据《连线》报道,一项新研究显示,地球磁场形成于34.5亿年前。这表明,地球磁场形成的时间比先前人们认为的提前约25亿年。地球磁场形成的时间与地球上最初生命的形成时间相符,地球磁场的形成有效的避免了地球上最初的生命形态遭受太阳磁辐射的破坏。

    这项研究成果发表在3月5日的《科学》杂志(Science)上。这个时期正好在生命发展的最早阶段,处于地球被星际碎片撞击和地球大气中充满氧气这两个时期之间。先前几项研究认为,地球磁场是使地球免于太阳致命辐射的必要屏障,太阳辐射能够清除掉一个行星的大气层,使上面的水份彻底蒸发掉,同时扼杀掉行星表面上的生命。多伦多大学地球物理学家戴维·邓洛普(David Dunlop)认为:“研究成果将地球磁场产生的分界线往后推,回到了你能够理性期待的测量地球的时期。”

    研究人员测量了在南非卡普瓦尔克拉通(Kaapvaal craton)所发现的一些特定岩石的磁场强度,普瓦尔克拉通地区的地质可以追溯到30多亿年前。然而,仅仅找到古老的岩石是远远不够的。据这项新研究的合著者、罗彻斯特大学的研究者约翰·塔都诺(John Tarduno)说:“寻找岩石的过程适合用‘金发姑娘理论’(Goldilocks theory,形容不冷不热,恰到好处的一种状态)来形容。”岩石在形成时,其里面的铁矿物记录下了地球磁场的强度与方向,但是如果岩石在后来的地质过程中被加热,它上面的这些信息也可能会丢失或者被改写。塔都诺说:“我们必须找到一种刚好具有足够的铁来记录磁场特征的岩石,但是铁含量又不能太高,如果铁含量过高,表明它曾经受到过后来化学变化的影响。”南非的绿岩带(Greenstone Belt)刚好有这种岩石:其中的石英晶体不到两毫米长,根植于石英晶体中的含铁磁铁矿为纳米级大小。塔都诺说:“石英起到了完美的‘太空舱’的作用,它没有受到后来事件的影响,但它里面包含有那些我们需要研究的铁。”

    塔都诺跟他的同事在2007年就已经研究过类似的岩石,并且发现形成于32亿年前的那种岩石具有的磁场强度为现今地球磁场强度的一半。塔都诺表示,使用一种专门设计的磁力计以及改进后的实验技术,研究团队在具有34.5亿年历史的岩石中检测到了磁场信号,这个磁场的强度处于现今地球磁场强度的50%到70%之间。塔都诺说:“当我们思索生命的起源时,有两条线索需要追踪,一条线索是水,但是同时必须要有一个磁场(另一条线索),因为磁场可以保护大气免受侵蚀以及水被完全蒸发。”他补充说,今天的火星可能是干燥的,因为火星在早期的时候失去了它的磁场。

    为了确定这种早期磁场是否足以能够阻挡住太阳的辐射雨(rain ofradiation),研究团队必须要知道那个时期太阳的状况。天文学家通过对年轻的、类似太阳的恒星的观察值来推断当时地球所要面临的太阳风强度。专家表示,年轻的太阳可能比今天的太阳旋转速度要快,这种快速的旋转为一个强大的磁场提供了动力,这个磁场使太阳大气加热,激起了大量带电粒子组成的太阳风的活动。研究团队计算出,地球磁场抵消太阳风的临界点距地球中心的距离大约仅为5个地球半径,不到现今10.7个地球半径的一半。34.5亿年前从太阳定期地抵达地球的辐射量,与现今最活跃的太阳风暴(solar storm)袭击地球时的能力相当。由太阳风与地球磁场相互作用产生的北极光(auroraborealis),在当时能够在距现今的纽约市相当的纬度位置内观察到。

    苏格兰圣安德鲁斯大学(University of St. Andrews)天文学家莫伊拉·贾丁(Moira Jardine)表示,这项研究“能够用于指导我们寻找其它有生命的行星。”天文学家以后可能将更多地关注从那些更年长的、不太活跃的星体,或者寻找那些具有自己磁场的行星。迄今为止,尽管人们还没有找到具有磁场的太阳系外行星(extrasolar planet),贾丁和塔都诺仍然持很乐观,塔都诺说:“磁场正是是我们需要考虑的另外一个参数。”

 

 

 


最新观测发现S1020549恒星,它的金属成份比率比太阳高6000倍。

据美国《科学日报》报道,目前,天文学家发现了早期宇宙的“残骸”——一颗宇宙大爆炸之后形成的第二代恒星。它位于距离地球29万光年之遥的矮星系御夫星座,这颗恒星具有不同寻常的银河系最古老恒星的化学成份。这项研究将证实银河系曾经历过一个“嗜食阶段”,银河系通过吞并矮星系和其他星系成份而逐渐增大当前体积。

    美国哈佛—史密逊天体物理中心天文学家安娜·弗雷贝尔(Anna Frebel)说:“这颗恒星很可能接近宇宙的年龄。”这项研究报告发表在《自然》杂志上。矮星系是一种仅有数十亿颗恒星的小星系,相比之下银河系却拥有数千亿颗恒星。在星系形成理论中,较大的星系在过去数十亿年里通过吸收体积较小的邻近星系,从而使自己的体积膨胀扩展。

    弗雷贝尔解释称,如果你观看银河系形成的“延时电影”,你将看到一群矮星系像蜜蜂一样围绕在蜂箱周围,随着时间的推移,这些小星系在一起发生碰撞,它们内部的恒星逐渐混合,便形成像银河系这样的较大星系。

    如果矮星系的确是较大星系构成的“积木”,那么相同类型的恒星将存在于矮星系和较大星系中,尤其是那些寒冷、“缺乏金属”的恒星。依据天文学家的观点,“金属”是比氢或氦更重的化学元素,由于它们形成于恒星进化过程中,金属物质很罕见地存在于早期宇宙,因此古老恒星倾向于缺少金属物质。

    银河系光环中的古老恒星拥有较少的金属物质,其金属物质成份比率比太阳低10万倍,太阳是一颗典型的年轻恒星,富含金属恒星。在过去数十年的星体勘测中,在矮星系中很难发现像这样非常缺少金属的恒星。

    卡内基协会天文台的乔希·西蒙(Josh Simon)是合著作者之一,他说:“银河系内最初拥有的恒星数量要超过之前任何的矮星系。如果矮星系具有银河系的原始起源成份,这将很难理解为什么不会存在类似的恒星。”

    研究小组猜测由于不能测量到更多的缺少金属恒星,用于测量矮星系中缺少金属成份的恒星的方法可能会产生偏差。美国加利福尼亚州理工学院天文学家埃文·基尔毕(Evan Kirby)是研究小组成员之一,他最新研制了一种方法能够依次评估大量恒星中的金属成份,尽可能有效地在矮星系中寻找更多的缺少金属成份的恒星。

    基尔毕说:“这要比在干草堆里挑针头还要难,我们通过数以百计的候选星系中最终挑选出我们的探测目标!”在众多勘测目标中,研究小组发现矮星系御夫星座中有一颗昏暗、第18星等的恒星——S1020549,智利卡内基协会麦哲伦天文望远镜的恒星光线分光镜测量结果显示,S1020549恒星的金属成份比率比太阳高6000倍,这要比迄今发现的任何矮星系中金属成份比率低5倍。

    研究人员测量了S1020549恒星所蕴含的全部金属物质,比如:镁、钙、钛和铁等。这些成份类似于银河系内古老的恒星,从而支持了像银河系这样的大星系内部恒星最初起源于矮星系。

    研究人员期望未来的探测将能发现矮星系内其他的缺少金属恒星,虽然这些恒星的距离和亮度对于当前光学望远镜勘测是一个重大挑战。像24.5米直径的巨型麦哲伦天文望远镜的下一代超大光学望远镜,将装配着高清晰度声谱仪,从而通过分析恒星化学成份揭开星系膨胀研究的新途径。

    西蒙称,在这项研究中,S1020549恒星的超低金属含量将标志着如何理解银河系的组成原理,之前我们所认为的银河系光环形成于大量矮星系被摧毁过程的理论是正确的。

 

 

 

庆祝新中国成立60周年首都阅兵的蔚蓝天空,是驱云减雨的成果;2008年奥运会,人工干预确保了开幕式当晚没有下雨。科技的发展,真的让人类可以“呼风唤雨”吗?人工影响天气的原理是什么?气象科技对未来战争有哪些影响?带着这些疑问,笔者近日专门来到空军某研究所进行采访。

    “呼风唤雨”需要前提条件

    一栋平平常常的四层小楼,楼前一块用铁栅栏围着的空地上有一些密密麻麻的天线、形状各异的设备,会让你觉得此楼与众不同。据该所副总工程师毕波介绍,在朔风中一圈圈转个不停的那种设备叫风标,用来测风向和风的大小;那个金属箱子叫激光测云仪,上面不停闪着光的两个光学镜头,一个用于往云上发射激光信号,一个用于接受云反射的光信号,然后通过光的速度就可计算出云高。

    问起人工影响天气的原理,该所总工程师白洁告诉笔者,人工影响天气之所以在某种情况下能够实现,是因为大气层中存在着巨大的能量和各种不稳定因素,如果掌握了这些不稳定因素的变化规律,在一定有利时机和条件下,通过人工催化等技术手段,对局部区域内大气中的物理过程施加影响,用较少的能量去“诱发”它们,就会发生巨大的能量转换,使天气向着人们预期的方向发展。

    实际上,人工影响天气是一个系统工程,从催化剂选型、作业方法选择,到天气的监测预报,缺一不可,而且各项工作都要做到准确无误。即使是这样,在万里晴空的天气下,也很难做到人工降雨,对于一些系统性的强天气,比如大暴雨、大暴雪、台风等,人工影响天气的作用就显得微乎其微了。

实验室里造“云雾”

    沿台阶而上,笔者随白洁走进一个门口标着“航空大气光学测试与评估”的实验室。

    实验室里除了林林总总的各种仪器设备,位于实验室一侧一个十几立方米的封闭圆筒状房间引起笔者的注意。白总工介绍,这是实验用的云雾室。在实验室人员的当场操作下,不到半小时,原本清晰的实验室由透明逐渐变得模糊,最后变成白茫茫的一片。白总工告诉我们,这个云雾室模拟出的云雾与自然云雾非常相似,国庆阅兵人工影响天气作业最终使用的几种催化剂,就是在这个云雾室中通过几个月时间的试验优选出来的。

    2009年9月30日夜,北京大部分地区细雨绵绵。2009年10月1日凌晨2时30分,小雨停止,但阴云并没有散去。为减轻和消除低云对受阅空中梯队飞行的影响,按照空军预定计划,共出动数架人工作业飞机,每架飞机装载数吨高效环保型催化剂,依次进入作业区,由该所科研人员上机操作,按照一定的速率播撒。低云在催化剂作用下,迅速消失,这才有了151架战鹰秒米不差、准确无误地通过天安门上空的壮观场景。

    巧妇难为无米之炊。该所政委滑兵贤告诉笔者,在人工影响天气作业中,及时准确的实况天气资料就是巧妇手中的“米”。这次国庆阅兵前的天气资料,就是由该所自主研制并装备空军上百个机场气象台站的地面自动气象观测系统获得的,然后通过该所研制的新一代气象业务信息系统和预报保障工作站,汇集到国庆阅兵人工影响天气指挥部。依靠这些高科技手段,空军气象部门提前4天就对国庆的天气情况作出了准确预测。事后证明,国庆当天受阅飞机的起降机场以及飞行航线上的天气情况,都与预报结果相吻合。


气象武器绝非危言耸听

    空军级专家、该所所长刘健文告诉笔者,目前国际公约禁止作战双方使用“气象武器”,但一些国家一刻也没有停止夺取“制气象权”的竞争,其中美国等西方国家尤为活跃,在美军报告《天气-战斗力的倍增器:2025年拥有天气武器》中,明确将气象分析与技术列为重点发展的武器技术之一,并预测其作战力量有望于2025年在一个中等范围(小于200平方公里)内控制战场天气。1998年,英国在沿西海岸向大气层输入电能,使对流层中的镁原子电离产生一个密度可变的静电屏蔽层,以控制气团的运动,从而尝试对半径5000公里范围内天气的人工控制。可以预见,人工影响战场天气技术会在未来战场中越来越多地得到应用,以人工影响天气为主的气象武器,必将是未来战争中的一枚“重要棋子”。对此,我们应引起足够的重视和警惕。

    据介绍,随着人民空军加紧构建“空天一体、攻防兼备”的信息化作战体系建设,空军航空气象科研人员将结合卫星监测、精细化数值预报模式、资料同化等先进手段,着力加强以天基信息为重点的空天地一体化信息装备体系的研究和发展建设,以提高对极端天气气候的预测预警能力,为国家安全、军队建设和经济发展打造坚固的气象安全保障平台。

日本千叶大学教授岩间厚志率领的研究小组在最新一期美国《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上发表论文说,他们发现,缺失基因“Bmi1”会影响造血干细胞生成血液细胞。

    研究人员对实验鼠进行基因操作,使其失去基因“Bmi1”。结果实验鼠本来应该生成红细胞或白细胞的造血干细胞,只生成了特定的淋巴细胞。

    研究人员认为,没有“Bmi1”基因,造血干细胞中平时不发生作用的其他基因开始发挥作用,导致造血干细胞失去多功能性,只生成了淋巴细胞。他们由此判断,“Bmi1”对于造血干细胞分化成各种血液细胞是必不可少的。 

 

 

 

《自然》评出2009年度图片
“奋进”号航天飞机与国际空间站对接飞越太阳位居第一
 
英国《自然》杂志近日评出2009年度最佳图片,共16张,覆盖了多个领域,其中“奋进”号航天飞机与国际空间站对接飞越太阳位居第一。
 
1,“奋进”号航天飞机与国际空间站对接,飞越太阳
 
 
 
2,斯皮策、钱德拉和哈勃三大望远镜联合观察银河系
 
 
 
3,数学曼德布洛特集合三维图
 
 
 
4,国际空间站拍下Sarychev火山喷发图
 
 
 
5,“勇气”号被困火星沙丘
 
 
 
6,并五苯分子原子图像
 
 
 
7,南极威尔金斯冰架冰桥出现断裂
 
 
 
8,欧洲大型强子对撞机成功重新启动
 
 
 
9,发现土星巨大环
 
 
 
10,印尼海域发现奇特鱼类psychedelic frogfish
 
 
 
11,Penicillium stoloniferum病毒蛋白衣壳图
 
 
 
12,北墨西哥湾深海海域发现透明海参
 
 
 
13,世界首批转基因猴的绿色荧光爪
 
 
 
14,深海蠕虫释放绿色“炸弹”逃避捕食
 
 
 
15,大肆炒作的“艾达”化石在进化关系上更接近于狐猴
 
 
 
16,基汉西喷雾蟾蜍(Kihansi Spray Toad)在野外灭绝