5天，15個天文新發(fā)現(xiàn)

好了明理 2020-01-11

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5天，15個天文新發(fā)現(xiàn)

?2020年1月4日到8日，3400多名天文學(xué)家、教育工作者、學(xué)生和記者齊聚夏威夷，參加美國天文學(xué)會（AAS）第235次會議。在為期5天的會議中，天文學(xué)家通過會議、海報等各種形式“一次性放送”了一系列最新的天文學(xué)進展。在這篇文章中，我們挑選了其中15個：

星系和它們的黑洞

1、流浪黑洞

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○ 圖片來源：Sophia Dagnello/NRAO/AUI/NSF

過去，天文學(xué)家認為在幾乎所有大型星系的中心都包含著一個超大質(zhì)量黑洞。但在VLA陣列最新觀測的13個矮星系中，有6個大質(zhì)量黑洞明顯不在星系中心。這些黑洞之所以會偏離中心，是因為星系正在合并或正在發(fā)生相互作用。

2、黑洞周圍的物質(zhì)

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○ 合并中的星系NGC 6240的藝術(shù)效果圖。| 圖片來源：NRAO/AUI/NSF/S. Dagnello

距離地球4億光年之外，兩個星系相互碰撞，形成了所謂的NGC 6240星系。ALMA陣列清晰地觀測到了NGC 6240星系內(nèi)部兩個超大質(zhì)量黑洞周圍的塵埃和氣體，并首次揭示了星系中冷氣體的結(jié)構(gòu)。理解這個星系系統(tǒng)的關(guān)鍵是分子氣體，這種氣體是形成恒星所需的燃料，但它也為超大質(zhì)量黑洞提供補給，使得它們能夠不斷生長。

3、哥斯拉星系

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○ 圖片來源：NASA/ESA/B. Holwerda (University of Louisville)

旋渦星系UGC 2885是近域宇宙中已知的最大星系。它位于2.32億光年之外的英仙座，比銀河系寬2.5倍，包含的恒星數(shù)量是銀河系的10倍。科學(xué)家正在尋找是什么導(dǎo)致星系成長為一個“巨獸”。其中一個線索是，這個星系在太空中是相對孤立的，其附近沒有星系會與它發(fā)生碰撞并破壞它。

4、電離氫氣泡

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○ EGS77星系團示意圖。| 圖片來源：NASA, ESA and V. Tilvi (ASU)

天文學(xué)家認為，當(dāng)宇宙中的第一批恒星形成后，它們發(fā)出的強烈紫外線會擊中恒星周圍的氫原子，并將電子剝離。現(xiàn)在，研究人員在遙遠的星系團EGS77中，捕捉到了三個星系在大爆炸的6.8億年后發(fā)出的電離光。這三個星系在中性氫的海洋中產(chǎn)生了重疊的電離氫氣泡，使得紫外線可以不受阻礙地逃離星系。如果結(jié)果被確認，這將是第一個直接的證據(jù)表明一群星系正一同電離早期的宇宙。

夜空中奇怪的東西

5、LIGO的新發(fā)現(xiàn)

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○ 雙中子星合并的藝術(shù)圖。| 圖片來源：National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

LIGO第二次探測到了兩顆超致密的中子星合并的引力波事件，這次事件似乎是由兩顆質(zhì)量極大的中子星創(chuàng)造的。這對中子星的總質(zhì)量是太陽的3.4倍，比之前發(fā)現(xiàn)的任何中子星對的總質(zhì)量都要大。

6、定位快速射電暴

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○ 快速射電暴180916.J0158+65與其所在宿主星系的藝術(shù)構(gòu)想圖。| 圖片來源：Danielle Futselaar (artsource.nl)

快速射電暴（FRB）是一種強烈而短促的射電信號，分為重復(fù)性和非重復(fù)性兩種。過去，天文學(xué)家在探測到的所有重復(fù)性FRB中只成功定位了一個。現(xiàn)在，依靠8個位于全球不同地區(qū)的天文望遠鏡，天文學(xué)家定位了第二個重復(fù)性FRB的來源。這一FRB來自一個與銀河系相似的巨大的旋渦星系。

7、逼近宇宙速度極限的噴流

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○ 這一驚人的速度是通過觀察2012年至2017年間黑洞噴流區(qū)域X射線發(fā)射的變化而發(fā)現(xiàn)的。| 圖片來源：NASA/CXC/SAO/B. Snios et al.

多年來，天文學(xué)家一直以不同的波長觀測從星系M87中心噴射出來的噴流（高能粒子流）。在一項新的研究中，天文學(xué)家通過錢德拉X射線天文臺發(fā)現(xiàn)，它的噴流正以超過99%光速的速度移動。這是首次利用X射線數(shù)據(jù)記錄到黑洞噴流的如此極端速度。

8、探測系外行星氧氣的新方法

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○ 大氣中含有氧的行星的概念圖（左邊為含水的行星，右邊為無水的行星）。| 圖片來源：NASA/GSFC/Friedlander-Griswold

科學(xué)家開發(fā)了一種新的方法來探測外行星大氣中的氧氣，這可能會加速尋找外星生命的進程。這項技術(shù)將使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）探測氧分子碰撞時產(chǎn)生的強烈信號。當(dāng)氧分子相互碰撞時，它們會阻擋部分紅外光譜。這個信號可以幫助科學(xué)家探索系外行星的大氣組成。

9、天箭座V爆發(fā)

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○ 天箭座V雙星系統(tǒng)的藝術(shù)概念圖。| 圖片來源：LSU

科學(xué)家預(yù)測，約在2083年，恒星天箭座V將發(fā)生爆發(fā)。在接下來的幾十年中，天箭座V將迅速變亮。而到本世紀末爆發(fā)時，這顆恒星將是銀河系中最明亮的星之一，它將變得與現(xiàn)在夜空中可見的最亮的天狼星一樣亮。

TESS發(fā)現(xiàn)系外行星

10、宜居帶內(nèi)的系外行星

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○ TOI-700系統(tǒng)示意圖。| 圖片來源：NASA's Goddard Space Flight Center

TOI-700d是TESS發(fā)現(xiàn)的第一顆地球大小的位于宜居帶內(nèi)的行星。這顆行星的主恒星TOI-700是一顆質(zhì)量比太陽小、亮度也更暗的恒星。它的尺寸大約是太陽的40%，亮度僅為太陽的五十分之一，位于劍魚座，距離地球約100光年。在TOI-700附近有三顆行星，其中 TOI-700d和地球大小差不多，位于恒星的宜居帶內(nèi)，繞恒星的公轉(zhuǎn)周期是37天。目前的氣候模擬表明如果行星大氣中包含甲烷或二氧化碳或水蒸氣，那它可能是宜居的。這一假設(shè)還需要JWST的觀測結(jié)果來確認。

11、環(huán)雙星行星

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○ TOI-1338雙星系統(tǒng)概念圖。| 圖片來源：NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)

TOI-1338是一個食雙恒星系統(tǒng)，位于1317光年之外的繪架座。其中一顆恒星TOI-1338A的質(zhì)量比太陽大10%，而另一顆恒星TOI-1338B則更冷、更暗，它只有太陽質(zhì)量的三分之一。圍繞著這一雙星旋轉(zhuǎn)的是行星TOI-1338b，它的大小是地球的6.9倍，這是TESS發(fā)現(xiàn)的首個環(huán)雙星行星。

12、食雙星系統(tǒng)

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○ 天龍座α。| 圖片來源：NASA / MIT / TESS

天龍座α位于270光年外的天龍座北部，它是天龍座內(nèi)第四明亮的星。通過TESS的觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)天龍座α是一個食雙星系統(tǒng)，它也是目前已知的最明亮的食雙星系統(tǒng)之一。其主星是太陽的4.3倍大，表面溫度約9700攝氏度。伴星的亮度只有主星的五分之一，大小也很可能只有主星的一半。

銀河系內(nèi)外

13、3D圖揭示銀河系新結(jié)構(gòu)

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○ 圖片來源：Alyssa Goodman / Harvard University

天文學(xué)家將來自蓋亞（Gaia）衛(wèi)星的超精確數(shù)據(jù)與其他觀測數(shù)據(jù)結(jié)合起來，構(gòu)建了銀河系星際物質(zhì)的詳細3D圖，并注意到離地球最近的旋臂上出現(xiàn)了一個意想不到的結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)了一個長而薄的結(jié)構(gòu)，長約9000光年，寬約400光年，呈波浪狀，波峰距星系盤的中心平面約500光年?？茖W(xué)家將這個巨大的氣體結(jié)構(gòu)命名為“拉德克利夫波”（Radcliffe wave）。

14、天鵝星云中的恒星演化

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○ 天鵝星云的合成圖像。| 圖片來源：NASA/SOFIA/De Buizer/Radomski/Lim; NASA/JPL-Caltech; ESA/Herschel

天鵝星云位于5000光年之外的人馬座。它的中心有超過100顆星系中最大的年輕的恒星。新的發(fā)現(xiàn)揭示了9顆原恒星，這是星云的云正在坍塌以及恒星最初誕生的區(qū)域，這些都是前所未見的。此外，研究小組還計算了星云不同區(qū)域的年齡。他們發(fā)現(xiàn)天鵝形狀的部分并不是同一時期產(chǎn)生的，而是在恒星形成的多個時代形成的。

15、銀暈中的恒星形成

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○ 圖片來源：A. PRICE-WHELAN

銀河系的邊緣是銀河系最古老恒星的所在，但是天文學(xué)家在這個區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一些意想不到的東西——一群年輕的恒星（圖中藍色）。光譜分析表明這些新生的恒星似乎起源于銀河系外，它們的組成物質(zhì)來自兩個附近的矮星系，即麥哲倫云。這些星系與銀河系處于碰撞過程中。這些新發(fā)現(xiàn)的恒星有望揭示出更多銀河系的歷史，比如麥哲倫云在過去是否與銀河系相碰撞。

參考資料：

[1] https:///meetings/aas235/press-kit#briefings

[2] https:///two-supermassive-black-holes-caught-in-a-galaxy-crash-seen-in-unprecedented-detail/

[3] https://www./feature/goddard/2020/nasas-hubble-surveys-gigantic-galaxy

[4] https://www./article/reionization-hydrogen-galaxies-big-bang

[5] https://www./neutron-stars-crash-gravitational-waves-second-ligo-discovery.html

[6] https:///news/2020-01-nearby-galaxy-fast-radio-unravels.html

[7] https://www./articles/d41586-019-03894-6

[8] https://www./m87-s-black-hole-is-firing-jets-that-look-way-faster-than-the-speed-of-light

[9] https://www./s/615011/a-telescope-in-the-works-has-a-new-way-to-spot-oxygen-on-exoplanets/

[10] https:///news/2020-01-scientists-method-oxygen-exoplanets.html

[11] https:///news/2020-01-binary-star-sagittae-bright-nova.html