麻省理工学院的科学家第一次在实验室内模拟了130亿年宇宙演化历史,涵盖了宇宙大爆炸后1200万年的演化进程,从早期结构一直到如今庞大规模的星系团,“宇宙网”也清晰可见。
科学家发现宇宙的天体演化很大程度与宇宙网有关,每个星系(团)都“依附”网状的结构中,对星系诞生有着积极的作用。本次模拟由麻省理工学院的科学家完成,开发团队为此花费了5年的时间来模拟宇宙演化进程,计算过程花费了3个月左右,超过8000台计算机单元共同运行。由于宇宙结构非常庞大,即便是模拟宇宙的演化也需要较强的处理芯片,在这个全新的“人造宇宙”中,德国和英国的研究人员在其中模拟了星系诞生,黑洞等事件。
模拟的起点是大爆炸发生后的1200万年:该模拟的起点并不是宇宙大爆炸的那一刻,而是大爆炸发生后的1200万年,而时间轴的末端就是现在,我们可以观察从大爆炸发生后1200万年到现在的宇宙变化。麻省理工学院的科学家马克负责本次虚拟宇宙项目,通过模型准确描述了不同类型的星系在宇宙中的分布以及星系(团)的组成。虚拟宇宙中可以看到星系演化过程:马克教授认为到目前为止,仍然没有一个项目对虚拟宇宙演化进行模拟,尤其是在宇宙尺度上对我们的宇宙进行重建,以前也有过模拟宇宙演化的研究课题,但是受到计算水平的限制以及缺乏解决一些物理问题的能力,无法模拟大尺度状态的宇宙演化。在虚拟宇宙中,科学家还观测到宇宙中的空洞,气体(云)存在不同的温度。
科学家通过8000台计算机进行联网运行,而实际计算却花了3个月的时间,如果使用台式计算机进行运行,那么平均计算时间估计需要2000年才能完成。有评论认为,虽然本次模拟宇宙演化范围扩大了不少,但是宇宙中的星系数量与实际还是有所差距的,这是我们观测能力受到了限制,比如科学家只对4.1万个星系进行模拟,模拟时间也在大爆炸后1200万年。
最重要的是,科学家从虚拟宇宙中观察到混合的螺旋星系核球状椭圆星系结构,大尺度的宇宙网是一个基础,星系(团)在宇宙网的各个节点上进行演化,形成如今我们所看到的星系,其中就包括我们的银河系。在科学家眼中,虚拟宇宙就像是一台时间机器,可以让我们向后对宇宙进行溯源,也可以看到宇宙的未来,让我们知道模拟星系未来发生了什么,同时我们也可以暂停模拟,观察星系演化的具体特征。
美天文学家称发现“巨型地球” 为地球17倍重
人类对太空的探索孜孜不倦,科学家们也一直在宇宙中寻找适合人类居住的宜居星球。据美国博客新闻网站“gawker.com”6月2日报道,日前,在美国天文学会的一次会议上,一个研究小组宣布他们发现了“巨型地球”。
这颗“巨型地球”重量为地球的17倍,是一颗石质星球。据哈佛大学·史密森天体物理中心发布的消息称,该星球编号为“Kepler-10c”,位于天龙星座,围绕一颗类似太阳的星球运转,周期为45天。
值得一提的是,起初,由于它体型巨大,科学家们认为该星球最终会形成为气体星球。为什么这一点如此重要呢?天体物理中心的研究员Dimitar Sasselov称:“Keler-10c的发现告诉我们,石质星球的形成比我们想象的要早得多。而既然它可以形成石头,它就可能孕育生命。”
天文学家宣布第二地球将被吞噬
6月5日消息,据媒体报道,近日天文学家宣布行星开普勒-56b和开普勒-56c将在很短的时间内(从天文学标准上说)被它的恒星所吞噬。它们将分别在1.3亿和1.55亿年后终结。
“据我们所知,这是首次一个单一系统里两个已知系外行星具有预测的死亡时间。”研究首席作者美国哈佛大学史密森天体物理中心(CfA)的李公洁(Gongjie Li)这样说道。她在近日召开的美国天文学家协会上展示了自己的研究。
开普勒-56系统提供了一瞥太阳系未来的机会。在50亿年的时间内,太阳将变成一颗红巨星,体积肿胀暴增,并吞噬水星和金星。恒星开普勒-56正在逐渐变成红巨星。它的体积已经膨胀到太阳的4倍,随着逐渐衰老,它还将继续向外扩张。这颗恒星不仅体积会增大,它的潮汐引力也将变得更强,拖拽自身行星向内朝自己移动。
开普勒-56b环绕宿主恒星的周期为10.5天,而开普勒-56c的公转周期为21.4天。两者距离自身恒星的距离比水星和太阳的距离更近。因此,它们寿终正寝发生的时间更快。李和她的同事计算了恒星大小(利用公共可得的MESA代码)以及行星轨道的进化以预测行星毁灭的时间。
在它们消失之前,这两颗行星将遭受日益增长的恒星释放出的巨大热量。它们的大气层将蒸发,行星本身将因恒星潮汐引力而被拉伸成鸡蛋形状。这个系统里唯一存活下来的行星将是气体巨星开普勒-56d,它的公转周期相当于3.3个地球年。它将身处一个安全的距离观看自己的两个同胞灭亡。
开普勒-56行星系统还因它是被发现的第一个“倾斜的”多行星系统而闻名。内部的两个行星的轨道与恒星的赤道形成严重的倾斜。这出人意料,因为这些行星和恒星都形成于同一气体尘埃盘,因此它们的环绕轨道应该位于与恒星赤道几乎相同的平面上。
研究小组能够更好地约束这些行星的倾斜度,他们发现最可能的倾斜角度是37度或者131度。李和她的同事还调查了外部行星的倾角,并确定它的轨道可能相对恒星也是倾斜的。未来的观测将帮助天文学家描绘这个系统,并解释它为什么是如此歪斜。