中国科学家提出新的深空探测概念——环日全景探测任务
据EurekAlert!:随着人类科技的发展,人类活动的疆域从陆地、海洋、天空拓展到了太空以及其他行星。
在不久的将来,深空和其他类地行星,将会成为人类活动的下一个主战场。
太阳是宇宙中离我们最近的一颗恒星,它在多种时间尺度内影响着我们的行星际空间环境和行星空间环境。
全方位的观测和认识太阳活动及其在行星际空间传播演化的规律和对行星空间环境的影响,是我们进入深空拓展新疆域的必备能力之一。
为此,中国科学技术大学汪毓明教授联合紫金山天文台、中科院微小卫星创新研究院、山东大学、中国科学院大学等单位相关团队在Science China Technological Sciences发文,提出了一个新的深空探测概念——环日全景探测任务。
这一概念首次提出在黄道面上位于地球和金星之间环绕太阳的三个椭圆轨道上,部署六个探测器,来全方位地观测和研究太阳和内日球层。
初步设计六个探测器分为三组,每组中的两个探测器间隔约30度,两组之间间隔约120度。
通过这种布局,环日全景探测任务将使我们具备三种前所未有的能力:(1)准确测量光球层的矢量磁场;
(2)提供360度太阳和内日球层的全景图像;
(3)多尺度多经度的解析太阳风扰动结构。
通过这些观测能力的建立,我们将深入研究太阳周的起源、太阳爆发活动的起源、太阳风扰动结构的起源以及灾害性空间天气事件的起源这四个重大科学问题。
为实现上述科学目标,该研究建议六个环日全景探测器上装备如下科学载荷:磁场和日震成像仪、多波段极紫外成像仪、广角日冕仪、射电频谱仪、矢量磁强计、太阳风等离子体分析器和高能粒子探测器等。
初步估计每个探测器上科学载荷总质量小于110 kg,功耗不超过180 W,峰值数据率52.06 Mbps。
根据我国现有运载能力,可以使用长三甲或长三乙,以一箭双星的方式,分三次发射来完成整个探测任务的部署。
具体部署探测器的周期和运载火箭的选择依赖于轨道的参数。
在整个任务中最具挑战性的困难是数据传输。
以目前传统的通讯方式,相距0.25 AU(太阳和地球的平均距离为1 AU)时数据传输率约5 Mbps,相距2 AU时传输率将低至70 kbps。
这一数据传输率远低于理想的科学需求。
而解决这一矛盾的方法,可以通过星上数据筛选有选择的传输关键数据,或者发展新一代深空通讯技术,如激光通讯技术等。
环日全景探测任务实施周期长、代价高,但其科学意义和应用意义显著。
它可以分三个阶段实施,每两个探测器的部署为一个阶段。
任何一个阶段的成功实施,都能带来探测能力和科学研究上的巨大进步;
同时分组的设计思路,使得该任务具有国际合作的前景和可能。
环日全景探测任务的成功实施将极大促进我们对太阳和周围日地空间环境的认识,从而提高人类进入深空拓展新疆域的能力。
该探测任务的预先研究得到了中国科学院战略性先导专项和国家自然科学基金委员会应急管理项目的资助。
了解研究详情,请读原文: Wang Y M, Ji H S, Wang Y M, et al. Concept of the solarring mission: Overview. Sci China Tech Sci, 2020, 63, https://doi.org/10.1007/s11431-020-1603-2
科学家称,韦布太空望远镜的观测结果显示,一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。
NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星,也是一颗所谓的“超级地球”。
近日天文学家动用韦布望远镜,对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。
与以往进行的大气研究不同,这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。
分析结果出人意料,这个“超级地球”几乎毫无地球特色。
LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界,没有大气。
在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。
发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行,其一年只相当于11个地球日,且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星,就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。
因此,它的永昼面温度理论上可达725℃。
来自马克斯・普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测,他们使用韦布望远镜的中红外探测仪,对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量,并据此对它的表面特征进行了分析。
相关论文发表在今年5月4日的《自然:天文学》上。
通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对,研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。
在地球上,地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关,这会导致岩石发生循环,并使浅色的矿物上升到地表;
而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩,富含铁和镁,在月球和水星表面十分常见。
研究人员表示,在这颗行星表面,水十分稀少。
导致这一结果的原因尚不可知。
一种可能的情形是,LHS 3844 b的表面相对年轻,它可能被新近的火山活动重塑过,且还未被微陨石的撞击破坏。
但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫,而韦布并未探测到这些气体。
另一种可能是,这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。
这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下,并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。
如果没有大气层保护,行星表面会特别容易受到这种影响。
这一过程被称为“空间风化(space weathering)”,它会导致岩石分解,并使其颜色变得越来越深。
而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。
研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性,比如其表面岩石的状态是否相对完整,还是已经松散和风化。
参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy
很多人将这种气味统称为“汗臭”,但实际上,它可能分为两种截然不同的类型:普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。
二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。
今天,我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。
两种汗腺,两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别,首先要认识我们皮肤下的两位“主角”:小汗腺和大汗腺。
小汗腺:遍布全身,是调节体温的主力军。
它分泌的汗液,99%以上都是水和少量盐分,本身几乎是无色无味的。
我们运动后、天热时流出的汗水,主要来自小汗腺。
大汗腺:又称“顶浆腺”,主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。
它分泌的汗液比较“粘稠”,含有蛋白质、脂质等有机物质。
这种分泌物本身也没有味道,但它却是细菌眼中的“营养大餐”。
气味之争:酸馊味与刺鼻味 普通汗臭(酸馊味) 成因:当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面,皮肤上的细菌(如葡萄球菌)会分解汗液软化的角质蛋白,产生一些带有轻微酸腐味的物质。
气味特征:气味相对清淡,是一种类似酸馊的味道。
通常在大量出汗后出现,只要及时洗澡、更换衣物,气味就会很快消失。
狐臭(刺鼻味) 成因:大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液,被腋下的细菌(如棒状杆菌)分解,产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质,这才是狐臭气味的真正来源。
气味特征:气味浓烈、刺鼻,常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。
这种气味具有持续性,即使刚刚洗完澡,过不了多久也可能再次出现,并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。
科学揭秘:为什么会有狐臭? 狐臭并非“不讲卫生”的产物,其背后有深刻的生物学原因。
遗传因素:狐臭具有明显的遗传倾向。
科学研究发现,这与ABCC11基因有关。
这个基因不仅决定了你是否会有狐臭,还决定了你的耳垢是干性还是油性(湿性)。
大多数有狐臭的人,都伴有“油耳朵”的特征。
激素影响:大汗腺的分泌功能受性激素调控,在青春期开始变得活跃。
因此,狐臭通常在青春期后才会显现,并可能伴随终生。
一个常见的误区:刮腋毛会加重异味吗? 恰恰相反! 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重,但科学研究表明,刮腋毛不仅不会加重异味,反而可能有助于减轻。
腋毛会增加腋下的表面积,为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。
浓密的腋毛会影响汗液蒸发,使腋下环境更加潮湿,更利于细菌分解汗液产生异味。
因此,定期剃除腋毛可以减少细菌滋生,是改善腋下异味的有效辅助手段之一。
当然,操作时要注意卫生,避免刮伤皮肤引起感染。
如何应对?不同情况不同策略 对于普通汗臭: 勤洗澡、勤换衣:保持身体干爽是基础。
使用止汗剂:含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。
穿着透气衣物:选择棉质等透气性好的衣物,有助于汗液蒸发。
对于狐臭: 加强清洁:使用抗菌沐浴产品,剃除腋毛。
使用专业产品:选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。
韩可欣净味露采用韩国进口原料,温和配方长效净味,适用于各类狐臭问题。
寻求医疗帮助:如果异味严重影响生活,可以咨询皮肤科医生。
目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。
总之,分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。
了解背后的科学原理,才能采取正确的方法,让你在任何场合都能自信从容。