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Searching for Habitable Worlds with David Kipping

2024/8/27
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AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
D
David Kipping
G
Gabriel
N
Neil deGrasse Tyson
以主持《宇宙:时空之旅》和《星谈》等科学节目而闻名的美国天体物理学家和科学传播者。
Topics
Neil deGrasse Tyson和Chuck Nice对本期节目中涵盖的系外行星及其卫星研究的广泛性表示赞赏,并对未来研究方向表示期待。 David Kipping介绍了Cool Worlds Lab的研究工作,包括寻找系外卫星和系外行星周围的奇特现象,并通过YouTube频道分享科学知识。他详细阐述了利用JWST观测开普勒-167e行星寻找系外卫星的方法,以及目前探测系外卫星技术的局限性。他还讨论了未来更先进的望远镜(如可居住世界天文台HWO)将如何提供更多信息,并展望了对系外行星大气中分子进行探测的可能性,这将为寻找生命提供重要线索。 David Kipping还讨论了太阳系与其他太阳系的差异,以及通过恒星化学成分寻找太阳的“兄弟姐妹”恒星的可能性。他介绍了利用掩星法和径向速度法探测系外行星的方法,并解释了恒星自转速度及其变化的原因。他还谈到了下一代太空望远镜(如HWO)的目标和预期发现,以及这些望远镜的多功能性及其对不同天文学子领域的服务。

Deep Dive

Chapters
Neil deGrasse Tyson and Chuck Nice discuss the exciting field of exoplanet research with astronomer David Kipping. They explore how scientists use occultations and transits to detect exoplanets and their moons, the challenges of studying these distant worlds, and the potential of future telescopes like the Habitable Worlds Observatory.
  • Scientists use transits, where a planet passes in front of its star, to detect exoplanets.
  • The James Webb Space Telescope (JWST) is a crucial tool for studying exoplanets and their atmospheres.
  • Future telescopes, like the Habitable Worlds Observatory, will be able to take photos of exoplanets, allowing scientists to learn more about their surfaces and potential for life.

Shownotes Transcript

我们如何揭开遥远行星的秘密?尼尔·德格拉斯·泰森和喜剧演员查克·奈斯探讨了系外行星研究、系外卫星的最新发现,以及与天文学家、酷世界实验室负责人大卫·基平一起寻找我们太阳恒星托儿所的恒星。注意:StarTalk+赞助人可以在这里收听完整无广告的剧集:https://startalkmedia.com/show/searching-for-habitable-worlds-with-david-kipping/感谢我们本周的赞助人Micheal Morey、Kristoff Vidalis、Adir Buskila、Yanir Stein、Randombot38、James Komiensky、Richard Clark、Daniel Helwig、Kayleigh Sell和KENNY SMART对我们的支持。 </context> <raw_text>0 本期节目由Progressive赞助播出,Progressive为转换保险公司并节省费用的驾驶员平均节省近750美元。此外,汽车客户平均有资格获得七项折扣。现在访问Progressive.com报价,看看您是否可以节省费用。

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所以查克,我们对系外行星进行了全面的探讨。我们从行星到整个宇宙的组成部分都涉及到了。这就是本节目涵盖的内容。还有带有卫星的系外行星。是的。你知道,我们只是在想,它是一颗行星,但为什么不能有卫星呢?我们有卫星。也给他们一颗卫星。没错。所以人们对系外行星的卫星很感兴趣。是的。

是的。我们实际上可以……他们永远不会满足吗?这就是我想说的。就像,这什么时候结束?StarTalk上有很多系外行星即将出现。欢迎来到StarTalk。你在宇宙中的位置,科学和流行文化在这里碰撞。StarTalk现在开始。StarTalk,尼尔·德格拉斯·泰森,你的私人……

我和查克在一起。你好吗,伙计?嘿,发生了什么?还好吗?很好。谢谢。好。不错。不久前,你录制了一部喜剧特辑。

是的。但它还没有播出。我们必须把它卖出去。有人认识Netflix的任何人吗?我需要拿回我的钱。我跟你们说实话,伙计们。我本来想做那种,他们叫什么?众筹。GoFundMe。但我心想,好吧,不。听着,如果你相信自己,那就继续吧。拿出钱来。你会拿回来的。你有天赋。别担心。我应该众筹的。哦,你是在说你自己。不,但希望它很快就会出来。好吧。我们会关注的。所以今天又是另一个宇宙疑问。是的。

这是定制的。非常定制。这不是一个随便抓取的包。没错。主题是水世界。呃,水。

什么?我有点了解这个世界,但我还不够了解,无法做一个关于它的完整的宇宙疑问。所以我们搜遍了附近。是的。在街对面,有一所完整的大学叫哥伦比亚大学。是的。我在这里获得了博士学位。对。哥伦比亚大学。是的。它是纽约市的哈佛大学的罗格斯大学。什么?什么?

所以我们请来了哥伦比亚大学的天文学教授。是的。大卫·基平,欢迎。所有酷世界之首。我就是这里的男人。是的。感谢你们的邀请,伙计们。是的。所以你是酷世界实验室的负责人。既然你是一位科学家,而不是一个嬉皮士,我不得不相信“酷”这个词是

指温度而不是态度。这有点俏皮,是的。我们不是“酷炫世界”实验室。你应该这么命名。那将是惊人的。你应该把它命名为“酷炫世界”实验室。哦,伙计。你错过了这个机会。如果我们在标语上加上这个,预告片可能会有点棘手。检查我的温度,伙计。因为我的星球很酷。

或者很酷。我们下次世界可能很酷。“酷”是另一个词。你准备好这个了吗?酷世界。我和孩子们在一起。对不起,你抓到我了。我的经验是,任何说“我和孩子们在一起”的人都不和孩子们在一起。好吧,所以酷世界,在你的特定情况下,

指的是我们太阳系以外的世界,系外行星或系外行星卫星。任何系外的东西。系外环和系外特洛伊小行星。你可以把所有东西都放进去。系外彗星,你继续。好吧。那么,当你提到系外特洛伊小行星时,你的意思是?你看到了我。你看到了我做了什么。所以我只是想,我听说过恒星的诞生。我听说过。他们不使用特洛伊小行星的地方。是的。我喜欢特洛伊小行星。

但是特洛伊小行星就像……我们为什么要回到古希腊?是的,这是在木星周围。有一些被称为特洛伊小行星的额外小型天体,它们位于拉格朗日点。所以木星,当它绕轨道运行时,它在任一侧偏离轴线60度。有特洛伊小行星和希腊小行星,它们是这些小行星和小天体的集合。所以我们认为我们可以在其他恒星周围探测到它们。所以就会有系外特洛伊小行星。是的。在任何东西前面加上“系外”。

然后你就好了。在前面加上“系外”。在上面加一些“系外”。所以拉格朗日点是太阳和木星。

所以我想,那是L1、2、3、4。L3和4。对。我们对拉格朗日点做了一整件事。是的,我们做了。我们做了。是的。这就是为什么人们说当我像“对”或“好吧”这样说话时,他们认为我只是在附和。好吧。他们看起来像我一样,“哦,我知道这个。”但他们不明白的是,我们已经讨论过这些事情了。是的。正在发生的事情是它在我的记忆中浮现。我想,“对”。“好吧”。你应该获得荣誉博士学位。

一点也不。你快到了。我会给你找张证书。看,我害怕收到这个,因为他们会说,“哦,你应该知道的更多。”查克,你实际上应该比你目前知道的更多。这不可能是正确的。所以我们的太阳系是你思考和想象其他恒星系统中可能存在什么的模板。确实。可以说。是的,没错。好吧。有没有什么超级异常的太阳系?

发现的与我们自己的太阳系如此不同,以至于它真的会让人兴奋起来?或者大多数都只是遵循规律?我要替他回答。哦,所有都不同。真的吗?现在,你给出你的答案。我会说,你没有太偏离。是的,我会说大多数太阳系看起来

与我们自己的太阳系大相径庭。太神奇了。是的,你有双星系统,你知道,它们非常非常普遍。而且你看到的夜空中一半的恒星都是多星系统。仅此一点就使其不同寻常。即使拥有木星也是不同寻常的。只有10%的单星拥有类木行星。所以仅仅拥有一个,甚至在我们的太阳系中拥有两个木星就已经是相当不同寻常的了。两个木星将是木星和土星。是的。我要把土星也加进去,因为它的尺寸差不多。它的质量非常不同,但是……

大小大致相同。因为它是我……看到我这里的台灯了吗?哦。哦,你们看不到。对土星没有阴影。它很漂亮。我的台灯是我七年级在木工课上手工制作的……

它是一个环。它是由木头制成的。它是一个球和一个环。你按下环,环就会倾斜。它会打开灯。所以我和土星关系很久了。不要把它和木星混为一谈。他只少了一根手指。这就是你的开始。但是我也在我的笔记中写道,这里有一个关于这个的YouTube频道?是的。我有一个,是的,我的团队被称为哥伦比亚大学的酷世界实验室。我们是一个研究小组。我目前团队中有四名研究生。我们正在研究所有不同的项目,寻找系外卫星,寻找这些……

这些酷行星周围的奇怪现象。但与此同时,当我八年前第一次来到哥伦比亚大学时,我决定我想做的一件事也是谈论科学。你非常清楚在流行文化中这样做有多重要。所以我创建了一个小型YouTube频道。以为没有人会观看,但在疫情期间,许多人出于某种原因对天文学产生了兴趣。你以什么频率在那里发布相关内容?

通常每三周左右一次。我的意思是,我有一份全职工作做我的研究,所以我不能像我希望的那样经常发布。人们总是抱怨这一点,但是通过将一只脚放在研究上,另一只脚放在网站上,这可以使事情保持新鲜感。否则,你在这两者中都会变得陈旧。也许吧,是的。现在,你提到你有四名研究生。当有人夸耀他们有多少研究生时,这意味着实际上有很多工作需要完成。

他们会工作,因为他们需要获得学位。而你独自一人站在他们和他们的学位之间。这对于一个人来说权力太大了。哦,那太可怕了。巨大的权力。我们有证据表明这种安排之后还有生活。我们邀请过你的一位前学生作为StarTalk的嘉宾。那是谁?莫伊拉·麦克蒂尔。是的。莫伊拉·麦克蒂尔博士。她是我最早的博士生之一。顺便说一句,这位博士是承蒙我的恩惠,基平先生。

是的,这确实感觉是一种荣誉,你知道,帮助这些学生达到那个点。我的意思是,当我们真正开始进行博士论文答辩时,这不仅仅是我的决定,当然。实际上我应该闭嘴,让,你知道,其他人来决定。实际上有一个委员会会让你经历严峻的考验。他们不是在那里对你友好的。他们是在那里难为你。你越不容易被难倒,

你就会成为越好的科学家。我给了我所有的博士生,我想,一把光剑。所以我认为莫伊拉可能在她橱柜里藏着一把。以防万一。是的,用一把光剑授予她博士学位。不,不,但问题是,一把真正的剑会停在你的肩膀处,而一把光剑不会。

这只是一把玩具光剑。放松一下。不要让人们知道我们实际上有真正的光剑。你可以认出基平博士的所有学生,因为他们有非常明显的烧伤。从他们的肩膀一直延伸到他们的肚脐。无论如何都可以知道。所以告诉我,在我们进入我们的Patreon问题之前,

告诉我,你的一些挑战是什么?你所做的事情有多少是理论、建模或观测?你使用什么望远镜?你使用开普勒数据在宇宙中是否有最喜欢的点?什么在支持你的运作?说实话,这是一个包含各种各样东西的大包。我的意思是,我很高兴你没有问,你是一个理论家还是一个观测者?因为我真的不喜欢这样的标签。我有点觉得,如果你称自己为观测者,有人会去望远镜那里,

寻找天空中的不同物体,这会限制你的思维空间,对吧?所以现在你认为,好吧,我不能做那些艰深的理论工作,因为我是一个观测者,反之亦然。我尽量让我的脚尽可能地放在每个口袋里,以保持灵活。但我们目前感到兴奋的数据集当然是JWST,就像许多人一样。JWST触动了每个人。不是那种方式,而是好的方式。你没有那样想。你只是……

好吧。不过我喜欢。所以它是哪些物体的红外数据?我们计划在十月份进行的观测将是对一颗开普勒行星的观测,实际上被称为开普勒-167e。朗朗上口。为什么是开普勒?为什么是开普勒?开普勒非常擅长寻找酷世界,因为它非常耐心。所以它盯着相同的图案。开普勒已经去世400年了。

不是约翰内斯·开普勒。哦,谢谢。好吧。我们不应该考虑约翰内斯·开普勒,而是以他的名字命名的望远镜。就是这样。好吧。有一个望远镜。听着,我们有了一个媒介。看起来开普勒说,有这颗行星。好吧,继续。所以这颗行星是由开普勒任务发现的,我应该说,是美国宇航局的开普勒任务。

而且它显然是我发现的,很有趣。事实证明,这几乎是那里寻找系外卫星的最佳行星。系外卫星。系外卫星。它是一颗类木行星。它的质量与木星在1%以内相同,半径在5%以内相同,平衡温度相同,如果你愿意的话,它的寒冷程度与木星相同。它在一个类似的系统中,一个多行星系统。一切都像砰砰砰一样。一切看起来都像木星。而木星本身就有数十亿颗卫星。所以这里的情况也可能是这样。

我可以问一个可能很愚蠢的问题吗?我只是想在这里强调一下,你即将使用一个建立在前一个望远镜进展基础上的望远镜取得进展。没错。所以人们并不是从虚空中提取东西。

我们都站在我们之前的硬件的肩膀上。哦,是的。太神奇了。我正处于一个……你知道,这是一个为我个人寻找这些系外卫星的12年旅程的终点。所以我们还在等待。我们希望这是唯一的一个。所以这是我关于系外卫星的问题。所以现在当你观察这颗行星时,它很容易,因为你正在寻找它凌日。是的。现在,如果这就是你寻找行星的方式。这就是开普勒的工作方式。

如果开普勒发现了所有这些。凌日,日食在前面。你在寻找从行星上反射的光,让卫星凌日吗?或者你在寻找卫星本身也凌日吗?是什么样的光线阻挡让你知道这确实是一颗卫星?翻译一下,你到底是怎么探测到的?简短的答案是选项二。

你已经说出来了。我们寻找的是卫星在恒星前面的阴影。所以如果行星,它实际上是一个阻挡星光的阴影,这给了我们星光中的这个下降。如果那里有卫星,它要么滞后,要么在后面,所以我们会看到星光中这个小的额外下降。哦。就是这样。所以我们看到了两次下降。一次巨大的下降是由于行星造成的,然后我们放大数据,并希望看到一个微小的……

由于卫星造成的微小下降。或者甚至是多个。当然,可能是多次下降。是的,但是等等。好吧,你在酷世界实验室。

但你在这里得到的只是一个酷炫的影子。是的,对。我现在感觉就像柏拉图的洞穴。你对造成这个阴影的物体一无所知。不,这是一种有限的技术。我的意思是,我们从中得到的是物体的尺寸。我们无法弄清楚它离它的行星有多远。它的一些长轴。也许我们可以弄清楚一些其他的东西,例如它的轨道周期、它的倾角。所以只是最基本的东西。最基本的东西。对我来说,那还不是一个世界。不。一个世界是……

表面上发生了什么?是的,但我们会到达那里的。我的意思是,我们希望建造像宜居世界天文台(HWO)这样的望远镜,有一天可能会改名为其他名称,也许像卡尔·萨根天文台之类的。听起来不错。那可能会很有趣。让我告诉你一些事情,这将比宜居世界获得更多关注。是的,是的,是的。我不喜欢这个名字。宜居世界。我几乎说不出来“宜居”,所以我不想把它放在标题上。但是这个望远镜有一天会拍摄到人们的照片

的植物。然后我们真的会了解它的颜色、它的大气层,甚至是一些表面特性。我们会到达那里的,但这都是循序渐进的。你知道,你不能直接跳到最后。而且你将无法看到恐龙在上面行走。不,不。你需要一个比太阳更大的望远镜才有机会看到。是的。

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不。

我是尼古拉斯·科斯特拉,我是StarTalk在Patreon上的自豪支持者。这是尼尔·德格拉斯·泰森主持的StarTalk。

好吧,我很惊讶我们能够在这个非常定制的主题上征集问题。我们有很多。酷世界。我的意思是,有很多。所以让我们转向其他方面。人们喜欢你。人们真的喜欢酷世界。他们真的喜欢。也许他们也可能是你YouTube频道的粉丝。可能有一两个,但没有。不要妄自菲薄,大卫。不要低估这一点。不要妄自菲薄。好吧。开始了。你好,泰森博士、基平博士和奈斯大人。我是来自印度卡卡纳达的塞伊。

查克,我认为这次我们可以测试一下你对城镇名称的发音。真的吗?别那样做。这些人,发生了什么事?他们试图把你拉进来,查克。我知道。试图帮助你。我对基平博士的问题是,在你的研究中,你使用了掩星的概念来探测系外卫星和行星。你能给我们描绘一下它是如何工作的吗?根据你的说法,这些是最重要的宇宙面包屑吗?

20世纪有一位著名天文学家亨利·诺里斯·罗素。他曾经说过,日食是通往成功的皇家之路。

有趣。我喜欢这个引用。它只是向你展示了日食是如何像捷径一样。它们让我们看到了一些目前技术还无法看到的东西。就像我们不应该有能力了解5000颗系外行星,因为我们几乎无法拍摄附近行星的图像。这仍然是我们正在努力做的事情。但是使用这个技巧来观察一颗行星经过一颗恒星前面,它给了我们一个额外的窗口。它只在某些情况下有效。你必须有恰当的排列。你必须幸运。

当你得到那种幸运的偶然排列时,它会给你这种独特的能力来探测所有这些额外的东西,例如周期、半长轴、行星的大小。所以这是我们第一次看到这些东西。需要明确的是,你只看到那些恰好与你的视野边缘对齐的系统。或者几乎边缘对齐。让我用否定句来说。其他系统都不会给你这些日食。

这些凌日现象。所以它们没有被讨论、没有被识别、没有被编目。目前是这样。

我们总有一天会得到它们的。看看那个。当然,我们可以使用其他方法获得其中的一些。例如,径向速度法也取得了很大的成功。不如凌日法成功,但它已经发现了数百颗行星。现在你必须告诉我们径向速度法是什么。好吧,这是恒星的摆动。所以正如你看到的,如果你观察一颗恒星的光,并且你看到它稍微蓝移了一点,然后周期性地红移,这告诉你它正在来回移动。当它蓝移时,它正在向你靠近,红移时正在远离你。就像救护车的警报器在街上行驶一样。哦,多么美好的事情。

我喜欢这个图景。是的,你听到音调变化了。当我们听到音调变化,或者真正看到恒星光颜色中的音调变化时,这告诉我们某些东西在引力上正在牵引那个物体,这就是我们如何间接推断行星的方式。所以你不需要……

精确的排列,尽管如果它完全偏离90度,我们将看不到任何东西,因为那时恒星会这样做,它会在平面上摆动,所以我们不会有任何蓝移或红移可以观察。它不会向你靠近或远离你。是的,是的,没错。但大多数情况下我们仍然可以做到。我认为对我们有利的是,因为我做了这个计算,现在是30,

30年前。我最近没有做过,但我不知道为什么数学会随着时间的推移而改变。但是如果你这样做,如果你对这个进行数学计算,你从统计学上来说更有可能发现边缘对齐的系统而不是正面对齐的系统。大卫看着你,就像,作为你的同行,我必须审查一下。

好吧。你还有什么?开始了。好吧。这是丽莎·科顿。她说,亲爱的泰森博士、大卫和奈斯大人,问候。我是来自佛蒙特州北英雄的丽莎。我是StarTalk和酷世界的粉丝。我喜欢在YouTube上观看这两个节目。我最近一直在思考的一件事是我们的恒星太阳的诞生。

太阳。似乎有很多关于太阳死亡的讨论。我想知道的是,我们的太阳是在恒星托儿所诞生的吗?

如果是这样,我们是否知道它在哪里,或者能够预测它在银河系中可能来自哪里?非常感谢。并继续努力。哦,我们喜欢这个。我们在那儿有很棒的粉丝。是的,这是一个非常有趣的问题。我知道我的许多同事甚至在哥伦比亚大学都在认真思考这个问题。所以……

你知道,当然,太阳一定是诞生的,我们认为是在恒星托儿所,所以肯定会有兄弟姐妹与我们一起从那个巨大的分子云中诞生,那个分子云坍塌并分裂,形成了所有这些小型恒星,我们不知道确切的数量,但可能有很多这样的恒星,问题是它们在数十亿年里发生了什么变化,这个

恒星会分散。它们会朝略微不同的方向移动,特别是由于来自星系的潮汐力,它们会被拉开,并且在这个时候可能基本上是失散多年的兄弟姐妹,分散在半个星系甚至更多的地方。而太阳,鉴于它的年龄和速度,它已经绕中心运行了20次。

因此,如果它周围有 20 个完整的家族,考虑到你刚才所说的所有可能发生的事情,你的兄弟姐妹早就消失了。但他们应该在那里。所以一个有趣的问题是……伙计们,我们聚在一起。是的,我们想举行一次团聚。你们从来不保持联系。给我 Zoom。我们下次再做。至少在发现它们的意义上,通过观察这些恒星的化学成分,家庭团聚是有可能的。因此,人们正在积极努力……

测量详细的化学成分,你可以想到的每一种元素在这些恒星中的丰度,并将其与我们太阳的丰度进行比较。这些兄弟姐妹恒星不仅应该具有相同的年龄,而且还应该具有相同的化学成分。所以一颗不太远的星云仍然会有所有这些元素,但彼此之间的数量并不完全相同。是的。这就像一个指纹。是的,完全正确。所以应该有一个独特的……

化学指纹。我们有人在寻找让家人团聚。太酷了。让乐队重组。我不知道最新的情况,但我了解到许多天文学家正在努力寻找它们。我认为当它们被发现时,我们可能会听到重大新闻。让我用另一种方式重述这个问题,因为我们看不到太阳的诞生。它,

发生在我们的过去,但我们看到其他恒星的诞生。没有人制作录像带,不像那些试图向你展示他们录像带的人那样让你不安。那么,现在我们可以看到恒星诞生后,我们能获得多少洞察力呢?

以及它们的行星。我们从这些其他系统中获得的这些洞察力,我们又带回了我们的系统中多少?我们发现了一些惊人的事情。我的意思是,从直接成像中得到的一件事,实际上是拍摄这些正在形成行星的年轻行星系统的照片。当场抓获。对。我的意思是,它们非常年轻,只有数亿年的历史或更短。在宇宙尺度上,这很年轻。关于这些非常惊人的一件事是,我们看到,我前面提到过木星很少见,但这在成熟的系统中是这样。在这些年轻的系统中,我们确实发现了许多木星。

奇怪的是,它们离那颗恒星非常非常远。它们大约有数百个天文单位。所以天文单位是地球绕太阳运行的轨道。天文单位。是的。木星是 5 个天文单位。土星,我认为是 10 个天文单位。所以这些东西是它的 10 倍多。这有点像我们谈论寻找第九行星的距离。第九行星。

第九行星是假设的,计划太阳系。非常非常遥远。我们经常发现木星在这么远的地方。而且它们非常巨大。它们实际上接近于褐矮星,褐矮星大约是木星质量的 10 到 20 倍。这是一个谜。你知道,也许太阳系也形成了这样的行星。

但它们不知何故消失了。因为这些东西太遥远了,以至于它们的引力可能很弱,会被剥夺。并且有一个积极的……它们将是,我们称它们为什么?流浪行星?流浪世界。流浪世界。是的,自由漂浮的行星。最近发现了一种叫做巨无霸的东西,这很有趣。这些是木星……这是一个首字母缩略词。木星,双星……

我认为是木星双星质量天体。所以这些是两个木星,而且它们是自由漂浮的。所以不仅仅是一个木星独自在太空中闲逛,而是两个木星彼此围绕运行。我们可以理解一个木星如何被踢出它的太阳系,但是……

你怎么会以两个彼此结合的方式结束呢?它们就在那里,而且它们在一起。是的,太奇怪了。我们不明白这些。这些被称为巨无霸。这些是巨无霸。这对被称为巨无霸。最近由 JWST 在猎户座星云中发现。如果它们做了愚蠢的事情,我们称之为笨蛋。像这样。哦。

哦,这是一个好问题。为你点赞。好吧。看看你正在浏览的所有这些问题。哦,我告诉你,这简直令人难以置信。这些人,我们有很棒的听众。我能说的就这些了。这是加布里埃尔,加布里埃尔说,你好,各位恒星卫星骑行者。来自冲绳的加布里埃尔。不错。我们发现的旋转速度最快的超新星前恒星是什么?假设情况下,最快的恒星可能有多快?

这种旋转如何影响恒星的大气层、聚变和生命周期?谢谢你们,爱你们。哦。是的。这些问题是

它们是。这里有激光聚焦的问题。是的,所以恒星都在旋转。太阳正在旋转。我认为它的自转周期大约是每 27 天一次,诸如此类。这并不罕见。许多恒星都有类似的自转周期,但它们会随着时间的推移改变自转速度。所以它们实际上倾向于减速。所以,如果我们回到过去,当太阳还年轻的时候,它可能旋转得快得多。

可能可以说接近其解体速度。所以有一个叫做解体速度的特定速度,在这种速度下,向外的离心力与向内的引力相当。这会破坏任何关系,你知道吗?是的,你不想在一个关系中旋转得太快。所以恒星在非常年轻的时候,可能具有这些极端的旋转速度。

我实际上是从你在自然历史博物馆的同事那里了解到的,在我的播客和酷世界播客上——酷世界有播客吗?我们有。你不仅有一个实验室,还有一个 YouTube 频道和一个播客?是的,我只是插入了这个广告。好的,非常好。你看到我做了什么吗?非常好。所以我们邀请了杰基·法蒂参加我的播客。杰基·法蒂,是的。她告诉我,一些褐矮星正在旋转——

也接近这种解体速度。它们似乎具有几小时数量级的旋转周期,这你知道,非常快。它们基本上几乎是恒星。它们只是低于恒星的质量。所以……

她不喜欢“失败的恒星”这个词,所以我不会重复它。这正是我说它的原因。这些是她感兴趣的天体。失败的恒星。我开玩笑的。这很有趣。为什么这些褐矮星,在许多情况下可能相当古老,仍然保持着它们的旋转,而太阳却失去了大部分旋转?我们认为这可能是由于一种叫做磁制动的效应。

制动。所以太阳有这个强大的磁场,并且从这个磁场中,它沿着这些磁力线加速离子和粒子,并且它们基本上会被某种方式喷射出太阳系。一旦它们离开了日球层并远离太阳系,它们基本上就会与这些磁力线分离,然后它们就会带走所谓的角动量,基本上是太阳的自旋能量。所以太阳基本上是通过抛出东西,我的意思是想象一下你坐在旋转木马上

并且你旋转得非常快,如果你开始朝与你的旋转方向相反的方向抛出东西,你可以减慢自己的速度。它做的差不多就是这件事。所以随着时间的推移,这些恒星会减速,我们实际上甚至可以使用这种效应。你称之为磁制动。磁制动。再次……与电子霹雳舞制动相反。

这是今年奥运会的项目。是的,是的。我们有一整集关于霹雳舞的节目。是的,我们有。关于霹雳舞的。所以这是一个很酷的效应。是的,我要说的是露丝·安格斯,她也在博物馆。自然历史博物馆里还有另一个博物馆。是的,你们拥有超级巨星。天体物理学系。我们有一些优秀的人才。优秀的人才。她一直在展示你可以用它来确定恒星的年龄。所以你实际上可以使用速度来计算恒星的年龄。来确定它们的年龄。是的。是的。这叫做陀螺年代学。太棒了。陀螺年代学。是的。

还有什么?好吧,我们开始吧。这是扎克·梅蒂,或者梅蒂,不,梅蒂,梅蒂,他说,早上好或下午好,泰森博士,基平博士和查克大人。我的名字是扎克·梅蒂,来自宾夕法尼亚州赫米塔奇这个无聊的小镇。别贬低你自己的城镇,伙计。因为你是费城人。我来自费城。最初。你来自宾夕法尼亚州。是的。好吧。他说,我的问题是,

自从我们在轨道上将哈勃太空望远镜升级到詹姆斯·韦伯太空望远镜以来,我们最终还会再次升级吗?如果我们这样做,新望远镜的目标是什么,以及我们对它的期望是什么

或发现。我喜欢这样的人,他们从不满足于你所拥有的任何东西。他就像,为你点赞。我继续下一个。你最近为我做了什么?我完成了 J。下一个是什么?我完成了这个。你最近为我做了什么?你最近为我做了什么?下一个是什么,伙计?我明白了。我明白了。我们总是想看下一部电影的预告片。

续集,对吧?就是这样。所以人们现在正在非常努力地考虑这个问题。而且似乎很多人都在围绕某种直接成像任务的想法达成一致。所以我们想真正拍摄这些遥远系外行星的照片。人们目前正在关注的主要候选者被称为宜居世界天文台,HWO。而且

它可能会改名。我们会看到的。我目前不太喜欢这个名字。但它可能会改名。计划是建造一个大约 6 米的东西,这是十年期调查推荐的。每 10 年,天文学家们都会聚在一起,他们都会提出自己的想法,并试图就他们认为最好的想法达成一致。这就是为什么你很少看到我们互相争论应该资助什么的原因。我们经历了一个非常复杂的过程,我们中最值得信赖的人……

被关在一个房间里,直到他们就……六名天文学家进入。一名天文学家离开。这是资助的雷霆竞技场真人秀。说到十年期调查,宜居世界天文台是否出现在其中一个调查中?

是的,它是最近十年的首要推荐。在最近的一次中。JWST 将出现在之前的调查中。所以它们正在进入……以及之前的哈勃。在真正的事情发生之前的一二十年。所以任何想偷听我们想法的人,这就是你的做法。不过我有点喜欢这样,因为你每次都在放大。

所以每次迭代都是对外面情况的更仔细观察。所以在进展方面,这很有意义。顺便说一下,这就是我们所说的旗舰任务。所以美国宇航局总是有这样一项顶峰任务。旗舰意味着昂贵。是的,价格标签最大的那一个。没错。就这样插入吧。太搞笑了。JWST,因为它位于红外线,并且因为它被设计成能够观测星系的诞生……

在早期宇宙中发射紫外线,然后在今天的史诗中红移到红外线。但是红外线还可以让你看到气云内部。因此,JWST 正在为早期宇宙天体物理学家服务,同时也正在观察我们眼前的气云。我问你,JWST 为许多天体物理学分支服务。

那些在研究项目中否则永远不会互相交谈的人。下一代旗舰任务是否也为那些研究大尺度宇宙的人服务?或者只是你那些研究……

世界的人。我认为我们会看到的,但很明显,主要重点是成像系外行星,但这同时也意味着它具有惊人的能力,例如,对太阳系中的物体进行成像。这取决于你是否将其称为一个单独的领域,但行星科学家和系外行星科学家实际上倾向于不太互相交谈。关于

最重要的是,它有望具有紫外线能力。当你转向紫外线而不是红外线时,这让你可以进入高能宇宙。是的,是的。就像黑洞之类的东西。是的,很好。所以我认为从这个意义上说,它将是……我很高兴听到这一点,因为 JWST 最棒的事情之一就是因为它有多少不同的分支……

它服务于天体物理学中的多少个子领域。正确。是的。哈勃也是如此。是的。我们想要这个,我们想要,你要把这种价格标签的任务放到那里,你想要整个社区的支持。所以你不能只针对一个目标。数十亿美元的价格标签。但较小的任务是多少?只是……

哦,也许 1 亿美元。1 亿美元,是的。哦,我的上帝。这是贝佐斯实际上可以自己做的事情。为此开一张午餐支票。我们为什么要等待委员会?杰夫,我们需要一些钱。那将是很好的。顺便说一句,他喜欢低音。是的,没错。好的。

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FBOT 与其他天体或一个特定的天体 AT 如此不同?首先,它需要一个不同的名字。好的。是的,因为这听起来像一个 90 年代的男孩乐队。是的,这是一个……LFBOT,伙计,怎么了?是我,来自 LFBOT 的吉米,女孩们。好的,继续。我从未听说过这些。你了解它们吗?老实说,我对这种特定现象不太了解。但我认为这是一个类似的例子,例如快速射电暴,其中有

这些非常奇怪的观测结果,我们仍然没有很好的解释。我认为这只是一个很好的例子,我想说的是,宇宙中仍然有大量的事情是天文学家不同意到底发生了什么。这就是它的魅力所在。是的。每一次新的……

观测结果都会让我们意识到更多这些神秘的事情。这非常具有启发意义。我喜欢这一点。对,对。是的。因为你会看到你以前从未见过的东西——你甚至不知道。你甚至不知道。你甚至不知道。你甚至不知道。你甚至不知道。对。毫无疑问,还会有新的问题。没错。好吧。太酷了。太酷了。继续。理查德·哈特说,你好,各位天文探险家。来自加利福尼亚州埃尔克格罗夫的理查德。我的儿子凯文·哈特——

什么?对不起。我不知道为什么这让我发笑。他的名字是理查德·哈特。他的儿子是凯文。是的,为什么不呢?我的儿子凯文·哈特想知道为什么我们是由星尘构成的,好吗?恒星中产生了哪些元素?我的女儿也想知道,她的名字是凯琳,所有卫星的核心是否都被冻结了,这意味着它们是否有一颗冰冷的心?

哦,卡里姆。答案是肯定的,他们讨厌你。不,我在开玩笑。我在开玩笑。对不起。好的,那么为什么我们是由星尘构成的呢?让我先说明一下。你正在寻找的这些酷世界,

我可以推测,部分动机是可能存在你可能会发现生命的地方吗?哦,是的,当然。这是我们感兴趣的主要原因之一。否则,它只是那里一个物体。好的,那么你非常关心生命的成分。正确。以及对它的搜索,是的。所以……

我会这样说。制造重金属,我们所说的重金属,你体内、行星体内的重原子,并没有多少方法。恒星是宇宙创造这些东西的主要制造方法。为什么我们是星尘,因为基本上没有其他方法可以在没有恒星的情况下制造你房间和你身体里的东西,所有这些都在这些恒星的核心内制造。哦。太棒了。但这有点逃避现实。为什么?因为他正在说……

当然你是由恒星构成的。我们不可能由其他东西构成。我的意思是,这是一个答案,但是……这取决于你对“为什么”的理解。我的意思是,这就是我如何解释“为什么”这个问题的。但如果你想知道“如何”,那是一个不同的问题。也许这就是你在想的事情。我认为这就是这里的脱节之处。因为我要说……我正在解释“如何”,你正在解释“为什么”。没错。因为我要说,如果宇宙中的所有物质都在恒星中,那么我们只能由这些物质构成。是的。但是……

这些物质是如何从恒星进入我们的身体的?这是一个不同的问题。明白了。因为如果所有物质都留在恒星中,那将是一个无聊的宇宙。对。什么也没有发生。明白了。好的。非常好。

非常好。好吧。因此,你关心所有相同的成分都在你的酷世界中。绝对的。是的,我的意思是,我们希望能够探测到系外行星大气层中的这些分子,这将是我们对这些行星中复杂化学和生命潜力的第一个暗示。就是这样。我们不知道所有卫星的核心都被冻结了,因为我们只知道我们太阳系中的卫星。宇宙其他地方的卫星呢?然后你还有像木卫一这样的卫星,由于引力以及

来自木星周围的潮汐场,正被积极地挤压和压扁,没错。因此,由于正在发生的潮汐变形,木卫一显然也不会有冰冷的核心。而且我们知道它肯定有火山活动,所以它在地表下一定有一些岩浆层。但如果任何卫星有冰冷的核心

来自更大的东西,它的中间不会变热吗?所以一切不都会……但随着时间的推移,它会冷却下来。它可能会冷却成只是一块漂浮和冻结的岩石,仅此而已。但你说大多数东西都会有温暖的核心,也许吧。哦。也许吧。所以一切就像一块半熟牛排。对,我认为是这样。它有一个温暖的粉红色中心。但如果足够长的时间,一切都会冻结。好吧,就是这样。哦,哦。就是这样。

对。足够长的时间。谢谢你为我带来这张非常凄凉的专辑。这就是我在这里的目的。世界不会以火结束,而是以冰结束。哦,天哪。查克,还有一个问题。好吧。我们开始吧。他说,这是安德鲁·O。你好,T 博士,K 博士和查克。好的。我们只知道你是查克大人。是的,没错。但我喜欢它。他说,行星具有非典型旋转的频率是多少?

它们总是发生——非典型,不像典型?就像不——对,非典型。它们总是由于外力而发生吗?并且发生在其他天体上?我们是否观察到一颗行星的旋转方式与天王星一样奇特?

但在相反的方向。哦,也许他们也在指轨道。对。有了这个旋转和公转。公转和自转。公转和自转。对,反向旋转和反向公转。如果它们存在,它们应该会出现在你的数据中。是的。

是的,就轨道而言,是的,我们可以测量它。我们可以判断它是否在绕着它的恒星向后运行。有些情况是。我们使用这种叫做罗斯塔玛格洛肯效应的效应,它基本上观察的是当行星经过恒星前面时,恒星表面的斑块的红移和蓝移。使用这种效应,你可以通过观察这些微小的位移来判断行星在恒星表面上的运行方向。这很酷。我们已经看到一些行星向后运行。天体物理学家是不是很聪明?我必须告诉你,伙计。我们拥有有史以来最聪明的人。

只使用光。我不断地被它所震撼,就像——而且他不能出去操纵它。不。他不能把它放在培养皿里。不。他不能只是把它倾斜到另一个方向。不。他必须坐在那里等待光线。无论光线的数据是什么,就是这样。伙计。你知道什么让我震惊吗?我看着这个,我想,你们是有史以来最足智多谋的人。

或者你们只是在编造这些东西。这感觉有点像福尔摩斯,这是我喜欢的一个比喻。很好。我们有这些线索,我们必须认真思考如何解开正在发生的事情。所以,你知道,关于旋转方面

轨道,我们可以得到它。就实际行星自转而言的旋转,我们无法测量它。我认为只测量了一颗行星,那就是绘架座β星 B,这是一颗直接成像的行星。在这种情况下,它看起来很正常,但这是我们拥有的唯一例子。所以它实际上是我们正在努力利用这些未来新望远镜来测量的东西。

测量。绘架座β星 B。所以β是希腊字母顺序的字母星。对于许多星座来说,它的字母顺序是从最亮到最暗。所以会有绘架座α星,然后绘架座β星表面上是第二亮的恒星。所以绘架座是绘架的属格形式,绘架是一个画家

画家的画架。这是一个星座,一个画家的画架。然后你的常规字母,你的罗马字母是什么?B。B,小写 b。是的。而且……这是发现的第一颗行星。围绕它发现的第一颗行星。而 A 你给恒星本身。好的。那么谁拥有最多的行星?

那将是鲍勃·罗斯星座。位于绘架座的前面。我认为纪录是 TRAPPIST-1,这是一个非常著名的恒星系统,拥有七颗行星,有时被称为七个矮人。它们都是如此小的岩石行星。好的。我认为还有一颗恒星已经发现了八颗行星,但这只是我们所知道的。好的。肯定还有更多。你知道什么会成为头条新闻吗?如果他发现一颗拥有九颗行星的恒星,冥王星的支持者们将再次崛起。是的。我们想让他们保持平静。是的。

太疯狂了。让我简要地反思一下,然后我们就结束吧,好吗?所以每一代望远镜,我们都在试图回答我们提出的问题。但你知道会发生什么吗?这些问题和我们试图回答它们的方式将我们带到了该望远镜所能提供的极限。

这些是关于可以发现什么科学以及可能需要什么新的工具和技术来发现它的下一层创造性思维的种子。在任何特定时刻,我们都有聪明的人和伟大的技术来试图弄清楚这个世界是如何运作的。但总会有一个技术只能带你走这么远的时候。

也许你有一些问题,但仍然没有得到解答,因为你正在等待下一代技术来实现你的目标。也许你正在等待的不仅仅是这些。也许你正在等待下一代思想家,你所培训的学生将接替你,继续你开始提出的问题。或者更好的是,也许有了新技术、新科学、新的思维方式,

你会问一些你甚至不知道该如何提出的问题。因此,当我想到戴维·基平利用詹姆斯·韦伯太空望远镜所做的努力时,他有一些问题是以前的技术无法解答的。他尝试过,但无法解答。现在,答案纷至沓来。但接下来会发生什么?他看到的事情正处于这项技术所能提供的极限边缘。

现在他正在展望未来。是否还有其他类型的望远镜能够解决这些未解之谜?也许那会带我到达那里。你退后一步,观察这个过程,你会说,这就是科学的工作方式。一个想法建立在另一个想法之上。一项技术超越了之前的技术,使你能够解答你提出的问题,并提出你从未想过要问的问题。我不会以任何其他方式去做。这是一种宇宙视角。

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