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天文宇宙

2020-06-03

科学中国人·上半月 2020年4期
关键词:天文台中国科学院氧气

首次在河外星系中探测到氧气

中国科学院上海天文台王均智等与国内外合作者首次探测到银河系外的氧气分子,这些氧气位于5.6亿光年之外的类星体Markarian 231(简写成Mrk 231)内,也是科学家迄今为止在太阳系外探测到数量最多的氧气。相关研究成果近期发表于Astrophysical Journal。对于Mrk 231中探测到的更多数量的氧气分子,很可能与中心黑洞的活动(反馈)有关。类星体Mrk 231每年喷出气体的总质量达700倍太阳质量,来自星系中心的外流物质在几千光年到几万光年的尺度上与星际介质相互作用,将水冰从尘埃颗粒上剥离,氧原子得以释放,从而形成氧气。氧气分子具体形成机制还需探讨。

利用LAMOST-Gaia数据研究太阳附近矮星的运动学特征

南京大学丁平婕博士、朱紫教授和刘佳成副教授等人利用Gaia DR2和LAMOST DR5数据,筛选出太阳附近具有高精度运动学资料的197524颗A、F、G、K型矮星样本,研究银盘面南北两侧恒星运动学的垂向分布及其与金属丰度的关系。研究结果发表于《天文学报》AJ。这些矮星的径向运动存在明显的不对称现象,即南银盘的矮星朝向银心方向运动,北银盘的矮星则向着反银心方向运动,且运动速度都随着距银盘面高度的增加而增加。同时,南银盘的矮星朝着银盘面运动,而北银盘的矮星没有明显的垂向运动。此外,样本垂向与径向速度弥散度的比值也存在南—北不对称现象。样本表现出的运动学不对称性与金属丰度无关。

太阳环形耀斑及其相关活动的研究进展

中国科学院紫金山天文台科研人员与国内同行基于太阳动力学天文台(SDO)的大气成像仪(AIA)和日震磁像仪(HMI)数据,研究了一例与2015年10月16日太阳上一个M级环形耀斑相关的远端日冕暗化事件的演化过程。研究结果发表于Astronomy & Astrophysics。太阳耀斑是太阳大气中短时间内剧烈的能量释放过程。基于所研究的事件中日冕暗化出现在几乎所有极紫外波段的事实,研究人员认为该日冕暗化的成因很可能是大尺度冕环膨胀导致的局地等离子体密度降低,而非温度变化,至于大面积暗化区域物质的去向问题目前还是一个未解之谜,有待更多个例分析积累和大样本统计研究去逐步揭开谜底。

等离子体β值对日球层电流片附近磁流体力学波动的调制作用

中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室王赤研究员团队的李晖研究员与合作者,在前期研究基础上,统计分析了Wind卫星1995—2013年间观测到的154个HCS事件,并通过频率相关的判别方法检测了HCS/HPS附近的MHD波动分布特性。他们发现在HCS/HPS附近MHD波动的发生率受到HPS内等离子体β值的调制。研究结果发表于The Astrophysical Journal Letters。该项研究统计分析了HCS附近的MHD波动的特性,发现MHD波动特性与等离子β值密切相关,给出了阿尔芬波参数不稳定性影响HPS中慢波产生的观测证据,为更好地认识HCS附近MHD波动的演化分布以及波模转换提供了观测线索。

首次实现类星体几何距离测量

中国科学院高能物理研究所王建民研究员领导的团队发展了一种全新的几何测距方法,成功测量了类星体3C 273的宇宙学距离。相关研究成果近期发表于Nature Astronomy。宇宙学以高精度测量距离为观测基础。研究团队利用干涉数据,巧妙地结合中国科学院云南天文台丽江2.4米望远镜和美国Steward天文台Bok 2.3米望远镜长达10年的反响映射数据,从而实现高精度测距。这种方法不依赖于任何已有的距离阶梯,也不依赖于传统工具必需的消光、红化以及标准化等改正,而且系统误差可進行观测检验,为精确丈量宇宙几何、研究宇宙膨胀速度和历史开辟了一个新途径。

耀变体光变性研究进展

中国科学院云南天文台刘洪涛研究员与合作者依托丽江天文观测站2.4米望远镜,通过观测耀变体准同时性光谱变化及测光光变,开展了耀变体光变与颜色变化的相关性研究。研究结果发表于The Astrophysical Journal。研究发现S5 0716+714的准同时性光谱和测光光变都有变亮变蓝趋势(BWB)。在亮度变化率—颜色变化率图上,BWB趋势明显。颜色与亮度、颜色变化率与亮度变化率之间强相关,并进一步发现光谱指数变化超前于流量密度变化,色指数变化超前于星等变化。BWB的出现可能依赖于观测频率范围相对于同步辐射峰值频率的位置,例如,观测频率范围在同步峰值频率的左侧。

基于LAMOST数据发现2颗高速自转的氮超丰O型星

中国科学院国家天文台李广伟副研究员和英国伦敦城市大学Ian D. Howarth教授在LAMOST数据中发现了2颗氮超丰O型星(ON星)并揭示了这类星的起源。该研究论文已经发表于《天体物理学报》ApJ。对ON星的光度分类,并不能反映其所处的演化阶段,而是由于它们自转轴的倾角造成的:由于吸积伴星物质,导致了自身高速自转,而高速自转会大大增加赤道附近离心力和赤道半径,从而大幅度降低赤道附近的有效重力加速度。如果它们的赤道正对着我们,那么我们就会看到高速自转巨星(小的logg);反之,如果它们的两极对着我们,那么我们就会看到自转慢的矮星(大的logg)。

搜寻类轴子方面研究进展

中国科学院紫金山天文台的一个暗物质科研团队利用高能立体视野望远镜(H.E.S.S.)对银河系内源的观测结果搜寻光子-类轴子震荡信号。相关论文发表于Journal of Cosmology and Astroparticle Physics。研究团队选择分析了10个H.E.S.S.观测的银河系内亮源(其中大多属于超星系遗迹和脉冲星风云)的能谱,在较高的类轴子质量区域(~100neV)对光子-类轴子耦合常数的参数空间做出了目前最强的限制。目前在轨运行的暗物质粒子探测卫星(DAMPE)和研制中的空间高能宇宙辐射探测设施(HRERD)均能有效地对伽马射线进行观测,且具有较高的能量分辨率,将有助于更好地搜寻类轴子。

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