【菜科解读】

詹姆斯·韦伯太空望远镜看到的天王星（图片uux.cn/NASA、ESA、CSA、STScI）据美国太空网（Robert Lea）：科学家们可能已经解开了围绕冰巨星天王星及其微弱辐射带的一个挥之不去的谜团。

带的弱点可能与行星奇怪的倾斜和不平衡磁场有关；

该磁场可能会导致颗粒物在世界各地的交通堵塞。

这个谜团可以追溯到1986年1月旅行者2号访问天王星，远在2018年探测器离开太阳系之前。

太空船发现天王星的磁场是不对称的，与自转轴倾斜约60°。

此外，旅行者2号发现，天王星的辐射带由被磁场捕获的粒子组成，比预测的弱大约100倍。

这项基于旅行者2号数据模拟的新研究表明，这颗冰巨星的这两个奇怪方面是相关的。

它的磁场是太阳系中独一无二的。

大多数行星都有很强的固有磁场，比如地球、木星和土星。

它们有一个非常‘传统’的磁场形状，被称为偶极子，首席作者Matthew Acevski告诉Space.comAcevski解释说，这项研究突出了天王星的磁不对称性如何扭曲行星质子辐射带的结构，尤其是在旅行者2号经过的区域附近。

Acevski说：我的假设是，磁不对称性正在扭曲质子辐射带，在行星周围形成辐射带更受压缩的区域，因此强度更强；

在其他区域，辐射带更分散，导致强度较弱。

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如果旅行者2号飞越辐射带分布更广的区域，这可以解释其观测到的质子辐射带弱于预期。

太阳系异常天王星是太阳系中最冷的行星，也是距离太阳第七的行星，在我们行星系的其他世界中很奇怪。

这颗冰巨星像宇宙球一样旋转，与轨道平面成97度角向一个方向倾斜。

这意味着，当它旋转时，它会侧向旋转。

它是唯一一颗这样做的太阳系行星。

这种倾斜被认为是在遥远的过去与地球大小的物体碰撞的结果，导致天王星经历了太阳系中最极端的季节，冬季持续21年。

天王星也是太阳系中两颗行星之一（另一颗是金星），每84地球年绕太阳旋转一次，与其他所有行星的旋转方向相反。

天王星的宽度大约是地球的四倍，距离太阳的距离大约是地球所在地的19倍，由13个微弱的环和至少28个卫星组成。

天王星也有极光，类似于地球的北极光和南光，但由于该行星的倾斜磁场，这些极光不会像在我们的行星木星甚至土星上那样出现在其两极。

就像所有有磁场的行星一样，天王星周围有被捕获的带电粒子，形成辐射带——但为什么这些辐射带看起来如此微弱，五十年来一直是个谜。

1986年旅行者2号宇宙飞船拍摄的天王星图像。

是时候去这个陌生寒冷的世界执行新任务了吗？（图片uux.cn美国国家航空航天局）该团队的模拟放弃了天王星磁场充当偶极子的想法，而是使用更复杂的四极磁场来复制其不平衡性质。

这表明粒子在通过不同场强的区域时会加速和减速。

粒子速度的变化导致它们在某些区域聚集，在其他区域变得更加分散。

这种效应只有在模拟中考虑到单个复杂的四极磁场时才会出现，这就是为什么以前从未见过这种效应。

Acevski说：我们发现天王星的磁不对称性可能导致行星周围质子漂移较慢、更压缩的区域，以及质子漂移较快、更分散的其他区域。

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这类似于环路上的交通堵塞。

当汽车行驶速度较慢时，会导致交通更加密集；

如果汽车行驶速度较快，交通就会更加分散。

Acevski及其同事推测，当旅行者2号造访天王星时，它穿过了这颗冰巨星辐射带的一个薄弱区域。

Acevski说：我们将旅行者2号的轨迹投影到这个剖面上，发现飞船实际上确实飞行了一个‘快速漂移’区域，这意味着它应该观察到低于正常质子辐射带强度的情况。

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值得注意的是，我们的粒子模拟显示，这一结果导致了行星周围质子强度约20%的最大变化。

这意味着该团队的模型无法完全解释旅行者2号观测到的强度低100倍的情况。

Acevski继续说道：无论是什么主要效应导致了这些弱得多的质子辐射带，都有可能被我们发现的这种效应所加剧。

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我们对结果感到非常惊讶。

看到磁不对称对辐射带结构的影响有多大，真是令人惊讶。

这是以前不知道的。

一位艺术家描绘的旅行者2号在其对天王星的疯狂访问18年后进入星际空间的画面。

（图片uux.cn美国航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院）Acevski指出，他和团队获得的结果有助于为未来的天王星航天器任务提供信息。

到目前为止，旅行者2号是唯一一艘造访这颗冰巨星的航天器。

这意味着有关世界的直接数据极其有限。

美国国家航空航天局正在计划最快在2030年发射天王星任务。

这样的任务可以帮助实验验证这一模拟的结论。

Acevski说：我们需要验证这些模拟的是旗舰航天器前往天王星的任务，在几年内对该行星进行新的原位测量，而不是像旅行者2号那样只需几个小时。

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一项新的任务也可以让我们发现我们甚至无法通过模拟预测的新物理现象。

由于这是一颗具有我们从未见过的磁场的行星，因此完全有可能发现全新的现象，这将拓宽我们对行星科学的理解。

Acevski当然还没有结束这个奇怪的太阳系世界。

对研究人员来说，这个冰巨人是一个特别令人着迷的地方。

Acevski总结道：天王星对科学提出了一个独特的挑战，我发现应对这个挑战非常有趣。

用这么少的数据就能发现多少，这真的很有趣，而我们实际上只是触及了表面。

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截至今天，研究冰巨星天王星和海王星的人并不多，尽管它们表现出如此奇怪的特征，特别是在磁场中，因此引起人们对可能发生的奇怪现象的关注，这对我来说是一个非常令人兴奋的前景。

该团队的研究于6月发表在《地球物理研究快报》杂志上。

僵尸恒星周围具备宇宙生命诞生条件

目前许多系外行星探索任务中都以寻找岩质行星信号为主，并且倾向于围绕类似太阳这样的G型主序星，这样的行星更符合具备外星生命并能演化至高级文明条件。

　　相比较之下，白矮星似乎不太可能成为宇宙生命主要的诞生地，作为低质量恒星演化的结果使得白矮星在结束氢和氦的核反应后膨胀成一颗红巨星，此时红巨星并没有足够的质量支持反应继续进行，于是外层气体层逐渐被剥离而仅剩下了核心物质，这就是白矮星。

由于白矮星依靠电子简并压力进行支撑，其具有极端的高密度，而体积并不比地球大多少。

　　尽管如此，科学家们仍然认为这些"僵尸恒星"周围可维持宇宙生命可居住区，满足液态水存在于行星表面，由于白矮星形成时具有极高的温度，其本身却没有能量来源，因此可以不断向外辐射热量，研究人员认为维持液体水温度的过程可达到80亿年之久，而我们的太阳系只有45亿年左右，如果让白矮星将热量全部释放变得寒冷的黑矮星，那么这个时间可能比宇宙的年龄还长，因此白矮星周围的轨道环境应该有足够的时间来诞生宇宙生命，并演化成高级文明。

　　在最新一项的研究中发现，位于白矮星周围可居住区轨道上的行星可获得合适波长的光，可以维持光合作用的进行。

至关重要的是，白矮星周围并不是出现太多有害的紫外线辐射，其能量辐射方式与太阳存在不同之处，而紫外线却可以杀死行星上暴露出来的生命。

　　根据英国公开大学研究人员卢卡福萨蒂（Luca Fossati）和他的同事们通过一项模拟实验发现白矮星周围轨道环境可支持生命的存在。

通过假设轨道上具有一颗类似于地球这样有大气层的行星存在，并模拟白矮星的各种条件，计算出源于白矮星的光达到行星表面时的能量值，尤其是紫外线波段这种损害DNA并可杀死生命的光线，他们发现紫外波段的光线抵达行星时只有地球上生命接受紫外线的1.65倍，从剂量的角度看，是非常接近地球环境的。

最新研究显示每个黑洞周围物质都成“炸面圈”状

目前，科学家最新研究证实，无论黑洞质量的大小，围绕黑洞周围的宇宙物质都将形成一个炸面圈的形状。

　　最新研究显示每个黑洞周围物质都成"炸面圈"状　　黑洞本身是不可见的，但是天文学家们通过黑洞周围的其他宇宙物质受影响程度而探测到黑洞的存在，这些宇宙物质受小型球体空间中产生的巨大重力影响。

当宇宙物质朝向黑洞以光速抵达并被加热时，从黑洞区域喷射出的强辐射线将立即环绕在黑洞周围。

　　美国国家历史博物馆天体物理学家巴里-麦克柯南(Barry McKernan)说："这将是一个非常零乱和结构复杂的环境，但是宇宙物质落入黑洞范围内都会呈现出相同的‘炸面圈’形状，无论黑洞的质量大小。

"　　麦克柯南和同事们分析了245个活跃星系核心，在星系核心位置存在着超大质量黑洞。

这些黑洞吞噬着落入的气体，并喷射强大的放射线束，照耀着数十亿颗恒星。

这些黑洞的质量非常大，是太阳质量的100万至1亿倍之间。

　　研究人员特别测量了围绕在黑洞周围的X射线和红外线，并测试了这两种放射线之间的关系。

他们发现X射线可能来自于接近黑洞的炽热物质，红外线可能来自于距离黑洞更遥远的温暖宇宙物质。

　　通过对比黑洞附近的X射线和红外线的比例，麦克柯南和他的同事们直接描绘出宇宙物质如何分布在黑洞周围。

最终他们得出结论：无论黑洞的质量大小，环绕在黑洞周围的宇宙物质都会在黑洞中心位置形成一个炸面圈的形状。

同时，通过该研究科学家也证实了黑洞的真实存在。