先进望远镜揭示围绕明亮恒星运行的隐藏世界

先进望远镜揭示围绕明亮恒星运行的隐藏世界 科学家们通过将欧空局盖亚（Gaia）任务的数据与欧洲南方天文台（ESO）的 GRAVITY 仪器的数据相结合，探测到了来自 8 颗发光恒星以前从未见过的暗伴星的光信号。资料来源：欧空局他们首次捕捉到了迄今为止尚未发现的八颗发光恒星的暗伴星的光信号。这项技术为捕捉靠近主恒星轨道的行星图像提供了诱人的可能性。你有没有试过在明亮的路灯下给萤火虫拍照？很可能你在快照中看到的只是灯柱发出的强光。天文学家在明亮的恒星旁边追逐微弱的小恒星或行星时也会遇到同样的问题。为了解决这个问题，由欧洲南方天文台（ESO）科学家托马斯-温特哈尔德（Thomas Winterhalder）领导的一个国际天文学家小组首先搜索了盖亚编制的星表，其中列出了数十万颗疑似伴星的恒星。虽然伴星的亮度不足以被盖亚直接观测到，但它们的存在会导致亮度更高的主恒星的轨迹出现微小摆动（见下图），而这只有盖亚才能测量到。在盖亚的恒星轨道目录中，研究小组确定了八颗恒星作为 GRAVITY 的目标，GRAVITY 是位于智利 Cerro Paranal 的欧洲南方天文台甚大望远镜的先进近红外干涉仪。GRAVITY将来自不同望远镜的红外光结合在一起，通过一种叫做干涉测量的技术来捕捉暗淡天体的微小细节。天体测量学是通过精确测量恒星在天空中的位置来探测恒星运动的方法。当恒星围绕行星系统的质心摆动时，通过测量恒星位置的微小变化，这种技术也可用于识别恒星周围的行星。图片来源：欧空局得益于 GRAVITY 独一无二的锐利和灵敏的眼睛，研究小组捕捉到了所有 8 个预测伴星的光信号，其中 7 个伴星是以前未知的。其中三个伴星是非常小而暗淡的恒星，另外五个是褐矮星。这些天体介于行星和恒星之间：质量比最重的行星大，但比最轻的恒星轻且暗。这项研究中发现的其中一颗褐矮星绕其主星运行的距离与地球距离太阳的距离相同。这是第一次可以直接捕捉到如此接近其主恒星的褐矮星。欧空局盖亚卫星观测银河系的效果图。天空的背景图像是由超过18亿颗恒星的数据编辑而成的。它显示了盖亚观测到的恒星的总亮度和颜色，作为盖亚早期数据发布 3（Gaia EDR3）的一部分于 2020 年 12 月发布。资料来源：航天器：ESA/ATG medialab；银河：ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO.致谢：A. Moitinho托马斯解释说："我们已经证明，捕捉暗伴星的图像是可能的，即使它的轨道非常接近其明亮的宿主。这一成就彰显了盖亚和GRAVITY之间非凡的协同作用。只有盖亚才能识别出这种容纳一颗恒星和一个'隐藏的'伴星的紧密系统，然后GRAVITY就可以接手，以前所未有的精确度为更小更暗的天体成像。"在早先的一项研究中，天文学家利用盖亚数据和另一个地面天文台捕捉到了一颗巨型气体系外行星的图像。这颗行星围绕其主恒星运行的距离大约是地球与太阳距离的17倍，在天空中划过的角度比GRAVITY在这项新成果中拍摄到的伴星的典型距离要宽得多。盖亚观测推断出的小伴星通常位于几十毫阿秒的微小分离角上，也就是从100千米的距离看去一枚一欧元硬币的大小。托马斯继续说："在我们的观测中，盖亚数据就像一种路标。我们能通过 GRAVITY 看到的天空部分非常小，因此我们需要知道该往哪里看。盖娅对恒星的运动和位置进行了无与伦比的精确测量，这对于将我们的仪器指向天空中的正确方向至关重要。"Gaia 和 GRAVITY 的互补性不仅仅在于利用 Gaia 的数据来规划后续观测和实现探测。通过将两个数据集结合起来，科学家们能够分别"称量"各个天体的重量，并分辨出主恒星和各自伴星的质量。GRAVITY 还测量了伴星和主星在红外波长范围内的对比度。结合对质量的估计，研究小组得以评估伴星的年龄。令人惊讶的是，其中两颗褐矮星的亮度低于人们对其大小和年龄的预期。一个可能的解释是，这些褐矮星本身有一个更小的伴星。迄今为止已经发现了 5000 多颗系外行星，但它们长什么样呢？欧空局专门的系外行星任务"契普斯"、"柏拉图"和"阿里尔"正在寻找答案。图片来源：欧空局在展示了 Gaia-GRAVITY 组合的威力之后，科学家们现在正期待着追踪 Gaia 星表中所列恒星的潜在伴星。"盖亚任务的独特之处在于它能够发现天空中近距离星对的微小运动。将作为第四次数据发布（DR4）的一部分提供的下一个星表将包含更丰富的恒星集合，其中可能有更小的伴星，"欧空局盖亚科学家约翰内斯-萨赫曼（Johannes Sahlmann）说。"这一结果为我们在银河系中寻找行星开辟了新天地，并有望让我们看到新的遥远世界。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

韦伯太空望远镜参与研究了猎户座星云中的一个原行星盘

韦伯太空望远镜参与研究了猎户座星云中的一个原行星盘 太阳系等行星系统是如何形成的？为了弄清这个问题，法国国家科学研究中心（CNRS）的科学家们参加了一个国际研究小组[1]，利用詹姆斯-韦伯太空望远镜[2]研究了一个恒星育儿室猎户座星云，通过观测一个名为d203-506的原行星盘，他们发现了大质量恒星在这种新生行星系统的形成过程中所起的关键作用[3]。猎户座星云的哈勃图像，以及詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）拍摄的原行星盘 d203-506 的放大图像。图片来源：NASA/STSCI/Rice Univ./C.O'Dell et al / O. Berné, I. Schrotter, PDRs4All这些恒星的质量大约是太阳的 10 倍，更重要的是，它们的光亮度是太阳的 10 万倍，在这些系统附近形成的任何行星都会受到非常强烈的紫外线辐射。根据行星系中心恒星的质量，这种辐射既可以帮助行星的形成，也可以通过分散行星的物质来阻止它们的形成。在猎户座星云中，科学家们发现，由于大质量恒星的强烈辐照，类似木星的行星将无法在行星系 d203-506 中形成。这篇论文登上了2024年3月1日《科学》杂志的头版头条，以前所未有的精确度展示了大质量恒星在行星系统形成过程中所起的决定性作用，并为此类系统如何形成开辟了新的视角。说明：参与这项研究的主要法国实验室有天体物理与行星学研究所（法国国家空间研究中心/法国国家科学研究中心/图卢兹保罗萨巴蒂埃大学）、天体物理空间研究所（法国国家科学研究中心/巴黎萨克雷大学）、天体物理学和大气物理学光线和材料研究实验室（法国国家科学研究中心/巴黎瑟吉大学/巴黎-PSL观测站/索邦大学），以及奥赛分子科学研究所（法国国家科学研究中心/巴黎萨克雷大学）。该研究是国际" PDRs4All "项目的一部分。詹姆斯-韦伯红外太空望远镜可以穿透尘埃云，从而以无与伦比的清晰度揭示遥远的天体，如距离地球 1400 光年的猎户座星云。历史不到一百万年的系统。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国天文学家观察到矮星系向超紧凑矮星系（UCD）的完全转变

中国天文学家观察到矮星系向超紧凑矮星系（UCD）的完全转变 矮星系是星系中光度最小的一类，在宇宙演化过程中起着至关重要的作用。矮星系是在 2000 年左右被发现的，由于其内部恒星系统密度极高，质量和大小介于星系和星团之间而得名。尽管近年来的一些研究结果表明，许多 UCD 可能起源于坍缩的矮星系，但具体的演化过程尚未得到观测证实。来自北京大学、上海交通大学以及加拿大和美国研究机构的研究人员利用哈勃太空望远镜、加拿大-法国-夏威夷望远镜、双子座北望远镜等观测设备，在室女座星团中搜寻到了约600个UCD候选天体。他们发现，大约15%的UCD被微弱的恒星晕所包围。研究称，这些UCD在形态、颜色和空间分布方面与强核矮星系（一种新定义的矮星系）高度相关，这可能是矮星系向UCD演化的一个中间阶段。该研究的第一作者、北京大学博士生王凯翔说，研究小组首次观测到了UCD形成的各个阶段。王说，这项研究展示了矮星系是如何塌缩并形成UCD甚至星系团的，清楚地揭示了其演化规律。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密 尽管这些恒星残骸非常普遍，但其化学构成多年来一直是天文学家的一个难题。在这些紧凑的天体中，许多天体的表面都存在重金属元素，如硅、镁和钙，这一令人费解的发现打破了我们对恒星行为的预期。"我们知道，如果这些重金属存在于白矮星的表面，那么白矮星的密度足够大，这些重金属应该会很快沉向核心，"JILA研究生秋叶达也解释说。"所以，你不应该在白矮星表面看到任何金属，除非白矮星正在主动吃掉什么东西。"虽然白矮星可以吞噬附近的各种天体，如彗星或小行星（被称为planetesimals），但这一过程的复杂性仍有待充分探索。不过，这种行为可能是揭开白矮星金属成分之谜的关键，有可能带来有关白矮星动力学的激动人心的启示。围绕白矮星运行的小行星轨道最初，每颗行星都有一个圆形的顺行轨道。踢脚形成一个偏心碎片盘，其中有顺行轨道（蓝色）和逆行轨道（橙色）。资料来源：Steven Burrows/Madigan Group/JILA在《天体物理学杂志通讯》（TheAstrophysical Journal Letters）上发表的一篇新论文中，秋叶与JILA研究员、科罗拉多大学博尔德分校天体物理与行星科学教授安-玛丽-马迪根（Ann-Marie Madigan）和本科生塞拉-麦金太尔（Selah McIntyre）一起，认为他们找到了这些恒星僵尸吞噬附近行星的原因。研究人员利用计算机模拟了白矮星在形成过程中因非对称质量损失而受到的"产婆踢"（已被观测到），从而改变了白矮星的运动和周围物质的动态。在80%的测试运行中，研究人员观察到，从踢脚开始，白矮星30至240 AU范围内（相当于太阳与海王星的距离及以上）的彗星和小行星的轨道变得拉长和排列整齐。此外，在随后被吃掉的行星小行星中，约有40%来自逆向旋转（逆行）轨道。研究人员还扩大了模拟范围，研究了白矮星在一亿年后的动态变化。他们发现，白矮星附近的类星体仍然具有拉长的轨道，并作为一个连贯的单元运动，这是以前从未见过的结果。"这是我认为我们理论的独特之处：我们可以解释为什么吸积事件如此持久，"马迪根说。"虽然其他机制可以解释最初的吸积事件，但我们用踢脚模拟的结果表明，为什么数亿年后吸积事件仍然会发生。"这些结果解释了为什么重金属会出现在白矮星的表面，因为白矮星会不断吞噬其路径上的较小天体。马迪根在 JILA 的研究小组主要研究引力动力学，因此研究白矮星周围的引力似乎是一个自然而然的研究重点。"模拟可以帮助我们了解不同天体的动态，"秋叶说。"因此，在这个模拟中，我们把一堆小行星和彗星扔到大得多的白矮星周围，看看模拟是如何演变的，以及白矮星吃掉了哪些小行星和彗星。"研究人员希望在未来的项目中将他们的模拟扩展到更大的规模，研究白矮星如何与更大的行星相互作用。正如秋叶所阐述的："其他研究表明，小行星和彗星这些小天体可能不是白矮星表面金属污染的唯一来源。因此，白矮星可能会吃掉更大的东西，比如行星。"这些新发现进一步揭示了有关白矮星形成的更多信息，这对于了解太阳系如何在数百万年中发生变化非常重要。它们还有助于揭示太阳系的起源和未来演化，揭示更多有关化学的知识。马迪根说："宇宙中绝大多数行星最终都会围绕白矮星运行。这些系统中可能有50%会被恒星吞噬，包括我们自己的太阳系。现在，我们有了一种机制来解释为什么会发生这种情况。行星碎片可以让我们深入了解太阳系以外的其他太阳系和行星构成。白矮星不仅仅是一个了解过去的透镜。它们也是洞察未来的透镜。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

Epsilon Indi"星震"打破天文纪录和预期

Epsilon Indi"星震"打破天文纪录和预期 国际研究合作测量工作是由一个国际团队完成的，该团队由葡萄牙天体物理学和空间科学研究所领导，成员还包括伯明翰大学的研究人员。测量结果发表在《天文学与天体物理学通讯》（Astronomy & Astrophysics Letters）上。这些地震是利用一种被称为"星震学"的技术探测到的，这种技术测量恒星的振荡。研究小组利用安装在欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）上的ESPRESSO摄谱仪，以前所未有的精度记录下了这些振荡。不同频率的声波（p 模式）在恒星内层传播的图像。图片来源：Tania Cunha（波尔图行星生命科学中心/西班牙天文科学研究所）技术突破和天文影响主要作者、波尔图大学天体物理学和空间科学研究所的蒂亚戈-坎潘特（Tiago Campante）说："这些观测所达到的极高精度水平是一项杰出的技术成就。重要的是，这次探测最终表明，精确的小行星测量学可以精确到表面温度低至4200摄氏度（比太阳表面温度低约1000摄氏度）的冷矮星，从而有效地开辟了观测天体物理学的新领域。"橙矮星最近成为寻找宜居行星和外星生命的焦点。伯明翰物理与天文学学院院长、研究小组成员比尔-查普林（Bill Chaplin）教授说："这些恒星的预测大小与观测大小不匹配，这对在它们周围寻找行星产生了影响。如果我们使用最成功的行星寻找技术所谓的凌日法我们就能得到行星相对于恒星大小的尺寸；如果我们没有正确地确定恒星的大小，我们发现的任何小行星也会出现同样的情况。"物理与天文学院比尔-查普林教授介绍说："对振荡的探测将有助于理解和尽量缩小这些差异，并改进恒星的理论模型，这些恒星的预测大小和观测大小之间的不匹配对在它们周围寻找行星有影响"。未来探索对 Epsilon Indi 星震荡的探测将为欧洲航天局（ESA）计划于 2026 年发射的PLATO 任务提供信息，该任务将探测更多橙矮星的震荡。PLATO 还将寻找这些恒星周围的行星。伯明翰负责设计和交付 PLATO 的大部分小行星震荡学管道，其结果将被全世界成千上万的研究人员使用。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

自动望远镜网络发现环绕超冷恒星运行的宜居系外行星SPECULOOS-3 b

自动望远镜网络发现环绕超冷恒星运行的宜居系外行星SPECULOOS-3 b 系外行星 SPECULOOS-3 b 绕其恒星运行的艺术家视图。这颗行星和地球一样大，而它的恒星比木星稍大，但质量更大。资料来源：NASA/JPL-Caltech一个国际天文学家小组发现了一颗新的地球大小的行星，它围绕着一颗超冷的红矮星运行，距离仅有 55 光年。这颗行星是在这种恒星周围发现的第二颗同类行星。这颗行星被称为 SPECULOOS-3 b，它需要大约 17 个小时才能绕恒星运行一圈，其温度是太阳的两倍多，质量是太阳的十倍，亮度是太阳的一百倍。SPECULOOS-3 b 上的白天和黑夜似乎是无穷无尽的：这颗系外行星很可能被潮汐锁定，因此同一面"白天"总是面向恒星，这种关系类似于我们的月球和地球。这一发现于2024年5月15日发表在《自然-天文学》（Nature Astronomy）杂志上，由比利时列日大学（University of Liège）领导的SPECULOOS项目与伯明翰大学、剑桥大学、伯尔尼大学和麻省理工学院合作完成。SPECULOOS（Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars）项目的目的是利用遍布全球的望远镜网络寻找绕超冷矮星运行的系外行星。超冷矮星非常常见，约占银河系恒星的 70%。但它们也非常暗淡，而且分散在天空中，因此科学家们必须用望远镜观测数周的数据，逐一监测每颗恒星，才能探测到凌星。"我们专门设计了SPECULOOS来观测附近的超冷矮星，寻找适合详细研究的岩石行星，"列日大学天文学家、论文第一作者Michaël Gillon说。"2017年，我们使用TRAPPIST望远镜的SPECULOOS原型发现了著名的TRAPPIST-1系统，该系统由7颗地球大小的行星组成，其中几颗可能适合居住。这是一个极好的开端！"虽然对这一发现的大部分观测是由位于北半球的 SPECULOOS 望远镜完成的，但伯明翰大学的研究人员也贡献了在位于智利阿塔卡马沙漠的 SPECULOOS 南方天文台进行的一些观测。伯明翰大学系外行星学教授Amaury Triaud说："虽然超冷矮星比我们的太阳温度低、体积小，但它们的寿命要长上千倍大约1000亿年，预计它们将是宇宙中最后一颗仍在闪耀的恒星。"科学家们认为，如此长的寿命可能会为轨道行星上的生命提供发展机会。虽然大多数天文数据都是自动分析的，而且候选行星通常都是先由算法检测出来，然后再由人工进行审核，但在这个案例中，这种情况并没有发生。SPECULOOS 团队的成员已经养成了在夜间数据发布时快速浏览这些数据的习惯，伯明翰大学的前博士生、现博士后研究员 Georgina Dransfield 博士注意到了行星信号，并提醒了整个合作团队。她说："超冷矮星体积小，更容易探测到小行星。SPECULOOS-3b的特殊之处在于，它的恒星和行星特性使其成为JWST的最佳目标，JWST能够获得有关构成其表面的岩石成分的信息。"该项目的下一步可能包括由詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）进行的后续观测，这将为了解该行星的表面矿物学以及大气层的可能性提供重要信息。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：