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新视野400札记（一）: 陈学雷 2008-10-19 08:39; 400年前(1608年)的秋天，欧洲流传着一条新闻：荷兰的眼镜制造商 Hans Lippershey 发明了把两个镜片组合成望远镜的办法。伽利略得知这一方法后，改进了望远镜并把它指向了天空，从此天文学的研究彻底改变了。为了纪念这一天文学史上的重大事件，并探讨望远镜的历史，当前和未来天文学的发展，技术创新的作用，人类对宇宙的认识以及人类在宇宙中的地位等问题，美国John Templeton 基金会在中国与北大、国家天文台等单位合作，与科技部香山会议等共同组织，邀请了许多世界上著名的学者，包括天文学家，历史学家、哲学家等,在上周（10月12日－15日）举办了新视野400周年纪念会议，我也参加了这一会议。坦普顿爵士（Sir John Marks Templeton,1912-2008) 生于美国，以优异成绩毕业于耶鲁大学，他经营海外基金，其投资策略着重基本面，后来成为一位亿万富翁。他是基督教长老会的成员和活动家，特别看重精神方面的追求。由他捐款成立的 Templeton 基金会（目前由其子John Templeton 担任主席），鼓励回答大问题，支持对宇宙自然规律的研究探索，为此，基金会赞助了基本问题研究所(FQXi),以鼓励对宇宙学、地外生命、量子力学基础、时间的本质、数学基础、复杂性等重大问题的研究。该基金会对中国的科学发展很重视也很看好，因此特意组织了此次会议，并将设立专门基金赞助中国科研人员在上述方面的研究。此次会议还有一个青年学者论文竞赛，在今年3月公布，截止期6月20号，40岁以下的学者都可报名参加，范围包括（1）天体物理和宇宙学、（2）天文技术，以及（3）相关的哲学和科技史研究。首先从参赛论文中选出5位获奖者并在此次会议上做报告，然后再评选出一等和二等奖并在晚宴上宣布。一等奖4000美元，二等奖2000美元。我本人以及我的研究小组成员也积极地参加了此次竞赛。竞赛的最终结果是，我与两位学生（巩岩、王鑫）及两位博士后（黄峰、吴峰泉）共同撰写的论文 A holistic view of the dark universe 获得了竞赛一等奖。此外，其他获奖的还有，南京天文光学技术研究所张勇的论文Research on LAMOST wavefront sensing (一等奖)，理论物理所王一同学（李淼兄的高徒）的Inflation:prohibited by quantum gravity（二等奖），国家天文台李金增的The Rosette eye:the key transition phase in the birth of a massive star（二等奖）, 自然科学史所王广超（孙小淳兄的高徒）的The debate over the theory of procession in the late Ming and early Qing China(二等奖)。我们自己这篇论文实际上把我们的一些正在进行的研究组合起来进行了介绍。Holistic 是全面的意思，因为暗物质和暗能量难以被直接观测到，因此需要综合多种观测，逐渐排除掉各种理论模型，以最终从否定性认识（例如暗物质不是什么等）得到对其本质的认识。我们综述了我本人和小组以往在这方面的研究，然后介绍了目前正在进行的几项工作：用射电观测探测暗物质湮灭产生的正负电子对发出的同步辐射，用超新星、重子声波振荡和引力透镜等观测数据限制暗能量模型，用LAMOST 探测暗能量的方法（LAMOST 是我国刚刚落成的大型光谱望远镜），以及用CMB 和大尺度结构检验引力模型的方法等。这几项工作的论文我们将在近期内完成发表。下图是我在报告时放的一张图，以千手千眼观音说明我们需要综合运用多种观测方法获得对暗宇宙的认识。 2008年10月19日星期日; 个人分类: 所见所闻|6779 次阅读|6 个评论

隆重纪念望远镜发明四百周年-科学大师演讲会: mqjiang 2008-10-12 21:26; 今天也就是2008年10月12日上午9点-12点,我有幸在人民大会堂聆听了隆重纪念望远镜发明四百周年-科学大师演讲会 . 主持人:陈建生院士, 中国科学院国家天文台/北京大学,科学新视野国际会议中方主席. 致辞嘉宾: Dr. Jack Templeton, 美国Templeton基金会总裁. 四百年来，人类的视野从光只需走一小时的内太阳系扩展到十万光年的银河系，直至尺度达100亿光年以上的广袤宇宙。在新世纪降临之时，我们已经来到揭开文明史上最深奥秘的前夜：万物如何起源？我们来自何处？什么是暗物质和暗能量的本质？我们是不是宇宙中惟一的智慧生命？所有这些认知的变化都要归功于天文学家借助望远镜对太空的探索，而望远镜的鼻祖则是400年前荷兰眼镜商里帕席发明的一件小小的光学仪器。导致这些变化的进程可以追溯到或纯属偶然或刻意追求的技术进步；这些技术对各种导向型研究计划的创造性应用；对偶然发现的探索；人类智慧的闪光；以及对数学描述自然之美的敬重。这次盛会的演讲者都是在人类认识宇宙的进程中做出了重大贡献的科学大师，请聆听他们精彩的演讲，从中分享他们的创新经历和卓越智慧吧！演讲人: 1. 李政道 1957年诺贝尔物理学奖得主、美国哥伦比亚大学教授题目-以天之语,解物之道(From the Language of Heaven to the Rational of Matter). 简介：国际著名华裔物理学家，美国哥伦比亚大学教授。1926年11月24日生于上海；1943-1945年在浙江大学、西南联大学习；1946年赴美国芝加哥大学攻读博士学位，师从物理大师费米教授，并于1950年以一篇研究白矮星氢含量的学位论文获理学博士学位。1950－1953年间他先后担任芝加哥大学叶凯士天文台研究助理，加州大学伯克利分校研究助理和讲师及普林斯顿高等研究院研究员。1953年任教哥伦比亚大学，1956年升任该校正教授。时年29岁，为哥伦比亚大学二百多年历史上最年轻的正教授。因发现宇称不守恒定律与杨振宁教授共获1957年诺贝尔物理奖，系诺贝尔奖历史上第二位年轻的得奖者。李政道教授在物理学领域有很多杰出成就，发表300多篇科学论文，多次荣获各种奖项，至今一直活跃在物理学研究的前沿。在中国极力提倡重视基础研究和培养青年学者。促成中美在高能物理领域的合作，帮助建成正负电子对撞机。他创办了中国高等科学技术中心等多个学术组织，建议设立博士后制度和建立自然科学基金制度，创办中美联合招考物理研究生项目，为促进中国科学和教育的发展、培养高端学术人才，做出了重要贡献。从研究生阶段起，李政道教授即与天文学结下了深厚的缘分。近年来他还撰文研究天体物理与理论物理交叉领域的重大难题宇宙中的暗能量问题。他认为：望远镜的发明是人类科学发展史上极重要的大事，值得举办各种活动来纪念。在李先生的演讲中,我印象最深刻的是,他提到,由于他和杨写的一篇论文,引起爱因斯坦关注,约他们两个到办公室谈话,将近1个小时的往事.他写到,爱因斯坦的手,很大,很厚实,很温暖.我觉得这段经历,绝对比获诺贝尔奖更珍贵.能与世界上最一流的科学家面对面交流,并得到他的启发和鼓励,这是一种什么样的财富啊. 视频地址: http://www.kepu.net.cn/gb/lecture/s_master/zb_01.html 2.Riccardo Giacconi2002年诺贝尔物理学奖得主、约翰霍普金斯大学教授题目-近代望远镜的发展与天文学飞跃(The Impact of Modern Telescope Development on Astronomy). 简介：里卡多贾可尼（Riccardo Giacconi）是位于美国马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯大学的大学教授。他1931年10月6日生于意大利热那亚，在米兰长大。他于1956年在米兰大学获得博士学位，论文题目是关于宇宙线天文学，证实了恩雷科费米的一个核相互作用模型。在印第安那大学（靠富布赖特基金资助）和普林斯顿大学从事高能物理博士后研究之后，于1959年加盟美国科学与工程公司（ASE）。他创建了一个空间科学小组，最终设计出第一台X射线望远镜，并于1962年搭载火箭升空，发现了第一颗X射线星―Sco X－1。这一发现成为X射线天文学的创始，导致了UHURU，Einstein和Chandra等一系列X射线卫星的上天。多年来，他发现了宇宙X射线背景，许多现在被认为隐藏着黑洞的双星，以及星系团的大质量X射线晕。由于对X射线天文学的开创性贡献，他获得了2002年度诺贝尔物理学奖的一半，另一半由Ray Davis和Masatoshi Koshiba（小柴昌俊）因对天体中微子的探测而分享。　　贾可尼于1973年被聘为哈佛大学教授。在那里，他和他的团队发展了周密的管理方法，让X射线天文台能为全世界天文学家生产标准的数据产品。1982年，他成为空间望远镜研究所首任所长，把用于Einstein卫星的方法用来为哈勃空间望远镜制定运行计划、数据归算和文档系统。1990年，他成为欧州南方天文台（ESO）总台长，领导了构成甚大望远镜（VLT）的4台8米光学望远镜的成功建立。1999年，他回到美国任大学联合体主席，负责建立预期于2010年完成的阿塔卡马大毫米波阵（ALMA）。　　里卡多贾可尼是发展X射线、紫外、光学和射电4个天文学领域中最大望远镜的领袖人物。他在现代天文观测能力的发展中所起的作用是无与伦比的。视频地址: http://www.kepu.net.cn/gb/lecture/s_master/zb_02.html 听下来的感觉是云里雾里.太深奥了!差点睡着了. :( 3.Geoffrey Marcy2005年劭逸夫天文学奖得主、加州大学(伯克利)教授题目-寻找宇宙中的地球与生命近代望远镜的发展与天文学飞跃(Searching for Other Earths and Life in the Universe). 简介：乔马西是加里弗尼亚大学（伯克利）教授、旧金山加州州立大学物理和天文系兼职教授和伯克利综合行星科学中心主任，美国科学院院士。他于1959－1972年就读于洛杉矶公立学校，高中时期兴趣广泛，喜欢上化学和物理课、演奏大提琴和打网球。在UCLA（加里弗尼亚大学洛杉矶分校）上学时，他受过包括Ray Orbach, George Abell和Mike Jura等诸多教授的鼓励。他在加州大学圣克鲁兹分校研究生院师从George Herbig博士5年。Herbig每个月都带他到里克天文台120英寸望远镜观测，他在那里学会了观测技术，特别是恒星光谱学。其间，一位年轻教授Steven Vogt建造了新的高分辨分光仪和探测器，使探测太阳系外行星成为可能。Geoff的博士论文题目是类太阳恒星中的塞曼效应。以后他在帕萨迪纳的威尔逊山和拉斯康帕拉斯天文台获得卡内基基金资助，决定寻找围绕其他恒星旋转的行星。在加州州立大学任职期间，Geoff遇到一个聪明学生Paul Butter。他们发展了一种基于碘气体的新技术，能以每秒3米的精度测量恒星的多普勒位移。　　1995年，Michel Mayor和Didier Queloz宣布发现了第一颗系外行星。Marcy和Butter一周后证实了它，并在两个月内用碘气法发现了分别绕恒星室女座70 和大熊座47转的行星。他们在两年内发现了十多颗这类行星。到2007年，他们又发现140颗，占了目前已知250颗系外行星的大多数，首次为系外行星的质量、轨道距离、轨道偏心率提供了统计上可靠的信息。1999年，他们同Debra Fischer合作，发现了第一个具有明显行星系结构的多行星系统（仙女座upsilon）。他们也共同发现了行星凌恒星HD 209458的事件。后来，他们发现了第一个土星质量的行星和第一个海王星质量的行星。这些系外行星的发现激起了人们用空基望远镜寻找可居住世界的新浪潮，诸如开普勒，空间干涉任务（SIM）和类地行星发现者（TPF）等等计划，目的都是探测类似地球的行星。马西荣获多项奖励，包括2005年度邵逸夫奖。视频地址:http://www.kepu.net.cn/gb/lecture/s_master/zb_03.html 对于外星生物和 UFO终于有了明确的答案:到目前为止,人类还未在地球,太阳系,银河系,系外太空....探测到任何表明有生命迹象的任何信号. 这点终于让人得到了一些安慰,我们目前虽然是寂寞的,但是我们也是唯一的.按照李政道的观点,地球之所以可爱,就是因为有了人类文明,有了那些象伽利略,牛顿,爱因斯坦,费米,Maxwell等大师在这个宇宙中不大的行星上生活过. 发起单位：美国John Templeton 基金会、中国香山科学会议主办单位：中国科学院国家天文台、北京大学协办单位：北京天文馆、中国科学院自然科学所、中国科学院理论物理所、中国科普博览资助单位： John 、中国科学技术部、中国科学院、中国国家自然科学基金委员会、　　　　　中国天文学会赞助单位：广州博冠企业有限公司下面是一些照片:; 个人分类: 科学史话|6832 次阅读|0 个评论

AAVSO高能观测网: eloa 2008-9-26 20:26; Melipal 发表于2008-09-25 星期四 14:22 AAVSO，也就是大名鼎鼎的美国变星观测者协会，长期以来在变星的业余观测方面一直享有盛名。不过鲜为人知的是其属下的高能天文观测网络（HEN）。当然，作为以业余人士为主的组织，AAVSO当下是没有属于自己的高能卫星的。他们所做的工作，正是进行与高能现象相关的地面光学监测。初识AAVSO的HEN是 GRB 080319B 之后，读 GCN通报的时候，在上面看到了它的身影。说实话当时的感觉还是很震惊的，毕竟印象里高能天文一直以来是爱好者的禁区。但事实是，HEN正是从早年的GRB观测网扩展而来，创立于2000年举办的天文爱好者高能workshop之时，还取得过一些成果。现在磁激变变星（磁场在伴星物质传输过程中起主导作用的白矮星）、耀变体（喷流正对地球的活动星系核）也在监测对象之列。 2000的爱好者高能天体物理workshop 要说HEN的来头那是不得了，最早的倡议者是Chryssa Kouveliotou，磁星与GRB研究的知名专家。天文爱好者高能workshop的发起人是Gerald Fishman，当年的康普顿伽玛射线天文台BATSE首席兼Bruno Rossi奖得主。如今HEN的支持者除了Curry基金会，更有NASA的马歇尔太空飞行中心、NASA太空科学中心以及Sonoma州立大学（Swift卫星的主要研发方之一）等专业机构。这些名人或是知名机构如此热中于动员公众的一个重要原因，其实与瞬变源地基监测望远镜的要求有关：由于追求反应速度，望远镜的口径不能也没有必要太大。在专业望远镜向大处发展因此无法从事这项工作的时候，散布在民间的业余设备倒可以满足需要。何况这些望远镜的分散还可以克服因恶劣天气或是爆发出现在白天给单独一座天文台带来的不便。根据AAVSO的资料，早在HEN尚未成立的1999年，就已有新墨西哥州的观测者Warren Offutt看到了名噪一时的GRB 990123，国际天文学联合会为此还发布了7098号通报。在2000年的workshop之前，又有一次爆发被爱好者探测到，也就是红移高达2的GRB 000301C。当然，再向前追溯，也有报导说GRB 980425被澳大利亚的爱好者探测过，不过这与AAVSO的网络关系不大，暂且不去详述。总之，这些事件几乎与学界的进展同步，也说明了随着业余望远镜自动化程度以及灵敏度的增加，让业余爱好者参与GRB的光学探测是完全可行的。 GRB 000301C的光学余辉，左为AAVSO成员Aquino等人的观测，右为美国海军天文台的观测 AAVSO的官方网站上提供的数据表明，从1999年至本文写成之日，其属下的爱好者已经探测到了20次左右的GRB，最近的一次是芬兰的A. Oksanen等人观测到的GRB 080430。这些与职业天文学家的数据一样，也是要在GCN上堂而皇之地公布的，丝毫不含糊。如果谁有兴趣加入此项工作中，AAVSO也提供了GRB警报服务，只需填写一个表格，来自GCN的信息就会自动送上。在2002年召开的第2届天文爱好者高能workshop上，AAVSO又进一步与全球望远镜网络（GTN）合作，扩充了观测目标。GTN的目标是联合各国专业及业余天文学家通过光学观测服务于数颗高能卫星，由多架小型望远镜组成。除了GRB外，GTN的另一大主要目标是活动星系核的监测。而为了支持XMM-牛顿望远镜的观测，AAVSO观测目标在2003年又增加了磁激变变星一项。同年，由于观测范围的扩展，GRB观测网也就顺道改名为HEN，并将这个名称一直沿用至今。耀变体也好，磁激变变星也好，其观测方法与GRB有类似之处，也可以说是都与AAVSO的长项变星观测有相通之处。对于耀变体，HEN建议从BL Lac、W Com、Mark 421与PKS0716几个源入手，可以参考其成员Bruce Gary的文章。关于磁激变变星的观测，Coel Hellier也给了个详细的介绍，不妨一读。某次会议的一张poster将HEN这个拥有上百名成员的网络形容为An Amater Survery with Professional Results，其从事的也应该算是天文学前沿留给业余界为数不多可以亲身参与的地方之一了。AAVSO在此开辟出了很不错了一条路，为学界，也为有志于体验天文研究的所有人。转载原创文章请注明，转载自：科学松鼠会本文链接: http://songshuhui.net/archives/1662.html; 个人分类: 天文|2075 次阅读|0 个评论

肉眼看“神七”报道的科普意义: jlpemail 2008-9-26 15:46; 三则肉眼看神七的报道蕴含的天文科普意义关于肉眼看神七的报道中蕴含着天文科普意义。主要有卫星（飞船）的各地可见时段（可见期预报）、最佳观测时段、卫星的星等、地影、星蚀、光污染、月光对卫星观测的影响等概念和问题。神七的成功发射，为天文台、天文馆、卫星观测站进行天文科普，提供了良好的契机。就北京市民而言，神六被天文爱好者拍摄到了影象，神五因在地影中掠过北京上空，不具备可见条件，无法观测。附录：三家媒体的有关报道神七可能下午飞临北京上空有望肉眼观测 2008 年 09 月 26 日 06:32:18 杭州网神七飞船昨晚顺利升空，并进入了绕飞轨道。据预计，神七将很有可能今天下午飞临北京上空。如天气良好，市民有望肉眼在黄昏时看到神七划过天空。北京天文馆馆长朱进昨天下午表示，飞临北京上空的时间需要根据发射的时间和升空后公布的轨道数据来计算。神七的飞行轨道距离地面 300 多公里，如果傍晚没有阴雨，市民可以看到一个亮点快速划过北京上空。朱进说，黎明和黄昏是两个最佳的观测时段，因为光线都不太亮，但是飞船在太空能被太阳照亮，在地面可以看到一个非常亮的点划过天空。 2005 年神六发射升空后，北京天气良好，不少天文爱好者都拍摄到神六飞临北京的美丽景象。北京飞控中心副主任李学宾表示，在地面可用肉眼观察飞船的时间段很短，一个地方一般只有 5 分钟左右。专家提醒，如果要拍摄的话，需要选择曝光快的专业相机，地点最好选在灯光干扰比较小的郊区。天黑后和天亮前不久市民有机会用肉眼看到神七 2008 年 09 月 25 日 13:28 来源：北京晚报蔡文清除看直播外，普通老百姓也有机会用肉眼在天空中看到神七，但具体到某一地区可能看到神七的具体时间，取决于其发射的准确时间和详细轨道。今天上午，北京天文馆天文专家寇文起身前往山西方向，他此行的目的是在今天晚上神七发射升空后第一时间内拍摄到神七飞船的倩影。 26 日、 27 日中国科学院天文科普网络委员会和新浪网将组织市民赴密云进行神七飞船观测。中科院国家天文台研究员姜晓军告诉记者，神七飞船在距离地面 300 多公里的轨道飞行，这个轨道高度比较低，而神七本身体积比较大，当符合光学可见条件时，人们有机会用肉眼看到神七。具体时间是神七飞船在太空执行任务期间的凌晨和黄昏，也就是天黑后不久和天亮前不久的时间。用肉眼看去，神七是一个在天空中缓慢移动的亮点。因此次神七发射时的月相正好是残月，月光对神七观测的影响相对会比较小，更利于人们看到神七，当然前提必须是观测当天天气晴朗，若阴云笼罩，天公不作美，那就只好望天兴叹了。神七本身是不会发光的，人们能够看到它，完全是因为太阳光把它照亮，姜晓军说，因此在半夜前后，神七会进入地球的影子里，这时即使它经过我们的头顶，也是无法看到的。用肉眼观测神七是最便利的，如果条件允许，还可以尝试使用双筒望远镜，神七看起来会更明亮一些。我国大部分地区可肉眼看到神七亮度类似北极星 2008 年 09 月 25 日 08:12 　　来源：扬子晚报网　　神七很快就要飞天了，神七和之前的神五、神六有什么不同？太空行走究竟难在何处？南京市民能不能看到神七？昨天，南京紫金山天文台专家王思潮走进了扬子直播室，对神七进行了详细的解答。　　宇航服必须天衣无缝　　对于这次的神七，最让人关注的就是太空行走了。因为这是我国第一次进行太空行走，所以时间并不算长，大约在半个小时左右。虽然时间不长，但难度却是相当大的。王思潮告诉记者，天衣无缝是形容完美的最高境界，然而对于出舱宇航服来说，这只能算是最低要求。太空的环境可以用恶劣来形容，非常严酷。航天员出舱后，被太阳光照射的地方温度可以高达 120 摄氏度，而背光的地方温度低到零下 156 摄氏度。这就对宇航服提出非常大的要求。这次的出舱航天服两种类型中有一种是我们国家自己研制的，所采用的材料使用温度范围从 120 摄氏度到零下 160 摄氏度，而且具有很好的柔韧性，不易破裂，伸缩自如。除了温度喜怒无常，太空里的辐射也是很让人头疼的问题。美国航天员的出舱服就是用 11 层特殊保护层和金属制成的，可以有效地保护航天员。　　肉眼看神七亮度类似北极星　　除了看电视直播，南京市民还有其他方式看到神七吗？王思潮说，可能性还是比较大的，总体来说必须满足几个条件。　　首先，飞船必须飞到南京上空，这个条件满足的可能性很大。北京飞控中心副主任李学宾昨天表示，根据飞船运行的轨道高度，在飞船起飞一天之后，包括北京、上海、南京、长春、太原、哈尔滨、乌鲁木齐、呼和浩特等城市在内的我国大部分地区的群众都有可能用肉眼对飞船进行观察。　　其次，飞到我们上空的时候正好是傍晚或是天亮，准确地说，也就是清晨 4 ： 305 ： 30 ，或是晚上 6 ： 207 ： 20 。这个时候虽然天整体还是黑的，但因为飞船飞得比较高，刚上山或刚下山的太阳还能够照射到它，这时我们就能看到一个像星星的亮点飞过去。还有一个很重要的条件，当天南京的天气必须是晴朗少云的。　　这里说的看到，并不是说能看到神七飞船，而是一个移动的亮点，亮度和北极星差不多。其实在太空中，还可能会出现其他卫星，如何区分哪个是我们的神七呢？王思潮说，区分它们有两个办法。第一个办法就是依据航天部门公布的飞行时间，那么在这个时间段出现的就一定是神七了。还有一个办法，刚发射不久的时候，把飞船推出去的火箭速度跟飞船差不多，所以如果我们能看到的话，会发现一个亮星飞过去不久就有另外一个亮星也飞过去。　　另外，王思潮还提醒天文爱好者，看神七的时候不能到新街口这样的市区去看，这种地方光线很强，光污染很重，要找近郊区或光线暗的地方。; 个人分类: 消息场|4714 次阅读|0 个评论

探空火箭时代的空间天文学: eloa 2008-9-25 03:09; Melipal 发表于2008-09-24 星期三 22:04 在太空时代开始之前，甚至可以说是在卫星技术真正成熟之前，从事亚轨道飞行的探空火箭是空间探测的先锋。这些小家伙可以把轻量设备带到大气层之外飞行上几分钟，虽然其有效载荷并不大，总的飞行时间也很短，其功用却不小：除了探查高层大气结构，填补探空气球与低轨道卫星之间的高度空白以外，还曾经造就了紫外与X射线天文学两大分支学科。典型的探空火箭由固体或液体燃料驱动，飞行轨迹一般是抛物线。在上升阶段，燃料被消耗殆尽，并与载荷分离。之后载荷减速上升，达到最高点后返回地面，可以借助降落伞回收。由于在最高点附近飞行速度比较慢，火箭可以在此作较长停留。对于天文应用来说，这一阶段就是载荷的主要工作时间。所谓探空火箭时代，在本文中姑且是指天文卫星大量出现前探空火箭主导空间天文观测的时代，从时间上看，大抵是从二战结束到20世纪70年代左右。在此期间，空间天文的前辈们蹒跚起步，除了要忍受原始的设备和短暂的观测时间，还要面对光学同行的偏见与自身认知的欠缺。谁也不会否认，这期间的探空火箭创下了空间探测史上的无数个第一次，也因在人造卫星诞生前扮演了12年的先驱者角色而被载入史册。而这段短暂的历史如今近乎被尘封，只缘空间天文学后起的辉煌足已让探空火箭时代的工作失色，亚轨道飞行也远没有真正进入太空那样让人倾心。白沙飞弹和探空火箭密切关联的一个地名是白沙导弹试验场。白沙位于美国的新墨西哥州，是全美占地面积最大的军事设施，也是整个西半球规模第一的导弹试验基地。而直到今天，对于美国的探空火箭任务来说，白沙也是大本营。 1945年夏末，美国从纳粹德国手中缴获的V-2导弹零件被运送到了白沙，冯布劳恩等投诚的德国专家在这里将其组装成形。与之相关的计划最初名为赫尔墨斯，是以V-2为基础来生产战术弹道导弹，后来又将大气层相关的基础科学研究纳入计划之中，并招募了包括范艾伦在内的一大批科学精英参与其中。 V-2有着300公里的射程，战斗部重约900公斤。如果将战斗部改装为等重科学仪器，预计垂直升限可以达到150至180公里。第一枚从白沙发射的V-2研究火箭于1946年4月16日升空，主要仪器是用于研究初级宇宙线粒子的盖革计数器。可惜这枚火箭在飞行至5公里高度时即失控坠毁。 1946年4月16日的V-2火箭发射（图片提供：NRL）接下来的实验也是问题多多，有的是载荷受冲击过大而损坏，有的是遥控系统半途失灵，还有火箭爆炸的事故。第一次成功是在1946年10月10日。由早年的火箭试验先驱Richard Tousey率领的研究组拍下了波长短至230纳米的太阳紫外光谱，尽管分辨率粗糙得可以。这次飞行的详细报告可以点击这里查看。 1946年10月10日拍摄的太阳紫外光谱（图片提供：NASA）在随后的两年中，V-2携带的光谱仪进一步探察了紫外太阳。虽然分辨率一直没有提高到允许谱线研究的地步并让研究者兴趣衰退，却还是测出了低于预计值的流量，顺便给对地球臭氧层的分析提供了一手数据。1948年，箭载照相底片和热致发光物质还暗示了太阳X射线辐射的存在。同样身为火箭试验先驱的Herbert Friedman在海军实验室领导的小组于次年利用光子计数器证实了这一发现。美国缴获的最后一枚V-2于1952年发射。所幸在V-2耗尽之前，新一代的探空火箭已经问世了，这就是一直沿用到1985年的Aerobee。　奔向太阳要说美国早期的探空火箭种类不算少，ASP，Cajun，Nike家族，不过在空间天文史上最为出名的，首先还要数从太阳观测起家的Aerobee。 Aerobee的前身是WAC下士（WAC Corporal）火箭，这是喷气推进实验室在1944年至1945年间的成果。下士的载荷很小，只有11公斤，不能满足大多数科研目的的需要。为了克服这一缺陷，约翰霍普金斯大学应用物理实验室在1946年对其进行了改进，把最大载荷增加到了68公斤，重新命名为Aerobee，并于1947年试射成功。 Aerobee由固体火箭与硝酸/苯胺冲压式发动机推进，前后共有30余种改型问世，早期太阳观测主要是利用150型完成的。依照型号不同，Aerobee的升限在80至450公里之间，至1985年1月最后一次飞行，发射总量是1037枚。 Aerobee 150的结构图（图片提供：Smithsonian National Air and Space Museum）在Aerobee研发前后，WAC下士火箭还与V-2火箭组合，造出了缓冲器（Bumper）二级火箭，曾用于宇宙线撞击大气的研究，并创下了400公里的飞行高度记录。值得一提的是，卡纳维拉尔角的第一次火箭发射正是由缓冲器完成的。 V-2耗尽后，Aerobee逐渐接过了亚轨道科学实验的任务。科罗拉多大学在其上搭载的掠射光谱仪拍下了Lyman-线，并获取了Lyman-波长的太阳影像；Friedman的小组发现了来自日冕和耀斑的X射线辐射，并给出了太阳的X射线流量。在Aerobee稍后研制的是维京，同样是为了克服载荷过小的限制，毕竟V-2的900公斤上限还是让不少人垂涎的。可以携带200至500公斤载荷的维京探空火箭被认为是V-2的改进版，将外壳从钢铁改成了无磁性且轻质的铝材，采用了更为可靠的舵机控制系统，并且载荷允许的重量范围较大，在安排较轻载荷时也不必像V-2那样额外设置压舱物，方便使用。在经历了3次发射失败后，维京火箭最终于1950年5月从航行在赤道附近的诺顿湾号导弹测试舰上发射升空。只是由于相对高的开支，维京的应用并不如Aerobee来得广，前后一共只发射了12枚。 1950年5月3日，维京探空火箭第一次发射成功（图片来源： Beggs Aerospace ）尽管如此，在早期的太阳空间探测上，维京探空火箭还是应该记上一笔的，这就是针对X射线辐射强度的测量。当年测量太阳辐射的重要意义是为了弄清维系地球大气电离层的力量，但由于仪器水准所限，关于太阳X射线可否造就电离层E层一直争论纷纷。直到1952年12月，Friedman安置在维京火箭上的仪器给出了确切结论：强度足够。此外，Tousey等人利用维京和V-2的实验也证明，来自太阳的Lyman-辐射也足以保持电离层的D层。接下来的探空火箭高潮是国际地球物理年（1957年7月1日至1958年12月31日）与国际宁静太阳年（1964年1月1日至1965年12月31日），分别对应太阳活动的峰年与极小年。在国际地球物理年这短短的一年半时间里，为配合对太阳活动与地球环境的广泛研究，发射的探空火箭就超过了300枚，其中美国发射了200余枚，以Aerobee Hi为主。在这段时间里，人们认识到的太阳紫外光谱从2900埃拓展到了977埃，X射线谱的特性也得到了测量。　目击深空说来Aerobee对太阳X射线流量的探测还是给早期的高能天文学研究者泼了冷水的。在整个X射线波段，太阳辐射的流量只有1尔格每平方厘米每秒。如果象大多数人所认为的那样，太阳是一颗典型的G型恒星的话，倘或探测器技术没有重大突破，对于距离地球几光年甚至更远的天体来说，它们的X射线辐射几乎就是不可探测的，除非其流量比太阳大上几百万倍。不过Friedman等人还是给X射线天文学带来了一线希望：在1955年11月的一次夜间飞行中，他们发现了大量来自其他恒星的远紫外辐射。1956年7月，他们又察觉到，存在并非来自太阳方向的硬X射线，只是受条件限制，尚不能解析出单个点源而已。接下来呢？如果对2002年的诺贝尔物理学奖还有些印象的话，应该知道其中一位获奖者，也就是Riccardo Giacconi，获奖理由是在X射线天文学领域的先驱性努力。这项工作的观测对象可不是X射线太阳，而是深空X射线源，时间是在1962年。虽说此时距离第一颗人造地球卫星升空已经过去5年了，虽说第一次伽玛射线天文观测已经归功于1961年发射的探险者11号卫星，但是比起仍然稚嫩的卫星技术，已经积累了相当经验的探空火箭仍是空间天文学观测的主流选择。根据太阳的X射线辐射合理推测，能够辐射强X射线的天体理应不是正常恒星。这类天体的存在在当年也是有观测依据的：射电观测表明，有很多射电亮源没有显著的光学对应体。因此完全可以合理推论，这样的情况在其他波段也存在，因为各个波段的辐射机制并不相同。1950年代末，美英两国的科学家各自写成了报告，建议以探空火箭为平台，开展多波段观测。这中间又能牵扯到许多著名的名字。除了后来的诺贝尔奖得主Giacconi，还有美国科学与技术公司（ASE）的Bruno Rossi、George Clark这样的名人。研究宇宙线出身的Giacconi在当时还是个小字辈，他参与探空火箭计划的原因，只因在大气层以内探测初级宇宙线实在困难，希图能够凭借火箭这一新生事物，改进先前的手段。既然说要探测来自深空的X射线，那么首先要提出几种X射线的辐射机制，才好说服他人。Giacconi、Clark与Rossi三人提出的辐射源包括热星、强磁场快自转的恒星、超新星遗迹以及恒星的耀斑，并特别指出，可以从探测拥有强射电辐射的蟹状星云入手。升级仪器的需要依旧存在。当时的太阳观测普遍使用的是背景噪声相对大的盖革计数器。在着手对其进行改造的同时，1959年，Giacconi偶然了解到了一个概念：数年前，德国人Hans Wolter从理论上证明，可以用一系列的抛物面与双曲面反射镜让掠射X射线聚焦。由于制造上的难度，Wolter没有让这个概念变为现实，Giacconi还是作了尝试，但Wolter掠射镜的崭露头角是在1963年的一次太阳而非深空观测上。第一架掠射式X射线望远镜，由Giacconi的小组建造，直径3英寸即7.5厘米（图片提供：Leon Van Speybroeck）那么对传统的盖革计数器的改造又如何呢？其实很简单，增加了闪烁计数器。背景噪声很大程度上来自宇宙线，盖革计数器本身并不能分清信号是来自光子还是带电的宇宙线粒子。但只有带电粒子才能让闪烁计数器触发。只要设法扣掉闪烁计数器的信号，余下的就可以认为都是由高能光子引起的了。这项改造让盖革计数器的灵敏度提高了100倍，而类似的宇宙线筛除机制仍然用在当代最先进的高能卫星上。由于观测X射线深空的第一个提议被否决，Giacconi转而将月球作为首要X射线探测目标，理论依据是来自太阳的高能粒子会轰击月面诱发X射线辐射，当然还有月面对太阳光的反射。这个提议被空军坎布里奇实验室批准。以Nike-Asp小型探空火箭为平台的第一次实验因箭体故障而失败，Giacconi等人却更加野心勃勃。在随后的改进提议中，非太阳系的X源也成了可能的探测目标，空军实验室为此又提供了足够发射4枚Aerobee火箭的经费。 Giacconi小组安装在Aerobee上的实验设备，左侧即为三台盖革计数器（图片提供：NASA）在经历了因载荷舱门问题导致的第二次失败后，1962年6月18日，满月过后一天，Giacconi的Aerobee终于顺利发射。舱门如期打开，虽说三台计数器中有一台出了问题，剩下的两台还是满满地观测了5分钟。但在此次观测的过程中，Giacconi等人一开始与其说是兴奋，不如说是怀疑与沮丧。随着火箭的转向，小组成员一次次地看到了一个巨大的X射线峰。按照预期，月亮不是强X射线源，何况尖峰的位置与月亮还差了二十几度，这难免让人怀疑仪器本身的可靠性。直到数据分析完毕后，人们才确信，尖峰是真实存在的，而且来自深空这就是后来人们所说的天蝎座X-1，第一个被发现同时也是最明亮的深空X射线源。在X射线波段，它要比太阳亮上1亿倍。天蝎座X-1的1962年观测数据（图片提供：CXO/SAO）随后的发现接踵而至。Giacconi的第三枚Aerobee发现了包括蟹状星云在内的两个新源，证实了先前的猜想；第四枚则在确认天蝎座X-1的存在性之外又给出了一个新源。Friedman利用更为灵敏的仪器也确认了天蝎座X-1，还将其位置限制在1度以内，并证实了与蟹状星云成协的高能辐射源，探测到了X射线背景辐射。银心、天鹅座X-1、开普勒超新星遗迹等强源陆续浮出水面。1964年，Friedman根据月球掩星的原理探明，蟹状星云属于展源辐射。1967年，更有天蝎座X-1闪光的观测，这也是第一次探测到太阳以外其他恒星的X射线亮度激增。 1964年月掩蟹状星云的观测，如果蟹状星云流量陡降，可以认为辐射来自点源；而如果流量如上图所示是平滑变化的，那么该星云的X射线应该是展源辐射（图片提供：NRL）现在，天蝎座X-1的性质被确定为包含致密星的双星系统，这一理论可以追溯到Salpeter与Zeldovich在1964年的工作。在这样的系统中，致密星从伴星吸积物质，在星体周围形成高温吸积盘，发出X射线辐射。天蝎座X-1是X射线双星的典型代表，现在，这类天体已经发现了300余个。 X射线双星示意图（图片来源：the Nobel Foundation）　争流欧洲探空火箭时代的天文学主要是由美国牵头，但欧洲也并非无所事事。欧洲真正意义上的探空火箭计划始于1940年代末，初期的发展过程与美国类似，也是以服务军方为主要目的。直到1957年国际地球物理年的到来，才让科学飞行逐渐增多。几乎每一个主要的欧洲国家都有自己的探空火箭项目。其中的第一种火箭是法国的Vronique，于1949年开始研制，1952年首飞。有关早期欧洲探空火箭天文应用的具体资料不是很容易找到，但可以确定的是，在所有的箭载实验中，太阳物理连带深空观测占据了相当大的部分。例如在法国，这个比例超过了20%。 1959年一次Vronique火箭的发射（图片提供：CNES）与空间科学关联更为密切的是英国开发的云雀（Skylark）。为了迎接国际地球物理年，英国皇家学会迫切需要一种能在高空工作的飞行器。在军方的参与下，只经过了不到两年的时间，云雀火箭即完成了设计，并在地球物理年期间完成试飞。以云雀探空火箭为平台的天文学项目还真不少，Leicester大学的网站给出了关于几十次实验的信息。从1961年第一次携带X射线照相机开始，期间进行过太阳的定向观测（1964年起）、最早的X射线巡天（1967年）、河外星系巡天（1968年）、背景巡天（1970年）、月球掩X射线源观测（1971年起）、恒星定向观测（1971年起），直到1978年云雀的天文应用正式停止，而云雀火箭本身一直到2005年才全部退役。在这些林林总总的工作中，X射线巡天可以算是其中的一个亮点。这样的尝试的确可贵，但也的确是不得已的权宜之举。实在不清楚在如此之短飞行时间里，究竟能巡视多大面积的天区？ Skylark探空火箭，发射总数超过400枚（图片提供：Peter Rae）看看其他欧洲国家的情况。截止到1970年代，以探空火箭为平台，法国作过太阳耀斑的X射线分光与深空伽玛射线分光；德国进行过河内X射线源的观测与恒星紫外测光；意大利测量过深空伽玛射线辐射与南天的X射线源；荷兰研制过太阳X射线光谱仪与日像仪，并探测过宇宙线；瑞典研究过撞击地球的微流星体。而在1962年，当欧洲空间局的前身欧洲空间研究组织（ESRO）成立后，与太阳相关的空间环境探测也成了该机构发射探空火箭的重点目标之一。　北方黑雁再回到1950年代，地点是加拿大。为了开发反导与远距离通信系统，需要对高层大气的性质作进一步的了解。加拿大武器研究与发展机构（CARDE）为此于1957年研制了推进测试火箭，并于1959年9月完成试飞。为了配合不同的使用目的和工作时间，推进测试火箭的原形非常之重。在试验中，CARDE逐渐发现了其作为探空火箭的潜力，其承包商布里斯托航空航天为此目的专门进行了修正。修正后的产品，就是日后发射超过800枚的黑雁（Black Brant）探空火箭。黑雁也是个长寿的探空火箭家族，至今仍在使用。自从1959年首次飞行以来，黑雁家族共衍生出了20余种改型，有的注重升限，有的则以大载荷为追求。依据型号不同，有效载荷从70到850公斤不等，升限则是从150公里到1500公里。黑雁I型火箭（图片提供：CSA）加拿大地处北半球高纬度地区，极光活动频繁，更与太阳活动与空间环境密切相关。与太阳活动和空间环境密切关联的极光给黑雁家族提供了丰富的探测目标，也造就了大量的探测计划。实际上，黑雁I型在刚刚投入使用不久即投身于极光研究，黑雁II型在1960年的第一次测试飞行也同时背负有探查极光的目的。正牌的天文任务始于1963年4月，由黑雁I型完成，随后是1964年的微流星体实验、1966年的太阳X射线观测、1967年的深空X射线观测、1969年的软X射线巡天、1970年的日全食观测和太阳极紫外望远镜的发射、1971年微波背景的亚毫米波测量等。早年黑雁火箭的主要精力是高空大气测量，与天文与空间科学相关的飞行次数并不算很多，虽说门类倒是颇为齐全。黑雁家族对于空间天文的贡献其实有些慢热，重要些的工作还要等到1970年代中后期甚至更晚。如今的黑雁以高达98%的成功率成为探空火箭的翘楚。除了加拿大空间机构，欧美其他各国都也是黑雁的老主顾。　探空回响 1970年12月12日，第一颗真正意义上的天文卫星乌呼鲁从肯尼亚海岸的发射场升空，卫星的主持者正是X射线天文学之父Giacconi。从此，空间天文学进入了新时代，探空火箭的风头逐渐被接二连三的天文卫星盖过了。也是，有了能够长期稳定工作的卫星，又有谁会稀罕探空火箭那区区几分钟的飞行时间？但是事情没有到此为止。火箭的优势是快捷与廉价。没有谁有胆量把新近开发但尚不成熟的设备直接装到昂贵的卫星上，于是价格相对便宜探空火箭在此就起到了关键的测试作用，飞行结束后，回收的箭载仪器还可以在今后移作他用，比一般的卫星要经济得多。而由于相关课题的典型周期不会长于研究生的学习时间，对于专业教育来说，探空火箭也有着独到的优势，因此众多知名大学都有自己的火箭飞行项目。那么有多少大型天文计划所用的技术是先经过火箭验证的呢？NASA给出的名单包括COBE、CGRO、EVUE、SOHO和TRACE，当然还有更多并不十分出名的计划。除了技术验证，局部瞬变现象（如日食）的观测也有探空火箭的参与。由于发射方式和场地的灵活性，探空火箭的准备过程相对很短。在需要时，甚至还可以作好随时发射的准备，一旦感兴趣的事件发生，立即起飞。从这一点来看，火箭的应变能力也要优于一般的卫星。最近一次在空间天文相关的方面看到探空火箭的踪影，是和SUMI也就是太阳极紫外磁象仪有关，这架望远镜的目的是利用塞曼效应来了解太阳过渡区的磁场，预计将在明年4月搭乘黑雁火箭从白沙升空。本次飞行的主要目的是概念论证，8分钟的工作时间不会让望远镜采集太多数据，但足以说明SUMI的设计是否可行。如果可以，也许在未来的某天，人们会将类似的仪器送上卫星长久工作。转载原创文章请注明，转载自：科学松鼠会本文链接: http://songshuhui.net/archives/1639.html; 个人分类: 航天|3100 次阅读|0 个评论

中国国家天文杂志: 陈学雷 2008-9-21 00:46; 响应刘进平先生《破解写博客有害论的妙招》一文，我写写《中国国家天文》，为本单位办的这份科普杂志做个宣传。说到国内的天文科普杂志，人们首先想起的是由北京天文馆主办的《天文爱好者》杂志，该杂志历史悠久，上世纪50年代创刊，文革时一度中断，文革后复刊，形成了自己独特的风格和传统，在天文爱好者中有很大影响，应该说是一份很优秀的杂志。我自己上中学时也常常阅读该杂志。不过，这份杂志主要针对的是天文爱好者，特别是那些喜爱自己动手进行观测的业余天文学家和发烧友，因此关于各种业余观测技巧和星空指南、观测和摄影器材设备等方面的内容比较多，另外该杂志也比较关注中小学生，因此也有很多天文奥赛、中小学活动等内容。这些内容对于那些对天文感兴趣但还说不上爱好,自己也不怎么做观测的成年人来说，就不那么有兴趣。《中国国家天文》是2006年10月创刊的，由国家天文台主办，2007年为双月刊，2008年改为月刊。它的定位是面向对天文感兴趣但未必是爱好者的一般公众，强调天文与人文的结合。显然，该杂志的创办和风格是受到了《中国国家地理》的启发和影响。《中国国家地理》杂志由我们天文台的邻居地理所创办，非常成功，几乎所有的街头书刊亭都有出售，天文台也希望能借鉴这一经验，创办一份与《天文爱好者》具有不同定位的天文科普杂志。不过，《中国国家天文》在创刊之初，也难免有些问题。一些具体细节上的瑕疵这里且不谈，在内容上，最初的几期似乎没能掌握天文与人文的平衡。有好几期其主要内容是介绍一些城市或地方，这些地方有点什么东西勉强可以和天文扯上点关系。这让一些订阅或购买此刊的读者感到失望，因为这些读者感兴趣的毕竟还是天文，再说，象这种内容也难以体现其特色，各种旅游杂志多得是。在《中国国家天文》的网站论坛上，有读者甚至建议其改名为中国国家人文。不过，《中国国家天文》也在不断改进，今年的各期杂志其天文内容就明显增加了。以今年的第八期为例，内容包括《月球上的峭壁奇观》，《宇宙大爆炸》（这是根据我们参与拍摄电视片的文字版），《谈宇宙学中一些常见的误解》（即我博客上的无限时空一文），《黑洞与霍金》，《中国古代的宇宙论》，《人间奇才，科学顽童纪念伽莫夫》，《寻找暗物质》，《天文盛宴的日子》，《恺撒入侵不列颠－月亮与潮汐》（这后三篇是译文）等。但是，《中国国家天文》确实也还有很多改进的余地。有许多文章，包括我自己的这篇，在生动活泼、通俗易懂方面还差得很远。再如，第9期谈今年的日食，里面的日食观测见闻类的文章太多了，虽然单篇都不错，但不免让人觉得有点重复，而且与《天文爱好者》在题材上也有点重复，没能充分体现自己的特色。尽管如此，我觉得就目前来看《中国国家天文》已经是国内科普杂志中相当精彩的一种了。假以时日，这份期刊会办得更好的。; 个人分类: 所见所闻|6620 次阅读|3 个评论

直击日全食: eloa 2008-9-11 10:56; 撰文虞骏（本文发表于《环球科学》2008年第9期，有修改）站在荒凉如月球表面的山脊上，仰望蓝黑色丝绒般的夜空，一轮黑色的太阳宛如一颗黑洞贪婪地吞噬着光亮，又像是魔王睁开的巨眼俯视着失去光明的大地，把整个世界幻化成一场奇异梦境。不过这一切并非虚幻，而是2008年8月1日在新疆阿勒泰市的将军山上，我亲眼目睹的一场天文奇观日全食。日全食算得上是最震慑人心的天象奇观。中国台湾著名的天文摄影师陈培堃曾对我说，任何人只要经历过一次日全食，都会对大自然心存敬畏，成为日全食最忠诚的追随者。可惜的是，美丽梦幻的日全食是一种非常罕见的天象奇观，如果只生活在一个地方，很可能好几辈子都无缘目睹它的壮美。罕见奇观众所周知，在万有引力的牵引下，月球绕着地球旋转，而地球又带着月球共同绕太阳旋转。每当月球运行到地球和太阳之间，把它的阴影投向地球时，便有可能发生日食。不过，虽然月球每个月绕地球旋转一周，但它拖出的阴影也不是每次都能扫过地球表面。如果把地球围绕太阳公转的轨道摊在一张纸上，我们会发现月球围绕地球旋转的轨道无论如何无法摊平在同一张纸上，而是倔强地翘起来。只有当月球经过太阳和地球之间，又恰好位于这张纸上时，日食才会发生这样的机会每年大概有2~5次。乍看起来，每年出现2~5次的天象似乎算不上罕见，但一个巧合却让日全食成了真正的奇迹。太阳的直径是月球直径的400倍，而地球到太阳的距离也刚好是月球到地球距离的大约400倍（由于日地距离和地月距离的不断变化，这个比值会在362到426之间变化）。因此从地球上看起来，太阳和月亮的大小相差无几这样的情况，哪怕在整个太阳系里，也是独一无二的。可想而知，要看到两个大小几乎相同的物体完全遮挡，必须跟它们严格排成一条直线。实际情况正是如此。当月球长长的本影（即太阳被完全遮住、完全没有阳光的阴影）跨越近40万千米，投射到地球表面时，直径已经从三千多千米缩水到几百千米。扫过地球表面时，它会留下又窄又长的一条轨迹，我们称之为全食带。只有在全食带内，才能看到太阳被月球完全遮蔽，但它的覆盖区域还不到地球总表面积的1%。如果再扣除占据大部分地表的海洋和无人地带，每次能够看到日全食的地点就会更少。此外，月球阴影在地面上的移动速度至少为每小时1,700千米，最快甚至超过每小时8,000千米。哪怕你站在全食带的正中央，直径数百千米的本影从头顶上一扫而过的时间，最多也不过几分钟。平均来说，地球上任何一处地点都要等上300年，才有机会看到短短几分钟的日全食。就算是幅员辽阔的中国，整个20世纪也只能见到7次日全食，每次最长持续时间加起来，也仅有短短15分钟。日食追随者正是因为日全食如此罕见，每当它在地球上某个角落里发生时，总会有成千上万的日食追随者跋山涉水、漂洋过海，提前聚集在狭长的全食带中，迎接月影从他们头顶掠过的那一刹那，感受黑色太阳带给他们的心灵震撼。不过，能满世界追着日全食跑的人，在中国毕竟是少数，大部分爱好者都和我一样，对发生在国外的日全食只能望而兴叹。今年8月1日，日全食终于降临中国。由于恰好发生在北京奥运会前，我们都把这次日食戏称为奥运日全食。不过北京可不在全食带内，日全食从我国西北边陲阿勒泰入境，沿着古老的丝绸之路向东，经过哈密、酒泉一带，一直延伸到西安（详见《环球科学》2008年第7期《8月1日去看日全食》一文）。尽管观测条件较好的地方仍属西北偏远地区，但从上一次1997年漠河日全食算起，已经等待了11年之久的我们，无论如何不会错过这次奇观。从2008年初开始，我在全国各地的天文爱好者朋友就纷纷制定了他们的日食追随计划。上海天文台的汤海明组织上海50多位爱好者远赴新疆哈密伊吾县苇子峡观测日全食；中国科学院空间中心研究生温靖则报名参加了日全食观测团，前往与苇子峡一山之隔的哈密巴里坤县三塘湖。这两个地点都被国家天文台确定为中国境内的最佳观测点，因此吸引了国内外大批日食追随者。不少爱好者也选择在最佳观测点外的全食带内开辟第二战区。杭州高级中学的林岚老师率领学生驱车奔赴甘肃马鬃山阻截日全食；中国科学技术大学的博士研究生杨平则带着8人小分队，来到甘肃酒泉金塔县守候月影。我自己却迟迟没有选定观测地点，与其说是犹豫不决，倒不如说是在伺机而动。因为任何计划都存在变数，而日全食观测中的最大变数就是天气变化。与推算上下五千年日食、误差不超过1秒的天文学相比，天气预报只有预测未来三天内的天气变化时才有准确性可言。提前几个月预定观测地点，到时候就只能听天由命了从这个角度上说，追踪日全食又有一点豪赌人品的意味。随着8月1日的临近，日食当天各地天气趋势也日渐明朗：新疆大部分地区天气晴好，甘肃等地则是阴转晴至于能不能赶在不到2分钟的日全食前转晴，那就只有天知道了。距离日全食还有三天，我选择转战新疆。到了这个时候，最佳观测点哈密地区早已人满为患，就连常住人口不到一千人的苇子峡乡，都硬生生地挤进了近2万人。提前赶到乌鲁木齐的温靖告诉我，哈密地区已经停止接待散客，就算是他参加的观测团，也必须给每个人办理通行证才能进场。于是，我国西北最北端未被划入最佳观测点的阿勒泰市，成了我追随日全食的唯一选择。远征西北 7月31日下午，距日全食还有不到30小时，我登上了飞往乌鲁木齐的航班，在那里转机前往阿勒泰。随身携带的行李只有一副三脚架、一个25100双筒望远镜，外加一台数码单反相机目的明确，就是要把日全食记录下来。抵达阿勒泰市已是午夜时分，边陲小城显得分外宁静，仿佛听得到夜空中星星眨眼的声音。我的朋友们也抵达了各自的目的地，有些人对着漫天星河欢呼雀跃，有些人则望着满天阴云长吁短叹。我们相互发送着祝福短信，希望明天能够晴空万里，对日全食的共同期待让我们彻夜无眠。终于，8月1日的太阳从东方升起，透过宾馆的茶色玻璃将阳光火辣辣地照射在我的脸上。被太阳唤醒的，还有沉睡中的阿勒泰市。这座小城规模不大，南北方向两条主路就是阿勒泰市的中心地带。老人们聚在休闲广场上晨练，孩子们在路边的树林里嬉戏，上班族依然行色匆匆，正常生活完全没有受到打扰。只有老人放在一边的收音机里播报着日全食的预报，提醒人们月球正以每秒500米左右的速度奔赴舞台中央，将在下午19点整精确地阻隔在阿勒泰与太阳之间。专为日全食而来的我花了整整一个上午，寻找最适合观测的地点。日全食出现在西侧天空，然而漫步在阿勒泰街头，高大的骆驼岭却横亘在西侧，像一道屏风挡住了西边的视野。要避开它，只有往东。好在阿勒泰东侧也平卧着一条山岭，据说曾有一位将军在这里抛洒热血，因此得名将军山。沿着将军山上的沙石路攀爬而上，阿勒泰逐渐喧闹起来的人声被抛在脚下，取而代之的是半荒漠化地貌和扑面而来的热浪。举目远眺，骆驼岭已经退到了地平线附近，光秃秃的山脊连绵不绝，在烈日的灼烤下像水中倒影一般不停抖动。那些山岭和脚下的这座将军山一样，似乎整个由沙石堆成，在火辣阳光的斜射下，露出地面的石块投下深黑色阴影，在阳光刺眼的沙石地上形成鲜明对比。如果不是被晒得焦黄却仍然顽强生长着的野草，我真的有一种置身月球的错觉。站在月球上迎接月影的降临，还会有比这里更加梦幻的选择吗？日食摄魂下午16点，我扛着长枪短炮再次登上将军山。双筒望远镜稳稳架在三脚架上，事先备好的太阳滤光膜也套在了物镜前端，目标直指太阳。滤光膜的作用是阻挡掉99.999%的阳光，否则阳光经望远镜聚焦之后，瞬间就能令人双目失明。此时的太阳在望远镜中宛如一个洁白无瑕的玉盘，正值太阳活动极小期的日面上，甚至连平时偶尔能见到的黑子也看不到一颗。一阵阵热风卷着沙尘吹在望远镜上，把多出来而没有固定的滤光膜掀得噼啪作响。我抬头看了看天，深邃的蓝色中透出隐隐黑色，透明得像用水洗过一样，只有骆驼岭背后的远山顶上飘浮着朵朵白云，对已经偏西但依然光芒四射的太阳构不成丝毫威胁。 18点整，预报的日食开始时间刚过，望远镜中日面右下角就缺了一个口子，好戏开演了！我手持相机举在左镜筒后，3分钟按一次快门，记录着日与月的战争。黑色的月球剪影蚕食日面的速度之快，大大超出我的预料。十几分钟后，即便不用望远镜，太阳上的缺口也轻易可见。此时阳光仍然毒辣，察觉不出任何异常。从山上俯瞰阿勒泰，市区里依然车水马龙、人声鼎沸，仿佛周围的荒凉和天上的奇景都与尘世无关。不过在空旷地带的树阴底下，人们已经三三两两聚集起来，冲着太阳指指点点。月球继续不紧不慢地吞食着太阳，又是十几分钟过去了，望远镜里的太阳已经瘦身成月牙，只是还略显臃肿。山脚下不远处的农家院里，几条狼狗显然察觉到了异常，突然吠叫起来，顿时整个村庄狗叫声此起彼伏连成一片。直到此时我才留意到，一直在噼啪作响的滤光膜不知道什么时候安静了下来风停了，同时消失的还有一直在头顶盘旋的几只雄鹰。伸出双手十指交叠，让阳光透过指缝射在沙石地上，小孔成像原理让一个个弯月般的太阳像出现在双手的阴影之中可惜我腾不出第三只手来操控相机拍下这一奇景。 20分钟后，阳光也失去了热气逼人的威力，就像冬日里初升的太阳透过薄雾照在身上，给我一种暖洋洋的感觉。望远镜中的太阳，从细细的娥眉月缩成一条窄窄的亮边，变化速度越来越快，甚至直接就能察觉到亮边在缩短。手机上预先设定的闹铃猛然响起，距离月亮完全遮挡太阳还剩30秒。我把视线从望远镜上移开，抬起头仰望天空，光亮正在迅速褪去，色彩却愈加饱满，从天蓝过渡为深蓝，再转化为蓝黑，浓郁得可以拧出水来。最后一丝阳光还在苦苦挣扎，耀眼的金星已经迫不及待地从蓝黑色天幕上跳了出来。在扯掉太阳滤光膜的那一刹那，太阳终于熄灭了。原本应该属于太阳的位置，出现了一个被白色光晕包裹的黑洞，似乎要把世界上仅存的光亮全部吞噬进去。那一瞬间，整个世界都陷入了死寂，强烈的视觉冲击让视力以外的其他感官完全失去了响应。我感到了深深的恐惧，仿佛抢走了阳光就夺走了世界上的所有生机。幸好，耀眼的金星和明亮的水星还在黑太阳的左上方交相辉映，努力为世界带来些许光明。或许，还有其他星星在深蓝黑色的天幕上闪耀，但我的肌肉已经僵硬，眼球已被锁定，甚至连思维也被冻结，根本想不到环顾左右。不知过了多久，或许很短，但感觉很长，一阵吼声不由自主地从喉咙中响起，我的三魂七魄才重新回到了身上。山脚下的阿勒泰也在此刻响起了震耳欲聋的喊叫声，仿佛所有人都从沉寂中惊醒，用最原始的方式表达内心的激动。这一刻，人类的渺小和大自然的伟大形成了鲜明反差。没有再浪费任何时间，我一头埋进了望远镜后面。在照片中早已熟悉的日全食景象，第一次生动地呈现在我眼前。黑色的太阳被珍珠色光晕包裹，这是太阳的高层大气日冕，平时隐藏在耀眼阳光中无法看到，只在日全食时才会显现出来。日冕鹅毛般的细腻纹路呈辐射状向外发散，但左右两侧的整体形状明显不同：左侧向外张开成V字，右侧则似一个箭头向前射出。在黑色日轮的右上方，一条巨大的火舌向外吐出。这是太阳表面剧烈活动的结果：强大而扭曲的磁场重新排布磁力线，释放出庞大的能量，将太阳低层大气色球层上的物质抛射到高空，形状就像太阳上多出来的耳坠，所以被称为日珥。艳丽的粉红色使日珥极为抢眼，向外喷发的姿态又令它极具动感，我甚至感觉到它在向外升腾。不过理智告诉我，如此短暂的时间里，不可能察觉到日珥的任何变化。一饱眼福之后，我抓起相机凑在望远镜后抢拍，眼睛仍然紧盯着取景器里的日全食影像舍不得转睛。这时我倒羡慕起了传说中三头六臂的哪吒，至少他可以一双眼眼观全景，另一双眼睛盯望远镜，第三双眼睛兼顾相机。可惜时间不会因为任何理由而耽搁片刻，取景器中黑太阳的右下角突然爆出一颗比钻石还要夺目万倍的亮点这是从月球边缘的峡谷中透射过来的第一缕阳光。贝利珠！我情不自禁叫出声来，随之响起的是阿勒泰市的又一次集体欢呼。亮点迅速增亮扩大，很快就让人无法直视。几秒钟前还在闪耀的水星突然不见了踪影，连金星也很快消失在迅速变亮变浅的蓝色天幕背后。日全食就此落幕，接下来一切就像日食前半程的时间反转，月球从日面的左上方一点点离开，还沉浸在瞬间昼夜更替的奇景中无法自拔的我，对这些变化已经提不起任何兴趣。悲喜世界阿勒泰碧空如洗，黑太阳摄人心魄。观测顺利，大家好运！这是我在太阳重新主宰世界之后，给各地的朋友们发出的第一条短信。阿勒泰是月球本影进入我国境内后所过的第一站，因此我比国内大多数日食追随者都要更早亲历日全食：哈密地区的日食追随者比我晚9分钟迎来月影，甘肃等地的朋友们则要晚12~14分钟。很快，各地拦截日全食的朋友们纷纷发来了战报，结果喜忧参半。守候在甘肃酒泉金塔县的杨平等人几天来一直被阴云笼罩，直到前一天才守得云开见明日。他们充分发挥小分队的灵活机动，包车深入全食带中心寻找观测点，甚至不小心误入军事禁区，被警察押解出禁。不过这些努力换来了不错的回报：在最终选定的观测地点，虽然天空中飘着朵朵筋斗云，但全都识相地绕开太阳，让他们成功目睹了黑太阳吞食天地的奇观，似乎看到了世界末日的画面。在最佳观测点哈密伊吾县苇子峡早早预订了位置的汤海明，则经历了一次惊心动魄的日食观测。事先一直预报晴天的苇子峡，在日食开始之后云量突然增多，而且直扑太阳而来。距离日全食还剩3分钟时，云层拍马赶到，在太阳附近横冲直撞。在聚集于当地的上万名观测者中引起一片骚动。好在关键时刻，太阳及时摆脱云层，将长达2分钟的日全食完整呈献在众人面前。有惊无险，这是汤海明对这次日全食的第一个评价。在距离苇子峡不远的巴里坤县三塘湖，运气显然没有站在千里迢迢赶来朝拜日食的温靖这一边。那里的天空中同样飘荡着朵朵白云。在整个日食过程中，云层都还算安分守己，偏偏在太阳即将被月球完全遮住的时候，一块不大不小的云抢先飘了过来。下一秒，天空完全暗了下来日全食如期发生，却躲在了一片云的后面。直到日全食结束，贝利珠闪耀，太阳才从云层后露出半张脸来。日全食最关键的时刻就这样过去了，温靖的语气里透出无比的遗憾。不过最郁闷的当数困守甘肃马鬃山的杭州远征队。直到日食开始前2个小时，天空都还是一碧如洗，可老天爷在关键时刻耍起了脾气，在西边天空堆起了两大片云，把太阳捂了个严严实实。整个日食过程，太阳只在云缝中露过两次小脸，其余过程都只能在想象中欣赏。7点12分日全食发生，隔着云层只能看到天空迅速变暗，无奈的远征队员们只能以布满乌云的深蓝色天空为背景，与云层后面的黑太阳合影一张，留作纪念。无论观测成功与否，所有的日食追随者在回顾8月1日的追日经历时，或多或少都会感觉到遗憾。对于如此摄人心魄的天象奇观，短短1分25秒的体验时间显然远远不够。回顾这个短暂的黑夜，我的脑海中除了种种极不真实却又千真万确的异象以外，还留下了太多遗憾。比如，为了拍照放弃了尽情欣赏日全食的良机，却由于心情激动没能拍到一张满意照片；太过执着于望远镜观测，却忘了用肉眼观察月球本影降临大地的宏大场面；日全食时手忙脚乱，弄得满头大汗，完全没有留意到温度有没有发生变化。日全食结束时，我心里想得最多的一句话是，假如一切可以重来幸运的是，用不着等待太久，我们将迎来另一场观测条件更好的日全食。2009年7月22日，日全食将再次光顾中国，依次经过成都、重庆、武汉、杭州和上海等长江中下游城市，全食持续时间最长可达6分钟。到时候，我肯定会守候在全食带中，迎接黑色太阳的再度出现。一旦错过了这次机会，再想看到中国境内的日全食，就要等到2034年了。转载原创文章请注明，转载自：科学松鼠会本文链接: 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《环球科学》（科学美国人中文版）2008年第9期精彩导读: songshuhui 2008-9-4 14:47; Steed 发表于2008-09-1 星期一 11:09 分类: 其他 | | 封面故事 Cover Story 决战淡水危机撰文 / 彼得罗杰斯（ Peter Rogers ）别让眼泪成为地球上最后一滴水！这并非危言耸听，根据联合国的数据，今天，地球上每 6 个人中，就有一个人无法获得充足的淡水；到本世纪中叶，地球上 3/4 的人，都将陷入严重缺水的困境。借助现有的科技手段、制定合理的水资源分配方案一场攸关人类生存的决战刚刚开始。发明前线 Innovations 味觉放大器撰文／梅琳达温纳（ Melinda Wenner ）垂涎美味食品，却害怕摄入太多的盐和糖分？改吃健康食品，却因口感太差而难以下咽？科学家新发明的神奇小分子，或许让你的苦恼迎刃而解：它们能放大你的味觉，让食物尝起来更甜、更咸或更鲜，做到美味和健康两全其美。医学健康 Medicine Health 驱逐偏头痛撰文／戴维 W 道迪克（ David W. Dodick ） J 杰加格斯（ J. Jay Gargus ）对于全球 3 亿多偏头痛患者来说，这绝对是一个好消息：利用最新的大脑成像技术，科学家发现，导致偏头痛的根本原因很可能是脑干神经元功能异常。专门针对异常神经元的药物已进入临床试验阶段，驱逐偏头痛的号角正式吹响。厌食有瘾撰文／特丽莎古拉（ Trisha Gura ）厌食症患者为何对饥饿如此执著？科学家研究发现，这是由于大脑的奖赏机制受到破坏，他们不仅对食物漠不关心，也很难体会到生活中的其他乐趣。只有从心理学和生理学双管齐下，才能让厌食症患者告别饥饿。瘙痒的魔力撰文／乌维吉勒（ Uwe Gieler ）伯特伦沃尔特（ Bertram Walter ）注意：读这篇文章之前，请三思，因为它会让你奇痒难耐。这就是瘙痒的魔力：每个人都有无法克制瘙痒的时候，对别人的痒也感同身受，世界上更是有数亿人正在忍受慢性瘙痒症的折磨。究竟瘙痒是怎样产生的，又怎样影响大脑？材料学 Materials 让材料自我清洁撰文／彼得福布斯（ Peter Forbes ）无论是池塘里的荷叶，还是非洲沙漠里的甲虫，身上都藏着无限的奥秘。科学家在自然界千奇百怪的现象中获得灵感，开发出各种各样的仿生技术与材料。这些新材料不仅可以给自己除尘保洁，还能为微流体和芯片实验室的设计提供帮助。环境 Environment 调查手记：远离空气污染的儿童编译／熊德旺以一个小城为模板，科学家对照火电厂关闭前后出生儿童的各项指标，力图找到空气污染和人体健康之间的关联。这种利用生物标志来揭示发病过程，最终有效预测和防治疾病的研究，就是新兴的分子流行病学。天文学 Astronomy 直击日全食本刊记者虞骏黑洞般的太阳悬挂在蓝黑色丝绒般的夜空中，尤如魔王睁开的巨眼俯视着失去光明的大地这就是 2008 年 8 月 1 日，本刊记者在新疆阿勒泰市亲眼目睹的日全食。迎战超级太阳风暴撰文／斯滕 F 奥登瓦尔德（ Sten F. Odenwald ）詹姆斯 L 格林（ James L. Green ）太阳风暴就像来自太空的飓风，会烧毁人造卫星，使电网和无线电通讯陷入瘫痪。在人类技术越来越发达，我们越来越依赖于电网和无线电通讯的现代，一场超级太阳风暴会造成高达几十亿美元的损失。按照太阳活动周期，下一次大的太阳风暴可能会在 5 年内到来，我们必须现在就抓紧时间，做好迎战准备。物理学 Physics 囚禁离子实现量子计算撰文／克里斯托弗 R 门罗（ Christopher R. Monroe ）戴维 J 瓦恩兰（ David J. Wineland ）计算机性能日益提高，芯片尺寸却越来越小，或许很快就会达到物理极限每个元件仅由单个原子构成。不过，这绝非计算机发展的尽头，而是新型量子计算机发展的起点。研究人员通过多种方法，用囚禁在电磁阱中的离子制成了计算机的必备元件逻辑门。在通往量子计算机的道路上，根本性的障碍已不复存在。与科学家同行 Insights 克隆技术的末日撰文／萨利莱尔曼（ Sally Lehrman ） 1997 年，克隆羊多莉的诞生震惊世界，克隆热潮旋即席卷全球。 10 年后，包括克隆羊之父威尔穆特在内一批顶级科学家却突然决定放弃克隆技术，转攻其他领域。克隆技术末日来临？技术解剖 Working Knowledge 家用热泵撰文／马克菲谢蒂（ Mark Fishetti ）前沿扫描 News Scan 测谎仪的尴尬复合动力车：安静也是危险巧妙提升光电池效率环保禁令引发健康危机抑制野火面临困局超长效驱蚊剂谁该为癌症治疗埋单微生物计算机捕捉恒星爆炸瞬间人造角膜重构始祖细胞飓风喧嚣专栏 Column 天人集 This View of Life 创作《一九八四》的那一年撰文／王道还小有科观 A Personal Pericope 说唱 LHC 撰文／李淼怀疑论者 Skeptic 小麦草汁与土药方撰文／迈克尔舍默（ Michael Shermer ）反重力思考 Anti Gravity 寻找征兆撰文／史蒂夫米尔斯基（ Steve Mirsky ）专家解答 Ask the Experts 基因疗法如何治病面包为何会变硬经典回眸 50,100150 Years Ago 标签：天文 , 物理 , 环球科学 , 科学美国人 , 科普杂志; 个人分类: 其他|2120 次阅读|0 个评论

13岁少年纠正美国宇航局小行星对地球撞击估计概率——是个假新闻！: songshuhui 2008-9-3 15:55; laosun 发表于2008-04-21 星期一 19:19 分类: 天文 | | 13岁少年纠正美国宇航局小行星对地球撞击估计概率是个假新闻！法新社援引德国新闻报道说，德国一位13岁少年纠正了美国宇航局（NASA）对小行星Apophis在2029年于地球撞击的概率，从1/45000修正到1/450，并声称这个小行星将对地球产生影响，得到NASA的认可。但这实际上是条假新闻。法新社发稿前没有跟美国宇航局（NASA）核实。据博客Cosmos4u，他们与NASA近地天体办公室的Don Yeomans沟通的结果是，这纯粹是编造的假新闻。NASA从未与这位少年有过接触，这个故事是荒唐的，或者是个骗局，或者都是。当2029年Apophis经过地球附近时，它与地球的最近距离为38,900千米，在地球相对静止轨道42,240千米之内。但是小行星离赤道的距离还有51,000千米，即并不在相对静止轨道上穿过。这个数据的误差大约是1500千米。它不会撞到人造地球卫星。Apophis小行星也不会穿过月亮轨道面，所以也不会与月球相撞。博客作者也说没有任何一家新闻机构与他沟通过，所以不要在意这条在网上已经被热炒的新闻。新闻链接：法新社AFP报道： http://afp.google.com/article/ALeqM5g6fIS_34_CxE8-vcC5GvbjD4MIOQ 新华网17日：德国天才儿童揭NASA算错数 http://news.xinhuanet.com/world/2008-04/17/content_7993919.htm 4月16日Cosmos4u博客文章 http://cosmos4u.blogspot.com/2008/04/apophis-risk-not-increased-science-fair.html 4月16日Universe Today文章 http://www.universetoday.com/2008/04/16/latest-news-on-apophis-13-year-old-boy-corrects-nasas-estimates-of-earth-impact/ 标签：天文 , 新闻; 个人分类: 天文|1832 次阅读|0 个评论

星系也疯狂——哈勃18周岁啦！: songshuhui 2008-9-3 15:49; laosun 发表于2008-04-26 星期六 15:39 分类: 天文 | | 为庆祝哈勃太空望远镜升空 18 周年（ 4 月 24 日）， NASA 科学家发布了 59 张正在发生碰撞的星系照片。更多更好的图请查看 http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2008/16/ 59 张碰撞星系照片构成了哈勃一次性发布的最大批量图集，这批令人惊讶的照片显示了正在发生碰撞的星系形成的错综复杂的结构。碰撞星系在宇宙各个角落都可以见到，有时候这种碰撞会引起爆发式的恒星形成，有时则并合成为新的星系。这 59 张照片是从 18 年来哈勃所积累的几千 G 字节的原始资料中挑出来的。在早期宇宙中，星系的并合比现在更为常见，是宇宙演化的主角。并合促成了类星体的出现，推动了恒星的形成和爆发。即使今天的孤独星系的内部结构也显示出它曾经经历过一次甚至多次并合过程。这次发布的每张照片都是漫长并合过程的一个瞬间。我们所在的银河系同样包含了很多小星系的残骸，这些小星系在过去于与银河系相遇，并被吞并。人马座椭圆矮星系就是一个正在被银河系吞并的例子。不过，在 2 百万年后，我们的银河系也将与邻近的仙女座大星系 M31 并合成为一个新的超级椭圆星系，这个星系将是我们地球、太阳的新家园，现在这两个星系正在以每小时 50 万千米的速度靠近。最新的观测和精细的计算机模拟显示，星系碰撞比我们原先想象的要频繁得多。尽管星系相对运动的速度很快，但碰撞的过程却相当缓慢，一般会经历上亿年的时间才能完成。其中的相互作用都是一样的，即万有引力产生的潮汐力。对恒星来说，星系空间相当空旷，所以恒星之间一般不会发生碰撞，但随着星系引力场的建立，原来的星系形状将被打乱，恒星逐渐排列成新的稳定样式。月亮的引力产生了地球上海洋每日两次的潮汐过程，星系之间的潮汐力与之类似，但更具有破坏力，原因有二：首先，星系中的恒星不像地球上的物质被自身引力致密地束缚在一起，仅仅是在空旷的星系空间通过引力相互联系。其次，星系并合时，彼此距离逐渐接近，这也跟地球和月亮总是保持一定距离不一样。这样一来，发生碰撞的星系中数以十亿百亿计的恒星在引力作用下进行着复杂的运动，产生最为复杂的结构。一般来说，存在相互作用的最初标志是物质桥的出现，即由于引力作用从两个相互靠近的星系中拖出一些团块（见 IC 2810 ）。当星系的外围开始接近时，由气体和尘埃构成的气体流，也叫做潮汐尾，从星系中被拉拽出来，并沿着星系核心的外围开始卷曲（ NGC6786 ， UCG335 ， NGC6050 ），这些长而壮观的潮汐尾是相互作用的标志，并且能够在碰撞并合作用结束之后很久仍得以保持。当星系核心彼此接近时，它们的气体和尘埃云由于各个方向，相互冲突的引力而被搅动加速（ NGC 6621 ， NGC 5256 ）。这些力的作用能够产生激波，扫过星际气体云（ ARP 148 ）。气体和尘埃被吸进中心的活动区域，引发了恒星形成的爆发过程，处处呈现年轻恒星的标志性蓝色节点（ NGC 454 ）。当这里的尘埃云被加热时，他们成为天空中红外波段最明亮的天体（ APG 220 ）。这些天体发出的光芒是我们太阳的几万亿倍。在临近的宇宙中，它们就是恒星快速形成的星系，并与类星体的出现有关联。银河系这样标准的旋涡星系的光芒主要来自整个盘面（直径可达十万光年）上恒星和热气体，但活动星系的光芒是星系的中心区域产生的，尺度只有 1000 光年到 10000 光年，能量来自强烈的恒星形成过程，它每年可以把几百个太阳质量的气体聚集成为恒星（作为对比，银河系每年只有几个太阳质量），或者来自中心超大质量黑洞的吸积活动，黑洞质量可以达到太阳质量的百万甚至十亿倍！活跃的恒星形成区域和高强度的红外和远红外辐射是相互作用星系中心区域的典型现象，这次发布的许多天体照片中都可以见到。相互作用的其他可见信号是星系核心的破坏（ NGC 3256 ， NGC 17 ），这种破坏过程可能持续到相互作用结束后很长时间，可能是由于大星系吞下小星系造成的，也可能是两个大小相当的星系相互靠得很近，但最终又分开了。这 59 张哈勃照片大部分属于一个亮红外和超亮红外星系搜寻计划，即 GOALS 计划（ Great Observatories All-sky LIRG Survey ）。这个计划综合了哈勃（ Hubble Space Telescope ）、斯必泽（ Spitzer Space Telescope ），钱德拉（ Chandra X-Ray Observatory ）和星系搜索者（ Galaxy Explorer ）的观测结果。哈勃观测是由伊万斯（ Aaron S. Evans ）教授领衔的，他在弗吉尼亚大学和国家射电天文台工作。其中几个相互作用星系属于《特殊星系表》，这是著名的天文学家阿尔普（ Halton Arp ）在 1960 年代编制的一份出色的星系表，他编制这份星系表的目的是为了研究地面望远镜观测的一些具有奇特外形的星系。今天，这些特殊结构已经得到很好理解，它们是复杂的引力作用的结果。标签：哈勃空间望远镜 , 天文 , 新闻; 个人分类: 天文|1295 次阅读|0 个评论

《环球科学》（科学美国人中文版）2008年第5期精彩导读: songshuhui 2008-9-3 15:23; Steed 发表于2008-05-4 星期日 20:44 分类: 其他 | | 封面故事外星植物的诡异色彩撰文　南希 Y 姜（Nancy Y. Kiang）　　绿色植物这个名词中，隐藏着光合作用的秘密，和地球生物数十亿年的进化选择。在其他星球上，植物也会选择绿色吗？科学家们的答案，会许会让我们大吃一惊：由于恒星的类型不同，生物吸收的光线不同，外星球的植物王国，将不再是绿意盎然，而很可能呈现出红、黄、黑等种种诡异色彩。光合作用研究简史热点追踪博弈兴奋剂：运动员的囚徒困境撰文/迈克尔舍默（Michael Shermer）　　当兴奋剂席卷体育界，反兴奋剂战争似乎注定无法获胜。运动员们为什么明知后果严重，却前赴后继地铤而走险？或许博弈论会告诉我们答案：对比赛成绩和名利的追求，让所有的竞技运动员身陷囚徒困境，不得不沉溺于兴奋剂，甚至不断推陈出新。只有改变收益矩阵，加大处罚力度，才可能从源头上拒绝兴奋剂。核武器走私防不胜防撰文/托马斯B科克伦（Thomas B. Cochran）马修G麦金齐（Matthew G. McKinzie）　　本文作者和美国广播公司的新闻摄制组，在两年内，两次将重量可观的贫铀柱偷运进美国，用实验证明，将制造核武器的高浓缩铀走私到美国非常容易。科学家和记者的手段并不高明，为什么美国ZF耗费巨资打造的重重关卡竟形同虚设？环境咸海归来撰文/菲利普米克林（Philip Micklin）尼古拉V阿拉丁（Nikolay V. Aladin）　　咸海的变化，是20 世纪最惨痛的生态灾难之一：无节制地引水灌溉、大规模开垦，让注入它的阿姆河和锡尔河水量锐减。这个曾经的世界第四大湖泊，不得不渐渐干涸，萎缩成三个小小的残留湖。繁荣一时的湖畔城镇衰败凋敝，居民的健康也受到严重威胁。好在，当地ZF的不懈努力，让咸海在新世纪渐渐恢复了生机。医学健康断肢再生撰文/肯穆内奥卡（Ken Muneoka）韩万钟（Manjong Han）戴维M 加尔迪耶（David M. Gardiner）　　蝾螈是自然界最神奇的动物，因为它可以反复长出被切断的四肢。研究蝾螈的肢体再生机制，科学家要创造另一个奇迹：利用现代生物技术，改变伤口处的生理生化过程，在我们受到伤害失去自己的四肢时，能够重新长出新的肢体。戴建武：所有组织都可能再生基因决定性格撰文/图尔汉詹勒（Turhan Canli）　　面对同样的困境，不同的人有不同的应对。有的人很快走出低谷，开创新的成功；有的就此一蹶不振，甚至走上绝路。众所周知的解释是：性格决定命运。性格又是由什么决定的呢？科学家们的研究给出了新的答案：在我们的身体内，有诸多特定基因，影响着我们的性格和情绪。亲吻的秘密撰文/奇普沃尔特（Chip Walter）　　亲吻似乎已是人类本能，我们用它来表达喜悦、爱恋。其实，亲吻源自我们祖先的喂食行动，而且它还会向我们的大脑、身体和配偶传递各种有力的信号，帮助配偶判断彼此的基因是否匹配。材料学延续摩尔定律的新材料撰文/安德烈K海姆（Andre K. Geim）菲利普金（Philip Kim）石墨烯是最当红的新型材料。这种从石墨中分离出来的碳单质，常温下的导电性超越了目前的所有材料，让科学家们能够验证量子电动力学中最不合常理的预言，观察到只有在黑洞、粒子加速器中才能观察到的现象。它还是纳米级晶体管的最佳原料，使摩尔定律得以延续。物理学用光尺丈量时间撰文/史蒂文坎迪夫（Steven Cundiff）叶军（Jun Ye）约翰霍尔（John Hall，2005年诺贝尔物理学得主）　　2005年诺贝尔物理学得主亲笔撰文，介绍他们团队研制出的这把神奇光尺。这把光尺能在可见光光谱中标出数十万道等间隔刻度。利用它，科学家能轻松实现对激光频率的精确测量，制造计时更加精准的光钟，发明超高灵敏的化学探测器，提高激光雷达的性能和探测范围，甚至能重新定义秒的长度，精度比现在提高上百倍。与科学家同行模拟生命　　误闯生物学领域的物理学家维金斯，却做到了很多物理学家和生物学家都没能做到的事：在计算机上模拟生命，找出细胞中的致病因素。技术解剖新型人体扫描安检装置撰文/斯图尔特布朗（Stuart Brown）前沿扫描湿润的火星有点酸数字节能失踪的宇宙线民间科学家的万物至理纤维素乙醇潜力巨大人体运动发电机重访水星眼睛的错觉睡得越多体重越轻专栏怀疑论者左边危险，右边安全撰文/迈克尔舍默（Michael Shermer）反重力思考拯救香蕉撰文/史蒂夫米尔斯基（Steve Mirsky）天人集运筹帷幄之中撰文/王道还论坛经济学家的皇帝新衣撰文/罗伯特纳多（Robert Nadeau）是真是假你只需要半个大脑吗撰文/蔡宙（CHARLES Q. CHOI）专家解答闪电是由宇宙线引起的吗听小骨怎样传递和放大声音经典回眸隐藏自我◎秘密飞行◎棉花危机标签：医学 , 天文 , 物理 , 环球科学 , 生物学 , 科学美国人 , 科普; 个人分类: 其他|1685 次阅读|0 个评论

天文学家发现首颗被逐出星系的超大黑洞: songshuhui 2008-9-3 15:16; Steed 发表于2008-05-5 星期一 15:17 分类: 未分类 | | 两个黑洞并合，爆发出强烈的引力波，将并合形成的新黑洞抛出星系，速度可达每秒上千千米。这可不是超级计算机模拟出来的假想场景，最新的发现表明，这种极端驱逐事件在我们的银河系中确实发生过。如果两个黑洞并合，产生的引力波会以光速向外传播。不过，这些引力波并非传向四面八方，而是主要集中在一个方向向外发射，因此黑洞就会像发射过炮弹的炮身一样，朝相反的方向反冲。结果就是，这个黑洞被逐出了星系中心。如果反冲速度足够高，黑洞就可能完全摆脱所在星系的引力束缚。德国马普地外物理研究所的斯特凡尼科莫萨（Stefanie Komossa）领导的天体物理课题组发现了第一颗被逐出星系的黑洞。他们通过直接观测证实，这颗距离地球100亿光年、质量相当于几亿颗太阳的黑洞，正以每秒2,650千米的速度被逐出星系。这颗黑洞正从周围的吸积盘中吞噬气体，从而发出各种辐射，让科学家能够观察到它。盘中的气体足够这颗黑洞继续吞噬大约数百万年。这项新发现很重要，因为它间接证明黑洞确实会并合，而且并合有时确实会产生巨大的反冲。不过，由此得出的另一项推论就是，必然有一些星系中心没有黑洞，也必然有一些黑洞永远游荡在星际之间的虚空之中。这又会引发一系列新问题：宇宙早期星系和黑洞是共同形成及演化的吗？是否存在一类星系在演化过程中失去了星系中心的黑洞？果真如此的话，这些星系随后的演化与那些仍然拥有中心黑洞的星系又有什么不同？通过把地面及空间的直接观测与理论模型结合起来，天体物理学家正着手解答上述问题。不过无论答案是什么，观测到第一个被逐出星系的黑洞，都将对我们理解星系的形成及早期宇宙的演化产生极为深远的影响。标签：天文 , 引力波 , 新闻 , 星系 , 黑洞; 个人分类: 天文|1509 次阅读|0 个评论

GLAST：美国海军实验室的新年礼物: songshuhui 2008-9-3 11:45; Melipal 发表于2008-05-31 星期六 3:34 分类: 天文 | | 注：第一次在松鼠会群博发文，先讲一些本行相关。本文写成于去年年底，如今高能天文卫星GLAST发射在即，于是搬贴，题目干脆也不作修改了。关于伽玛暴的简介，可以参考本人翻译的一篇旧文。既然在NASA的介绍里， GLAST 被比喻成了美国海军实验室收到的节日厚礼，本人也不妨再用一下这个比喻。今年万圣节前后，当GLAST初到该实验室准备做整体测试的时候，确实是象礼物一般包装得漂漂亮亮的，也确实是象礼物一样让众人充满希望并且迫不及待。不过于我来说，这份礼物意味着：要抓紧时间突击伽玛暴高能辐射的理论了，最好能赶在它发射之前做些东西初到美国海军实验室的GLAST（图片提供：NRL）自从大四定下研究生的学习方向以来，GLAST这个名字就开始不绝于耳，无数次小组讨论和报告都会提到它，更不要说那林林总总的长短文献。在伽玛暴研究的圈子里，对GLAST的期待并不亚于早年的BeppoSAX、HETE-2与Swift。于是自己也就如法炮制，在本科毕业论文中煞有介事地作了番GLAST时代的展望。 GLAST是伽玛射线天文卫星，作为康普顿天文台的后续设备，计划肇始于1993年。GLAST原名大视场硅片伽玛望远镜（Gamma Large Area Silicon Telescope），现在的全称是伽玛射线大视场太空望远镜（Gamma-ray Large Area Space Telescope）。它的亮点在于高能段伽玛射线波段的全天域连续成象观测：主力设备大视场望远镜（LAT）的能谱范围20 MeV至300 GeV。当年康普顿天文台的高能探测器EGRET探测上限不过是30 GeV，灵敏度也只有LAT的1/30不足。单听名字，GLAST就很有爆发的感觉。事实上，它相当一部分的研究对象正是爆发现象，伽玛暴自然是当仁不让地打头炮了。GLAST专门为伽玛暴的观测准备了闪烁晶体制成的爆发监视器（GBM），主要在能谱较软（低至8-10 keV，高端与LAT重叠）的波段上工作，用作卫星的触发设备，兼以提供爆发位置和谱信息，并实时将这些数据传回地面。预计GBM每年可探测200余次爆发。 GLAST的口号号称探索极端宇宙。NASA为它定下的科学目标是： 1、探测宇宙的终极前沿，自然界在这里驾御着远远超越地球的力量与能量； 2、探索最深刻的科学问题，如宇宙的成分，并搜寻新的物理定律； 3、解释黑洞将喷流物质加速到接近光速的机制； 4、协助破译惊天爆发即伽玛暴的谜团； 5、回答大量领域中持久存在的问题，如太阳耀斑、脉冲星和宇宙线的起源。本人对其他方面的了解并不很多，伽玛暴现今的极高能段探测倒是少而又少，除了EGRET记录的几十个爆发和地面切伦科夫望远镜的少量工作，但前者疑问重重，后者又只能对TeV光子进行探测。关于高能辐射的行为，倒是有颇多的理论来讨论，有重子主导，也有轻子主导，辐射的起源位置几乎是内外正反激波的排列组合，换句话说那是相当的不确定，由此又牵涉到了大质量恒星的死亡过程、组分、中心引擎等诸多问题。好在不同的理论对高能余辉有着不同的预言，GLAST解决理论难题的能力也就被众多业内人士寄予厚望。不过针对伽玛暴的观测，GLAST有一点不足：由于其能量阈值是以积分形式给出的，对于短暴来说，虽然其瞬间辐射能量不小，但由于时标较短，积分流量并不大，很可能不会被探测到。还有物理学家期待着GLAST能凭借伽玛暴探测到不同波段光子到达的时间差，这是量子引力的预言，关乎普朗克长度下的时空结构，只是效应针对极高能的光子才会明显。虽然不论是理论还是观测方法上都存在不少的疑问与难点，相关文献却是已经有了不少。至于X射线乃至更低能段的爆发余辉，那是Swift与地面望远镜的天下，GLAST并不过问。凭借伽玛暴坐标定位网，联测还是颇有可能的。就个人来说，还有一个颇感意外的地方：太阳耀斑，因为之前本人对此的了解少而又少。GLAST算是通用的天文卫星，而由于亮度和视面积等原因，一般情况下，对太阳的观测是用专门的卫星专用的探测器完成的，倘或把哈勃之类的空间望远镜对准太阳，等待它的基本就是严重受损甚至相机报废了。GLAST计划研究耀斑的背景是，EGRET曾经观测过来自太阳的GeV辐射，RHESSI也在能量更低的波段上探测到了耀斑辐射。这样的现象有望追溯耀斑电子的加速机理。同时，第24个太阳活动周即将开始，到时候也只有GLAST有能力探测GeV的辐射。估计是因为太阳的甚高能辐射与其他天体相比也不算太强吧，否则GLAST如何能禁受得住呢其他的观测对象可以算是康普顿的延续，有活动星系核、超新星遗迹、中子星、伽玛射线背景辐射和点源等等，外加早期宇宙和暗物质湮灭的探测。主力探测器LAT的本体很重，足足有2吨半还多，是利用的是对产生原理设计的，与其说它是伽玛射线望远镜，倒不如说是粒子探测器。16组钨制探测器按4*4排列成方阵，一旦有高能伽玛光子射入，会产生对应能量的正反基本粒子对。与钨层交替排列的多层硅探测器可以通过追踪粒子的轨迹来确定光子的源头，光子能量则用碘化铯热量计测出的粒子对能量来反推。LAT之外，另设有用于隔离宇宙线粒子的反同时探测器（Anticoincidence Detector），可以过滤99.9%以上的干扰信号。结合热量计的筛选以及星载计算机系统的分析，基本可以排除带电宇宙线粒子的干扰。 LAT的16组探测器，每组包括钨探测器、追踪器和热量计，下方另有数据采集系统（图片提供：SLAC）/p LAT的视场超过2立体角，相当于全天4立体角的1/5。巡天工作时，只消两个轨道周期就可以扫过整个天空，精度优于1角分。对于高能伽玛射线来说，这一数字已是相当不易了。由此，GLAST也可以为康普顿时代发现的伽玛射线源进行重新定位，更好地揭示其本质。左图是测试中的GBM（图片提供：NASA/MSFC/D. Higginbotham），由朝向不同的12个盘状碘化钠晶体（8 keV至1 MeV）与2个锗化铋晶体（150 keV至30 MeV）组成，覆盖视场更大（约8立体角），几乎是没有被地球遮挡的全部天区。GBM对准的天区位于LAT视场的背面，只要有4个低能探测器记下信号，源区即可被定位，精度虽然逊于Swift的触发器BAT，但也有3度左右。对于大视场的LAT来说，这一数字也够用了。除了伽玛暴，其他瞬变源包括耀斑的探测也要依靠GBM，卫星本体会在接到触发信号之后自动转向。LAT也可以触发自身，不过GBM可以起到很好的补充作用，也让GLAST的工作波段大大扩展。 GLAST的发射算是2008年本人最期待的事情了，只是具体时间经过一再拖延，现在是排到了春末夏初的时候，运载火箭为德尔他II型，轨道与Swift类似，是高度500余公里的近圆轨道，可以尽量避开带电粒子的影响。升空后先经过2个月的测试与调整，预计3个月后正式公布第一批结果。当下NASA的计划是，GLAST触发十秒之内，伽玛暴坐标定位网就可以接收到坐标信息，以便及时安排后续观测。同时GLAST并不意味着地基切伦科夫望远镜的终点，毕竟只有后者才能探测GLAST的能量上限之上的光子。而GLAST又可以作为桥梁，衔接更低能段的Swift等卫星和高能切伦科夫镜的数据，完善天体的全波段信息。 GLAST一年巡天的模拟图（图片提供：LAT Team）标签：伽玛暴 , 卫星 , 天文; 个人分类: 天文|1492 次阅读|0 个评论

犹记里程碑——写在GLAST发射前夕: songshuhui 2008-9-3 11:45; Melipal 发表于2008-05-31 星期六 3:41 分类: 天文 | | 如果一切顺利，NASA的新一代高能天文卫星 GLAST 将于6月初发射升空。这颗卫星的一大重点是伽玛射线暴的探测，背负着揭示伽玛暴高能辐射谜团的重任，更有树立新的里程碑的机遇。如今在GLAST发射前夕，不妨再回顾一下过去30年来那些为伽玛暴研究作出里程碑式贡献的卫星们，也重温一遍那激动人心的年代。说来伽玛暴是天文学的一个异数，首当其冲的就是持续时标，短暴只有零点几秒，长暴也不过是几十秒，且不说与那几乎亘古不变的恒星相比格格不入，就算用超新星这类突发现象的指标来看都是短而又短。当然还有天空中那完全随机的分布，人们永远无法预知下一次爆发出现在何方。正是这两大特点，给研究者竖起了高高的壁垒，也造就了相关探测器发展的主线索对反应时间与视场的追求。接下来，就从头讲起吧：　 Vela：冷战的馈赠 Vela一词在英语中的意思是菌膜，或是南天的船帆座。不过对于Vela卫星来说，却要取其西班牙语含义看守者。这一系列的卫星共计6组12颗，于1959年开始研制，1963至1965年间陆续发射。它们纯粹是冷战时代的产物，用于监视东方国家尤其是前苏联可能进行的外太空核试验，而这样的试验是被国际条约禁止的。 Vela卫星外观呈20面体，发射时两星彼此相对（如右图，图片提供：NASA），在远地点推进引擎处连接，入轨后分开。每颗卫星带有12架外置X射线探测器以及18架内置伽玛射线探测器，稍晚的Vela 5与Vela 6两对卫星还携带了光学探测器，用于探测大气层以内的核爆炸。卫星轨道高度在范艾伦辐射带之外，设计寿命只有6个月，但实际上，每颗卫星的工作时间都超过了5年。本人初入伽玛暴组时，导师第一批指定阅读的论文就是从Klebesadel, Strong Olson 1973开始的一系列观测热点报告。这Klebesadel, Strong Olson 1973总结的就是在1969年7月至1972年7月这3年的时间里，Vela 5与Vela 6探测到的16次爆发，持续时间从0.1秒到30秒不等，来自天空的各个方向，开创了伽玛暴这样一个新的研究领域。当年的电气工程师Klebesadel在无意间拣了个大大的便宜，论文被人引用无数不说，他本人还跟着扬名一回，也做到了名垂青史。再往前追溯，Vela 4在1967年就已经探测到了伽玛射线流量的突增，更早的时候，Vela 3似乎也发现了类似现象。一般的说法都是认为，由于Vela的观测涉及军事机密，因此直到积累了足够多的数据，确认这些现象来自地球之外的深空以后，结论才得以发表，不过荷兰科学作家在G. Schilling在他的一本普及著作中，却引用Klebesadel本人的话否认了这一点，更且又揪出了痛失伽玛暴发现良机的Tom Cline等等的一批人。 Klebesadel的八卦本人是无从考证，不过为什么要说Cline等人是痛失良机呢？因为在Vela的前前后后，有一系列仪器也发现了类似的高能流量突增，如Cline搭载在IMP上的设备。但这些要么是被解释为已知现象，要么直接被计划的参与者忽视。由此看来，大胆假设与数据共享还是很重要的其实在Vela发射之前，美国人并不是没有意识到伽玛射线辐射的可能性。Colgate就曾参与过Vela卫星可能目标的讨论，而他在1968年发表的文章里，更是预见了日后红火的坍缩星模型，只是当时没有引起太大的关注而已。而Vela之后，伽玛暴也为其他计划纷纷证实，如前苏联的预报7号卫星与金星号探测器，以及美国的阿波罗登月和先驱者金星探测器。轨道上的Vela卫星（图片提供：NASA） Klebesadel, Strong Olson 1973发表后的几年间，是伽玛暴理论研究的第一个黄金时代。各式模型纷纷出笼，总数居然比探测到的爆发数目还要多，其中就衍生出了日后的两大派系宇宙学距离上的坍缩星起源说以及银河系脉冲星起源说。在众多天文爱好者中似乎颇为流行的黑洞蒸发模型也是此时提出的，虽说对伽玛暴圈子的影响并不算很大。截止到1979年，Vela 5/6探测到的爆发总数是73个。这是对该现象的最早一批数据积累。不管其他计划的参与者有多么多么的后悔与不平，也不论Vela的记录是如何如何地粗糙，事实却是，Vela成为了伽玛暴研究的奠基者。今天的高能天文软件包 HEAsoft 仍为Vela保留了一席之地，这也算是冷战留下的遗产之一吧。只是不知道Vela卫星的设计者们面对这样一个无心插柳的重要发现会作何感想。　银河：够水准的搅局者与其说银河（Ginga）卫星是伽玛暴研究的里程碑，倒不如说它扮演了搅局者的角色。有人说银河是让伽玛暴这样一个年轻的领域倒退十年不止（要知道至今它也只有不到30年的历史），也让上至大牛下至小研的大批人马误入歧途。事情自然是几十keV回旋共振吸收线问题，还是在不止一次的爆发中发现的。其实之前有Mazets等人得出了类似结论，但其准确性不是太高，银河是将此说巩固了下来。因此在银河之后，宇宙学起源理论几乎沦落到了无人问津的地步，坚持此说的Bohdan Paczyński还一度被众人孤立，而中子星相关模型却是蜂拥而上。可惜本人没有读过那篇 Murakami et al. 1988 的全文，更不知道当年的纷乱究竟到了何种程度。所谓回旋共振吸收线的一个例子，GRB 880205。两条吸收线能量分别为19.3以及38.6 keV。 Murakami et al. 1988也许还不算是最好玩的，更好玩的还是随后不久发表的 Lamb et al. 1988 ，虽然现在方便看到的只是发表在 Bulletin of the American Astronomical Society 上的短短一段。列出的作者也堪称豪华阵容，第一作者Donald Lamb是出了名的脉冲星起源派，而伽玛暴的发现者Klebesadel也被拉了进来。他们根据谱线求算的是磁场、温度和密度，还以此为基础煞有介事地作了一番讨论。由此，可以一瞥银河的观测数据在当年的影响力了吧？话说这位Murakami是早已改行软伽玛射线再现源之类的现象与朱雀卫星，连他本人的主页都是对银河卫星的事情绝口不提；当年坚持河内起源说的死硬分子Lamb如今也转投伽玛暴宇宙学。可是这回旋线的问题到底有说法没？反正本人是没有考证到扯远了，还是来说说卫星本身。银河卫星于1987年在鹿儿岛发射，1991年退役。卫星在发射前原名ASTRO-C，是日本的第3颗X射线天文卫星。其上搭载的设备包括大视场计数器、全天监视器以及伽玛暴探测器，其中最后一台仪器的工作能段较宽，为1.5-500 keV，可以做到全天观测。从这个配备来看，伽玛暴在当年就已经成为天文界的关注焦点了。银河卫星（图片提供：ISAS）其实银河卫星的主要贡献还是在其他方面，比如发现了瞬变黑洞的候选天体、在X射线脉冲星中发现了回旋辐射的谱线、在塞佛特星系中发现铁的吸收与发射线、在银心区域探测到了6-7 keV的铁线，等等。至于那莫名其妙的伽玛暴回旋吸收线事件，还是不要再提了罢　康普顿伽玛射线天文台：柳暗花明说来这康普顿伽玛射线天文台真可以称得上是伽玛暴宇宙学起源之说的大救星。现在所用的伽玛暴基本理论，大多还是在康普顿时代发展起来的，比如Tsvi Piran、Reem Sari、Martin Rees等等高人在此期间发表的大量论文，大致是把源于宇宙学距离上的标准火球模型确立了。准备由航天飞机发射的康普顿伽玛射线天文台（图片提供：NASA）理由自然是因为康普顿所发现的伽玛暴各向同性分布，让河内起源说大势尽失。作出这一重要发现的功臣是康普顿携带的BATSE，也就是爆发和瞬现源实验设备，正是为了伽玛暴的探测而设计，并可以从事谱分析。由此结果还引发了1995年第二次天文学大辩论的举办，参与双方正是前面提到过的Paczyński与Lamb。作为NASA大天文台计划的组成部分，康普顿的仪器自然要代表当年的最佳水准。以BATSE为例，该设备由8台碘化钠探测器组成，一旦有伽玛光子入射，可产生可见光闪光，并给出入射光子的能量。8台探测器占据卫星的8个顶点，覆盖20-600 keV的能段。这样安排的好处显而易见：无论是发生在任何方向上的爆发，都处在4台探测器的视野之内，由此就可以给出暴源的坐标。BATSE携带的分光设备是为了弥补因种种原因被取消的GERSE。也正是它们，否定了银河卫星以及更早的仪器测得的回旋吸收线之说，并让伽玛暴的非热辐射图景深入人心。后来通行的Band双幂律谱函数正是此阶段的成果。关于BATSE对伽玛暴研究的贡献，还有一个插曲是伽玛暴坐标定位网（GCN，当年的BACODINE）的成立。不过其动机却是不很光彩：BATSE的记录设施损坏，因此无法象预计的那样定期经由跟踪和数据传输卫星系统中转将数据批量传回地面，只好随时解决传输问题。但这一网络却给日后的协同观测提供了极大的便利，应该算是因祸得福吧。另外值得一提的是EGRET（右图，图片提供：NASA/GSFC），这是康普顿携带的高能探测器，工作能段20 MeV-30 GeV，利用对产生原理进行高能伽玛源的全天监控。在将近10年的工作期间，EGRET发现了30余个高能伽玛暴，其中GRB 940217的最高能量更是高达18 GeV。这些发现可以认为是GLAST的一大研发动力。康普顿天文台还配备有成象设备COMPTEL以及光谱仪OSSE，它们在太阳耀斑高能辐射、超新星遗迹、银心正反物质湮灭等方面作了奠基性的观测。 2000年，星上搭载的一台陀螺仪失灵。如果第2台陀螺仪再发生故障，星体姿态将失控，有可能坠入人口密集区域。为避免事故的发生，6月4日，NASA决定人工控制让仍可正常工作的康普顿天文台脱轨，返回大气层，落入太平洋。自1991年发射以来，康普顿共探测到了2700余个伽玛暴，发现了爆发时间的双模分布以及一系列统计关系，大大促进了理论研究。此外，康普顿还进行了完整的铝26巡天以及高能巡天，发现了软伽玛射线再现源，等等，也让天文学家第一次系统准确地一窥高能宇宙。现在对伽玛暴的观测早已进入迅速准确定位多波段后续观测的时代，但康普顿的数据仍没有完全退出历史舞台。如伽玛暴的时延仍是沿袭了康普顿时代的能段定义，而 Tsutsui et al. 2007 仍是用康普顿观测到的500余次爆发寻找统计关系。　 BeppoSAX：余辉，余辉对于伽玛暴宇宙学起源模型来说，康普顿伽玛射线天文台只能算是救星，并非最终的确立者。第二次天文学大辩论后，主持者将问题的最终解决托付给了将来；而康普顿时代发表的那些理论文献现在看来是初学者必读的经典，但在当时尚处未决状态，想必各位理论家都在迫不及待地等待着爆发余辉的发现与红移的测量，这才是验证标准模型的不二法门。但要想做到这一点又谈何容易，毕竟以秒计算的伽玛暴没有给低能段的后续观测仪器留下多少指向定位的时间，康普顿粗至几度的分辨率又不足以完成这一重任。最终发现余辉从而让标准模型发扬光大的，是意大利与荷兰合作的BeppoSAX。关于这颗卫星，应该如何评价呢？突破？黑马？还是诧异？要知道这是一颗X射线而非伽玛射线卫星，主要研发方也缺乏运营科研卫星的经验。据说是BeppoSAX在设计之初甚至根本没有考虑伽玛暴的探测，后来才添加了专门的监测设备；其研制过程更是一拖再拖，拖延了10年之久，还险些中途搁浅。书写历史的居然是这样一个名不见经传的家伙，就不由得让某些人大跌眼镜了。 BeppoSAX卫星 BeppoSAX最初的设计目标其实是X射线宽能段，是第一颗从0.1 keV覆盖到几百keV的天文卫星，适宜观测具有宽频辐射的目标。卫星的另一特点是可以以角分级的精度监测大视场。这两大优势结合在一起，对于伽玛暴研究关键突破的完成发挥了主要作用。 BeppoSAX的设备包括宽视场照相机与窄视场设备，前者为两台编码板照相机，有40度乘40度的宽视场，对2至30 keV的能段敏感，可以进行伽玛暴的早期定位；后者包括中低能光谱仪、气体火花正比计数器等，还有兼作伽玛暴触发设备的极硬X射线探测器PDS。不过在实际操作中，因为PDS的杂乱信号较多，往往还是宽视场照相机与康普顿天文台的BATSE协调观测，互相认证。 BeppoSAX的星载宽视场照相机，为荷兰研制（图片提供：SRON）自从1996年4月发射以来，BeppoSAX接连记录下了多次伽玛暴，但想确切地探测到X射线乃至更低能量的余辉，还需要等到1997年2月28日那次里程碑式的爆发。期间的事情除了必要的仪器校正，更有种种人事上的纠结。现在来看BeppoSAX时代，重大的突破接二连三，让人有恨不得时光倒流以参与其中的感觉：首次探测到X射线和光学余辉的GRB 970228，首次探测到宿主星系红移与射电余辉的GRB 970508，首次探测到可能与超新星成协的GRB 980425，首次探测到强光学闪的GRB 990123还有两度位列《科学》杂志年度十大科技进展这样让人津津乐道的事情。而高能天文大奖Bruno Rossi奖，也于1998年颁发给了名利双收的BeppoSAX小组。同时在理论界，伽玛暴标准模型的地位被巩固了下来，种种后标准效应也随着观测的深入而粉墨登场。对于伽玛暴观测来说，BeppoSAX一大不足是探测率。康普顿基本是每天探测到一次爆发，但BeppoSAX每年的探测总数却只有两位数，因此无法对更多的伽玛暴进行细致研究。而其窄视场设备在触发后几小时的定位延迟也是个问题，至少这对持续时间短于2秒的短暴探测力不从心，也不利于地面与空间的台站及时安排后续观测。 1997-1998年间BeppoSAX观测到的伽玛暴（图片提供：BeppoSAX SOC team, Telespazio, Rome, Italy） BeppoSAX在其他领域也作出了不少工作，主要是对大量X射线源所作的宽波段光谱观测。2002年4月，BeppoSAX结束了科研任务，并于次年坠入大气层。顺带说一下，Vela的意思是看守者，康普顿伽玛射线天文台是以高能天体物理先驱Arthur Compton命名的，那么这个BeppoSAX是在指什么？小小考证一番，SAX是意大利语Satellite per Astronomia a raggi X的缩写，也就是X射线天文卫星之意；而Beppo则取自意大利物理学家Giuseppe Beppo Occhialini，他曾经在1947年参与了介子衰变的发现，同时也是伽玛射线天文学的元老之一。　 HETE-2：长暴尘埃落定说起HETE-2（High Energy Transient Explorer 2，高能暂现源探测器2号），那真是可以用命途多舛来形容。没办法，谁让前身HETE-1在1996年发射的时候那么不走运，直接来了个星箭分离失败呢？否则率先发现余辉的荣耀可能就要归于它了，毕竟它在当年承载着最大的希望。所幸HETE计划并没有因这次失利而终结，零件备份转而用于后续卫星的建造。最终HETE-2于2000年10月发射。出于发射成本和卫星本体重量（273磅）的考虑，HETE-2并非象康普顿那样由航天飞机运送，也没有采用德尔他火箭或是BeppoSAX所用过的Atlas，而是选择了机载发射的飞马XL。实际上飞马（Pegasus）火箭的这种改型早年也是故障率颇高的，其首飞就是失利，而HETE-1也是毁于其中。好在HETE-2的发射还算顺利，虽说已是错过了开创新纪元的黄金时期。已完成星箭对接的HETE-2（图片提供：Massachusetts Institute of Technology）/p HETE-2的历史可以追溯到1983年。与BeppoSAX近乎混乱的设计过程不同，HETE一开始的定位就是探测伽玛暴，配备有宽视场的伽玛射线探测器以及X射线成象设备。由于在BeppoSAX工作的最初几年内并未探测到太多有较强光学/紫外辐射的爆发，HETE-2在建造过程中把原先安置的紫外照相机替换成了软X射线照相机（SXC）以及光学CCD，后者主要充任导星仪器。 HETE-2卫星（图片提供：Massachusetts Institute of Technology）为避免太阳的干扰，同时充分利用太阳能为帆板供电，HETE-2的2立体角视场中心始终指向太阳对侧。由于控制人员很清楚地知道卫星的指向，就为安排后续观测带来了极大的便利。但这样一来，巡天视场却是有所限制：只能沿黄道观测全天的60%。 HETE-2最大的亮点是确认了超新星与伽玛暴长暴的成协性，也就是GRB 030329与SN 2003dh的成协。大质量坍缩星作为长暴中心能源的地位此时被正式确立，跟随GRB 980425而来的超超新星（Hypernova）模型也由此得到了发扬。当然，此时已不是纯粹回归于60年代Colgate的假说，而是有了更深入的探讨。这颗卫星另一大功绩是解决了BeppoSAX时代的光学暗暴之谜。这其实是BeppoSAX反应速度过慢，无法及时安排地面后续观测所致。由于HETE-2的SXC可以在爆发后几分钟内完成暴源的角分级定位，大多数（80%）的伽玛暴都有光学/红外余辉观测到。对能谱较软的X射线闪（X-ray Flash）也在此时期被大量发现。这些与确认同超新星的成协性一道让伽玛暴相关话题又一次列入了当年的十大科技进展之一。无论如何，HETE-2很好地发挥了桥梁的作用，至少是将BeppoSAX退役后Swift发射前的空白填补了。现在仍旧在轨的HETE-2尽管在观测效率上无法与后起之秀比肩，却仍旧在发挥着余热。　 Swift：更快更宽更强提到Swift（雨燕），不由得联想到的却是雨燕飞行表演队宣传册上的一段话：自孩提时代，我们就倾慕于那些敏捷的鸟儿它们那绝妙的斤斗令人屏息于是，雨燕的图案就骄傲地出现在了表演队的座机上，在苍穹之中翱翔翻飞。右图：Swift卫星的徽章（图片提供：NASA E/PO, Sonoma State University, Aurore Simonnet）其实伽玛暴的研究者何尝不是羡慕雨燕。如果探测器能拥有此般敏捷的反应，那么精准的定位与及时的后续观测也就不是问题了，大量的谜团，尤其是持续时标短于2秒的短暴相关也都会迎刃而解。于是以反应速度标榜的Swift并没有遵循NASA以知名人物命名航天器的一贯传统，而是将最灵活的鸟类作为自己的名称与标识。正因为如此，《天空和望远镜》杂志曾将这颗卫星形容为名字轻狂，而它也应该算是迄今反应最为迅速的卫星了： Swift搭载的3台科研仪器覆盖了从软伽玛射线到光学的空前宽波段，其中能覆盖全天1/7面积的爆发预警望远镜（BAT）可以在触发12秒内完成爆发的初步探测与定位；X射线望远镜（XRT）可以在100秒内转向并为爆发进行角秒级精确定位；紫外/光学望远镜（UVOT）可以在30秒内作出反应，同时在300秒内请求地基台站的协助观测。这样的性能与配置实在是让前辈相形见绌。由此，Swift注定要树立新的里程碑。 Swift的紫外/光学望远镜眼中的旋涡星系M33，这是迄今像质最好的紫外照片之一，由此可以一瞥星载仪器的质量（图片提供：NASA/Swift/Stefan Immler） 2004年11月20日，Swift搭乘德尔他火箭升空。同年12月17日，尚处调试期的BAT就探测到了第一次爆发。次年5月，GRB 050509B成了第一个有余辉探测到的短暴，并成了当年十大科技进展之中子星相关的主角。Swift也就此完成了一大设计目标。其实GRB 050509B只是让Swift小试牛刀，证明它达到了要求。与短暴相关的一系列研究也随之兴起，如宿主星系的证认、相关参数的统计，以及理论模型计算。长暴研究自然是不甘落后，不过Swift的快速反应可以用于早期余辉的探测，所见的光变曲线却与标准模型不那么相符，着实给理论家提出了严峻的挑战。短暴GRB 050509B的宿主星系，为红移0.225的椭圆星系，支持致密星并合的理论（图片来源：Gehrels et al. 2005）不妨来看看NASA给Swift安排的预定目标究竟完成得如何： - 确定伽玛暴的起源：长暴已经不是问题，短暴起源模型基本上是倾向于双致密星并合模型； - 为伽玛暴分类，并寻找新的类别：发现了兼有长短暴性质的GRB 060614等，并促使人们从前身天体的物理本质而非单纯的时间角度考虑爆发的分类； - 确定激波的演化及其与周围介质的作用：得出了余辉的正统光变曲线模型，根据Swift的观测对余辉演化的一系列理论工作； - 利用伽玛暴探测早期宇宙：用伽玛暴限制宇宙学参数并一窥早期宇宙中的恒星形成，红移达6.29的GRB 050904 总的来看，任务完成得不错。此外Swift还对活动星系核、软伽玛射线再现源以及X射线巡天也作了不少贡献。Swift的设计寿命虽然只有两年，却有望工作到2010年之后。凭借空前的反应速度、较宽的工作波段（从BAT成象模式下的150 KeV上限到UVOT的6000埃下限）以及每年100次爆发的探测率，它很有希望在未来与GLAST一道作出更多的发现。说来虽然Swift的工作波段很宽，其不足之处也是与此相关的：BAT的150 keV上限在实际使用中往往显得过低。作为比较，康普顿的BATSE能量上限达1000 keV，更携有负责GeV天空的EGRET；HETE-2是400 keV；早年的Vela和银河分别达到了750 keV与500 keV；就连以X射线为主的BeppoSAX也有着300 keV的最高探测能量。个人猜测，这一缺点与仪器的设计相关，因为所有这些探测器中，只有BAT是采用了编码板成象原理制造，一味提高其能量上限的代价就是探测器本体的过重过厚，直接给设计和发射造成困难。不论如何，这150 keV还是带来了不小的麻烦，如已有文献讨论过由此引起的爆发峰值时刻相关参数的不可靠。而高能敏感的GLAST倒有希望补充这一点，期待　群星榜：For Those Unsung Heroes 以下这些卫星或星际探测器，虽说没有在研究伽玛暴的过程中作出过里程碑式的贡献，但也不容忽略，于是在文末一一列举：上排左起：哈勃太空望远镜、尤利西斯、ASCA、GGS-Wind；中排左起：RXTE、钱德拉X射线天文台、XMM-牛顿、NEAR-苏梅克；下排左起：INTEGRAL、斯必泽太空望远镜、朱雀X射线卫星、AGILE 哈勃太空望远镜：大名鼎鼎，无须过多介绍。它进行了大量的光学后续观测以及对伽玛暴宿主星系的研究。尤利西斯：1990年由航天飞机发射，曾多次飞越太阳极区，其上携带有可以监测伽玛暴的设备。 ASCA ：日本的第4颗X射线卫星，1993年发射，进行了多次伽玛暴余辉的观测。 GGS-Wind ：1994年发射的NASA太阳风探测器，位于日地之间，载有俄罗斯制造的伽玛暴探测器Konus。 RXTE ：1995年发射的X射线时变探测器，为GCN数据源的组成部分。钱德拉X射线天文台：NASA的X射线望远镜，延续了BeppoSAX对余辉的观测工作。 XMM-牛顿：欧洲空间局的X射线望远镜，1999年发射，主要贡献同钱德拉。 NEAR-苏梅克：主要身份是飞往433号小行星爱神星的探测器，其上搭载的X射线/伽玛射线光谱仪于2001年1月至2月间探测到了10余次伽玛暴。 INTEGRAL ：欧空局的伽玛射线卫星，2002年发射，能谱分辨率较高，不过空间分辨率稍逊，亦是GCN数据源的组成部分。值得一提的是，它探测到了与SN 2003lw成协的低能暴GRB 031203。斯必泽太空望远镜：NASA大天文台计划的最后一台设备，2003年发射，进行过伽玛暴的红外波段后续观测。朱雀X射线卫星：日美合作的X射线卫星，进行过伽玛暴的X射线后续观测。 AGILE ：意大利牵头的项目，2007年4月由印度的PSLV-C8火箭发射，可以观测几十GeV的伽玛光子，目前已探测到多次爆发。另外值得一提的还有行星际观测网（IPN），成立于1976年，由携带有伽玛暴探测仪器的多架航天器组成，能够依照各航天器信号到达的时间差来为暴源进行定位，由加州大学伯克利分校的Kevin Hurley整体负责。IPN的早期成员包括美国的先驱者金星、前苏联的金星11号和12号、宇宙卫星、德国的太阳神2号等。上面提到的部分卫星亦属于IPN，此外尚有RHESSI、火星观察者、2001火星奥德赛等计划加盟。　 GLAST的使命也许过于沉重，不知道有多少研究论文在末尾的展望部分会将未决的问题交付于它。虽然说GLAST的任务其实是补充多于代替，因为它并不能完成高分辨率的低能成象与成谱工作，但却可以延续康普顿天文台的EGRET所进行过的MeV至GeV的爆发监测，开拓这片人们所知甚少的能段沃土，同时衔接太空软伽玛射线与地基TeV伽玛射线的数据，借以回答一系列的根本问题。 So nothing to say but good luck, GLAST! We have been expecting you for so long 标签：伽玛暴 , 卫星 , 天文 , 钩沉索隐; 个人分类: 天文|1911 次阅读|0 个评论

【荐书&书评】龚东力作《别闹了，美国宇航局》: songshuhui 2008-9-2 15:39; laosun 发表于2008-06-3 星期二 21:17 分类: 天文 | | 欧阳自远院士作序（可以看出欧阳老年轻的思想与活力），龚东力作，现代传媒的清新活泼，80后的幽默风趣，值得推荐！ http://www.douban.com/subject/3082397/ http://product.dangdang.com/product.aspx?product_id=20230369 编辑推荐彩图详解，首次全方位揭秘世界最大航天机构，为趣味而诞生，人类太空探索史全记录，中国科学院院士、嫦娥工程首席科学家，欧阳自远作序推荐。内容简介也许你经常听到美国宇航局（NASA），却不了解它；或者你了解一点，但不知道有本书这么叙述的；或者你什么文字都读过，但没见过这么壮美的航天图片那么，这些都是你要阅读本书的理由。 50年前，当第一颗人造地球卫星飞上太空，美国组建了宇航局，与苏联展开了针锋相对的太空竞赛。虽然它一度输得欲哭无泪，但最后还是取得了胜利：登上了月球，击败了苏联人。登月后，它的太空计划开始走样，甚至在卫生大扫除中弄丢了登月火箭设计图，而现在的航天飞机和国际空间站，则让它无比骑墙本书讲述了这个ZF机构及其相关人员：美国总统、局长、宇航员、批评家、阴谋分子面对太空挑战时所说所做的趣事。作者简介龚钴尔，原名龚东，山东滕州人，毕业于山东师范大学地理系，大学期间开始发表小说，后赴京游历，混迹媒体。 -我是分隔线书评：龚东力作《别闹了，美国宇航局》拿到龚东的新作《别闹了，美国宇航局》，一股清新的气息扑面而来，大大方方又带着调皮味道的中英文对照书名，配上发射架上等待升空的亚特兰蒂斯号航天飞机，直接冲击你的好奇心。美国宇航局？听说过，不过对于这个已经成立 50 年的最大的航空航天机构，我们知道的还真不多，顶多是一些雾里看花的概况介绍，龚东这本书应该是国内第一部全面介绍美国宇航局的著作。对于美国宇航局的描述，可谓纷繁芜杂，牵涉到五十年来的人和事，其中包括美国总统，宇航局局长，宇航员，科学家，众多研究中心，以及数不清的太空探险计划，相当难以驾驭。龚东则独具匠心，在广泛调研的基础上，将众多机构、人物和历史事件分丝析缕，娓娓道来，将交织如网的时空交待得清晰明了，看得出作者很是费了一番苦心。作者在文中，采取了一种《史记》体的互现手法，在相对集中的基础上，将同一个人的不同事迹，同一事件的不同方面，放在书中的不同部分加以展现，从而加强文章各部分之间的联系，分散而不凌乱，分割而合情合理。尤其是对于科罗廖夫和冯布劳恩两位航天界大牛的描述，在前面多次展现，却始终身影飘忽，最后在《两个人的战争》中精彩现身，宛若电影中经过层层铺垫之后的高潮，畅快淋漓，惊心动魄。更值得赞叹的，则是作者讲故事的风格，风趣而不庸俗，幽默而不浮滑。爱好物理的朋友，应该知道这本书的书名仿效自理论物理大牛理查德费曼的自传《别闹了，费曼先生》。费曼的自传向我们展示了一位举重若轻，风趣诙谐的物理学教授的形象，他会跟赌城的陪酒女郎搭讪，会跟巴西人一起打鼓。相信每位读者在阅读《别闹了，费曼先生》时，都会一边阅读，一边开心地笑，甚至会手舞足蹈地向旁人介绍你正在读的有趣的内容。我在读龚东这本《别闹了，美国宇航局》的时候也是同样的感受，第一节还没有读完，已经乐不可支了，而书中精彩之处比比皆是。比如谈到美国人在探测太空的征途中屡屡落后于苏联，其中一段作者这样写道：美国宇航局水星计划目标是确认人类是否可以在太空生存，不过这个理想很快就泡汤了，因为苏联帮助美国宇航局提前确认了。答案是能，人类能在太空生存，是苏联航天员加加林同志搭乘东方 1 号飞船帮助确认的。想来我们可以生剥老子的一句话不笑不足以为道，假如老子是一位现代传媒人的话，将其放在今天的语境中，理解为不能让人发笑的作品就不是好作品未尝不可。正如欧阳自远院士在序言中写的，我们应该把趣味放在科普文章的首位，娱乐大众是大众媒体的主要功能，科学媒体能够让大众看了高兴，看了会心一笑才应该算是真正的成功。毕竟大多数读者读书的目的，不是为了神圣的科学殿堂，而是为了在闲暇之余了解一些工作之外的事情，换换脑筋，愉悦身心，而不是为应付考试。那些正襟危坐，纯粹讲解知识的文章，放在大众媒体上，写出来只怕是供人遗忘的，而通过娱乐式阅读，通过人性化的表述，讲故事，讲科学发展中的困境甚至荒唐事暴露于天下，反而更容易传达科学中人性的一面，也是传达科学精神的有效途径。而单纯传播科学知识的效果，在人们日益忙碌的今天，多媒体日益发达的今天，恐怕是适得其反，白白地将科学普及这块阵地（权且沿用阵地的说法）拱手让渡他人。当然书中也若干瑕不掩瑜之处，比如哈勃空间望远镜已经决定要于本年进行第四次大修，可以继续工作到 2013 年，这个决定是在 2006 年格林芬出任局长之后做出的，书中未能注意到这一点，仍采用的命运未定说法。不过这不是致命伤。龚东是我未曾共事的同事，他在帮我提交简历之后，在我入职第一份工作之前就已经辞职他处。后来见过几面，晤谈甚欢。今日大作在手，更知其人秀外慧中，功力不凡，对现代传媒的理解实是不俗。值得一提的是，如今龚东正在紧张进行他所创作的一部小说的修订工作，让我们共同拭目以待。（蔡斯）标签：书评 , 天文 , 美国宇航局 , 航天; 个人分类: 航天|2032 次阅读|0 个评论

为国际空间站注入“科学”的血液: songshuhui 2008-9-2 15:32; Shea 发表于2008-06-6 星期五 10:16 分类: 天文 | | 哥伦布的星路历程 Daniel Clery　文 Shea 译随着欧洲的哥伦布号实验舱和日本的希望号实验舱的到位，国际空间站将完成从太空中的政治延伸向真正的科学实验室的转变。在推迟了两个月之后，2008年2月7日美国亚特兰蒂斯号航天飞机终于点火升空。它此行的目的是把欧洲空间局（ESA）的哥伦布多用途实验舱送上国际空间站。这将为国际空间站注入科学的血液，使它不再成为一些人眼中专为航空企业创造就业机会的附属品，而真正成为能取得丰硕成果的科学平台。价值10亿欧元的哥伦布实验舱是ESA第一个载人航天设施，也是其目前在载人航天领域的最高成就。哥伦布为我们翻开了新的一页。现在我们在地球轨道上有了真正的一席之地，ESA哥伦布项目主管伯纳多帕蒂（Bernardo Patti）说。但是对于欧洲的科学家和工程师而言，这真是一个好事多磨的过程。由于建造延期和美国哥伦比亚号航天飞机的失事，哥伦布实验舱最终抵达国际空间站的时间比最初计划的晚了5年多。而且和国际空间站的其他舱体一样，哥伦布实验舱的大小也比10年前ESA原计划的要小很多。尽管最初的雄心有一点受挫，但是欧洲的科学家们还是相信哥伦布实验舱会给国际空间站带来一些新的东西。由于上涨的建造成本、航天飞机机群问题以及小布什总统2004年公布的立主月球和火星的新航天政策，已经使得美国宇航局（NASA）把国际空间站作为实验室使用的能力显得捉襟见肘。其结果是，NASA绝大多数在国际空间站上开展的研究项目都集中在了长期空间飞行对人体的影响上。 ESA的主管们说，哥伦布将使国际空间站重拾最初的信条，为包括生物学、流体力学、材料科学以及药物研究和技术研发在内的基础研究提供平台。我们不会跟随美国的步伐把路越走越窄，ESA空间站计划主管艾伦舍凯特尔（Alan Thirkettle）说。计划于2008年发射的日本希望号实验舱将进一步拓展国际空间站的科学潜力，与此同时2009年国际空间站的常驻人员将按计划从现在的3人增加到6人。舍凯特尔说，这将创造出多一个数量级的实验时间。德国马普地外物理研究所的物理学家格雷戈墨菲尔（Gregor Morfill）补充说：ESA的哥伦布和日本的希望将完成国际空间站从太空中的政治延伸向真正的科学实验室的转变。：欧洲全力打造的哥伦布实验舱。版权：ESA/NASA。确实，对于那些对国际空间站的批评依然记忆犹新的科学家和空间局官员来说，他们衷心地希望能还国际空间站以其本来面目。帕蒂说：现在我们不得不来证明我们自己。艰辛的道路在1984年美国总统罗纳德里根（Ronald Reagan）正是邀请国际社会和NASA一起建造一个空间站之后，欧洲提出了一揽子的计划，包括一个国际空间站上的实验舱，一个能自由飞行的自动实验舱（它在需要的情况下可以和空间站对接以便维修和补给）以及一颗与空间站共享计算机和通讯技术的极轨地球观测卫星。欧洲的宇航员将会乘坐赫耳墨斯往返于空间站和地面，赫耳墨斯是一种小型的航天飞机可以搭载3名机组人员和3吨的物资。 1989年第一次由承包商给出的成本估算就远远超出了ESA的预计，而且欧洲各国政府不断压榨ESA的空间站计划。赫耳墨斯航天飞机和自由飞行实验舱被迫取消。极轨卫星则被移交给了ESA的地球观测理事会。到20世纪90年代中期的时候，计划中只剩下了尽管比原先计划小得多但也有10个电话亭大小的哥伦布实验舱，以及一系列被称为自动运输飞行器（ATV）的无人货运飞船。使用欧洲的阿利亚娜5型火箭发射，ATV可以运送7.5吨的空气、水、食物、燃料、科学设备以及个人物品，向空间站的各个部分提供补给。一旦运送的货物都卸载完毕，它就会装上垃圾和废弃物在重返大气层的过程中烧毁。第一架ATV计划于2月份发射。 ATV同样也是ESA和NASA在国际空间站使用上复杂交易的一部分。它（ATV）就是我们支付（使用国际空间站）的租金，舍凯特尔说。为了回报NASA使用航天飞机发射哥伦布实验舱，欧洲负责建造了两个用于连接国际空间站上各个舱室的节点舱。第一个节点舱是节点2号，也被称为和谐号节点舱，2007年10月已由发现号航天飞机发射就位。哥伦布实验舱和日本的希望实验舱都将被安装在这个节点上。另外，为了支付空间站上提供的空气、水、电力以及其他服务的费用，哥伦布实验舱里面10个有效载荷中将有5个提供给NASA使用。尽管建造长7米、重19吨的哥伦布实验舱的工作从20世纪90年代末就开始了，但是对它的考验一直就没有停歇过。2001年，由于空间站成本激增，美国国会和NASA官员开始考虑最大限度地削减国际空间站的规模。舍凯特尔说：他们开始质疑整个空间站的规划，并且毫不顾及他们的国际合作者。风波最终得到了平息，但是由此造成的俄罗斯在空间站设施建造上的延期使得哥伦布的发射时间从2002年推迟到了2004年。后来2003年2月哥伦比亚号航天飞机在再入时解体使得整个空间站计划被束之高阁。两年之后，由于航天飞机机群依然停飞，NASA开始考虑在完成空间站主体建设的情况下尽可能减少航天飞机发射的次数。一些人提出不再发射哥伦布和希望实验舱。这持续了几个星期，而且情况越来越糟，舍凯特尔说。但是之后迈克尔格里芬（Michael Griffin）被任命为了NASA的局长，他开始力挺国际空间站计划。太空中的实验室计划、设计、建造这样一个太空实验舱耗费了大约10年的时间，因此哥伦布实验舱所采用的技术并不是最顶尖的，而且5年的推迟使得其在计算机技术和数据传输速度方面与地面上的比起来更显得落后。帕蒂说，ESA已经升级了哥伦布实验舱里面的电子设备，并且安装了每秒100兆比特的计算机网络。尽管你现在可以在任何一家商店买到这一速率的计算机硬件设备，但是哥伦布上的计算机网络仍将是太空中最快的。人力资源则是另一个挑战。舍凯特尔说：ESA试图留住必要的人员并且保持科学界对此的兴趣。当时大量的科研人员在为哥伦布准备实验项目的时候还仅仅是博士研究生，但现在他们都已经毕业并且在其他领域找到了工作。就像在美国的情况一样，许多欧洲科学家认为不值得为太空中载人设施所能取得的科学成果花大价钱。他们提出，花在国际空间站和哥伦布身上的钱还不如用在机器人探测项目上。例如，由于周围运转的仪器和人员的走动，使得你无法在国际空间站上把望远镜精确地指向目标，所以天文学家们一般都不喜欢它。英国莱彻斯特大学空间研究中心主任乔治弗莱瑟（George Fraser）说：空间站乎上乎下就像过山车。不过帕蒂说，许多尤其是大学和政府实验室的欧洲科学家很热衷于进行微重力研究。他希望哥伦布几年之后的成果能激发起更多科研人员的兴趣。按照ESA载人航天科学与应用理事会理事长马克海普纳（Marc Heppener）的说法，2004年最后一次征集实验提案时收到的提案数量是ESA所能资助的3倍。根据一些已经在国际空间站俄罗斯段中进行的实验的结果，马普研究所的墨菲尔也对哥伦布的前景充满了希望。墨菲尔所感兴趣的领域是含尘等离子体，也就是混入了微观粒子的等离子体，它们会形成类似于宏观晶体和物质在其他物态所呈现出的自相似结构。墨菲尔说，这些实验也可以自动完成，但是如果有宇航员的参与，你就能发现一些之前意料不到的结果。我们已经取得了巨大的成功，在这个领域表发了100多篇科学论文。哥伦布实验舱在发射前就装载了全部的实验装置，包括一个流体科学实验室、一组生理学实验模块、一个基本生物学实验室，等等。在哥伦布实验舱的外面，还有两个外部实验装置。一个将用来检测太空环境对不同技术的影响，另一个将用来安放太阳望远镜。：哥伦布实验舱内部。版权：D. DUCROS/ESA。虽然哥伦布上的一些实验要由NASA来负责，并且将用于检测微重力对人体的影响，但是其他许多实验将立足于根本。哥伦布发回的数据会从整体上推动生理学的发展，刚在NASA的约翰逊空间中心结束为期9个月的访问的、英国伦敦大学学院的生理学家凯文冯（Kevin Fong）说。例如，由于缺少了重力，实验将更清楚地告诉我们骨头在断裂后是如何重新接上的。冯说：目前还没有人能在基本的层面上认识这个过程。日本的科学家们也期盼着一旦希望号到位之后能开展类似的实验。大小犹如豪华观光巴士、重23吨的希望号实验舱将会是国际空间站上最大的研究型舱体。需要发射3次航天飞机才能运送完它的所有部件，包括一个供宇航员进行实验的密封舱以及一个外部存储隔间。日本科学家已经安排了含盖蛋白质结晶、流体力学和细胞生物学不同领域的8个内部实验。随后，3个载荷将被安装到外部舱体上，包括一个用来搜寻新星和射线暴的X射线望远镜、一个大气检测器和一个用于太空材料实验的装置。从一开始，科学研究就是国际空间站的重要使命之一。我希望看到在这一方向上的不断进取，日本东京早稻田大学的天体物理学家、为希望号设计仪器的鳥井昭次（Shoji Torii）说。一旦哥伦布和希望实验舱到位，国际空间站终于能向世人提供一个独有的从事科学研究的机会。这个机会也正是ESA的舍特凯尔所期望的。我对未来充满信心，他说，现在我们终于有机会来让这些昂贵的设备发挥功效了。标签： Columbus , ISS , 天文 , 翻译; 个人分类: 天文|1408 次阅读|0 个评论

（译）伽玛射线天文学年表: songshuhui 2008-9-2 15:23; Melipal 发表于2008-06-17 星期二 15:46 分类: 天文 , 学科 | | 高能天文卫星GLAST已于6月11日成功发射，进入预计的轨道。第一批科学数据按计划将于3个月之后正式公布。由于最近本人的计算机出了些硬件故障，没有及时将消息转到松鼠会，抱歉。在这里再发一篇NASA提供的伽玛射线天文学年表，从1950年前后的理论奠基一直到今年GLAST升空。以下是正文： Robert Naeye and David Thompson 译自 NASA ，2008年6月9日 20世纪50年代麻省理工学院的物理学家Philip Morrison等人进行的计算预言，与星际物质相互作用的宇宙线会在银河系内产生伽玛射线辐射。 60年代初最初的气球实验以及NASA的探险者11号卫星发现了银河系100 MeV伽玛射线辐射的最早线索，不过这些结果并不确切。易探测的信号的缺乏表明，Morrison等人过于乐观了。 60年代初第一代地基大气切伦科夫望远镜（ACT）在美国与前苏联落成运行。ACT探测的是来自宇宙的甚高能（硬）伽玛射线与地球大气分子相互作用产生的蓝色切伦科夫光。早期的ACT得到的结果并不确切，没有作出决定性的探测。 60年代末美国的Vela军用卫星在搜寻前苏联的秘密核试验时，无意间探测到了伽玛射线暴（GRB）。但直到1973年之前，GRB的存在都是个机密。 1967年至1969年 NASA的轨道太阳观测台（OSO-3）探测到了来自深空的伽玛光子，总计621个，这标志着一次重大的突破。它证实了源于宇宙线作用的银河辐射确实存在，并发现了弥漫的伽玛射线背景。OSO-3的结果很快被多个研究小组放飞的试验气球所确认。 70年代初阿波罗15号和16号指令舱携带的伽玛射线探测器在前往月球途中发现了低能伽玛射线的弥漫背景。同样的仪器还帮助测出了月球表面放射性元素产生的伽玛射线辐射。 1972年 NASA的小天文卫星2号（SAS-2）确认了OSO-3所发现的弥漫伽玛射线背景辐射。SAS-2的结果表明，河内辐射与银河系的结构有关。它研究了蟹状星云与船帆座的伽玛射线脉冲星，发现了一个意料之外的点源，后来人们知道，这是中子星Geminga。 1975年至1981年欧洲的COS-B卫星（与SAS-2的体积与开销差不多）又发现了另外25个伽玛射线点源，其中一部分仍未辨认。其他的被确认为是脉冲星。其中还有另一个天体是第一个河外伽玛源：3C 273，这是个距离我们相对较近的类星体。COS-B也探测到了弥漫的银河系辐射。 1979年至1981年 NASA的高能天体物理天文台3号（HEAO-3）发现了来自银河系中心的低能（软）伽玛射线，它们来自正反电子的湮灭。（这就是511 keV谱线，有些科学家认为，它们属于硬X射线波段。）某些现在仍不为人所知的过程应该会在银心周围的区域产生反物质。这些结果为气球实验所证实。 1980年至1989年 NASA的太阳极大期任务卫星探测到了来自太阳耀斑的软伽玛射线。 80年代末第2代ACT投入使用，其中的代表是亚利桑那州的10米Whipple望远镜。Whipple间接探测到了来自蟹状星云方向的硬伽玛射线，不过辐射并不是源自星云中心脉冲星的。 80年代末气球实验探测到了超新星1987A放射性元素产生的伽玛射线，这证实了超新星产生新元素的理论预言。 1980年代末 NASA与前苏联进行了数次专门用于研究GRB的任务，探测到的爆发数目有所增加，同时，解释此类谜样现象起源的理论种类也有所增加。 1991年至2000年 NASA4架大天文台设备之一的康普顿伽玛射线天文台（CGRO）用一系列的重大发现带来了伽玛射线天文台的革命。设计寿命为2年的CGRO实际运转了9年，现已由于陀螺仪硬件故障而脱离轨道。BATSE仪器探测到了2700余个GRB，并揭示出它们来自天空中的各个方向，这强烈显示，它们是发生在遥远星系中的爆发。BATSE的观测还表明，GRB看起来可以分为两类：长暴（长于2秒）与短暴（短于2秒）。EGRET仪器则发现了271个点源，其中包括70个耀变体和6颗脉冲星，但2/3的源仍未被辨认出来。发现如此多的耀变体出乎人们的意料。COMPTEL测绘了河内铝26的分布，展示了银河系的恒星形成区。OSSE更精确地测量了银心的湮灭线，并发现了来自X射线双星与塞佛特星系的伽玛射线辐射。 90年代初地基ACT发现了来自若干耀变体的硬伽玛射线。让天文学家感到惊奇的是，辐射的光变时标只有几分钟到几小时。 1997年至2003年意大利与荷兰合作的BeppoSAX卫星虽然主要用于X射线研究，却在观测GRB长暴余辉时为一些GRB进行了快速定位。对于地基后续观测来说，位置数据已足够精确，而哈勃太空望远镜后来的观测证实，爆发发生在遥远的距离上。这是一次重大的突破。 2000年至2007年 NASA的高能暂现源探测器2号（HETE-2）卫星协助证实了GRB长暴与超新星之间的关联。（译注： GCN 与 HEASARC 均未提到HETE-2退役的信息，望指教） 2002年至今 NASA的Reuven Ramaty高能太阳分光成象（RHESSI）卫星继续促进着天文学家对太阳耀斑粒子加速与能量释放的了解。RHESSI不经意间发现了一个GRB的偏振，表明其中必然牵扯到了强磁场。 2003年至今除了许多其他的研究，欧洲空间局的国际伽玛射线天体物理实验室（INTEGRAL）卫星还测量了整个银河系中的铝26分布水平，数据表明，平均说来，银河系中每百年发生两次超新星爆发。 2004年至今 NASA的Swift卫星当下每年可以探测到100个左右的GRB，并可以为其中相当一部分定位，以进行后续研究。该计划表明，GRB比先前所认为的更加多样化，并且有着不同的起源。对短暴余辉的后续观测强烈支持一个理论，也就是部分此类事件起源于中子星之间或是黑洞与中子星的并合。 2000年新一代先进的地基ACT为甚高能伽玛射线天文学带来了空前的灵敏度与分辨率。欧洲的高能体视系统（H.E.S.S.）是其中的代表，这是设在纳米比亚的4望远镜阵列。这些探测器正在探测着脉冲星风星云、双星系统、超新星遗迹以及众多未辨认的辐射源。其他重要的ACT包括CANGAROO（澳大利亚与日本的合作项目，位于澳大利亚）、MAGIC（位于加纳利群岛的La Palma）以及VERITAS（坐落在亚利桑那）。MILAGRO（位于新墨西哥）使用的是满铺光电倍增管的大型游泳池来进行伽玛射线巡天。这些地基设备将探测范围扩展到了伽玛射线最高能段，从而补充了GLAST。 2007年意大利卫星AGILE于4月23日发射。这颗小型卫星携带有高能伽玛射线探测器，灵敏度与EGRET接近，但视场更宽。 2008年 NASA的伽玛射线大视场太空望远镜（GLAST）发射。标签：历史 , 天文 , 翻译 , 高能; 个人分类: 天文|1141 次阅读|0 个评论

太阳观测卫星SOHO发现第1500颗彗星: songshuhui 2008-9-2 15:07; laosun 发表于2008-06-30 星期一 20:13 分类: 天文 | | 由美国宇航局和欧洲空间局联合发射的太阳观测卫星 SOHO （ Solar and Heliospheric Observatory ，太阳和日球层天文台这是天文学名词委员会给出的最新标准译名） 6 月 25 日发现了第 1500 颗彗星，这颗卫星发现的彗星已经超过了历史上其他所有彗星发现者发现数量的总和，虽然它的目的其实是研究太阳物理。这个创纪录（这里所谓记录，其实是人类对于整数的喜好而已） SOHO 彗星小而暗淡，属于克鲁兹族（ Kreutz group ）彗星，是由美国寻彗老手、天文爱好者 Rob Matson 发现的。克鲁兹族彗星，或者称为掠日族彗星，其观测历史已经由数百年了。这个彗星族运行轨道非常靠近太阳（如果撞到太阳上，就成为撞日彗星了），近日点一般不到 0.01 天文单位，大约 150 万千米（我就奇怪为什么科学出版不许用公里只能用千米）。（上图是SOHO彗星的发现图，白色圈代表太阳本体，红色圆环是日冕仪，即挡住太阳本体或周围的装置，从而可以发现太阳周围较暗淡的天体）在发现彗星方面， SOHO 卫星有着得天独厚的优势它的位置。它在地球和太阳之间，此处两者的引力正好平衡（称为拉格朗日 1 点，是伟大的数学、力学、天文学家拉格朗日于 1772 年研究三体问题时发现的，计算方法其实很简单，你也可以算出来）。 SOHO 卫星在这个地方可以毫无阻碍地看到太阳周围的区域在地球上，强烈的阳光加上浓厚的大气层合作完美的遮蔽了白天的星空，因而成为白天，白天的恒星都看不到了，更不用出现在太阳周围的黯淡的彗星了。在太空中， SOHO 可以看到在太阳的火焰周围是漆黑的天空和亮晶晶而且不会眨眼睛的星星。大约 85% 的 SOHO 彗星都是曾经的某个大彗星经过太阳附近被扯成的碎片，时间应该是在很多个世纪之前了。这些碎片被称为克鲁兹族，它们从太阳表面 150 万千米处掠过，又返回到幽暗的深空。虽然它们侥幸没有撞上太阳，但其中大部分也被可怕的致命的太阳辐射 SOHO 的观测使命所蒸发和摧毁。 SOHO 所载的 12 个仪器之一 LASCO （大角度和分光日冕仪）拍摄的照片见证了太阳辣手摧花的这一过程。当然 LASCO 本身或者 SOHO 科学家们没有时间从头到尾关注这件事情，这些事情交给了一批训练有素的志愿者，他们通过互联网争抢 SOHO 发回地球的观测照片，并以最快的速度搜索可能存在的彗星的信号。 SOHO 发回的数据在 15 分钟之内会就上载到网站上供来自世界各地的爱好者们下载和分析，当爱好者们发现某个疑似彗星的目标时（在连续拍摄的图片上表现为快速移动的亮点），就会将结果提交给设在华盛顿特区海军研究室的 Karl Battams ，他负责检查所有的发现，经确认后提交给国际天文联合会的小行星中心，这里负责对彗星进行编号并计算其轨道参数。彗星的价值并不仅限于分类和命名，还具有相当的科学意义。这些发现让我们可以看到彗星的死亡， Battams 如此说。当彗星无休止地绕太阳运动时，它每次接近太阳都会丢失一些冰和其他物质，并最终分裂，留下由碎片构成的长尾。天文学家为此非常感激 SOHO ，因为大批 SOHO 彗星的发现让他们拥有了分析这一过程的充足资料。 Battams 说：这是一个独特的数据库，并且不可能通过其它方式得到。 1500 颗 SOHO 彗星只是过去 13 年 SOHO 卫星在太阳物理和太阳周边环境课题上做出的诸多杰出贡献之一。欧洲空间局 SOHO 项目科学家 Bernhard Fleck 评论说：收获数量巨大的 SOHO 彗星实在是意外之喜。在 SOHO 彗星的发现上，中国的天文爱好者们也作出了杰出的成绩，周星明（已故）、苏华、周波三位爱好者名列前茅。关于他们的工作和 SOHO 彗星的相关资讯可以参看新疆乐天派网站 www.xjltp.com 。标签：天文 , 彗星; 个人分类: 天文|1507 次阅读|0 个评论

怎么去看8月1日“奥运日全食”？: songshuhui 2008-9-2 14:15; laosun 发表于2008-07-30 星期三 12:23 分类: 天文 | | 这一周媒体最热闹的话题，除了即将到来的北京奥运会，恐怕就要数即将于 8 月 1 日星期五发生的奥运日全食了。本次日全食的全食带开始于加拿大北部，掠过格陵兰岛，从北极圈内穿过，经俄罗斯新西伯利亚，从中俄蒙交界处阿尔泰山区（ 18 点 59 分）沿中蒙边境到内蒙、甘肃、宁夏、陕西、山西，最后日落时分结束于河南漯河（ 19 点 21 分）。太阳最高高度 33.5 度，在中国境内高度最高 25 度。本次日全食的食分是 1.039 ，也就是月面直径比太阳要大一些，食分大于 1 也是有用的，因为太阳周围还有日冕，日食对于研究人员来说是个好机会。不过一定要注意，上述数据均是指全食带，也就是太阳全黑的情况。日食从开始（称为初亏， first contact ）、全食开始（食既， second contact ，既就是进餐完毕）、日食最高潮（食甚， mid totality ）、全食结束（生光， third contact ）到最后全过程结束（复圆， fourth contact ），这个总过程经历两个小时。以号称奥运日食最佳观测地的哈密市伊吾县和巴里坤县为例，初亏时间是 18 点 08 分，复圆时间是 20 点 04 分。再需要注意的是，虽然全食带之外的地区无法见到黑太阳，但全国大部分地区（除台湾及东南少数海岛）都可以见到日偏食，而且食分（月面遮掩太阳表面直径的比例）在 0.7 以上。全食带之外的朋友们一定不要放过这次难得的观测机会。以北京为例，初亏从 18 点 17 分开始，这时的太阳高度还很高，城区都可以看得见太阳。（严重提醒：不要直接看太阳，绝对不可以拿望远镜直接看太阳，望远镜的强大聚光能力会瞬间致盲！观测太阳需要带遮光效果良好的墨镜，望远镜则需要质量优良的遮光片。推荐用投影方法进行观测。）食甚时 19 点 10 分，此时达到最大食分 0.917 ，也就是太阳直径只剩下 8.3% ，只有一条优美的弧线还亮着。由于北京日落时间是 19 点 28 分，因此 19 点之后太阳高度就很低了，需要在没有高楼遮挡西边视野的开阔地才能看得见太阳。其他地区的情况可以上网查日食的时刻表，在这里推荐 NASA 日全食报告 http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html ， NASA 的 Espenak 和 Anderson 两位先生会为每次日全食发布详尽的报告，并亲自到全食带踩点，选择最佳观测地点。也可以查看北京天文馆新推出的奥运日食网站 http://www.eclipse2008.cn/ ，上面提供第一手的日食资讯。 NASA 日全食报告中附有详尽的全食带地图（虽然我看上面的地名跟国内出版的地图有些对不上），还有一张日食地图，为了方面各地的朋友，我们就来重点解释一下这张地图。由于月球自西向东穿过日面，所以我们看到的日食总是从太阳西边缘开始，同时由于地球自西向东自转的结果，月球投下的阴影也从西向东扫过地面，西边总是比东边先看日食开始，北京就比天津要早 1 分钟。（因为月食是发生在月球表面上，对能够看到月亮的各地都是同时的。）图中深蓝色的就是全食带，只有这一区域内的人才能看到日全食。全食从加拿大北部开始，穿越北极和俄罗斯，到达中国。全食带很长，但很窄，宽度一般只有 200 公里，本次的有 400 公里，看来老天对奥运还是很优待的。综合天气、交通等观测条件来说，又以新疆哈密、甘肃酒泉、嘉峪关为最优，世界各地的日全食症患者们早在两年前就开始踩点订房间了，今年涌到哈密的观测者有好几万人，这对当地的接待条件来说是个不小的挑战。 NASA日全食地图（如不清楚可见我的豆瓣http://www.douban.com/photos/photo/115210641/）深蓝色区域之外平行的湖蓝色线就是食分线， 0.9 表示此线上可以看到日偏食最高潮的时候月球遮挡住太阳直径的 90% ，依此类推，直到 0.0 也就是日食区域的南北界线。比如北京就在 0.9 食分线附近，全国大部分地区都在 0.7 以上。那些误以为看不到日食的朋友注意了，不要白白放过这机会哦。红色线条则表示日食开始、食甚和结束的情况。根据标注最东侧的红线，也就是从朝鲜海峡和台湾海峡这条线上，非常不幸，太阳落山的时候，日食正好开始。朝鲜半岛、东北东部和我国华北、东南沿海稍微幸运一些，可以看到日食的开始部分，但无法看到日食的高潮食甚。北京的位置正好在日落时食甚线的西边，观测条件理想的时候可以看到（但此时太阳高度只有 2 度，基本不可能），这同样适用于中国腹地，从东北直到云贵，这里都无法看到日食结束，这种情况天文上称为带食而没。兰州以西则可以看到日食的全过程，日落之前日食就会结束。一位老先生向我描述日全食发生时的情况，刚开始还不觉得有什么，但临近食既，也就是全食开始的时候，由于日全食发生太阳本体完全被遮挡，天空突然变黑了，温度迅速下降，一阵冷风刮起来，鸟雀都以为天黑了，匆匆忙忙往回赶，牛羊也焦躁地叫起来，日全食的感觉跟偏食的感觉时完全不一样，难怪有那么多日全食症患者常常不远万里追逐日全食的脚步。这种日落前发生全食，在天文上还有一个名称叫做天再昏，也就是等于经历了两次黄昏，与之对应的则是天再旦，如果日出后不久就发生日全食，相当于经历了两次日出。天再旦的闻名是跟夏商周断代联系在一起的，我国古书《竹书纪年》中记载，西周懿王元年天再旦于郑，即在郑国（今山西华县）发生了清晨的日全食。考古学家们为了这次日全食的发生具体日期争论不休，这不是天文学家们计算不准，而是因为地球自转有着不确定因素，经常会跑调，这里就不展开了。与食分线垂直的，是月球阴影的中心线，也就是食甚的行进路线。对于中国来说，食甚总是发生在 19 点以后了。奥运日全食已经成为奥运之前的媒体狂欢，跟随数万爱好者西去的，包括了央视、科学网、新浪、搜狐、腾讯各大门户网站的记者们，大都会提供网上直播，因为某种原因无法亲自体验的朋友可以通过电视或网络收看，不过希望大家碰到天象时第一反应不要是哪个频道？：）亲近大自然，亲近天空，追寻我们儿时的梦想吧。最后仍要严重提醒所有要观测日全食的朋友们（通过网络看直播的就没关系了），一定一定一定要注意安全。尤其是使用望远镜时，主要滤光片要安装牢固，防止突然滑落，或者用投影法观测时，一定要派专人看住，防止小朋友或不知情的人凑到跟前去看，非常危险，会在瞬间烧伤眼睛，无法挽回。感谢： NASA 日全食报告制作人 F. Espenak 、 J. Anderson 标签：日全食天文; 个人分类: 天文|1057 次阅读|0 个评论

天文奇观-日全食: mqjiang 2008-8-2 08:28; 2008.08.01我国境内出现21世纪首次日全食大家在关注日全食与地震、厄尔尼诺等联系的同时, 似乎忽略了日全食本身的美丽和壮观. 日全食的原理　　日食一定发生在朔，即农历初一当日。此时月球位于地球和太阳之间，但因太阳轨道（黄道）与月球轨道（白道）成59交角，故并非每次朔日皆有日食发生，而日食发生时，日月两者皆一定在黄白交点（升交点或降交点）附近发生。　　日、月食的发生必须是新月和满月出现在黄白交点的一定界限之内，这个界限就叫做食限。计算表明，对日食而言，如果新月在黄道和白道的交点附近18度左右的范围内，就可能发生日食；如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内，则一定有日食发生。　　对月食而言，如果望月在黄道和白道的交点附近12度左右的范围内，就可能发生月食；如果望月在黄道和白道的交点附近10度左右的范围内，则一定有月食发生。　　由于黄道和白道的交点有两个，这两个交点相距180度，所以一年之中有两段时间可能发生日食和月食，这两段时间都称为食季，它们相距半年。　　太阳每天在黄道上向东移动约1度，由于日食的食限为18度左右的范围，太阳从黄道和白道交点以西的18度运行到黄道和自道交点以东的18度，大约需要36天，也就是说日食的每一个食季为36天。对于月食而言，它的食限为12度左右，因此月食的每一个食季就只有24天。 ============================================= 下面本次日全食的一些照片(来源于互联网); 个人分类: 天马行空|4524 次阅读|1 个评论

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