Govert Schilling　文　Shea　编译

美国宇航局的曙光小行星探测器在2011年7月抵达了小行星灶神星。关于太阳系行星的形成它会告诉我们些什么呢？

曙光小行星探测器是美国宇航局与众不同的一个探测器。它的名字并非源于一系列单词的缩写，相反来自科学家的希望――“曙光”能为太阳系的形成提供关键线索。它会对灶神星进行为期1年的勘测，研究它的成分，确定它的结构。“曙光”还会告诉我们太阳系极早期会是什么样子而我们又来自何方。

[图片说明]：将会探测灶神星和谷神星的曙光小行星探测器。版权：NASA/JPL。

灶神星并不是被无人探测器造访的第一颗小行星。2010年7月，罗塞塔探测器飞掠了司琴星。司琴星是目前被访问过的相对较大的小行星，直径大约100千米。其他的则都是较小且死寂的岩石、沙砾团块，而且飞掠都是极为短暂的惊鸿一瞥。灶神星则完全不同，它经历了行星形成过程。在某种意义上，灶神星是最小的类地行星。

“曙光”也很特殊。它重1,250千克，太阳能电池板翼展近20米。和使用传统化学火箭来进行轨道机动不同，“曙光”使用太阳电力推进系统。阳光被转换成电力，然后电被用来电离氙原子并在电场中加速它们。结果是，氙离子会以约10,000千米/小时的速度被喷射出去，进而在相反的方向上推动“曙光”。使用离子驱动的探测器具有很强的机动性，但缺点是速度非常慢――在2007年9月27日发射之后“曙光”用了差不多4年才抵达灶神星。

那么为什么要探测小行星呢？回答很直接：它们是内太阳系形成时的残存物。相对更靠近太阳，这些从原行星盘中凝聚出来的铁、岩团块会很容易地被水星、金星、地球和火星这些较大的天体吸积。但是再往外，新生的巨行星木星则会搅动这个盘。小行星会进入无规则的轨道，相互间发生碰撞。最终，绝大多数小行星的直径都不会长到几十千米之上。所以，研究小行星能把我们带回到太阳系起源时的岁月。

小行星中的大个子

不过，有一些小行星确实相当大。谷神星是第一颗被发现（1801年）的小行星，直径约950千米。灶神星则由德国天文学家奥伯斯于1807年3月29日发现。根据哈勃空间望远镜所获得的最佳图像，它的大小为578千米×560千米×458千米。灶神星位于小行星带的内侧，每3.63年绕太阳公转一周，平均距离超过3.5亿千米。从它的光谱判断，它的表面成分和谷神星极为不同。谷神星的表面是深色的原始碳粒，是最常见的陨石成分。但灶神星更明亮的表面则由玄武岩组成。这暗示灶神星是一个“分层化”的天体，它曾经必定处于高温熔化的状态，较重的元素下沉到了核心，而较轻的岩石则上浮到了表面。这是动态的行星过程。当岩浆在其表面流动的时候，水和气体会从内部释放出来。就此甚至还有可能会在灶神星上找到火山。

虽然“哈勃”所拍摄的灶神星图像还没有锐利到能显示出火山以及其他小尺度的结构，但它们却揭示出了灶神星两个令人兴奋的表面特征：被称为奥伯斯地区（以灶神星的发现者命名）的深色赤道区和位于其南极的一个尚未被命名的巨型陨击坑。这个陨击坑直径460千米，其底部距离灶神星表面13千米。其中还有一个18千米高的中央峰，高度几乎和陨击坑壁相当。造就它的撞击可能穿透了灶神星的地壳，暴露出了其地幔物质，为一窥其内部提供了独有的视角。它就此也成为了“曙光”的主要目标。

[图片说明]：“曙光”对灶神星进行环绕探测。版权：McREL。

产生这个陨击坑的大碰撞必定会朝各个方向抛射出灶神星的碎片。而事实上，已经发现了几千颗较小的小行星具有和灶神星完全相同的玄武岩成分。这些灶神型小行星直径都不超过1千米，在和灶神星类似的轨道上绕太阳公转。以披头士乐队主唱命名的列侬小行星就是其中的一员。灶神型小行星在小行星带中的分布方式说明，这一剧烈的碰撞发生的时间不会早于10亿年前。

更令人兴奋的是，较小的灶神型小行星已经迁移到了内太阳系并坠落到了地球上。在所有已知的陨石中有不少于5%的属于“古铜钙长无球粒－钙长辉长－奥长古铜无球粒”（HED）型。这些玄武岩陨石必定起源自一个具有火山活动的天体，而它们的成分又和灶神星的表面完全相符。对于太阳系的其他天体而言，我们希望能从那里带回样本用于进一步研究。但对于灶神星而言，大自然本身就完成了这一采样返回任务。

拼接细节

确实，把对HED陨石的实验室研究和“曙光”将对灶神星进行的细致观测进行对比会揭示出许多尚不为人知的细节。使用欧洲南方天文台的甚大望远镜，天文学家已经成功获得了灶神星不同区域的光谱，发现它们在不同的地点具有很大的变化。平均而言，灶神星的表面成分和古铜钙长无球粒陨石相似，但和奥伯斯地区差不多相对的一小片区域则具有和奥长古铜无球粒陨石更相近的组成。观测还发现，灶神星地势较低的部分通常会更红一些，说明粉状的尘埃已经对其进行侵蚀超过了10亿年。

“曙光”会极大地丰富和补充这些已经获得的诱人结果。它携带了两个完全一样的100万像素分帧照相机，它们会在紫外、可见光和近红外波段上对灶神星进行勘测。它的可见光和红外测绘分光仪会使用3块滤光片来识别不同的矿物。它的γ射线和中子探测器则会研究其深至几米的地壳的元素组成。最后，通过精确地追踪“曙光”环绕灶神星的轨道，天文学家会测量它的重力场并确定它的内部结构和物质分布。

[图片说明]：哈勃空间望远镜拍摄的灶神星的不同表面。版权：NASA/ESA/STScI/UMd。

对灶神星进行成像观测也极为重要。“曙光”将绘制出分辨率达到几十米的灶神星全图，首次精确测定它的自转和三维形状。在“曙光”抵达灶神星时，正值它南半球的夏季，因此其南极的巨大陨击坑会被太阳照亮。不过由于“曙光”会绕灶神星工作1年，在它的任务行将结束时灶神星的北极地区也会被照亮。在大多数时间里，“曙光”会处于距离灶神星表面约600千米的高轨上。之后，它会慢慢地下降到180千米高的低轨上。此时，它会调整自己的姿态，让γ射线和中子探测器能详尽地研究灶神星的表面，而照相机的使用则会受到一点限制。

深入灶神星

确定灶神星的形状对于了解它的内部结构和组成而言至关重要。通过它对小行星阿雷特和海女星的轨道摄动――它们会以只有几百万千米的距离规律地靠近灶神星，灶神星的质量已经被十分精确的测定了，约为地球的二万分之一。但是为了确定灶神星的密度就需要更为精确地知道它的形状。重力测量还会发现它表面之下可能的物质聚集区――类似于月球上的质量瘤。

除此之外，还会在灶神星上发现些什么呢？科学家们也不清楚。也许还会发现峭壁、悬崖和火山。研究灶神星的矿物还会揭示出在太阳系早期的发生了什么，告诉我们行星形成的最初步骤。事实上，“曙光”团队更倾向于把灶神星当成是一颗原行星而不是一颗普通的小行星。在太阳系早期，肯定还存在着更多类似灶神星的天体，但它们并没有在之后的碰撞中幸存下来。

“曙光”的观测也将揭示出灶神星的陨击历史及其玄武岩地壳的年龄。通过对HED陨石的矿物学研究发现，有证据表明灶神星的“分层化”相对较快，最多只用了几百万年。肇事者可能是一场惨烈的宇宙轰炸，它也许剥离了这颗刚刚成形的原行星最外层10～15千米厚的物质。这一事件发生在45亿年前，当时正值太阳系形成的极早期，比灶神星巨大的南极陨击坑形成时间早了几十亿年。

[图片说明]：太阳系小行星带的分布。版权：McREL。

有天文学家提出，这一极早期的轰击事件可能是由于木星的形成和它的早期迁移所造成的。考虑到灶神星在这场行星际浩劫中幸存下来的事实，新生的木星向内迁移的距离应该不会超过7,500万千米。否则，如果木星进入了更深的太阳系腹地，小行星带中所有较大的天体都会在剧烈的冲撞中化为碎片。于是，对灶神星的研究可以更好地估计出木星的年龄。

2012年7月在离子引擎再一次点燃之后，“曙光”会离开灶神星。但故事还没有完结，它会奔向下一个目标――小行星带中最大的天体谷神星。在科幻电影中可以看到火箭从一个目的地飞往下一个目的地，“曙光”的离子推进系统则让它成为了可能。这个侦探在未来的日子里还会继续告诉我们更多有关太阳系的秘密。

（本文已刊载于《太空探索》杂志2011年第10期）

[Sky at Night 2011年7月]

Andrew Grant　文　Shea　编译

[图片说明]：索尔·珀尔马特。

通过发现它在加速膨胀，索尔·珀尔马特正在改变我们对整个宇宙的认识。

有一些科学家他们的工作永远地改变了我们对宇宙的看法。索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）就是其中之一，他在1998年发现暗能量中起到了核心作用。暗能量是一种无形的能量，在宇宙万物中的比例高达73%，正是它在拉伸空间结构并且导致宇宙在加速膨胀。通过他的开创性研究，这位当时38岁、在美国劳伦斯伯克利国家实验室工作的物理学家彻底颠覆了我们的宇宙模型。

科学家们长久以来一直认为，组成恒星、行星和人的原子占据着宇宙的主导。现在人们普遍认为，这些物质其实只占5%，和驱动空间膨胀的神秘反引力能比起来相形见绌。宇宙中其余的22%是暗物质，它和暗能量无关，但目前的探测手段还没有直接探测到它。科学家们也曾经一直认为，宇宙膨胀要么会在无穷长的时间里一直减速下去，要么最终会停止膨胀继而开始坍缩。珀尔马特的发现迫使他们重新思考这个问题，宇宙会一直膨胀下去，甚至最终还会出现所有恒星和星系都被撕开的“大撕裂”。

自1998年以来珀尔马特一直致力于完善对宇宙加速膨胀和暗能量的测量。关于难以捉摸的暗能量的理论大量涌现，而珀尔马特则热衷于寻求观测证据来帮助寻找有关的答案。在这里他将告诉我们他奇怪的发现、对暗能量的最新观点以及正在试图探究暗能量属性的观测计划。

问：是什么研究动机导致你在1998年发现了暗能量？

答：20世纪20年代，埃德温·哈勃（Edwin Hubble）发现宇宙正在膨胀。但紧接着就产生了更多的问题。宇宙会一直膨胀下去吗？它会停止膨胀吗？也许它会调头并开始坍缩。我们如何才能知道宇宙是否会永世存在下去？当你说我们住在一个不断变化、膨胀的宇宙中时，有些明显的事情你会想知道。而回答这些有关未来的问题的方法则是回首过去。

问：那你是如何从宇宙膨胀的历史来触及这样一个复杂的问题的呢？

答：其基本思想是，当你所看到的距离越远，你就越深入过去。在一些20世纪30年代的早期论文中，就有人提出用超新星——极为明亮的爆炸中的恒星——来测量宇宙的膨胀，因为它们的光度大致是相同的。如果每个超新星的辐射功率几乎完全一样的话，那么你就可以用它们的亮度来确定出它们到地球的距离。但事实证明，你观测的超新星越多，其中不同类型的也就越多，这种一致性就不复存在了。直到20世纪80年代，科学家发现，超新星中有一类被称为Ia型超新星的，它们的光度具有非常高的一致性。幸运的是，它们同时也是超新星中最明亮的，因此即使是在很远的距离上也能看到它们。

问：超新星是怎样揭示出宇宙在膨胀的？

答：我们利用Ia型超新星做为距离的标尺。然后就是搞清楚自每个超新星爆炸以来宇宙膨胀了多少。Ia型超新星发出的几乎所有光都集中在一个特定的蓝色波长上。但是，当这些蓝光在传播的过程中，由于宇宙的膨胀它们会被拉伸，所以在它们到达我们的时候就会看起来呈红色（波长更长）。这些光线看起来有多红就怎么告诉了你自这个超新星爆炸以来宇宙究竟膨胀了多少。观测不同的超新星，你就能够确定出50亿年、30亿年或者10亿年前宇宙有多大，由此就能确定出宇宙是如何随着时间而膨胀的。人们原先预期，由于宇宙中所有的物质之间都通过引力相互吸引，因此随着时间的推移，宇宙的膨胀将会减速。而我们却发现，宇宙的膨胀实际上是在加速。

问：宇宙正在越来越快加速膨胀的重要性在哪儿？

答：这说明宇宙并没有我们想象得那么简单。物质并不会导致宇宙膨胀的加速，它们只会令其减速。于是，我们立刻就知道了，宇宙中还存在其他东西。事实证明，宇宙中的大部分物质是以真空中某种能量的形式所出现的，而且它们还表现出了排斥的奇怪特性。也正是它导致了宇宙的加速膨胀。我们不知道它究竟是什么，但现在人们使用“暗能量”这个词来描述它的神秘属性。

问：你的这些研究结果是突然一下子冒出来的吗？

答：嗯，这是个有意思的问题。这可能是历史上最慢的“突然一下子”，它花了几个月时间才“冒出来”。原因是这其中的数据分析工作其实相当得复杂，而在得到真正好的数据之前还有许多校准的步骤要做。另一方面，当我第一次去报告这些数据结果的时候，在我的演讲结束之后，著名宇宙学家乔尔·普里马克（Joel Primack）站起来说，他只是想向在场的物理学家指出，这是一个了不起的、绝对让人大吃一惊的结果。在那一刻我也感受到了，没错，这确实令人震惊。

问：现在科学家们是如何试图来解释暗能量的？

答：爱因斯坦最初在他的广义相对论方程中加了一个Λ项，以此来抵消引力的影响并构建一个静态的宇宙。哈勃所发现的宇宙膨胀使得爱因斯坦深信这个Λ项是不必要的。但后来人们认识到，在量子力学中Λ可以很容易地用真空中粒子的自发出现和消失来解释。这些粒子被称为虚粒子，与它们不断出现和消失相关的能量便成为了我们了解真空能的来源。不幸的是，如果你计算一下这个能量的大小的话，得到的数字会比实际测到的大10的120次方（1后面120个0）倍。这无疑是个大问题。因此，通常假定这里必定存在一个完美的抵消机制，可以使得最后的差等于0。但是，现在我们看到，结果并不正好等于0。我想大多数的粒子物理学家认为我们需要新的解释。

问：这些解释是什么？

答：一种解释是，暗能量是一个标量场，它的特点是在空间每一点它会从这个数值“滚动”到另一个数值。虽然在滚动，但它的能量足以驱动宇宙加速膨胀。或者也许是爱因斯坦给出的广义相对论方程式并不完美，还需要一点点的修改。另一个有趣的解释是可能存在额外的维度，引力会渗透到那些不可见的维度里。在过去10年里，每个星期都会新出两到三篇解释暗能量的论文。但如果你问我这些理论家是否相信他们所提出的模型就是答案，我想他们几乎每个人都会说：“不，我只是想尝试一下不同的想法，希望由此能得到一些线索。”然后，他们又会转向我们这些观测天文学家寻求更多的数据。

问：那么我们会如何进一步去了解暗能量的实质？

答：一个很好的例子是近距超新星工厂，这个观测项目已经发现了500多颗可以用来探测暗能量属性的Ia型超新星。我还参与了由美国航天局和美国能源部共同资助的联合暗能量任务。它计划发射一颗卫星来寻找超新星，此外还会研发其他技术来探索暗能量的影响。如果我们能够做一个真正好的项目，那么在若干年之内就会有新的发现，对此我很乐观。我们所需的是正确前进方向的一些暗示。我认为理论家都非常有创造力，最终会给出一个解答，但目前还没有头绪。暗能量可以是任何东西。

问：自宇宙大爆炸以来，宇宙的膨胀和暗能量的影响是如何变化的？

答：对于宇宙学家而言，在宇宙大爆炸之后10^-35秒左右的极早期有一个被称为暴涨的时期。暴涨是另一个宇宙加速膨胀期，而我们也还不知道是什么导致了这一加速。有可能在当时还有另一种形式的暗能量。暴涨之后引力占据了主导，使得膨胀放缓。这一直持续了大约70亿年，此后宇宙中的物质过于分散无法再制约膨胀。此时，暗能量开始发力，宇宙膨胀也由此再次开始加速。

问：这一发现对宇宙的命运而言意味着什么？暗能量会减小吗？

答：你可以简单地说，由于现在的宇宙正在加速，所以这意味着它会永远加速下去，最终导致一个非常黑暗、空荡、冰冷的结局。但是应该记住，我们并不知道是什么导致了当前的加速，我们也不知道是什么在宇宙的极早期引发了暴涨时期的加速。暴涨最终停了下来，宇宙随之也开始减速。谁知道我们现在看到的加速是不是也会停止，然后宇宙开始坍缩。所以，我要说的是，除非我们搞清楚了宇宙加速膨胀的原因，否则宇宙的命运将始终是个未知的谜。

（本文修改版已刊载于《天文爱好者》杂志2010年第10期）

[Discover (the Extreme Universe) 2010年2月22日]

Maria Santos-Lleo等人　文　Shea　编译

自1999年7月23日和1999年12月10日发射以来，美国宇航局的钱德拉X射线天文台和欧洲空间局的牛顿X射线多镜面望远镜双双在太空中渡过了十二年。

它们互补的观测能力使得天文学家可以获得天体的高分辨率图像并且精确测量宇宙X射线的能量。在首次发现太阳系外X射线源不到50年的时间里，这两架望远镜在灵敏度上的提高堪比在过去的400年中最强大的光学望远镜对人眼的提高。而“钱德拉”和“牛顿”所做出的重大发现也正在改变21世纪的天文学。

[图片说明]：钱德拉X射线天文台。版权：NASA。

通常，宇宙中的X射线都是在极端条件下产生的。例如，中子星和黑洞周围的强引力场和磁场，或者是星系团中的星系际激波。因此对X射线的探测可以告诉我们许多宇宙中极端现象的信息。由于在分辨率和灵敏度上较以往提高了10倍，“钱德拉”和“牛顿”为许多存在已久的问题以及新的开放研究领域带来了希望。

[图片说明]：牛顿X射线多镜面望远镜。版权：ESA。

太阳系天体

通过多种方式，来自太阳的高能粒子与辐射会和行星、卫星以及彗星的大气相互作用会发出X射线。“钱德拉”和“牛顿”已经观测到了来自金星、地球、月亮、火星、木星及其卫星、土星及其光环以及许多彗星的X射线辐射。

电荷交换是太阳系天体产生X射线的一大重要机制。当太阳风中的高能电离原子和中性原子碰撞的时候会俘获电子进入激发态。当它向低能态跃迁的时候就会发出X射线辐射。

彗星的X射线光谱可以用来测量它的气体流失率并且探测太阳风。在“牛顿”和“钱德拉”之前，彗星X射线辐射的成因备受争议。现在观测和理论研究已经证明，太阳风中高度电离的离子和彗星中中性原子的电荷交换碰撞是这些现象的最佳解释。

“钱德拉”和“牛顿”还发现了金星和火星外大气层中电荷交换的X射线辐射，由此也可以从远距离上测量这些行星整体的气体流失率。此外，它们还通过特定的成分对太阳X射线所发出的荧光和散射研究了这些行星的大气。

诸如地球、木星和土星这样具有磁场的行星会通过极光活动来产生X射线。“钱德拉”发现木星产生的X射线会随时间改变。这些X射线极光并非来自原先所预期的紫外极光区，而是来自木星极区附近的高纬度地区。另外，“牛顿”的观测发现，木星极区磁层是一个复杂的电流系统，现有的模型并不能很好地解释观测到的现象。

单颗恒星和恒星形成区

虽然恒星星冕的X射线辐射仅仅是其整个辐射的一小部分，但X射线观测已经证明它是研究恒星磁场活动的理想工具。

在“牛顿”和“钱德拉”之前，来自大质量高温恒星的X射线辐射通常被认为是由于恒星吹出的星风中激波的碰撞所造成的，因此远离恒星的表面。但新的观测显示并非完全如此。

此外，“牛顿”的金牛分子云扩展巡天（XEST）和“钱德拉”的猎户超深场计划（COUP）则致力于研究拥有许多年轻恒星的恒星形成区。

金牛分子云中缺乏大质量的高温、蓝色恒星，它孕育的大多是1个太阳质量左右的低质量恒星。在这一环境下，恒星会孤立或者以非常小的群体的形式形成。金牛分子云中包含有许多金牛T型恒星，它们是仍然处于引力收缩阶段的极为年轻的恒星，代表着类太阳恒星介于原恒星和中年恒星之间的阶段。

XEST的观测显示，金牛T型恒星会发出大量能量较低的X射线。这被认为是它们在吸积周围的物质时由磁场所产生的。

与金牛分子云形成对比的是，猎户星云是恒星成群形成的原型，成百上千的低质量恒星会在大质量恒星周围形成。COUP的图像显示了来自褐矮星、原恒星和恒星的X射线辐射，它们普遍都存在着X射线耀斑。

[图片说明]：“钱德拉”拍摄的猎户星云。版权：NASA/CXC/Penn State/E.Feigelson & K.Getman等人。

类似于太阳表面的耀斑，这些耀斑都是恒星表面磁场重联的结果。成形前的恒星可以产生强烈的耀斑，其强度和出现的频率都是太阳耀斑的100倍。年轻恒星耀斑的X射线也可能控制着着其周围行星盘中的离子，这也许会影响行星的形成以及它们是否适合生命的出现。

超新星遗迹和恒星质量黑洞

大质量恒星的最终阶段是由恒星坍缩而导致的超新星爆发。坍缩过程中释放出的巨大引力能会使得恒星的绝大部分以每秒数千千米的速度被抛射出去，而在其中心则会留下一颗中子星或者黑洞。这一过程也会把重元素播撒到星际空间，这是构成生命的关键。

“钱德拉”、哈勃空间望远镜和斯皮策空间望远镜在不同时期对超新星1987A进行了详尽的观测。当它所发出的激波和周围物质环碰撞的时候就会发出X射线。“钱德拉”11年来的观测数据显示，超新星1987A的膨胀正在减速。

[图片说明]：“钱德拉”（左）和“哈勃”（右）拍摄的超新星遗迹1987A。版权：X射线：NASA/CXC/PSU/S.Park & D.Burrows；可见光：NASA/STScI/CfA/P.Challis。

“钱德拉”和“牛顿”还仔细研究了其他超新星遗迹的温度、化学组成和结构。例如，“钱德拉”对超新星遗迹仙后A的观测预示超新星爆发中存在着湍流混合作用，会把原先位于内部的物质（例如铁）翻到外侧。对仙后A的观测还揭示出了其中一个可能是中子星的点源，这颗中子星的碳大气只有10厘米厚。

[图片说明]：“钱德拉”拍摄的超新星遗迹仙后A。版权：NASA/CXC/SAO/D.Patnaude等人。

和大质量恒星超新星形成鲜明对比的是热核（Ia型）超新星。如果一颗白矮星吸积了过多的物质或者和另一颗白矮星发生碰撞就会引发这一类的超新星爆发。对开普勒超新星遗迹的X射线观测显示它属于Ia型超新星。观测还发现，它的前身星在形成之后大约1亿年的时间里就损失了大约7个太阳质量的物质演化为了一颗白矮星。如此快速地出现Ia型超新星实属罕见。

“钱德拉”和“牛顿”的观测还证明了超新星遗迹是重要的宇宙线加速场所。超新星遗迹RX J1713.7-3946和仙后A中快速变化的X射线辐射暗示电子可能还有离子被极为高效地加速到了高能态。

壳层型的超新星遗迹是由其自身的爆发过程所驱动的。而实心的超新星遗迹，例如蟹状星云，则是由年轻脉冲星吹出的星风所驱动的。“钱德拉”和“牛顿”对它们的观测揭示出了许多的细节。

[图片说明]：“钱德拉”拍摄的蟹状星云。版权：NASA/CXC/SAO/F.Seward等人。

超新星遗迹和脉冲星星风在几千年之后就会变暗，但是如果这颗中子星或者黑洞是双星系统中的一员，那么它通过吸积伴星的物质会再一次成为X射线源。“钱德拉”详细研究了第一个恒星质量黑洞食双星系统M33-X7。这一系统包含了一个已知质量最大的恒星黑洞之一（约16个太阳质量）和一颗质量极为巨大的伴星（约70个太阳质量）。其中黑洞的轨道周期为3.45天而它到伴星的距离只有42个太阳半径，使用通常的恒星演化模型很难解释这些特性。假设黑洞的自转轴和双星系统的轨道面垂直，对光谱的分析就能精确测定出黑洞的自转参数。一个（不带电的）黑洞只需要质量和自转即可描述，这正是300万光年远的这一小行星大小的天体的完全写照。

超大质量黑洞

在星系演化的过程中会形成超大质量黑洞。大量的证据显示，绝大部分的大质量星系都包含有超大质量黑洞。它的质量和宿主星系的核球相关，预示了星系和超大质量黑洞是共同演化的。银河系中心的超大质量黑洞和射电源人马A*重合，具有300万个太阳质量，在除了射电波段以外的波段上都极为暗弱。然而，“钱德拉”和“牛顿”已经探测到了来自人马A*的微弱X射线辐射。这可能是由于物质团块掉入超大质量黑洞而形成的快速X射线爆发。

通过不断地吸积周围的物质或者阶段性的吞噬大量的物质，超大质量黑洞会长大。“牛顿”、“钱德拉”和德国伦琴卫星（ROSAT）在X射线波段以及在可见光和紫外波段对星系RX J1242.6-1119A的观测发现，超大质量黑洞吞噬周围恒星可以解释观测到的持续数月甚至长达数年的X射线爆发。“钱德拉”对星系NGC 6240的观测显示，它的中心存在两个活跃的超大质量黑洞，预计它们会在1亿年内并合。这一发现为星系并合的关键阶段以及超大质量黑洞的生长提供了直接的证据。

[图片说明]：“钱德拉”拍摄的活动星系半人马A，其中心有一个活跃的超大质量黑洞。版权：NASA/CXC/CfA/R.Kraft等人。

X射线观测还为研究超大质量黑洞视界附近的区域提供了有力的工具。“牛顿”对星系MCG-6-30-15中超大质量黑洞的观测显示，其铁发射线只能源于黑洞周围才有的强引力效应。“牛顿”还追踪了星系NGC 3516中央大约3千万个太阳质量的超大质量黑洞视界外物质的运动，为天文学家监测这些黑洞视界周围几光分的区域提供了绝佳的机会。

暗物质和暗能量

在过去的10年中，探测宇宙的组成取得了巨大的进展。基于大量的天文观测建立了宇宙的和谐模型——宇宙中仅有大约4%为普通（重子）物质、23%为暗物质、其余73%为暗能量。X射线观测在其中起到了重要的作用。

“钱德拉”对并合星系团1E 0657-558的观测发现，发出X射线的等离子体的分布有别于整个星系团的物质分布。这为暗物质的存在提供了直接的证据。

[图片说明]：并合星系团1E 0657-558。版权：X射线：NASA/CXC/CfA/M.Markevitch等人；可见光：NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe等人。

在更大的尺度上，哈勃空间望远镜和“牛顿”观测了一个1.6平方度的天区来测量暗物质和重子物质的三维结构。这一大尺度结构包含了一个随着宇宙时间生长的松散丝网结构。会发出X射线的星系团显示暗物质都聚集在这些细丝相交的地方。

“钱德拉”对星系团的观测还使用几种新的特有的方式精确测定了一些宇宙参数。通过测量星系团中的发出X射线的气体质量和总质量之比，“钱德拉”对宇宙暗能量的密度和状态进行了限制，这一结果和通过其他方法得到的相一致并且互补。

展望未来

很难预言“钱德拉”和“牛顿”在未来还会做出什么样的发现并且会产生哪些影响。但是，根据在过去的十二年中所取得的成就，天文学们相信它们更深入、更广的观测会带给我们更多的惊喜。未来的研究将囊括从中子星的亚原子组成到宇宙的大尺度结构的各个层面。

“牛顿”和“钱德拉”还将加强和地面以及其他空间望远镜的合作。例如，使用赫歇尔空间望远镜和阿塔卡玛毫米波大天线阵，综合X射线、红外和毫米波观测对于研究原恒星、年轻恒星和原行星盘而言是至关重要的。联合X射线和微波对遥远星系团的观测将能更好地确定暗能量的参数，它的一大核心目标是通过比较暗能量在宇宙膨胀和结构生长中的作用来检验广义相对论可能存在的失效之处。

也许要不了多久这对X“双子星”就会把又一个“意外”呈献在我们眼前。
（本文已刊载于《太空探索》2010年第07期）

[Nature 2009年12月24日]

David Lindley　文　Shea　编译

30年前，《物理学评论D》中的一篇论文彻底地改变了我们对宇宙起源的认识。它证明，来自粒子物理学的新观点暗示宇宙在其诞生之后极短的时间里可能经历了一个高速膨胀的时期。这一被称为暴涨的阶段可以解释我们的宇宙是如何演化出所观测到密度和均匀性的。暴涨不仅成为了宇宙学理论的核心原则，它还意味着任何有抱负的宇宙学家都必须要学习粒子物理学。

[图片说明]：宇宙诞生和演化的时间线。

在20世纪70年代，粒子物理学家开始构建大统一理论（GUT），它认为在超过10¹⁵千兆电子伏特的温度或者能量之上电磁力、强核力和弱核力是相同的。在标准的大爆炸模型中，宇宙初始时的高温足以达到大统一的状态。然后，在宇宙年龄大约10^-35秒的时候，强核力脱离了仍然统一在一起的弱电力。理论家意识到，这一转变会导致一个与宇宙学观测不符的结果，那就是它会产生大量的孤立磁北极和磁南极，或者称为磁单极。

当时宇宙学中还存在着两个看似无关的问题。第一个是均匀性问题。宇宙膨胀得如此之快以致于今天可观测宇宙中的所有区域都没有足够的时间通过交换物质和能量来使得它们的温度和密度相当。但为什么宇宙到处看起来却或多或少都是相同的呢？

第二个问题是我们的宇宙看起来几乎是“平直”的——在最大的距离尺度上时空仅具有很小或者没有曲率。但是在宇宙学标准模型中，任何开始时具有微小曲率（或正或负）的宇宙随着自身的膨胀都会和平直时空差得越来越大。在超过100亿年之后还要让宇宙几乎是平直的就犹如让一支铅笔永远用笔尖保持平衡一样困难。

1979年底，当时在美国斯坦福直线加速器中心的艾伦·古斯（Alan Guth）意识到，他和他的同事最近所给出的一个磁单极问题的解决方案也能解决这两个主要问题。这个解涉及到GUT的一个要素，被称为希格斯场。希格斯场弥漫于整个空间中。随着宇宙膨胀冷却，当希格斯场从一个值转变成另一个值时，强核力就与其他力分离了开。为了解决磁单极问题，之前同在美国康奈尔大学的古斯和亨利·泰（Henry Tye）提出希格斯场不会立即转变而是会在某个错误的值上逗留一段时间。这有点像一个被困在山顶洼地中的小球，它无法滚落到下方的山谷中。一个推迟的希格斯场相变意味着形成较少的磁单极。

[图片说明]：艾伦·古斯。

古斯开始思考推迟相变对于宇宙膨胀意味着什么。当希格斯场处于错误值的时候，它会成为宇宙中占主导的能量。与通常仅包含物质和辐射的宇宙的缓慢膨胀相比，它还具有可以使得宇宙随时间呈指数式膨胀的奇怪特性。

被古斯称为“暴涨”的这一指数式膨胀解决了均匀性问题，因为在早期宇宙中足够小的区域里内部过程会使之变得均匀，随后它就暴涨到了超出我们今天可见的范围。他还证明，暴涨的时间越长，它就会把宇宙铺展得越接近平直。

在他的论文中，古斯承认他的模型存在一个严重的问题。希格斯场不会在空间中的每一个区域完成它的相变，导致一个看上去会和我们所见的宇宙迥然不同的不均匀宇宙。然而就在一年之后，其他人则找到了避免这个问题的方法。

目前在美国芝加哥大学的洛基·科尔布（Rocky Kolb）说，当时只有少数的年轻粒子物理学家开始对宇宙学感兴趣，但是对他而言磁单极问题似乎要比其他的宇宙学问题更为急迫。他说：“当时我们全然不知暴涨最终会变成如此强有力的想法。”但现在暴涨已经成为了宇宙学不可分割的一部分，有望解释包括诸如星系和星系团这样的结构起源等越来越多的问题。

（本文已刊载于《世界科学》2011年第06期）

[Physical Review Focus 2011年3月25日]

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Jeremy Hsu　文　Shea　编译

　　50年前，你要问太阳系中有多少个星球能承载生命？回答毫无疑问是1个。但现如今科学家们相信，太阳系中宜居的天体至少有4个。除了地球之外，行星科学家们还在火星、木星的卫星木卫二和土星的卫星土卫二上发现了液态水的证据。

　　木卫二的表面被布满裂缝的冰层所覆盖，但它的岩石核心却正经历着木星引力的潮汐加热。这也许会产生足够的热量在木卫二冰冻的表面之下维持一个液态的海洋。如果这一海洋能延伸到它的核心，那么黑暗海底的热液喷口就能够提供可以供养微生物甚至虾体型大小的食肉动物所需的营养物质。

[图片说明]：不同色彩的木卫二。左：自然颜色；右：紫外、绿光、红外增强影像。版权：NASA/JPL/DLR。

　　不过，要想证明这些“美好”的猜想，那第一步就是要凿开木卫二表面的冰层。为此科学家们正在设计一个钻孔机，希望它能在计划于2020年发射的木卫二探测任务中把人类的视野带入见所未见的木卫二冰下世界。

　　这个形如鼹鼠的热力钻机会释放热量来融化冰，并通过转动钻头上的刀片来清除石块等残渣。它会被安装到一个撞击器上，后者会把它带往木卫二的冰面。

刚热并济

　　任何想寻找木卫二上生命迹象的探测器都必须要深入它的冰层至少2米以上，因为在这个深度以下有机物质才能免于强辐射和粒子的轰击。

　　和使用机器人软着陆进而开始钻孔不同，撞击器要简单、廉价得多。在撞击器撞上木卫二之后，热力钻机会被释放出来。然后它开始钻探，对冰面以下10米深的物质进行采样。

　　据估计木卫二的冰层厚度从几千米到数十千米不等，但目前技术的钻探极限恐怕也就是十几到几十米的样子。因为钻机和撞击器之间有通讯电缆相连，它会把钻机采集到的数据传输回撞击器，然后再由撞击器把数据发送到围绕木星或者木卫二的轨道器。所以，电缆的长度限制了钻探的深度。

　　实验显示，对于冰和浮土混合的作业环境，热力钻机比单纯使用热力来钻探效果要好得多。在钻探的过程中，热力钻机会使用微型泵对融化出的液态水进行采样。随着时间的推移融水又会重新结冰，这将保护冰层下的远古物质免受外界的污染。

[图片说明]：热力钻机。版权：香港理工大学。

忘掉潜水

　　在过去的几年中，有不少人提出对木卫二上的冰下海洋进行潜水探测的想法，美国宇航局甚至还在南极的冰湖中进行了机器人潜艇的测试。

　　但目前的技术还无法在木卫二上部署潜水机器人。光是携带与之相连的电缆就是一个大问题。同时木卫二的冰层厚达至少数千米，也没有人确切知道其下方的海洋究竟在什么深度，而在海洋和冰层之间可能还有一层很厚的淤泥。

　　另一个问题则是木卫二海洋的深度。木卫二如果真有海洋的话，其深度可以达到大约100千米。地球上的潜水机器人已经到过11千米深的海底，但它们都重达好几吨且需要大型水面船只的支持。这对于木卫二探测而言是做不到的。

　　因此这一构想现在可能更适合好莱坞，而不是宇航局。

等待召唤

　　科学家目前已经在有压力和真空的环境下对钻机进行了测试，但他们还想进一步提高它的工作效力。下一步将是测试撞击器和冰面的撞击对热力钻机的影响。

　　目前的木卫二冰面探测计划还都在构想之中，科学目标和经费是其中需要慎重考虑的环节。虽然一个环绕木卫二的轨道器也能发现许多能支持这颗卫星可能拥有生命的证据，但它终究无法下降去寻找直接的证据。

（本文已刊载于《浙江日报》2010年06月09日第16版）
[Astrobiology Magazine 2010年4月15日]

Jeffrey Hall　文　Shea　译

和太阳最接近的恒星掌握着我们这颗恒星过去和未来的线索。

　　在美国亚利桑那州北部从事天文研究的一大乐趣是当地开阔的视野、灿烂的阳光和壮观的地貌。在从公元前约1200年起的2千年里，那里一直是安纳萨吉人的栖息地。但是在公元1300年前后，安纳萨吉人却废弃了这一他们长期居住过的地方。

[图片说明]：活跃的太阳。在H-α下太阳呈现出了由磁场造成的明暗特征。太阳的活动以平均11年为周期起伏波动。1966年延续至今的观测证明，许多类太阳恒星也具有类似时间长度和强度的活动周期。版权：Gerg Piepol。

　　考古学家提出了许多可能的原因，但其中一个关键的因素似乎是出现在公元1270年～1300年间的严重干旱。这一时间段基本和被称为沃尔夫极小期的太阳活动较弱时期相重合，而沃尔夫极小期和更为著名的、出现在1645年～1715年间的蒙德极小期相似。蒙德极小期对应的是在欧洲、亚洲和北美所出现的长时间严冬。地区性气候变化和太阳活动间的相关性并不能说明它们之间的因果关系。但它激起了人们的好奇并促使我们去了解太阳的可变性。在空间中对太阳亮度的观测仅有30年的时间，太阳黑子的定量数据也只有400年的历史——对于恒星的一生而言实在太短。此外，太阳仅仅为恒星活动提供了一个样例。由太阳来解释其自身就像观察某个人1秒钟之后来解释人性一样。幸运的是，每天晚上都有一个可爱的实验室会轮转到我们头顶，我们可以用它来获得更广博的见地。

恒星周期

　　多亏了Olin Wilson（1909-1994）我们才有了这些认识，从1966年开始他在美国洛杉矶附近的威尔逊山天文台观测了91颗低温恒星的活动。（“低温”指的是光谱型大致从F到M。）当时并不知道低温恒星是否具有类太阳的活动周期。为了寻找答案，Wilson观测了钙一次电离的夫琅和费H、K吸收线，它们对于恒星活动的变化很敏感。我们无法像观测太阳那样拍摄到遥远恒星上黑子和耀斑等活动特征，但我们可以通过使用诸如这些钙谱线的光谱特征来间接观测它们。

　　Wilson观测了这些恒星达12年并在1978年发表了一篇漂亮的论文，证明许多其他恒星确实也具有活动周期——值得注意的是，有一些则没有。这一工作为未来的研究奠定了基础。在Wilson退休之后，这一计划在Sallie Baliunas（美国哈佛史密松天体物理中心）的领导下又进行了25年。到2003年，Baliunas、Wilson及其同事积累了低温恒星37年的活动资料。

[图片说明]：恒星先驱。20世纪60年代，美国威尔逊山天文台天文学家Olin Wilson第一个探测了其他恒星的活动周期，他是这一一直持续到今天的研究领域的先驱。版权：S&T PHOTO ARCHIVE。

　　从1994年起，在美国国家科学基金会的资助下，我的同事和我在位于美国亚利桑那州的洛韦尔天文台对许多威尔逊山恒星以及其他恒星进行了光谱观测。美国田纳西州州立大学的Greg Henry正在使用位于美国亚利桑那州南部费尔堡天文台的程控测光望远镜对这些恒星进行互补的亮度观测。

　　Wilson所观测的恒星中大约60%具有类似太阳的活动周期。另有25%的恒星变化没有规律，但它们与太阳相比都较为年轻且自转也更快，这些都会增强恒星的活动性。剩下的15%的恒星很少或者没有变化活动。这些恒星是不是也正处于类似蒙德极小期这样的有趣阶段呢？来自冰芯的纪录显示，太阳可能在其一生中大约15%的时间里都处于这样的“极小期”状态，因此这些观测也许能让我们一窥太阳的过去。

　　1976年天文学家Jack Eddy（1931-2009）发现从17世纪中到17世纪末太阳黑子几乎都消失了，而此时正值欧洲1300年～1700年间最严峻的小冰期之一。1978年人造卫星开始对太阳的总亮度（辐照度）进行观测，发现这个数值并非常数：在太阳活动极大期，太阳会比极小期亮0.1%。证据还显示太阳的辐照度会在更长的时标下发生变化，这其中包括了从蒙德极小期结束以来的持续上升。这些观测激起了人们对太阳是如何影响地球气候的兴趣，同时也凸显了搞清楚太阳是否是一颗典型的G2型恒星以及在精确测量出现前它是如何变化的重要性。

[图片说明]：太阳光谱。在太阳光谱的这一小段中有许多暗线，说明这些波长的光被太阳大气中的原子和分子吸收了。夫琅和费H和K线是由于电离钙而形成的。线心的辐射量会随着太阳磁场活动的增强而增大。通过研究其他恒星的谱线，天文学家也能确定出它们的活动强度。版权：Jeffrey Hall等人。

太阳兄弟

　　一个办法是研究和太阳类似的恒星的变化。如果我们可以观测大量的这一类恒星，我们就能限制它们活动的范围，进而推测出太阳的活动。但Wilson所观测的恒星中大多数和太阳有着不同年龄、质量以及活动性。由于他是在赫罗图的大范围中寻找恒星的周期，因此他选择这些恒星是合理的。但要用作太阳的替身的话，还需要进一步对样本进行细化。从大约1980年起，天文学家就开始寻找“太阳代理”和“太阳兄弟”。这两个词虽然看上去只是定性的，但却是具有限制性的：太阳兄弟和太阳在基本特性上的差异应该不超过1%。

　　因此我们所需要做的就是寻找和观测许多的太阳兄弟。如果它们既呈现出了活动周期又具有蒙德极小期状态的话，那就更好了；随后我们就能用这些不具有活动周期的恒星来窥探太阳的过去了。很简单，对吧？错。

　　直到2006年，被接受的太阳兄弟的个数是——即将揭晓——1个。它是一颗位于天蝎座的不起眼5等星，编号为HD 146233。更容易记住的名字是天蝎座18，1997年Gustavo de Mello（巴西里约热内卢联邦大学）和Licio da Silva（巴西国家天文台）将其晋升为太阳兄弟。它并不属于Wilson所观测的恒星，但我们已经对它的活动和亮度进行了超过10年的观测。它的活动周期比太阳短似乎只有几年，但活动性和活动强度则与太阳的相当。

[图片说明]：近距太阳兄弟。5.5等的G2型恒星天蝎座18（箭头所指）是较近的类太阳恒星，位于天蝎座北部距离地球46光年。它以及与之类似恒星的变化可以帮助天文学家推测太阳的长期可变性。版权：Akira Fujii。

　　寻找天蝎座18以外的太阳兄弟是困难的。为了重复观测大量的恒星样本，我们舍弃了暗弱的恒星，因为在它们身上获得高质量观测结果所需的时间太长。这就限制了样本，我们也不得不屈就于大部分较好但并非理想太阳替身的恒星。2007年Jorge Melendez（葡萄牙波尔图大学天体物理中心）和Ivan Ramirez（德国马普天体物理研究所）发现了两个8等的太阳兄弟，它们的化学元素丰度甚至比天蝎座18更接近太阳。这两颗恒星的出现使得我们可以在样本中剔除掉一些和太阳相差相对较大的恒星。

　　通过对可以确定包括自转速率、温度以及化学丰度等重要参数的高分辨率光谱的仔细研究，我们逐渐发现了更好的太阳替身。到目前为止，这些恒星还都局限在数百光年的范围之内。毫无疑问还有更多有待发现。2006年，Mark Giampapa（美国国家太阳天文台）、Richard Radick（同上）、Sallie Baliuna和我公布了对疏散星团M67中暗弱太阳兄弟（12～14等）的分析报告。现在，有了诸如美国宇航局开普勒空间望远镜这样正在进行的新巡天和类似洛韦尔4.3米发现频道望远镜这样即将投入使用的新设施，研究更多的太阳兄弟样本将成为可能。

谁是太阳兄弟？ 在1996年的一篇论文中，Giusa Cayrel de Strobel（法国巴黎墨东天文台）写道，太阳兄弟应该具有“即便并不和太阳完全相同、但也是极为相似的基本物理参数（质量、化学组成、年龄、有效温度、光度、重力、速度场、磁场、赤道自转转等）。”虽然天蝎座18与这个苛刻的定义有些许的不同，但在亮于8等的恒星中还有哪颗恒星完全符合这一定义。太阳兄弟——既有周期活动也有恒星蒙德极小期——可能正在等待我们，但它们太暗弱，需要时间和耐心去发现。

太阳－恒星关联

　　直到今年，Olin Wilson所观测的91颗恒星的一大麻烦仍是它们的可变性。随着它们周期性地变化，它们增亮、变暗的幅度会超过太阳在自己活动周期中的2～5倍。因此太阳是特殊的？它的亮度变化是否小得不同寻常？适合生命的地球环境是否也部分得益于太阳的这一特性？

　　回答总是复杂的。在最近的一篇论文中，我们证明天蝎座18和许多其他好的太阳兄弟的亮度变化振幅和太阳大约0.1%的变化差不多，它们也都具有相仿的磁场活动。原始样本中较高的恒星可变性似乎是选择效应：这些恒星中的许多要比太阳更年轻、更活跃，因此并不能理想地反映太阳活动。于是类似太阳的变化在类太阳恒星中看起来是典型的，不过条件是我们要极为苛刻地定义类太阳恒星。

　　但这并不是事情的全部。太阳兄弟在整体行为上和太阳符合得很好，但在活动和亮度之间相关的细节上通常与太阳相比符合得并不好，而目前观测发现太阳的增亮和变暗与其活动的增强和减弱保持一致。例如，巨蛇座ψ（HD 140538）在2001年可能完成了从一个无周期状态向活跃的、以4年为活动周期的转变。但当它离开低活动性状态的时候，我们并没有看到它亮度的显著增强，数据暗示当它开始新的活动周期的时候活动－亮度之间的正比关系（就像太阳）会倒转。

[图片说明]：过渡中的恒星。作者的研究小组画出了对5.9等G5型恒星巨蛇座ψ超过10年的H和K谱线变化。虽然巨蛇座ψ并不属于太阳兄弟，但与之类似。蓝色的菱形显示的是在每个观测时期恒星中磁场活动的平均强度。在1997年～2001年这颗恒星完成了从低活动状态向活跃的、以4年为活动周期的转变。类似巨蛇座ψ这样的恒星也许可以为远在现代设备出现前的太阳活动提供线索。版权：Jeffrey Hall等人。

太阳和气候

　　具有太阳活动模式——11年周期以及在活动极大时较亮——的恒星仅仅是许多活动－亮度模式中的一种。如果目前长而深的太阳极小期是太阳正在往一个不同的状态进行转变的话，那将是具有启发性和令人兴奋的。

　　这完全有可能。即便另一个蒙德极小期并没有逼近，但最近有几篇论文认为太阳活动的“现代极大”正在结束，接下去的可能是较弱的周期。目前的极小已经持续了很长时间，但第24个太阳活动周中活动区和黑子群正在出现，几年之内我们就会知道这个目前正在到来的活动周期是否真的会是比较弱的。

[图片说明]：太阳辐照度。顶图显示的是太阳总能量输出（辐照度）随着太阳周期接近极小时的微弱减小，现在它则随着第24个太阳活动周的到来正在开始增强。中图显示的是在390纳米近紫外波段上的太阳能量输出。底图显示的是在可见光红端656纳米左右的太阳能量输出。在这两个波段上太阳的能量输出有着明显的差异。在紫外波段，它的变化和太阳活动相同，类似于总辐照度。但在红光波段，它的变化和太阳活动相反——一个令人惊讶的结果。版权：Jerald Harder等人/SORCE。

　　类太阳恒星的行为说明，在较强的极小期中恒星显著变暗是不可能的，Georg Feulner和Stefan Rahmstorf（德国波茨坦气候影响研究所）最近发现太阳较强的极小期会使得全球平均温度下降0.1～0.3℃，并不足以补偿温室气体浓度上升所造成的作用。但是为期70年的蒙德极小期的影响，尤其是对于欧洲、西伯利亚和北美，却是肯定的。在今天的气候中即便是太阳11年的周期效应也能被探测到。太阳行为的变化可能会引发地区性温度和降水的进一步显著变化。

　　在量化这些效应中所取得的进展可能不仅仅来自对太阳以及恒星整体变化的研究，还来自这些变化的谱分布。从2003年起，太阳辐射和气候实验（SORCE）卫星已经不但观测到了太阳总亮度的变化，还在紫外、可见光和红外波段上看到了这一变化。这些数据带来了一个巨大的意外。在一些波段上，太阳的亮度随着活动的增强在增大，但在包括可见光和红外等其他波段上，它却在变暗。如果我们在第24个太阳活动周中看到这一现象继续出现的话，它将对解释恒星的变化产生重要的影响。

　　类太阳恒星的这些谱变化是类似的吗？它们对地球的气候有什么影响？这些问题仍留待解答。在太阳把我们也变成现代的安纳萨吉人之前，我们想要知道答案。

Jeffrey Hall是美国亚利桑那州洛韦尔天文台的天文学家。他和他的同事Wes Lockwood（洛韦尔天文台）、Brian Skiff（洛韦尔天文台）、Len Bright（洛韦尔天文台）和Greg Henry（美国田纳西州州立大学）在过去的15年里观测了类太阳恒星的活动和亮度变化。

（本文已刊载于《中国国家天文》2010年第07期）

[Sky & Telescope 2010年07月]