月球着陆器的中子和剂量学:月球上辐射水平的第一次测量
但在我们不适宜居住的卫星上，
【菜科解读】
在未来的几年和几十年里，各国都想探索月球，并计划为此再次派遣宇航员到那里。
但在我们不适宜居住的卫星上，空间辐射构成了重大风险。
阿波罗计划的宇航员们随身携带着所谓的剂量仪，在整个登月和返航过程中，这些仪器会对总的辐射暴露量进行初步测量。
在最近一期（2020年9月25日）的著名期刊《科学进展》（Science Advances）上，中国和德国科学家首次报道了月球辐射的时间分辨测量。
在联邦经济事务和能源部的资助下，代表德国航空航天中心（DLR）空间管理局在基尔大学开发并建造了“月球着陆器中子和剂量测定系统”（LND）。
LND进行的测量允许计算所谓的当量剂量。
这对于估计空间辐射对人类的生物影响十分重要。
该出版物的另一位作者、科隆德国航空航天中心的托马斯·伯杰说:“我们测量的辐射暴露量是衡量宇航员宇航服内辐射水平的良好基准。
测量结果表明，当量剂量率约为每小时60微西弗。
相比之下，从法兰克福飞往纽约的长途航班的平均票价要低5到10倍，地面上则要低200多倍。
“由于宇航员在月球上停留的时间要比往返纽约的乘客长得多，，这对人类来说意味着相当长的暴露时间。
”基尔大学的罗伯特说，他的团队开发并制造了这种仪器。
“我们人类并不是真正被造来承受太空辐射的。
然而，宇航员在月球上停留的时间越长，菜叶说说，他们就可以而且应该尽可能地保护自己，例如在他们的栖息地覆盖一层厚厚的月壤。
”第二作者解释说。
“宇航员长期留在月球上，患癌症和其他疾病的风险就可以降低，”德国航天中心的克里斯汀·赫尔韦格补充说。
这些测量是在中国登月舱“嫦娥四号”上进行的，该登月舱于2019年1月3日在月球的远侧着陆。
这款来自基尔的仪器可以在月球“白天”进行测量，而且和所有其他科学仪器一样，它会在寒冷的月夜关闭，持续近两周，以节省电池电量。
该设备和登陆器计划进行测量至少一年，现在已经超过了这个目标。
来自该设备和登陆器的数据通过位于月球后方的中继卫星que桥传回地球。
所获得的数据对于未来的行星际飞行任务也有一定的相关性。
由于月球既没有保护性的磁场，也没有大气，除了月球本身的屏蔽之外，月球表面的辐射场类似于行星际空间的辐射场。
“这就是为什么LND进行的测量也将用于审查和进一步发展可用于未来飞行任务的模型。
例如，如果有人驾驶的任务离开火星，新的发现使我们能够可靠地估计预期的辐射暴露。
这就是为什么我们的探测器还能让我们测量辐射的成分非常重要。
”
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。
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