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小天雪天问的第二条推文，也是【前沿新闻】的第一篇文章，终于在周三如期与大家见面了。 本文精选整理近两周来各大知名天文科技期刊发表的最新研究论文与大家分享。 以后我们每周三都会以这种形式跟大家分享。 经过编辑整理筛选、查阅原文、经过多道工序翻译出要点前沿科技新闻。 您可以点击文末“阅读原文”下载英文原文供参考。 与周一的【迷你问答】相比，周三的内容可能更有吸引力，但也更难。 别着急，我们一起来学习讨论，来看看今天分享了哪些前沿新闻吧！

天王星和海王星：阴天会下钻石雨！

天文学家在实验室模拟和观察天王星和海王星大气深处的钻石雨过程

根据我们的日常经验，雨是指从天上落下的液态水。 但在另一个星球上，“下雨”可能意味着别的东西（听起来很可怕）。 在土星最大的卫星泰坦上，从天上掉下来的是液态甲烷。 是不是很不可思议？ 更令人难以置信的惊喜来了——在天王星和海王星上，降雨意味着大钻石从云层中形成，然后突然落下！ 几十年前，科学家推测天王星和海王星的特殊高温高压环境中可能存在钻石雨，但从未得到证实。 就在几天前，美国SLAC国家加速器实验室的研究团队首次在地球上的实验室模拟、再现并观察到了钻石雨的形成过程。 该研究工作于2017年8月21日发表在《自然·天文学》杂志上（英文原文分享链接：，也可以点击文末“阅读原文”进行下载）。

实验图

美国SLAC国家加速器实验室的研究人员利用能够产生世界上最强烈X射线的激光设备（LCLS）快速加热由聚苯乙烯（碳氢化合物）制成的材料表面，使其膨胀并膨胀。产生2个冲击波。 当冲击波相遇时，会产生约5,000K的温度和150GPa的压力——类似于天王星和海王星内部约10,000公里的环境。 这两种高温高压条件足以将聚苯乙烯原子之间的键断裂成氢原子和碳原子。 然后研究人员观察到碳在很短的时间内被压缩形成硬金刚石。 虽然这个实验过程只持续了50飞秒（1飞秒=10-15秒），钻石的尺寸也只有几纳米，但确实表明这样的环境有利于闪闪发光的钻石的形成。 研究人员强调，天王星和海王星上的钻石会更大，可能重达数百万克拉，并且在过去的几千年中逐渐穿过液体地幔，像岩心附近的“钻石雨”一样下沉。

天文学家成功绘制了心宿二恒星的表面地图

天文学家首次绘制了心宿二恒星的表面地图。 这是我们第一张最清晰的太阳以外恒星的照片。

当你仰望夜空时，星星闪烁。 安静的夜空中的亮点是宇宙中一颗颗的星星。 然而，即使你使用更先进的光学望远镜来观察它们，因为距离确实很远，这些星星仍然只是点。 因此，此前天文学家只能通过研究距离我们最近的恒星——太阳来推测其他恒星的精细结构。 现在，天文学家使用三台望远镜首次拍摄了除太阳之外的另一颗恒星——红超巨星心宿二（天蝎座阿尔法星）表面的详细图片。 该研究工作于2017年8月16日发表在《Nature》杂志上（英文原文分享链接：，也可点击文末“阅读原文”下载）。

研究小组利用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜干涉仪琥珀仪器观测心宿二星的红外波段图像，并对多个波段的CO吸收线进行了成像分析。 数据分辨率小于恒星直径的七分之一和扩展大气半径的十二分之一。 利用这些高分辨率图像，研究小组获得了恒星表面的气流速度，这一壮举曾经只能在太阳表面才能实现。

心宿二恒星表面的大气速度图像。 图h显示了恒星表面大气中不同速度的分布。 图a和图e中的连续谱图像显示了几乎圆形的内部恒星轮廓，其他波段显示了活跃的大气活动和两个强烈活跃的斑点。

研究结果表明，心宿二的大气层中含有多个强烈的气体团簇活动，活跃的大气活动甚至超出了恒星半径的两倍，远远超出了科学家的预期。 这种现象不能仅用热空气向上流动、冷空气向下流动的气体对流原理来解释。 这说明大质量恒星表面存在一定不同于太阳表面气体对流活动的活动过程，需要天文学家继续探索。

日落后火星表面出现严重暴风雪

新研究表明火星表面的日落会产生剧烈的天气现象

随着科学家们努力探索火星，最近的一项研究工作结果可能会影响未来人类前往火星的旅行。 红色星球猛烈暴风雪现象的最新研究成果于2017年8月21日发表在《自然地球科学》杂志上（英文原文分享链接：，也可点击文末“阅读原文”下载） 。 2008年，凤凰火星探测器收集了大量火星探测数据。 通过数据分析，科学家了解到火星两极存在冰盖。 由此，他们推测火星上有雪，但没想到火星上真的会出现暴风雪。 会如此激烈。

研究团队同时使用三套模型模拟计算火星上的大气湍流活动，以预测火星上的天气变化。 通过三套模型的同时模拟发现，白天，火星云层吸收阳光能量以维持一定的温度，维持稳定的大气层。 但日落之后，气温会以每小时 7.2 华氏度（4 摄氏度）的速度下降。 当从地面上升的热气流遇到云层中下降的冷气流时，它们会产生约每小时22英里（每秒10米）的强风，并形成雪状的冰晶。 了解火星天气的成因并对其未来进行预测，对于未来的火星探测和其他任务具有重要意义。

美国大日食

过去一周最大的天文新闻是“美国大日食”。 美国当地时间8月21日发生了一次日食。 日全食从西北海岸的俄勒冈州斜向移动到美国东南海岸的南卡罗来纳州，横跨14个州。 更难得的是，相差99岁。 日全食再次席卷美国； 上次发生是在 1918 年。

这次日全食是1776年美国建国以来第一次只在美国出现的日全食，也是美国38年来首次出现覆盖范围最广、最容易观测到的日全食。观察一下，绝佳的机会！

图为在俄勒冈州马德拉斯观测到的日全食。

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