我們對(duì)太空已有了很多的了解，但仍有更多的未知。下面將列出十個(gè)目前還無(wú)法被科學(xué)解釋的現(xiàn)象。
脈沖星是高速自轉(zhuǎn)的中子星，會(huì)發(fā)出電磁輻射。其中大部分每秒鐘即可自轉(zhuǎn)數(shù)圈，而有些甚至可達(dá)數(shù)百圈。毫秒脈沖星自轉(zhuǎn)一周只需要1～10個(gè)毫秒（1毫秒=0.001秒）。有時(shí)毫秒脈沖星也被稱(chēng)為再生脈沖星，因?yàn)橐婚_(kāi)始它們自轉(zhuǎn)得并不快，但通過(guò)吸積其伴星的物質(zhì)而獲得加速，即再生。
在發(fā)現(xiàn)脈沖星PSR J1748-2446ad之前，天文學(xué)家認(rèn)為它們的自轉(zhuǎn)速度不會(huì)超過(guò)每秒700轉(zhuǎn)。2005年，天文學(xué)家測(cè)量發(fā)現(xiàn)其自轉(zhuǎn)頻率達(dá)到了每秒716轉(zhuǎn)。雖然理論上脈沖星的自轉(zhuǎn)速度可以高達(dá)每秒3 000轉(zhuǎn)也不會(huì)瓦解，但在此之前引力波輻射會(huì)限制脈沖星的轉(zhuǎn)速。因此，要么PSR J1748-2446ad會(huì)發(fā)出許多非常強(qiáng)的引力波，要么我們的模型錯(cuò)了。
測(cè)定這顆脈沖星的大小將有助于解決這個(gè)難題，因?yàn)榭茖W(xué)家相信它的直徑不可能超過(guò)16千米——在如此之高的轉(zhuǎn)速之下，任何超出這個(gè)直徑的部分都會(huì)被甩出去。盡管我們認(rèn)為它的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的2倍，但要測(cè)定它的半徑卻是極為困難的事情，因?yàn)樗趪@一顆巨大的恒星轉(zhuǎn)動(dòng)，這顆恒星會(huì)在大部分的時(shí)間里遮擋住它發(fā)出的輻射。
在我們的太陽(yáng)系中，每當(dāng)有探測(cè)器飛掠行星或者是衛(wèi)星的時(shí)候，就會(huì)有異常的現(xiàn)象發(fā)生：探測(cè)器速度的微小改變會(huì)超出科學(xué)家們的預(yù)期。例如，2005年羅塞塔探測(cè)器飛掠地球時(shí)，它的速度額外增大了1.82毫米/秒；1998年近地小行星會(huì)合探測(cè)器飛掠之后其速度則額外增大了13毫米/秒。
探測(cè)器通過(guò)這些飛掠來(lái)進(jìn)行引力助推，從行星或者衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)中獲得新的動(dòng)力，以節(jié)省燃料并且更快地抵達(dá)它們的目的地。在其他天體引力的幫助下，“羅塞塔”前往了67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星。所以它們的速度確實(shí)應(yīng)該增加，但問(wèn)題是增幅超過(guò)了預(yù)期——理論預(yù)言和實(shí)際測(cè)量結(jié)果對(duì)不上。
雖然每秒幾個(gè)毫米的差別似乎并不算大也不會(huì)危及航天任務(wù)，但科學(xué)家想弄清楚它背后的原因到底是什么。類(lèi)似的飛掠異常也會(huì)發(fā)生在其他地方，但由于觀測(cè)站都在地球上，因此只能對(duì)地球周?chē)娘w掠做最高精度的測(cè)量。為了解釋這些現(xiàn)象提出許多假說(shuō)，包括被地球引力束縛在其周?chē)陌滴镔|(zhì)暈，或者是來(lái)自磁場(chǎng)、潮汐以及太陽(yáng)輻射的影響。
這個(gè)雙星系統(tǒng)是真正奇怪的一對(duì)恒星。發(fā)現(xiàn)于2007年，它包含了一個(gè)中子星和一顆白矮星。
這顆中子星也是一顆脈沖星，被稱(chēng)為PSR J0348+0432，每秒可以自轉(zhuǎn)約25圈。它非常致密，是迄今已知質(zhì)量最大的中子星之一。雖然它的直徑估計(jì)只有20千米，但它的質(zhì)量是太陽(yáng)的2倍，其引力則是地球的3 000億倍。
這顆脈沖星本身就已很不尋常了，而它還擁有一顆圍繞它轉(zhuǎn)動(dòng)的白矮星。該白矮星的質(zhì)量不到太陽(yáng)的五分之一，由此這兩者的質(zhì)量比超過(guò)了11.7。它們相互繞轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間也非常短，只要2小時(shí)27分，兩者的間距僅830 000千米。
目前的理論就不“允許”有質(zhì)量如此懸殊的雙星存在， 但不知何故宇宙偏偏反其道而行之。
[圖片說(shuō)明]：開(kāi)普勒-78b的藝術(shù)概念圖。
得益于美國(guó)宇航局的開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡，太陽(yáng)系外行星已大量涌現(xiàn)。其中最吸引人的自然是搜尋類(lèi)地行星——有著和地球相似的大小和組成成分。
太陽(yáng)系外行星開(kāi)普勒-78b到其宿主恒星的距離不到160萬(wàn)千米，公轉(zhuǎn)一周只要8.5個(gè)小時(shí)。它的直徑約為地球的1.2倍，被認(rèn)為也具有鐵核和巖石殼層，但由于靠得太近它的表面溫度則比地球的高出了至少2 000℃。開(kāi)普勒-78b的形成過(guò)程無(wú)疑有別于地球。
事實(shí)上，我們還不知道它是如何形成的。它不可能形成于現(xiàn)在所在的位置，因?yàn)樗乃拗骱阈窃诟贻p的時(shí)候體積要比現(xiàn)在的更大，可以把它的軌道納入自己的“腹”中。開(kāi)普勒-78b也不可能是從更遙遠(yuǎn)的軌道遷移到這里的，因?yàn)槿绻媸沁@樣的話它早該進(jìn)入到恒星內(nèi)部了。
我們所知道的是，開(kāi)普勒-78b最終會(huì)被它的宿主恒星吞噬，只會(huì)早不會(huì)晚。
暗物質(zhì)聽(tīng)起來(lái)似乎很可怕，但科學(xué)家們認(rèn)為它占據(jù)了宇宙中所有物質(zhì)的80%以上。由于不會(huì)出任何輻射，所以它們無(wú)法被直接看到或探測(cè)到，但可以根據(jù)暗物質(zhì)對(duì)其他天體的影響而推測(cè)出它們的存在。
通常情況下，星系會(huì)被暗物質(zhì)暈所包裹。然而，天文學(xué)家在24億光年之外發(fā)現(xiàn)一個(gè)孤獨(dú)的暗物質(zhì)團(tuán)塊，其中沒(méi)有任何的星系。與之近鄰的星系此前發(fā)生了相撞，現(xiàn)在是一個(gè)并合星系團(tuán)的一部分，該星系團(tuán)被稱(chēng)為阿貝爾520。但由于某些原因，這些星系似乎把自己的暗物質(zhì)落在了后面。
2007年，天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)它們時(shí)所使用的是日本的昴星望遠(yuǎn)鏡?？茖W(xué)家們都感到非常困惑，于是在2012年使用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡又對(duì)其進(jìn)行了觀測(cè)，結(jié)果證實(shí)它確實(shí)是一團(tuán)被“遺棄”的暗物質(zhì)。然而，另一個(gè)天文學(xué)家小組的研究則發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)星系團(tuán)中暗物質(zhì)和普通物質(zhì)的比例在正常值的范圍內(nèi)。
很顯然，還需要進(jìn)一步的天文觀測(cè)來(lái)搞清楚星系團(tuán)阿貝爾520的確切組成，進(jìn)而弄清楚這團(tuán)無(wú)“主”的暗物質(zhì)是如何形成的。
一開(kāi)始，恒星SDSS J102915+172927似乎并沒(méi)有什么獨(dú)特之處。然而，斯隆數(shù)字巡天（SDSS）發(fā)現(xiàn)，這顆恒星可能具有不尋常的光譜，后者可以告訴我們它內(nèi)部的元素組成。
該恒星位于獅子座，質(zhì)量?jī)H為0.8個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。它的溫度比太陽(yáng)稍高，被認(rèn)為是銀河系中最年老的恒星之一。銀河系的年齡約為130億年，而它的年齡則與之相當(dāng)。不過(guò)，與此同時(shí)這顆恒星也位于恒星形成理論的“禁區(qū)”——這意味著，根據(jù)我們所知的，它就不應(yīng)該存在。
這是因?yàn)樗鼛缀跬耆蓺浜秃?gòu)成，僅含有微量更重的元素。長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)為，所有的恒星在形成時(shí)都含有某些特定的元素。例如，一顆與SDSS J102915+172927類(lèi)似的非常古老的恒星，它應(yīng)該含有可觀的氧和碳。
但是，由于它并非如此，因此我們目前的恒星形成理論必定是有問(wèn)題的，或許形成恒星的方式不止一種。
有許多不可思議的天體在不斷挑戰(zhàn)最基本的科學(xué)理論，位于銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬A*也不例外。
現(xiàn)在已經(jīng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，大約每天一次，人馬A*會(huì)在X射線和紅外波段上出現(xiàn)爆發(fā)。我們還不能確定發(fā)生這些爆發(fā)的原因，但它們可能是人馬A*進(jìn)食行星和小行星所導(dǎo)致的。來(lái)自事件視界望遠(yuǎn)鏡——世界上最大的毫米波射電望遠(yuǎn)鏡——的數(shù)據(jù)顯示，由于這些爆發(fā)，人馬A*正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化。
如果這些能量爆發(fā)真的正在影響這個(gè)超大質(zhì)量黑洞的結(jié)構(gòu)，那就會(huì)挑戰(zhàn)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。雖然超大質(zhì)量黑洞被認(rèn)為具有強(qiáng)大的引力，沒(méi)有東西能從那里逃脫，但人馬A*的視界卻存在大量的電磁活動(dòng)。這些爆發(fā)也許意味著，黑洞的生長(zhǎng)過(guò)程并非完全如我們所想象的那樣。
星系BX442是宇宙中已知最遙遠(yuǎn)的宏象旋渦星系，具有明確和十分突出的旋臂，它同時(shí)也被認(rèn)為是一個(gè)非常古老的星系，形成于宇宙大爆炸之后約30億年。
一般而言，這個(gè)年齡的星系其形狀會(huì)非常不規(guī)則。但星系BX442非但規(guī)整，還具有漂亮的對(duì)稱(chēng)性，看上去更像是新近形成的星系，而非年老的。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在2012年首次發(fā)現(xiàn)了這個(gè)星系，當(dāng)時(shí)科學(xué)家為此不得不仔細(xì)檢查所看到的這個(gè)星系是否真的是一個(gè)宏象旋渦星系，而不是兩個(gè)星系恰巧位于同一方向上。
現(xiàn)有的理論認(rèn)為，在宇宙如此早的時(shí)期不可能存在這樣的星系，但BX442卻活生生地給了所有人一個(gè)反例。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，與其伴矮星系的引力相互作用在一定程度上影響了BX442的旋渦結(jié)構(gòu)，但仍需要進(jìn)一步的研究才能揭示出到底是什么原因讓這個(gè)星系變成了現(xiàn)在所看到的樣子。
科學(xué)家們一直試圖想弄清楚，為什么太陽(yáng)日冕——其最外圍的等離子層——的溫度會(huì)比它的表面還高，至少可達(dá)100萬(wàn)℃。
太陽(yáng)核心溫度約為1 600萬(wàn)℃，隨著到中心距離的增大，溫度會(huì)降低。太陽(yáng)光球?qū)拥臏囟葥?jù)估計(jì)約為6 000℃。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，太陽(yáng)日冕層不可能是通過(guò)太陽(yáng)核心以及內(nèi)部圈層來(lái)加熱的，但能量必定是通過(guò)某種方式抵達(dá)其中的。
雖然溫度極高，但日冕的密度并不高，因此加熱它并不需要大量的能量。就此科學(xué)家們已有幾個(gè)理論，但有兩個(gè)主要的想法認(rèn)為這與發(fā)生在太陽(yáng)表面的活動(dòng)有關(guān)。其中之一認(rèn)為日冕通過(guò)截?cái)啻怒h(huán)來(lái)獲得能量，而另一個(gè)理論則認(rèn)為是磁聲波攜帶了太陽(yáng)表面的能量加熱了日冕。
最新的天文觀測(cè)支持后者，但要搞清楚日冕和這些波之間的關(guān)系仍極為困難。
引力波是愛(ài)因斯坦從理論上所預(yù)言的現(xiàn)象，它以時(shí)空漣漪的形式攜帶了引力輻射的能量。引力波還沒(méi)有被直接檢測(cè)到，但目前還只能通過(guò)間接的方式來(lái)推測(cè)，即它們是如何影響其他天體的，即便是這樣也很難做到的。
2012年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)引力波會(huì)改變一個(gè)白矮星雙星系統(tǒng)的光信號(hào)，該系統(tǒng)被稱(chēng)為SDSS J065133.338+284423.37，簡(jiǎn)稱(chēng)為J0651。它位于約3 000光年之外，兩顆成員星之間的距離只有地球到月球距離的三分之一?？康萌绱酥馕吨诓坏?3分鐘的時(shí)間里，它們就能相互繞轉(zhuǎn)一周，每6分鐘就可以相互掩食一次。
它們所發(fā)出的引力波會(huì)帶走能量，使得軌道收縮，這兩顆白矮星會(huì)越靠越近。由于它們的軌道周期是如此之短且很有規(guī)律，科學(xué)家們已經(jīng)注意到了其軌道的收縮。在大約200萬(wàn)年之后，它們預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生碰撞。通過(guò)觀測(cè)這個(gè)系統(tǒng)，我們可以更多地了解引力波。
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