韦伯太空望远镜发现宇宙早期的星系通常是扁长的 就像法棍一样

韦伯太空望远镜发现宇宙早期的星系通常是扁长的 就像法棍一样 詹姆斯-韦伯太空望远镜的宇宙演化早期发布科学（CEERS）调查所确定的遥远星系样本形状。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、Steve Finkelstein（UT Austin）、Micaela Bagley（UT Austin）、Rebecca Larson（UT Austin）哥伦比亚大学的美国国家航空航天局哈勃研究员维拉杰-潘迪亚（Viraj Pandya）解释说："在我们研究的星系中，大约有50%到80%的星系在两个维度上似乎是扁平的。看起来像细长面包棍的星系似乎在早期宇宙中非常常见，这令人惊讶，因为它们在当今宇宙的星系中并不常见。"他是即将发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上的一篇新论文的主要作者，该 论文概述了这一发现。研究小组重点研究了韦伯望远镜提供的大量近红外图像，即宇宙演化早期发布科学（CEERS）巡天，从中挑选出了据估计在宇宙诞生 6 亿至 60 亿年时就已经存在的星系。大多数遥远的星系看起来像法棍面包，而其他星系的形状则像披萨饼和披萨面团球，这一类星系似乎是最小的星系类型，也是最不常见的星系，披萨饼形状的星系在其最长轴上与法棍面包形状的星系一样大。它们在附近的宇宙中更为常见，由于宇宙不断膨胀，附近的宇宙是由更古老、更成熟的星系组成的。我们的银河系的核心是一个超大质量黑洞，周围是由淡黄色的老恒星组成的中央隆起。除此之外，还有蓝色的旋臂，旋臂中充满了年轻的恒星、新形成的恒星以及暗色的尘埃通道。资料来源：NASA 和 STScI银河系过去的形态和星系的演变如果我们能够把时钟拨回数十亿年前，银河系会属于哪一类呢？合著者、图森亚利桑那大学博士生张皓文说："我们的最佳猜测是，它可能看起来更像一根面包棒。这一假设的部分依据是来自韦伯望远镜的新证据理论家们通过估算出了数十亿年前银河系的质量，这表明它在遥远的过去很可能是面包棍的形状。"这些遥远星系的质量也远远低于附近的螺旋星系和椭圆星系 - 它们是像我们这样质量更大的星系的前身。"在早期宇宙中，星系的成长时间要短得多，"哥伦比亚大学的合著者、NASA 哈勃研究员 Kartheik Iyer 说。"确定早期星系的其他类别令人兴奋现在有更多的东西可以分析了。我们现在可以研究星系的形状与它们的外观之间的关系，更好地预测它们是如何更详细地形成的。"研究人员认为是拉长的椭圆形（即法棍面包状）星系的图像，由詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄。"相信"一词反映了这样一个事实，即从侧面看，其中一些星系可能是圆盘（即披萨饼）形状的星系。资料来源：Viraj Pandya et al.哈勃太空望远镜于 1990 年发射升空，至今仍在收集数据。"长期以来，哈勃望远镜一直显示出许多细长星系，"哈勃望远镜的合著者、加那利群岛天体物理研究所（Institute of Astrophysics on Canary Islands）的研究科学家马克-韦尔塔斯-康帕尼（Marc Huertas-Company）解释说。但研究人员仍然想知道：将于 2021 年发射的韦伯望远镜对红外光的灵敏度更高，它能更好地显示出更多细节吗？"韦伯望远镜证实，哈勃望远镜并没有错过它们同时观测到的星系中的任何额外特征。此外，韦伯还向我们展示了更多具有相似形状的遥远星系，而且都非常详细，"Huertas-Company 说。了解早期星系的形状当然，一个问题是，为什么早期的星系往往如此扁平和拉长。潘迪亚解释说，一种假设是，早期宇宙中可能充满了暗物质细丝，它们形成了一种"骨架背景"或"宇宙高速公路"，将气体和恒星引向其中。这些细丝仍然存在，但随着宇宙的膨胀，它们变得更加分散，因此它们可能不太可能促进面包状星系的形成。当研究人员将星系的长宽比与它们的最长轴长度进行对比时，他们发现这些图表看起来明显像香蕉。资料来源：Pandya et al."发疯的星系"与未来研究这篇论文被称为"正在变香蕉的星系"（Galaxies Going Bananas），这是作者在研究数据时突然想到的另一个食物类比。当作者将星系的长宽比与它们的最长轴长度相比较时，他们发现出现的图表看起来很像香蕉，这种形状反映了它们拉长的椭圆体（即面包棒）形状。潘迪亚说："香蕉是另一种说法，这些本质上拉长的星系似乎是宇宙最初 40 亿年中的主要星系。"研究人员不仅需要更大的韦伯样本量来进一步完善遥远星系的特性和精确位置，还需要花费大量时间调整和更新他们的模型，以更好地反映遥远星系的精确几何形状。"这些只是早期结果，"合著者、缅因州沃特维尔科尔比学院副教授伊丽莎白-麦格拉斯（Elizabeth McGrath）说。"我们需要更深入地研究数据，才能搞清楚到底发生了什么，但我们对这些早期趋势感到非常兴奋。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

来自VLT巡天望远镜的图像提供了遥远银河系相互作用的观察视角

来自VLT巡天望远镜的图像提供了遥远银河系相互作用的观察视角 ESO 510-G13，一个奇特的透镜星系，距离我们约 1.5 亿光年，位于水螅座方向。资料来源：INAF/VST，致谢：M. Spavone（INAF），R. Calvi（INAF）VST 完全由意大利建造，于 2011 年启用，目前由 INAF 通过 VST 国家协调中心进行管理。月满之夜是我们的自然卫星亮度干扰科学数据收集的时刻，VST 中心已经开始了一项面向公众的新举措，在月满之夜捕捉星云、星系和其他标志性天体的惊人图像。该计划旨在吸引公众在标准观测不太理想的时期对天体物理学的兴趣。"除了科学研究之外，VST 中心的目标之一是传播科学知识，与公众分享宇宙的奥妙。我们尤其希望年轻人能够通过这些神奇的图像发现并培养他们对天体物理学的兴趣"，那不勒斯国家天体物理研究所（INAF）研究员、VST 国家协调中心负责人 Enrichetta Iodice 解释说。三幅新照片中的第一幅描绘的是ESO 510-G13，这是一个奇特的透镜状星系，距离我们约1.5亿光年，位于水螅座方向。星系中央的隆起非常突出。从边缘看去，灰尘盘的黑色轮廓穿过隆起，遮住了部分光线。尘埃盘扭曲的形状隐约像一个倒立的 S，这表明 ESO 510-G13 的过去充满了动荡，它可能是在与另一个星系发生碰撞后才变成了现在的样子。在右下角，银河系的众多恒星散布在整个图像中，其中还可以看到一对螺旋星系，距离我们约 2.5 亿光年。将图像放大，即使距离更远，也能看到更多的星系，它们就像背景中许多小点中拉长的小光点。由四个星系组成的小星系群，名为希克森紧凑星系群 90（HGC 90），距离地球约 1 亿光年，朝向南鱼座。资料来源：INAF/VST/VEGAS，E. Iodice（INAF）。鸣谢：M：M. Spavone (INAF), R. Calvi (INAF)另一张图片展示了一个由四个星系组成的小星系群，名为希克森紧凑星系群 90（HGC 90），距离地球约 1 亿光年，朝向南鱼座。图像中心附近的两个圆形亮点是椭圆星系 NGC 7173 和 NGC 7176。分叉并连接这两个星系的明亮条纹是该星系群的第三个成员螺旋星系 NGC 7174：它奇特的形状表明，这三个天体之间正在发生相互作用，剥离了它们的恒星和气体，混淆了它们的分布。漫射光晕笼罩着这三个星系。属于这个星系群的第四个星系，NGC 7172，在图像的上半部分可以看到，似乎并没有参与这场天体舞蹈：它的核心被黑暗的尘埃云穿过，隐藏着一个超大质量的黑洞，一直在积极地吞噬着周围的物质。HGC 90 四星系被镶嵌在一个更大的结构中，包括数十个星系，其中一些在这张图片中可见。从室女座方向可以观测到的 Abell 1689星系团。资料来源：INAF/VST。鸣谢：M：M. Spavone（国家天文台），R. Calvi（国家天文台）第三幅图像显示的是室女座的阿贝尔 1689星系团，这是一个包含两百多个星系的丰富星系团。阿贝尔1689星系团包含两百多个星系，大部分呈黄橙色球状，它们的光线经过大约20亿年的传播才到达VST。巨大的质量，包括大量的热气体和神秘的暗物质以及星系，使星系团附近的时空发生了变形。因此，星团就像一个"引力透镜"，照射在更遥远的星系上，放大它们的光线，产生扭曲的图像，就像放大镜的作用一样。其中一些星系可以被看成小点和微小的、略微弯曲的线条，尤其是在星团的中心区域。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家发现银河血统近邻星团源自三个"家族"的共同祖先

天文学家发现银河血统近邻星团源自三个"家族"的共同祖先 英仙座阿尔法星团英仙座阿尔法星团的光学图像，来自第二次数字化巡天（DSS-II）。该星团是英仙座阿尔法星系家族中最早形成的星团之一，也是该家族的同名星团。资料来源：ESO/STSCI 数字化巡天 II科林德135星团的光学图像，来自第二次数字化巡天（DSS-II）。该星团是科林德135星族中最早形成的星团之一，也是该星族的同名星团。资料来源：ESO/STSCI 数字化巡天 II由维也纳大学领导的一个国际天文学家小组破译了年轻星团的形成历史，其中一些星团我们可以在晚上用肉眼看到。由维也纳大学的卡梅伦-斯维格姆（Cameren Swiggum）、若昂-阿尔维斯（João Alves）和威斯康星大学怀特沃特分校的罗伯特-本杰明（Robert Benjamin）领导的研究小组报告说，附近大多数年轻星团只属于三个家族，它们源自质量非常大的恒星形成区。这项研究还提供了关于超新星（大质量恒星生命末期的剧烈爆炸）对银河系等星系中巨型气体结构形成的影响的新见解。相关成果最近发表在著名的《自然》杂志上。Messier 6星团Messier 6星团的光学图像，也被称为"蝴蝶星团"，来自第二次数字化巡天（DSS-II）。这个星团是Messier 6家族中最早形成的星团之一，也是该家族的同名星团。资料来源：ESO/STSCI数字化巡天II"年轻星团是探索银河系历史和结构的绝佳工具。通过研究它们在过去的运动以及它们的起源，我们还能对银河系的形成和演变有重要的了解，"这项研究的合著者、维也纳大学的若昂-阿尔维斯（João Alves）说。研究小组利用欧洲航天局（ESA）盖亚（Gaia）任务提供的精确数据和光谱观测结果，追溯了太阳周围约3500光年半径内155个年轻星团的起源。他们的分析表明，这些星团可以分为三个具有共同起源和形成条件的家族。NGC 2451A 星团：NGC 2415A星团的光学图像，来自第二次数字化巡天（DSS-II）。它是Messier 6家族的成员。资料来源：ESO/STSCI数字化巡天II阿尔维斯说："这表明，年轻星团只源自三个非常活跃的大质量恒星形成区。这三个星族以其最著名的星团命名：Collinder 135（Cr135）、Messier 6（M6）和Alpha Persei（αPer）。""这些发现让我们更清楚地了解银河系邻域中年轻的星团是如何相互联系的，就像一个家族的成员或'血缘'，"领衔作者、维也纳大学博士生卡梅伦-斯维格姆（Cameren Swiggum）说。"通过研究这些星团的三维运动和过去的位置，我们可以确定它们的共同起源，并找到银河系中这些各自星团中的第一批恒星在4000万年前形成的区域"。IC 2602 星团IC 2602 星团（又称"南昴宿星团"）的光学图像，来自第二次数字化巡天（DSS-II）。它是英仙座阿尔法星家族的成员。资料来源：ESO/STSCI Digitized Sky Survey II研究发现，在这三个星团家族中一定发生过 200 多次超新星爆炸，向周围环境释放了巨大的能量。作者的结论是，这些能量很可能对当地银河系的气体分布产生了重大影响。斯威格姆解释说："这可以解释超级气泡的形成，即在Cr135家族周围形成的直径为3000光年的巨大气体和尘埃气泡。"IC 2391 星团IC 2391星团的光学图像，也被称为"Omicron Velorum星团"，来自第二次数字化巡天（DSS-II）。它是Messier 6家族的成员。资料来源：ESO/STSCI Digitized Sky Survey II我们的太阳系也位于这样一个气泡之中，即所谓的"本地气泡"（Local Bubble），其中充满了非常稀薄和炽热的气体。"斯维格姆补充说："本地气泡很可能也与三个星团家族之一的历史有关。而且它很可能在地球上留下了痕迹，地壳中铁同位素（60Fe）的测量结果就表明了这一点。"NGC 2547 星团：NGC 2547 星团的光学图像，来自第二次数字化巡天（DSS-II）。它是科林德135星族的成员。图片来源：ESO/STSCI 数字化巡天 II若昂-阿尔维斯说："我们实际上可以把天空变成一台时间机器，让我们追溯银河系的历史。通过破译星团的谱系，我们也能更多地了解我们自己的银河系祖先。未来，若昂-阿尔维斯的团队计划更精确地研究太阳系是否以及如何与银河系中的星际物质相互作用。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

麻省理工学院在土星最大卫星土卫六上发现惊人的波浪活动

麻省理工学院在土星最大卫星土卫六上发现惊人的波浪活动 土卫六表面，麻省理工学院地质学家的模拟结果表明，土星最大卫星土卫六上的湖泊和海洋是由海浪侵蚀形成的。图片来源：NASA/JPL-Caltech土卫六是土星最大的卫星，也是太阳系中目前唯一拥有活跃河流、湖泊和海洋的行星。这些异世界的河流系统被认为充满了液态甲烷和乙烷，它们流入宽阔的湖泊和海洋，有些甚至与地球上的五大湖一样大。2007 年，美国国家航空航天局卡西尼号宇宙飞船拍摄的图像证实了土卫六上存在大型海洋和小型湖泊。从那时起，科学家们就开始仔细研究这些图像和其他图像，寻找月球神秘液体环境的线索。现在，麻省理工学院的地质学家研究了土卫六的海岸线，并通过模拟显示，月球上的大海洋很可能是由海浪形成的。到目前为止，科学家们根据土卫六表面的遥感图像，发现了间接的、相互矛盾的波浪活动迹象。土卫六的湖泊麻省理工学院的研究人员利用模拟技术研究了土卫六海岸线的侵蚀情况，发现土卫六最大的卫星上有活跃的河流、湖泊和海洋，很可能是由海浪形成的。资料来源：美国国家航空航天局麻省理工学院的研究小组采用了一种不同的方法来研究土卫六上是否存在波浪，他们首先模拟了地球上湖泊的侵蚀方式。然后，他们将模型应用于土卫六的海洋，以确定卡西尼号图像中的海岸线是由哪种形式的侵蚀造成的。他们发现，海浪是最有可能的解释。研究人员强调，他们的结果并不是最终结果；要证实土卫六上有波浪，需要对月球表面的波浪活动进行直接观测。麻省理工学院地球、大气和行星科学塞西尔和艾达-格林教授泰勒-佩伦（Taylor Perron）说："根据我们的研究结果，我们可以说，如果土卫六海域的海岸线受到侵蚀，那么海浪很可能是罪魁祸首。如果我们能站在土卫六海洋的边缘，我们可能会看到液态甲烷和乙烷的波浪拍打着海岸，并在风暴期间撞击海岸。它们会侵蚀海岸的材料。"模型景观示例，从河谷被洪水淹没的海岸线（左）开始，被海浪侵蚀（右上）或均匀侵蚀（右下）。图片来源：研究人员提供佩伦和他的同事们，包括第一作者罗斯-巴勒莫（前麻省理工学院-伍兹霍尔海洋研究所联合项目研究生、美国地质调查局研究地质学家），将在即将出版的《科学进展》（Science Advances）杂志上发表他们的研究成果。他们的合著者包括麻省理工学院研究科学家杰森-索德布洛姆（Jason Soderblom）、麻省理工学院前博士后萨姆-伯奇（Sam Birch，现为布朗大学助理教授）、伍兹霍尔海洋研究所的安德鲁-阿什顿（Andrew Ashton）和康奈尔大学的亚历山大-海斯（Alexander Hayes）。自从卡西尼号发现土卫六表面有液体以来，土卫六上是否存在波浪一直是一个颇具争议的话题。帕勒莫说："一些试图寻找海浪证据的人没有看到任何海浪，他们说，'这些海面平滑如镜'。其他人说，他们确实看到液体表面有些粗糙，但不确定是否是波浪造成的。"了解土卫六海域是否有波浪活动，可以为科学家提供有关月球气候的信息，例如可以掀起这种波浪的风的强度。波浪信息还可以帮助科学家预测土卫六海域的形状可能会如何随时间演变。佩伦说，研究小组并没有在土卫六的图像中寻找波浪状特征的直接迹象，而是"另辟蹊径，通过观察海岸线的形状，来判断是什么侵蚀了海岸"。土卫六的海洋被认为是在不断上升的液体淹没了河谷纵横交错的地貌后形成的。研究人员对接下来可能发生的三种情况进行了归纳：没有海岸侵蚀；由海浪驱动的侵蚀；以及"均匀侵蚀"，即由"溶解"（液体被动地溶解海岸的物质）或海岸在自身重量的作用下逐渐剥落的机制驱动。研究人员模拟了三种情况下各种海岸线形状的演变过程。为了模拟波浪驱动的侵蚀，研究人员考虑了一个名为"fetch"的变量，它描述了从海岸线上的一点到湖泊或海洋对岸的物理距离。"波浪侵蚀受波浪高度和角度的影响，"巴勒莫解释道。"我们用风口来估算波浪的高度，因为风口越大，风能吹过的距离就越长，波浪也就越大。"为了测试三种情况下的海岸线形状有何不同，研究人员首先模拟了一个边缘有洪水河谷的海域。对于波浪驱动的侵蚀，他们计算了海岸线上每一点到其他每一点的距离，并将这些距离转换成波浪高度。然后，他们进行模拟，观察波浪如何随着时间的推移侵蚀起始海岸线。他们将此与同一海岸线在均匀侵蚀作用下的演变情况进行了比较。研究小组对数百种不同的起始海岸线形状重复进行了这种比较建模。他们发现，根据不同的基本机制，末端形状也大不相同。最值得注意的是，均匀侵蚀产生了膨胀的海岸线，即使在被洪水淹没的河谷中，海岸线也会均匀地向四周拓宽，而波浪侵蚀则主要使海岸线暴露在长取水距离中的部分变得平滑，使被洪水淹没的河谷变得狭窄和粗糙。佩伦说："我们有相同的起始海岸线，我们看到在均匀侵蚀和波浪侵蚀的情况下，最终的形状是完全不同的。由于河谷被洪水淹没，它们看起来都有点像会飞的意大利面条怪，但这两种侵蚀产生的终点却截然不同。"研究小组将他们的模拟结果与地球上的实际湖泊进行了比较，从而检验了他们的研究结果。他们发现，已知受到海浪侵蚀的地球湖泊与受到均匀侵蚀（如石灰岩溶解）影响的湖泊在形状上存在相同的差异。他们的建模揭示了清晰、特征明显的海岸线形状，这取决于它们的进化机制。研究小组于是想知道在这些特征形状中，土卫六的海岸线会分布在哪里呢？他们特别关注了土卫六最大、地图最清晰的四个海域：克拉肯海（Kraken Mare）的大小与里海相当；莱吉亚海（Ligeia Mare）比苏必利尔湖大；彭加海（Punga Mare）比维多利亚湖长；安大略海（Ontario Lacus）的大小约为其陆地同名海的 20%。研究小组利用卡西尼号的雷达图像绘制了土卫六每个海域的海岸线，然后将他们的建模应用于每个海域的海岸线，看看哪种侵蚀机制最能解释它们的形状。他们发现，所有四个海域都完全符合波浪驱动侵蚀模型，这意味着波浪产生的海岸线与土卫六的四个海域最为相似。如果海岸线受到侵蚀，其形状更符合海浪侵蚀的特征，而不是均匀侵蚀或根本没有侵蚀。研究人员正在努力确定土卫六的风必须有多强，才能激起海浪，反复冲刷海岸。他们还希望通过土卫六海岸线的形状来判断风主要是从哪个方向吹来的。"土卫六展示了一个完全未受影响的系统，"巴勒莫说。"它可以帮助我们了解海岸在不受人类影响的情况下是如何侵蚀的，也许这可以帮助我们将来更好地管理地球上的海岸线"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：