行質天體周圍都是堅如岩石的圓盤狀殘骸，這表明它們每一個都有可能處於整個微小行星系的中心，而這個行星系又圍繞行星旋轉。

 

金星南極區發現猛烈螺旋型風暴

　　　　11金星南極區驚現猛烈螺旋型風暴

　　金星幾乎就是地球的「雙胞胎兄弟」，體積和質量都相似，儘管在其它方面也存在不同。歐洲航天局發射的「金星快車」飛船本來是去研究厚厚的、由硫酸黃色雲層覆蓋的金星大氣的，但它發回的照片反而加深了金星大氣構成之謎。科學家從照片中發現一個漩渦狀結構從金星的南極地區裊裊升起，在這個區域，「金星快車」探測器顯示了一個直徑達1250英里左右的奇怪雙旋風雲團。「金星快車」飛船項目科學家哈坎·斯韋德赫姆博士(Hakan Svedhem)表示：「我們的模型並不能預測這些模式。」按照他的估計，這個漩渦結構可能同金星超高速赤道風存在某種程度的聯繫。赤道風與地球上的颶風不同，每年都會同一區域活動。

　　　12宇宙碰撞，暗物質現形

　　距地球三十億光年之遙的兩個星系團之間的距離碰撞產生了迄今為止暗物質存在的最直接證據。暗物質是一種無形物質，據認為，宇宙中80%的物質都是暗物質。為了捕捉到運轉中的暗物質，美國斯坦福大學科維理研究所(Kavli Institute)及亞利桑那大學和佛羅里達大學兩所高校的天體物理學家對星系團中的可見物質的X光照片和總質量(total mass)圖譜進行了比較。他們通過測量來自遙遠星系的光線經過時所彎曲的程度，獲得了總質量圖譜，這一現象也稱為引力透鏡(gravitational lensing)。

　　據科維理研究所天體物理學家馬魯薩·布拉達克(Marusa Bradac)介紹，在研究人員比較兩幅圖像的時候，「兩個並沒有排成一列。這表明那裡可能存在一些東西，它就是暗物質。」因為暗物質不會同常規物質相合，或自身相合，它正好穿過一切事物。因此，當兩個星系團以每小時1000萬英里的速度撞在一起時，可見物質在撞擊的極度擁擠過程中放緩速度，但暗物質仍無拘無束地飛過。布拉達克說：「可見物質會造成中間部分出現‘交通堵塞’，相反，暗物質則具有其自己的陽光大道。」兩種物質的不同位置在圖中清晰可見，紅色代表可見物質，而藍色則代表暗物質。

　　如果暗物質存在於宇宙中，那麼它也應該在地球中存在。物理學家下一步將是在陸地實驗室檢測暗物質。這種努力在科維理研究所宣布暗物質發現後的兩個月獲得重大突破。當時，世界上最敏感、最近剛剛升級的暗物質觀測器恰好聯機運行。低溫暗物質搜尋器(CDMS)埋藏於明尼蘇達州一個廢棄鐵礦半英里深處，以防止遭到宇宙射線照射。這個儀器在一個相當於19個曲棍球大小的鍺塊上尋找稱為WIMPS 的暗物質顆粒和普通原子之間的碰撞。

　　結果，它發現了這些罕見撞擊(散射事件)所存儲起來的熱能，因此，儀器的地下硅鍺探測的溫度保持在零下459.58華氏度(僅處於絕對零度之上)。布拉達克表示，物理學家也許能在未來五年內掌握探測暗物質的技術手段，並推測它具有科學家所估計的屬性。低溫暗物質搜尋器計畫物理學家、凱斯西儲大學教授丹·雅克利布(Dan Akerib)相信事實確實如此。他說：「如果WIMPS就身處某個角落，我們就可以看到某些東西。我敢以十年生命打賭，它們確實存在。」