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宇宙学的开始和终结
大爆炸宇宙学大获全胜，但也危机四伏。 在道格拉斯·亚当斯（Douglas Adams）的《宇宙尽头的餐馆》中，客人们会在早餐前经历6件不可能的事情。在过去的十几年里，宇宙学家们似乎已经任务完成过半了。 发现一：暗物质。星系自转的速度超出了发光物质引力所能掌控的程度，因此宇宙中80%以上的物质是以一种迄今尚未被我们看见和探测到的方式存在的。 发现二：暗能量。出乎所有人的意料，宇宙的膨胀正在加速，因此…- 3.8k
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从车里雅宾斯克事件到通古斯之谜
2013年初在俄罗斯上空爆炸的一颗流星最终会有助于解释是什么在1908年夷平了数以百万计的树木。 1908年6月，一个宁静的星期二，时间刚过早上7点，一个耀眼的火球划过了西伯利亚的天空。几分钟后，巨大的爆炸推到了80万棵树木，站在距其60千米远地方的人也被掀翻在地。这是一场外星人混战的最终结果，一艘飞船在半空中被摧毁，而其他的飞船则返回并消失在了太空中。 79岁的退休俄罗斯物理学家维克多·茹拉夫廖…- 3.6k
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走出黑“暗”见“物质”
暗物质终于发现在即？ 挑一个词来形容暗物质。神秘？ 难以捉摸？不可见？然而，你不可能用的一个词是“被找到”。但在对其80年的搜索之后，这也许行将发生改变。深藏地下的数个实验最近可能——仅仅是可能——看到了暗物质的信号。与此同时，在太空中，探测器正在追踪可能是相同的暗物质粒子在银河系中碰撞并湮灭所发出的辐射。这仅仅是巧合，还是这些微弱的信号真来自相同的黑暗之手？ 美国芝加哥大学的理论天体物理…- 3.8k
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Ultima Thule：太阳系的新边疆
2015年8月底，就在完成冥王星系统的历史性飞掠之后，新视野号小组向NASA提交了下一步的考察方案——让探测器在2019年的第一天抵达一个名叫2014 MU69的目标，以实现与柯伊伯带小型天体的第一次近距离交会。其实早在新视野号立项之初，任务计划就已经明确指出要一次性造访冥王星与另一个柯伊伯带天体（KBO），以进一步了解太阳系外围的多样化生态；探测器本身也被设计成可以至少持续工作数十年、能够在冥王…- 248
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CubeSat的概念
通常来说，建造并发射卫星都是耗资巨大的活动，只有政府或者资金雄厚的研究机构才有可能染指，普通人无缘参与其中。不过由加州州立理工大学以及斯坦福大学在上世纪90年代末提出的微型卫星CubeSat概念的提出在很大程度上改变了这一状况。CubeSat有多小？一般来说，它的标准体积单位恰好是1升，为边长10厘米的立方体（1U），其质量不超过1.33千克。由于结构简单体积小巧，其设计和建造难度也大大降低。Cu…- 176
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斯皮策15年的15大发现
Calla Cofield 译自NASA，2018年8月24日NASA的斯皮策空间望远镜已经在太空中度过了15个年头。为了庆祝斯皮策的15岁生日，这里重点介绍了它的15大发现。斯皮策于2003年8月25日发射进入环绕太阳的轨道。它在地球后方跟随地球前行，并与地球渐行渐远。斯皮策望远镜是NASA四大天文台中最后一架进入太空的。它原本的主要任务寿命是至少持续2.5年，现在的使用时间已经大大超出了预期。…- 120
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重审外太空边界的定义
地球大气与外太空的边界应该如何划分？至少在地球磁层之内，随着高度的增加，空气的密度只是逐渐降低的，所以这个问题并不是很容易回答。如今按照国际航空联合会所采纳的定义，位于地球大气热层顶部、高度100千米的卡门线（Kármán Line）被视作太空的边界。顾名思义，卡门线得名于著名的匈牙利裔美籍工程师Theodore von Kármán，他率先计算出了气动力学能够支持航空器飞行的最大高度。我们知道，…- 188
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TESS：寻觅万千行星
对于系外行星的搜索来说，NASA在2009年发射的开普勒空间望远镜可谓居功甚伟。9年来，它以上千颗被确认的系外行星外加更多的候选体，彻底革新了我们对异星世界的认识；更不要提的是它还发现了第一颗地球级行星、第一批位于宜居带内的超级地球，估算出了拥有宜居带类地行星的类太阳恒星比例，甚至记下了超新星的极早期光学激波突破以及爆发期间的完整光变行为。但是虽然开普勒已经取得了累累硕果，在2013年之后更是巧妙…- 147
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第一颗地球尺度的系外行星
Michele Johnson 译自NASA，2011年12月20日 加州莫菲特场讯——NASA的开普勒探测器发现了第一对太阳系以外环绕类太阳恒星运转的地球级行星。这两颗行星分别名为开普勒-20e与开普勒-20f，它们距离主星过近，并没有处在允许液态水存在于行星表面的宜居带之内，不过它们是迄今证实的环绕类太阳恒星运转的系外行星中最小的两颗。这一发现是朝向搜索类地行星终极目标迈进途中的另一个重要里程…- 129
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KSN 2011d的光学激波突破
专事系外行星搜索的开普勒空间望远镜捕获超新星KSN 2011d激波突破一事算是最近被炒得沸沸扬扬的一条新闻。其实这本来是一项很不错的新发现，只是到了各路大小门户的报道中实在有所变味。“首次观测”、“恒星爆炸画面”，各种耸人听闻的标题不一而足，被遗忘的唯独只有必要的定语：光学波段，或许还有超新星的种类。虽然有同学已经就此撰文解析了前因后果，自己还是忍不住写上一篇啊。何为激波突破（shock brea…- 192
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极紫外探测器：管中窥探宇宙
专门进行紫外波段的天文卫星数量不算太多，但也还是有过轨道天文台（OAO）2号与3号、国际紫外探测器（IUE）、星系演化探测器（GALEX）等若干成功的例子。这些卫星的研究目标是宇宙中最炽热活跃的天体，它们的辐射能有相当一部分是以紫外光的形式释放出的。不过最极端的极紫外波段却是个例外。由于星际介质对极紫外辐射普遍不透明，印象里没有哪颗卫星专事此方面的研究，就算是空间极紫外仪器，也都是以太阳（至少是太…- 334
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SOHO：守望太阳20年
中微子振荡是当前粒子物理研究的一个热门话题。自20世纪60年代末起，设在美国南达科他州霍姆斯塔克（Homestake）金矿井下的四氯化碳中微子探测器开始测量太阳中微子，并发现中微子实际流量只有理论值的三成左右，由此对太阳（以及所有恒星）的结构模型提出了严峻挑战。因为这些中微子据信是起源于太阳发生核聚变反应的中心区域的，而中微子流量与产能速率直接相关。观测上如此显著的中微子亏缺只能源自两种可能性——…- 237
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CALISTO：远红外空间望远镜的设想
由于大气中的水蒸汽会吸收来自天体的红外辐射，相当一部分重要的红外观测都是在太空中进行的。当前仍旧在工作中的斯皮策空间望远镜以及若干年后即将升空的詹姆斯·韦布空间望远镜都是红外空间天文观测的翘楚，它们的开发背景也正是为了回避大气的吸收。不过这些已有或即将入役的仪器重点大抵是中近红外观测，在波长大于25微米的远红外波段，它们的性能就要下降很多了。但是为了全面研究宇宙的演化和产星历史，远红外波段又是不得…- 117
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环绕拉格朗日点的轨道
在当代天体力学以及航天工程中，本人最不能理解的东西要数环绕拉格朗日平动点的轨道了。对于圆形限制性三体问题而言，拉格朗日点明明只是几个只具备数学意义但并无物理实体的点，但事实就是目前已有多架航天器环绕过或者正在环绕日地系统的这几个点运行。虽说自己的天体力学知识还仅限于本科所学的两门基础课程，要想深入探讨这类轨道还不够格，不过实例见得多了，还是忍不住考证一番相关背景，写上一篇简介。严格来说，当前这些航…- 250
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菲莱号着陆，新的里程碑！
按照预定计划，罗塞塔号彗星探测器搭载的菲莱号着陆器将于世界时11月12日16时，北京时间11月13日0时左右着陆，于是守在办公室观看直播。现在罗塞塔小组已经确认，探测器在世界时11月12日16:03着陆，跟预定间只相差1分钟，这是航天史上第一次实现彗星的软着陆，祝贺罗塞塔小组和ESA！也祝今后的任务顺利！一对照片，菲莱号跟母探测器分离后的互拍，之后就是数小时的自由落体运动了，想来都要冒一身冷汗。不…- 225
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形状记忆合金这种东西
顾名思义，形状记忆合金可以以某种方式“记住”定型时的形态。在随后的使用中，不论如何变形，在满足一定条件后，即可恢复原态。由于这种特殊的性质，记忆合金广泛用于航天、医疗、工业等领域。通常恢复原态的条件是加热到临界温度。比如下图这根金属丝，将其展平后，只消浇上热水，就可以恢复“I need you”的字样。本人在初中时在一个偶然机会下将这玩意搞到手，之后一直拿它当书签用，绝无变形的顾虑（呃，当然前提是…- 380
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帕克探测器：触及太阳
既然身居太阳的势力范围之内，太阳系中的大小天体都无法摆脱这颗中央恒星的影响。太阳的引力将周边天体束缚在各自的轨道上，它所发出的辐射又为行星和卫星提供了光和热。实际上，从某种意义上说，我们就是在太阳物质的包围之中生活的——从太阳表面流出的等离子体流（太阳风）足足延伸到了上百天文单位之外甚至更远处，一路塑造着空间天气的变化起伏，同时也改变着浸没其中的行星的周边环境，常年盘旋在地球（以及其他行星）南北磁…- 142
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费米LAT数据处理初体验·入门篇
费米伽玛射线望远镜的官方数据处理软件叫做Fermi Science Tools，最近得到机会尝了一下鲜，算是把LAT数据处理的整个过程摸索了一遍，于是将主要步骤和心得总结备考。由于内容较多，这次先介绍基本的数据处理步骤，至于比较麻烦的光谱分析则留给后文解决。其实跟HEAsoft比起来，Fermi Science Tools的整人程度要差得远，首先安装上就要简单快捷许多。先从这里下载当前的版本，解压…- 208
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