热木星大气组分研究

热木星大气组分研究

中国科学院紫金山天文台陈果副研究员与西班牙加纳利天体物理研究所等同行合作，在搜寻证认热木星大气组分的观测研究中取得进展。系列成果发表于Astronomy & Astrophysics。热木星是一类在太阳系里没有对应体的系外行星，其质量跟木星差不多或者更小，半径通常比木星要大。由于离宿主恒星的距离还不到水星与太阳距离的四分之一，基本处于潮汐锁定状态，这类系外行星的向阳面受到了高强度的恒星辐照，温度通常超过1000K，有的甚至能达到小质量恒星的温度。研究团队以热木星WASP-52b和热木星WASP-21b为研究对象，对热木星大气组分进行了细致全面的刻画。

混态黑洞体系信息悖论的初步解决方案

复旦大学物理学系周洋课题组运用理论计算的手段，研究了黑洞蒸发过程中反射熵的变化，提出了反射熵的量子极值截面公式。相关成果发表于Journal of High Energy Physics。论文利用3种不同的黑洞蒸发模型计算反射熵，得到一致的结果。包括简单虫洞模型、世界尽头膜模型和永恒双黑洞与共形场论结合模型。研究组在提出与量子极值面公式类似的量子极值截面公式后，在永恒双黑洞与共形场论结合的模型中计算了黑洞—黑洞、黑洞—辐射和辐射—辐射等之间的反射熵。发现黑洞—辐射反射熵满足佩奇曲线。此外，还得到黑洞—黑洞反射熵随时间逐渐减少至零、辐射—辐射反射熵逐渐增加至有限值等结果。

猎户座星云中发现致密气体爆炸加热证据

中国科学院新疆天文台恒星形成与演化团组科研人员与国外合作者利用阿塔卡玛毫米/亚毫米波望远镜（ALMA）发现猎户座克莱因曼-洛星云中550年前的爆炸是其周围致密气体的主要加热源。相关成果发表于The Astrophysical Journal。猎户座克莱因曼-洛星云（Orion Kleinmann-Low nebula； Orion KL）是距离我们最近的大质量恒星形成区。大约550年前，这个星云中发生了一次大爆炸。研究者使用硫甲醛分子在毫米波段的不同跃迁的流量强度比，测定了整个致密气体区域的温度结构。发现致密分子气体的温度沿着爆炸中心存在明显的梯度，即距离爆炸中心越远温度越低。这充分地表明这些致密气体的加热由爆炸主导。

利用银河系失踪重子测量其总质量的新方法

中国科学院上海天文台由郭福来研究员领导的研究团队近期提出了一种测量银河系总质量的新方法，利用银河系周围星系周介质中的热气体温度测量的银河系总质量在太阳质量的一万亿倍以上。相关成果发表于The Astrophysical Journal Letters。银河系热气体晕趋于稳定状态后的温度分布受银河系总质量的影响最敏感，而热气体晕总质量及其所含重元素丰度对此几乎没有影响。银河系质量越高，热气体晕的温度就越高。使用了该方法，就意味着热气体温度取代了无碰撞天体的速度，成为新方法中测量银河系质量的关键物理量。利用X射线太空望远镜观测到的银河系热气体晕温度，该新方法测量到的银河系总质量为太阳质量的1.2万亿？3.0万亿倍。

134亿光年外最遥远的天体

北京大学科维理天文与天体物理研究所江林华领衔的国际团队探测到一个134亿光年外星系的光谱，证实了该星系为人类发现的最遥远天体，研究者还捕捉到来自该星系持续数分钟的爆发信号，疑似与星系中一个伽马射线暴有关。相关成果发表于Nature Astronomy。由于这些遥远天体发出的光抵达地球时信号极其微弱，探测它们更细致的光谱非常困难。该研究为研究宇宙极早期天体打开了一扇窗口，表明现有大型天文设备有能力探测到部分早期星系的光谱。国际下一代甚大红外天文观测设备有望深入理解更多如GN-z11这样的星系及其前身，包括第一代星系，而下一代伽马射线巡天项目将有望直接探测到来自宇宙早期的伽马射线暴。

利用阿尔法磁谱仪数据搜寻暗物质

中国科学院国家天文台金洪波和中国科学院理论物理研究所研究人员吴岳良、周宇峰联合发现，不存在反质子在GeV能量区域的超出。相关成果发表于The Astrophysical Journal。暗物质的存在是诸如星系、宇宙大尺度结构、宇宙早期演化等天文观测的必然要求，但暗物质是什么、质量是多少、和普通的物质的关系等一直是相关研究的前沿问题，其中通过宇宙线来搜寻暗物质是探测暗物质的一种主要方法。阿尔法磁谱仪-02（AMS-02）实验是由诺贝尔物理学奖获得者丁肇中领导的寻找宇宙中反物质的实验。他们通过对AMS-02实验的有关反质子等的能谱分析，研究了暗物质可能的质量分布。

小尺度磁活动加热太阳色球的证据：宁静色球比光球转得快

中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测基地李可军研究员等人发现太阳宁静色球反而要比低层的光球转得快，这也是太阳宁静色球被小尺度磁活动加热的证据。相关成果发表于The Astrophysical Journal Letters。（较差）自转是太阳和其他恒星的一个重要特征。通过研究宁静色球的自转特性推测，扎根在太阳表面下的差旋薄层内的、磁通量在（2.9？32.0）×1018Mx范围内的小尺度磁元加热宁静色球，使其呈现反常的温度升高，并引起它以与该磁元相同的速率旋转；且与差旋薄层一样，它们与太阳活动周反相位。在光球层，强磁场抑制了自转的较差；与此形成鲜明对比的是，他们发现在色球层中，强磁场在光球层会抑制较差，但在色球层会增强较差。

一种在微尺度电磁环境中电子的加速过程

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科研人员联合山东大学等国内外合作者，利用MMS卫星观测数据，分析了一个嵌入在磁鞘湍流背景中的小尺度磁洞结构。相关成果发表于The Astrophysical Journal Letters。研究发现这个磁洞结构在收缩，同时其中心磁场在不断下降；在磁洞塌缩过程中，束缚在结构中的高能电子被加速而低能电子被减速。针对此现象，論文提出了磁洞的三维磁瓶结构，揭示了小尺度磁洞结构的演化方式，提出一种新的电子非绝热加速过程和非绝热塌缩加速过程。在此过程中，不同能量的电子由于回旋半径的不同导致其加速效果存在能量依赖性，由此解释磁洞内电子投掷角能量依赖性分布的形成原因。