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脈衝星的心跳
中子星是宇宙中最強的磁體，平均比地球上最強的磁體強一百萬倍。這樣極端的特性為測試物理學定律提供了一個絕佳機會。由於沒有兩顆相同的脈衝星，所以要想取得進展，就需要對儘可能多的脈衝星進行觀測。
脈衝星是正在旋轉的中子星，我們可以從中觀察到射電波的閃爍，就像燈塔發出的光一樣。中子星的質量大約是太陽質量的1.5倍，大小只有25公里左右，是已知密度最大的恆星。它們的旋轉速度極快，通常是每千分之一秒到十秒旋轉一次，隨著年齡增長逐漸變慢。
現在，一個國際科學家團隊通過使用MeerKAT射電望遠鏡觀測宇宙中的「心跳」——中子星誕生並形成的持續數百萬年的漩渦狀閃電風暴，在《皇家天文學會月刊》上發表了有史以來最大的脈衝星調查。
圖為脈衝星。
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英國曼徹斯特大學的Patrick Weltevrede博士說:「觀測脈衝星就像檢查它的脈搏，揭示其‘心跳’的特殊性。每顆脈衝星的‘心跳’在形狀和強度上都是不同的。」例如，有些脈衝星在觀測時會出現有序的對角線條紋圖案。曼徹斯特大學的博士生Xiaoxi Song博士解釋說:「這可以用圍繞恆星旋轉的閃電風暴（lightning storms）來解釋。」
脈衝星誕生後，閃電風暴迅速而混亂地圍繞著脈衝星旋轉。幾百萬年之後，閃電風暴穩定下來，脈衝星變得緩慢而穩定。最終，幾十億年後，閃電將完全停止，脈衝星也不再被探測到。
新研究的模型預測，脈衝星周圍的電離氣體會持續放電，產生可以與閃電風暴相提並論的射電脈衝。此外，新的資料顯示，即使是自旋減慢功率最低（least spin-down power）的脈衝星也會發射強烈的射電輻射，並且可以在很遠的距離上被我們探測到。這一結果表明，有待發現的脈衝星數量可能比之前預期的要多。
來源 / https://phys.org/news/2023-02-astronomers-heartbeat-stars.html
/不該存在的「禁忌行星」
卡內基大學Shubham Kanodia領導的天文學家小組發現了一個不尋常的行星系統：在這個系統中，一顆大型氣態巨行星圍繞著名為TOI-5205的小型紅矮星運行。這挑戰了長期以來關於行星形成的觀點。
M型矮星比太陽更小、更冷，是銀河系中最常見的恆星。由於體積小，它們的溫度往往只有太陽的一半，顏色因此顯得更紅。它們的亮度很低，但壽命極長。儘管紅矮星比其他更大質量的恆星擁有更多行星，但形成歷史決定了它們不太可能擁有氣態巨行星。
巨大的氣態巨行星繞著小型紅矮星TOI-5205運行的藝術想象圖。
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此前，人們已發現有少量的氣態巨行星圍繞著較老的M型矮星運行。但迄今為止，還沒有在像TOI-5205這樣低質量M型矮星周圍的行星系統中發現過氣態巨行星。
舉例來說，圍繞類太陽恆星運行的類木行星就像是一顆豌豆繞著柚子轉；對於TOI-5205b來說，由於其宿主星小得多，所以像是一顆豌豆繞著檸檬轉。事實上，當TOI-5205b在其宿主星面前掠過時，它會阻擋大約7%的光線——這是目前已知的最大系外行星凌星現象之一。
行星誕生於圍繞年輕恆星的氣體和塵埃旋轉盤中。現有的氣態行星形成理論普通認為，需要大約10個地球質量的岩石物質積累並形成一個巨大的岩石核心，接著掃掠圓盤鄰近的大量氣體，然後才能形成我們今天看到的巨行星。
「TOI-5205b擴展了我們對行星誕生的了解。」Kanodia解釋說，「如果一開始圓盤中沒有足夠的岩石物質來形成最初的核心，那麼氣態巨行星就無法形成；如果最後圓盤在核心形成之前蒸發掉，那麼氣態巨行星還是無法形成。但是，TOI-5205b還是形成了——根據我們目前的行星形成理論，TOI-5205b不應該存在，它是一顆‘禁忌’星球。」
研究小組指出，這顆行星非常適合用韋布空間望遠鏡進行觀測，這可能會為其形成之謎提供一些線索。
來源 / https://phys.org/news/2023-02-forbidden-planet-orbiting-small-star.html
/為什麼南北半球看起來一樣亮？
從太空中觀察地球時，南北半球看起來同樣明亮。這真出人意料：南半球大部分都被黑暗的海洋所覆蓋，而北半球有著廣闊的陸地，比海洋亮得多，按理說北半球應該比南半球更亮才對。多年來，半球之間的亮度對稱性一直是個謎。
發表在《美國國家科學院院刊》上的一項新研究中，科學家們揭示了每個半球的風暴強度、雲量和太陽能量反射率之間的強相關性。這為半球的亮度對稱之謎提供了一個解決方法。
熱帶氣旋。
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早在20世紀70年代，科學家們就驚訝地發現地球南北半球反射的太陽輻射是相同的。太陽輻射的反射率在科學術語中被稱為「反照率」——比如夜間開車時，你能很容易就發現地面上斷斷續續的白線（因為這些白線很好地反射了汽車前燈的光線），卻很難辨別黑色的瀝青路面。
從太空中觀測地球時也是如此：「擊中」地球的太陽能與各個區域反射的能量之比由各種因素決定。其中一個因素是深色海洋與明亮陸地的比例，兩者就像瀝青路面和間斷白線一樣，反射率不同。
北半球的陸地面積大約是南半球的兩倍。但從太空中看，兩個半球似乎同樣明亮。在這項研究中，研究團隊重點研究了一個影響反照率的因素：雲。接著，科學家們研究了過去50年的風暴，並發現風暴強度和風暴周圍形成的雲層數量之間有著直接聯繫：北半球及陸地地區的風暴一般較弱，南半球海洋上方的風暴以中強度居多。
資料顯示，風暴強度和雲量之間的聯繫解釋了兩個半球之間的雲量差異。簡單來說，就是雖然北半球陸地面積大，反射率更高，但南半球風暴更強，產生的雲層反照率抵消了海洋的低反射率，於是兩個半球就差不多一樣亮了。此外，新研究的模型預測，全球變暖將導致北半球上空所有風暴的頻率減少，以及南半球上空中弱強度風暴的頻率減少、高強度風暴將變得更強。參與該研究的Yohai Kaspi教授說：「我希望對南北半球反照率對稱性等基本氣候現象有更好的理解，從而有助於制定解決全球變暖的方案。」
來源 / https://phys.org/news/2023-02-earth-hemispheres-equally-bright-viewed.html
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新型原始黑洞
天文學家在宇宙早期已知的最極端星系裡發現了一個快速增長的黑洞。這個星系及其中心黑洞的發現為第一批特大質量黑洞的形成提供了新線索。
利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣（ALMA）的觀測資料，研究小組確定星系COS-87259的情況非常特殊：它形成恆星的速度是銀河系的1000倍，有著超過10億太陽質量的星際塵埃。由於恆星形成帶來的強烈爆發及其中心不斷增長的特大質量黑洞，這個星系在宇宙中熠熠生輝。
COS-87259中心的黑洞被認為是一種新型的原始黑洞——它被宇宙「塵埃」嚴密包裹著，以至於發出的光幾乎都在電磁波譜的中紅外範圍內。研究人員還發現，這個不斷增長的特大質量黑洞正在產生一股強大的物質噴流，以接近光速的速度穿過宿主星系。
星系IC 694和NGC 3690。
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如今我們認為，幾乎所有星系的中心都有個質量比太陽大幾百萬到幾十億倍的黑洞。對於科學家來說，這些特大質量黑洞最初是如何形成的仍是一個謎。它們發出的光需要經過很長時間才能到達我們眼前，所以我們看到的是它們過去的樣子；以新研究的黑洞為例，我們看到的是大爆炸後僅7.5億年的樣子（大約是當前宇宙年齡的5%）。
這個新天體特別令人驚訝的地方在於，它是在一個通常用於探測類似天體的相對較小的天空區域內被發現的，這表明在早期宇宙中可能有成千上萬個類似天體。從之前的資料來看，這完全出乎意料。
該論文的主要作者、德克薩斯大學奧斯汀分校的博士後Ryan Endsley說:「雖然沒有人想到會在早期宇宙中發現這種天體，但它的發現朝著建立深入理解宇宙的方向邁出了一步，即數十億個太陽質量的黑洞是如何在宇宙生命週期的早期形成的，以及最大質量的星系最初是如何首先演化的。」
來源 / https://phys.org/news/2023-02-discovery-early-supermassive-black-holes.html
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「月塵剋星」
華盛頓州立大學的研究人員開發了一種液氮噴霧器，它能去除航天服上的模擬月塵，從而為登月航天員面臨的挑戰提供了解決方案。這款噴霧器能在真空環境中清除98%以上的模擬月塵，對航天服的損害最小，比以前研究過的任何技術都好。
液氮傾倒在模擬月塵上的效果圖。
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雖然人們已經成功登上了月球，但如何在月球上保持清潔仍是個大難題。月塵就像是最粘稠的「保利龍」（懶人沙發裡的填充物），能附在它所接觸的所有東西上。更糟糕的是，月塵是由非常細小的顆粒組成的，就像磨碎的玻璃纖維。在新研究中，研究小組展示了利用萊頓弗羅斯特效應來清潔航天服的技術。當人們把冷水倒在一個熱鍋上時，就可以看到這種效應：水在鍋上凝結並流動。而將非常冷的液氮噴灑在較熱的、被月塵覆蓋的材料上，月塵顆粒就會結成珠子然後飄走。
液氮噴霧器對航天服的影響也比其他清潔方法要小得多：刷子只刷一次就會對航天服材料造成損害，而液氮噴霧器則使用75次後才會造成損害。現在，研究人員希望在更接近外太空的條件（例如有月球重力）下進一步測試這項技術。
來源 / https://phys.org/news/2023-02-liquid-nitrogen-spray-stubborn-moon.html
