火星发出奇怪嗡嗡声，回事？
【菜科解读】
图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
当地时间3月4日，NASA发布了一张非常难得的火星图片——由好奇号火星车拍摄，总像素达到18亿！这是一张火星地表高清全景图，合成全景图的所有照片拍摄于2019年11月24日至12月1日期间，共包含约1200张独立照片，是迄今为止拍到的最高分辨率火星图景！
（滑动下图可查看高清图细节）
图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
太宏伟了，太细致了，
好奇号看到了无比高清的火星细节，
但另一方面洞察号也没闲着，
好奇号靠看，洞察号靠听——
就在不久前，
洞察号听到火星内部发出了奇怪的嗡嗡声。
这张插图描绘的是洞察号探测器在火星表面上工作的情形。
从中可以看到地震仪和深入到地下的感应探针。
插图：NASA/JPL-CALTECH
美国宇航局的洞察号着陆器已经在火星上蹲守了一年多。
最近，科学家分析它的数据后发现，火星上除了会发生较大震级的火星震，还有一种持续不断的神秘嗡嗡声，这种声音究竟是什么？科学家们提出了多种猜想。
奇异的嗡嗡
洞察号的一个主要目标就是
测量火星上的地震活动。
2019年4月6日，洞察号首次探测到
使整个火星都隆隆作响的火星震，
至今已监测到450多次火星震。
洞察号的设计目的是探察火星的内部结构。
在该探测器的诸多仪器里，有一台极为敏感的地震仪（图片中心），一直在监测火星的每次颤动。
图源：NASA/JPL-CALTECH
地球震成因来自地质板块缓慢移动
但火星上并没有全球性板块。
那火星为什么会火星震呢？
洞察号抓取地震仪SEIS示意图
（图片cnbs.com）
洞察号发现的2次特别的震动，
让科学家们距离答案更近了一步——
这两次震动响亮而清晰，
震级在3到4级之间，
研究人员因此追踪到了其震源：
由许多深沟组成的科柏洛斯槽沟。
（※科柏洛斯槽沟（Cerberus Fossae）是火星上数条狭长的裂隙，宽数百米，总长超过一千公里，位于埃律西昂山东南方,曾发生多次大规模的熔岩喷发与洪水释出，年代属于年轻的晚亚马逊纪）
洞察号在火星赤道附近的埃律西昂平原着陆。
#p#分页标题#e#制图：MATTHEW W. CHWASTYK, NGM STAFF. SOURCE: BRUCE BANERDT, NASA.
欧洲航天局的火星快车号于2018年1月拍下了这张照片：在布满坑洞的火星表面，有几条深深的裂缝。
这些裂缝位于火星赤道附近，属于科柏洛斯槽沟系统。
供图：ESA
大量岩浆和洪水曾从这些裂缝涌出地面，
地下深处可能至今仍然涌动着一些流体。
如此一来，一汪汪岩浆冷却收缩，
或者熔岩或水在地表下运动，
可能产生了这两次火星震。
科柏洛斯槽沟断裂带穿过早已存在的山丘和坑洞，说明这个系统相对较年轻。
科学家认为，它形成于大约1000万年前。
科学家利用火星快车号探测器上立体相机的数据，生成了这个角度的照片。
供图：ESA, DLR, FU BERLIN
但是……说这么多，
实际上科学家还不十分确定
这些火星震都是从何而来。
永不休止的火星之歌
洞察号监测到背景中
一直有个持续嗡响的地震信号。
地球上有许多稳定的背景嗡响，
比如最常见的来自于海洋的翻腾
以及海浪对海岸的冲击。
摄影：PIERRE CARREAU
只不过火星上的嗡响频率高达2.4赫兹，
地球上最常见天然声音只有1赫兹以下。
分析表明，
火星上的嗡响与呼啸的风并无关联，
并且似乎会随着遥远火震的发生而加强。
科学家猜想火星的嗡响
与洞察号下方地质情况有关，
它可能会放大特定的音调。
所在撞击坑中的灰尘和砂子，
因而可能会因震动而产生环形？
洞察号探测器在火星着陆后的情形。
插图：LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH
然而这种猜想很快被推翻了。
洞察号周围根本不存在这种结构，
一方面是因为风太大，
另一方面是因为这个撞击坑盆地似乎太小，
不足以产生那种圆环。
科学家又猜想——
嗡响和震动，
可能来自于两个单独的来源。
洞察号本身也可能产生共振
2014年夏季，火星机遇号探测器的全景照相机拍摄到的奋进陨石坑西缘景象。
摄影：NASA、JPL、HiRise
愈加清晰的磁场图景
除了听到了不明来源的嗡嗡声，
洞察号对火星的磁场也有出乎意料的发现：
它发回的最新数据显示：
着陆器周围的磁场，
比之前卫星预测的要强10倍。
磁场有什么用呢？
拿咱们地球举个例子，
磁场关系到我们的生死存亡。
图为夏威夷基拉韦厄火山的熔岩，在流入海洋之前会旋转。
摄影：CHRIS JOHNS
驱动地球磁场的是地质发电机，
这股核心之力位于我们脚下2900公里处，
地球融化的铁核心被稳定地搅动起来。
而搅动就产生一个全球性的磁场，
包围着我们的地球，
保护它免受太阳的辐射。
火星曾经也有一个类似的发动机，
但几十亿年前就已停机，
没有了磁场的保护，
#p#分页标题#e#致使太阳风剥去了火星曾经厚厚的大气层。
火星的清晨。
此时，大气尘埃或霾非常少，可以看得很远。
供图：NASA/JPL-CALTECH/MSSS
供图：NASA/JPL/MALIN SPACE SCIENCE SYSTEMS
如今，火星仅剩下微弱的磁场，
以磁性矿物的形式存在于星球的岩石中，
火星磁场也就成了单块磁场的拼接。
尽管此次只测量到一个单点数据，
但这一信息可能有助于解开
火星以前地质发动机的强度之谜。
反过来又能解答火星
何时、为何从一个温暖湿润的星球
变成了一个又干又冷的天体。
假想图：美国宇航局的洞察号火星着陆器钻探红色星球。
JASON TREAT, NGM STAFF. ART: TOMÁŠ MÜLLER. SOURCE: BRUCE BANERDT, NASA
新研究或许还提供了
一条关于火星地质发动机年龄的线索。
研究人员追踪到地下几千米处的一个岩层，
据估测，
该岩层已有39亿年历史，
比科学家推测火星地质发动机熄火时间
晚了大约2亿年。
火星夏普山上的第一个钻孔，只有不到2.5厘米宽，岩石样本中含有赤铁矿。
这种铁氧化物表明火星可能曾经具备微生物可以生存的化学环境。
供图：NASA/JPL-CALTECH/MSSS
难道火星的地质发动机
在火星内核里涌动的时间
比以前推测的更长吗？
很遗憾。
该岩层的年代尚有很大不确定性，
因此这个问题同样难以回答。
神秘的脉冲
洞察号还探测到，
在火星稳定的磁场顶部
有一些摆动的磁力。
这部分磁场随昼夜变化，
磁力信号偶尔还会微弱地脉动。
白昼的磁场变化在地球上很普遍。
火星磁场变强的时段似乎较短，
且发生在午夜前后，
有时在黎明或黄昏时分。
火星日落
供图：
NASA/JPL-CALTECH/MSSS/TEXAS A&M UNIV这场磁场变奏曲的隐形导体
很可能位于火星表面上方很高的地方。
这些太阳风产生的涡流，
可能会使火星磁场产生波动。
这一过程或类似的效应，
可能就是地表磁场脉搏的来源。
然而，
关于磁场变奏曲的真实来源，
科学家再次无奈承认：
我们真的不知道这些是从哪来的。
科学家们认为，夏普山底部两侧的岩层有助于解开火星地质史之谜。
科学家将会一层一层地检查这座山，就像是一页一页地翻书一样。
供图：NASA/JPL-CALTECH/MS
但是——
这批新论文的所有数据
都已对公众开放，
而且每三个月还会发布一批新数据，
洞察号任务的首席研究员Bruce Banerdt
希望其他科学家能加入他的团队，
继续研究这些数据。
思考这些东西的人越多，
得到好答案的可能性就更高。
这只是一个现代神话撰写的起点。
图为2018年洞察号发回地球的第一张照片。
供图：NASA, JPL-CALTECH
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地球连续35年收到神奇规律性信号？莫非真有外星人？
不过今日的一项研究成果登上了热搜，或暗示着可能存在地外生命的可能性。
7月19日，一篇题为《三十年的长周期无线电瞬变活动》的研究文章在《自然》杂志上刊发。
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
目前，多国科学家纷纷开始观测这一神奇源头，试图努力解决围绕这个天体的神奇，它究竟是脉冲星、磁星，还是外星生命试图联系地球上的人类？未知外宇宙物体35年来不断发出神奇电波图源红星新闻在长达数月的时间里，国际射电天文学研究中心ICRAR的科学家们每三个晚上就会使用位于澳大利亚的默奇森广域阵列射电望远镜扫描一次银河系。
很快，他们就有了令人振奋的发现：“几乎在我们刚开始观察的时候，就在天空发现了一个新的光源，每22分钟重复一次。
”通过对长达35年的观测数据进行计算，研究人员得到了精确的脉冲时间，“源头就像时钟一样，每1318.1957秒产生一次，误差为十分之一毫秒。
”然而，这一信号波与此前在地球上看到的都不同，也不符合目前存在的任何理论。
脉冲星发出的无线电信号图源红星新闻研究人员刚开始怀疑这是一颗脉冲星。
但如果它是一颗脉冲星，那么其运行方式似乎并不符合现有的科学理论定义。
如果引力波强到足以在地球上被探测到，那么这个代号为GPMJ1839-10的天体的旋转速度一定非常快。
然而，“目标看起来很像脉冲星，但旋转速度要慢上1000倍。
”与预期相悖。
该研究一经发布就引起了人们的广泛关注，还登上了微博等平台的热搜。
不少网友表示，这或许是其它地外文明发往地球的信号。
虽然目前还没有证据能够证明，但是在茫茫宇宙中，有巨大概率存在与人类相似的其他生物和文明。
外星人的联络请求？地球连续35年收到神奇规律性信号，到底是什么
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
然而，研究人员并不知道这些神奇信号的源头是什么，因为其电波的性质并不符合世界上任何已知的理论和模型。
而目前我们所观测到的这种脉冲信号，统称为：快速射电暴。
快速射电暴从1987年开始，地球上的一些射电望远镜就开始探测到一些来自遥远宇宙的短暂而强烈的无线电波脉冲，这些脉冲被称为快速射电暴Fast Radio Bursts，FRB。
快速射电暴持续时间极短，通常只有几毫秒，但能够释放出相当于太阳在一整天内释放的能量。
快速射电暴的起源和物理机制目前还不清楚，有多种可能的理论模型来解释它们，如中子星合并、磁星爆发、超新星遗迹、黑洞碰撞等。
快速射电暴有两种类型：单次爆发和重复爆发。
单次爆发只出现一次，而重复爆发则在同一位置多次出现。
目前已经探测到的快速射电暴中，大部分是单次爆发，只有不到10例是重复爆发。
重复爆发的快速射电暴中，有一例特别引人注目，这个射电源被命名为GPM J1839−10，它位于距离地球约1.5万光年的银河系内。
GPM J1839−10的脉冲周期为1320秒22分钟，期间有一个400秒的窗口，爆发会持续30到300秒。
GPM J1839−10的脉冲亮度约为0.1焦耳/赫兹，相当于太阳在射电波段的亮度。
GPM J1839−10的脉冲信号最早可上溯到1988年，至今已经持续了30多年，是目前已知最长寿命的射电瞬变源。
三十年的长周期无线电瞬变活动与快速射电暴有什么关系？高能物理现象相似之处在于，它们都是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，来自河外或宇宙学起源。
快速射电暴是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，仅维持数毫秒的爆发。
快速射电暴的特征主要包括以下几个方面：持续时间：快速射电暴的持续时间通常在几毫秒到几十毫秒之间，最短的只有0.3毫秒，最长的也不超过30毫秒。
色散量：快速射电暴的色散量是指不同频率的无线电波到达地球的时间延迟，它反映了无线电波在传播过程中经过了多少自由电子。
快速射电暴的色散量通常在几百到几千之间，远远超过银河系星际介质的贡献，表明它们是河外或宇宙学起源。
亮度：快速射电暴的亮度是指其在某一频率下的辐射强度，它反映了其释放能量的大小。
快速射电暴的亮度通常在几百到几千之间，是目前已知最亮的射电天体现象之一。
偏振：快速射电暴的偏振是指其无线电波振动方向的规律性，它反映了其辐射机制和传播环境。
快速射电暴的偏振可以分为线偏振和圆偏振，其中线偏振表明无线电波振动方向固定或变化缓慢，圆偏振表明无线电波振动方向以螺旋形变化。
快速射电暴中有些具有较高的线偏振或圆偏振，有些则没有明显的偏振。
频谱：快速射电暴的频谱是指其在不同频率下的辐射强度分布，它反映了其辐射范围和特征。
快速射电暴的频谱可以分为平滑和结构化两种，其中平滑表明其辐射强度随频率变化平缓或无规律，结构化表明其辐射强度随频率变化出现峰谷或周期性。
快速射电暴中有些具有平滑或结构化的频谱，有些则没有明确的频谱形状。
单次爆发和重复爆发单次爆发：单次爆发是指只出现一次，没有重复观测到的快速射电暴。
单次爆发占据了大多数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由一次性或不可逆转的事件产生，如中子星合并、黑洞碰撞等。
单次爆发通常具有较低的色散量、较高的亮度、较弱或无偏振、较平滑或无规律的频谱等特征。
重复爆发：重复爆发是指在同一位置多次出现，有重复观测到的快速射电暴。
重复爆发占据了少数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由可重复或可逆转的事件产生，如磁星爆发、脉冲星风暴等。
重复爆发通常具有较高的色散量、较低的亮度、较强或有规律的偏振、较结构化或有周期性的频谱等特征。
外星人的信号？从科学的角度来看，规律性射电暴更可能是由自然的物理过程产生，而不是由智能生命设计 。
一方面，规律性射电暴的周期性并不完全稳定，而是存在一定的变化和不确定性 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更精确和固定的时间模式。
另一方面，规律性射电暴的频谱和偏振也并不完全平滑和规则，而是存在一定的结构和变化 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更简单和明确的信息编码方式。
此外，规律性射电暴所在的位置和环境也并不适合智能生命存在和发展 。
FRB 121102位于一个矮星系内，该星系可能经历了近期的太阳形成活动和超新星爆发 。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团 。
这些环境都具有极端的温度、密度、磁场和辐射，对智能生命的生存和通信都不利。
本文总结因此，规律性射电暴更可能是由某种天体物理机制产生，而不是由外星人发送的信号。
一种可能的解释是，规律性射电暴源体是一种高速自转的高磁场中子星，即磁星 。
磁星会不定期地发生强烈的磁场重构，导致其表面和外层发生剧烈的震动和裂变，从而产生快速射电暴 。
磁星的自转周期和轨道周期可能会影响其磁场重构的频率和强度，从而导致其快速射电暴呈现出一定的周期性 。
虽然GPM J1839−10可能不是外星人发送的信号，但是毫无疑问的是，宇宙的浩瀚，存在着无数的文明和星球，只不过目前人类还没有发现为止，我们更加研发更加先进的技术，去寻找外星文明，而不是让他们发现地球的存在。
#所见所得，都很科学##地球连续35年收到神奇规律性信号#
