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：

历经20年 天文学领域最大的数码相机终于竣工了

历经20年 天文学领域最大的数码相机终于竣工了 研究人员正在检查 LSST 相机。这台相机将很快被运往智利，成为维拉-C-鲁宾天文台（右）的核心部分。资料来源：格雷格-斯图尔特/SLAC 国家加速器实验室作为能源部和美国国家科学基金会资助的维拉-C-鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）的核心设备，这台 3200 万像素的相机将帮助研究人员以前所未有的细节观测我们的宇宙。在十年的时间里，它将产生大量关于南半球夜空的数据，研究人员将通过挖掘这些数据来获得对宇宙的新认识。这些数据将有助于研究人员了解推动宇宙加速膨胀的暗能量，以及寻找占宇宙物质 85% 左右的神秘物质暗物质。研究人员还计划利用鲁宾数据更好地了解不断变化的夜空、银河系和我们自己的太阳系。鲁宾天文台建设主任、华盛顿大学教授泽利科-伊维茨奇（Željko Ivezić）说："随着独一无二的LSST 照相机在 SLAC 完成并即将与智利鲁宾天文台的其他系统集成，我们将很快开始制作有史以来最伟大的影像和信息量最大的夜空地图。"为了实现这一目标，SLAC 团队及其合作伙伴建造了有史以来最大的天文数码相机。这台相机大约有一辆小汽车那么大，重约 3000 公斤（3 公吨），其前镜头的宽度超过 5 英尺，是迄今为止为此目的制造的最大镜头。另一个三英尺宽的镜头必须经过特殊设计，以保持形状和光学清晰度，同时还要密封容纳相机巨大焦平面的真空室。焦平面由 201 个定制设计的 CCD 传感器组成，它非常平整，变化幅度不超过头发丝宽度的十分之一。像素本身只有 10 微米宽。LSST 相机建于 SLAC 国家加速器实验室，是有史以来最大的天文数码相机。该相机是维拉-C-鲁宾天文台为期 10 年的时空遗产巡天（LSST）的核心设备，它将每 3 个夜晚拍摄整个南部天空。该相机的数据将有助于解决宇宙学中一些最紧迫的问题，如暗能量和暗物质的性质，以及推进对太阳系和不断变化的夜空的研究。图片来源：Olivier Bonin/SLAC 国家加速器实验室SLAC教授、鲁宾天文台副主任兼照相机项目负责人亚伦-鲁德曼（Aaron Roodman）说，这台照相机最重要的特点还是它的分辨率，它的分辨率非常高，需要数百台超高清电视才能全尺寸显示它的一幅图像。"它的图像非常细腻，可以分辨出 15 英里外的一个高尔夫球，同时覆盖的天空范围比满月还要宽七倍。这些包含数十亿颗恒星和星系的图像将有助于揭开宇宙的秘密"。能源部宇宙前沿计划项目经理凯西-特纳（Kathy Turner）说，揭示这些秘密越来越重要。特纳说："与以往任何时候相比，要想扩大我们对基础物理学的理解，就必须把目光投向更远的宇宙。以 LSST 相机为核心，鲁宾天文台将比以往任何时候都更深入地探索宇宙，帮助回答当今物理学中一些最难、最重要的问题。"现在，LSST 照相机已经完工，并在 SLAC 经过了全面测试，它将被打包运往智利，并被送上安第斯山脉 8900 英尺高的 Cerro Pachón，今年晚些时候将被吊装到西蒙尼巡天望远镜上。一旦开始运行，照相机的主要用途就是绘制大量夜空天体的位置图并测量其亮度。研究人员可以从该星表中推断出大量信息。也许最值得注意的是，LSST 相机将寻找弱引力透镜的迹象，在这种情况下，大质量星系会微妙地弯曲背景星系的光线到达我们的路径。弱透镜揭示了宇宙中质量分布的一些情况，以及随着时间的推移质量是如何变化的，这将有助于宇宙学家了解暗能量是如何推动宇宙膨胀的。SLAC 高级工程师兼 LSST 相机项目经理马丁-诺德比（Martin Nordby）说，该天文台是第一个为研究如此规模的弱透镜而建造的天文台，该项目促使科学家和工程师们开发了许多新技术，包括新型 CCD 传感器和一些有史以来最大的透镜，并确保所有这些组件都能很好地协同工作。艺术家绘制的 LSST 相机效果图，显示了其主要组件，包括镜头、传感器阵列和工具箱。资料来源：Chris Smith/SLAC 国家加速器实验室科学家们还希望研究星系分布的模式以及这些模式随着时间的推移而发生的变化，识别暗物质群和发现超新星，所有这些都有助于进一步了解暗物质和暗能量。这么大的相机还能做什么？揭示遥远星系细节的相同图像将帮助研究人员研究离家更近的东西：我们自己的银河系。银河系中的许多恒星又小又暗，但借助 LSST 相机的灵敏度，研究人员有望绘制出银河系更为详细的地图，从而深入了解银河系的结构和演变，以及其中恒星和其他天体的性质。在离地球更近的地方，研究人员希望对太阳系中的许多小天体进行更彻底的普查。根据鲁宾天文台的估计，该项目可能会使已知天体的数量增加 10 倍，这可能会让人们对太阳系的形成过程有新的认识，或许还有助于识别那些过于接近地球的小行星所带来的威胁。这台相机将安装在鲁宾天文台的西蒙尼巡天望远镜上，该望远镜位于智利安第斯山脉的高处。资料来源：鲁宾天文台/美国国家科学基金会/AURA最后，鲁宾科学家将研究夜空是如何变化的例如，恒星是如何死亡的，或者物质是如何落入星系中心的超大质量黑洞的。SLAC 主任约翰-萨拉奥（John Sarrao）说，这台相机是实验室及其合作伙伴的一项"巨大成就"。LSST相机和鲁宾天文台将为我们的宇宙打开一扇新窗口，让我们深入了解宇宙中一些最神秘的事物，同时揭示离我们更近的奇迹。"看到拉加中心的科技专长、项目领导力和强大的全球合作伙伴关系以如此具有影响力的方式汇聚在一起，我感到非常兴奋。我们迫不及待地想看到下一步的发展。"提供专业知识和技术的合作实验室包括：布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory），该实验室制造了相机的数字传感器阵列；劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory），该实验室与其工业合作伙伴一起设计和制造了相机的镜头；法国国家科学研究中心（IN2P3/CNRS）的国家核与粒子物理研究所（National Institute of Nuclear and Particle Physics at the National Center for Scientific Research），该研究所参与了传感器和电子设备的设计，并制造了相机的滤光片交换系统，该系统将使相机能够捕捉从紫外线到红外线的六个不同波段的光。已完工的 LSST 相机正面图，显示其中的 3200 万像素焦平面。图片来源：Jacqueline Ramseyer Orrell/SLAC 国家加速器实验室布鲁克海文实验室仪器部高级物理学家保罗-奥康纳（Paul O'Connor）说："布鲁克海文实验室的团队（其中一些人已经为该项目工作了 20 多年）非常高兴地看到 LSST 相机的完工。我们与多个合作者共同开发的快速、超灵敏 CCD 模块将为鲁宾天文台未来十年的突破性科学研究做出贡献，我们期待着在这一旗舰天文巡天项目中开展合作。"照相机光学组件的一个主要特征是它的三个透镜，其中一个直径为 1.57 米（5.1 英尺）的透镜据信是迄今为止制造的世界上最大的高性能光学透镜。劳伦斯利弗莫尔国家实验室的工程师、前 LSST 相机项目经理 Vincent Riot 说："劳伦斯利弗莫尔国家实验室非常荣幸能有机会为 LSST 相机设计并监督大型透镜和光学过滤器的制造，其中包括世界上最大的透镜。LLNL 能够利用其几十年来开发世界上最大激光系统所积累的大型光学技术专长，看到这个前所未有的仪器完工并准备前往鲁宾天文台，我们感到非常兴奋。"IN2P3/CNRS 相机科学家皮埃尔-安蒂洛格斯（Pierre Antilogus）说："为了制作宇宙三维电影，相机必须在大约 2 秒钟内拍摄图像，并在 90 秒钟内更换滤镜。对于如此大小的相机来说，这是一项了不起的壮举。如果说 LSST 相机焦平面的... PC版： 手机版：

天文学家解释了富勒烯的太空新源头

天文学家解释了富勒烯的太空新源头 富勒烯于 1985 年被发现并获得诺贝尔奖，它是一种稳定的碳分子，由于其在太空中的存在和运输复杂分子的潜力，可能有助于了解宇宙的有机物质组织。上图描述了行星状星云 M57 的中心，由天文摄影师罗伯特-根德勒博士和约翰-波兹曼拍摄。图片来源：NASA/ESA这些分子是 1985 年在实验室中发现的，11 年后，他们的三位发现者获得了诺贝尔化学奖。从那时起，许多观测证据都证明了它们在太空中的存在，特别是在像太阳一样大小的老恒星周围的气体云中，这些气体云被称为行星状星云，是恒星生命末期从外层排出的。由于这些分子高度稳定且难以破坏，人们认为富勒烯可以充当其他分子和原子的笼子，因此它们可能将复杂的分子带到地球，为生命的诞生提供了动力。因此，对它们的研究对于了解宇宙中有机物质组织的基本物理过程非常重要。光谱学对于搜索和识别太空中的富勒烯至关重要。通过分析原子和分子在光线中留下的化学足迹，光谱学使我们能够研究构成宇宙的物质。这些光谱显示了表明富勒烯存在的光谱线，但同时也显示了更宽的红外波段（UIR，英文缩写），这些波段在宇宙中被广泛探测到，从太阳系中的小天体到遥远的星系。领导这项研究的 IAC 研究员马尔科-戈麦斯-穆尼奥斯（Marco A. Gómez Muñoz）解释说："导致这种广泛存在于宇宙中的红外辐射的化学物质的鉴定是一个天体化学之谜，尽管人们一直认为它很可能富含生命的基本元素之一碳。"为了识别这些神秘的波段，研究小组重现了行星状星云 Tc 1 的红外辐射。对发射波段的分析表明，其中存在无定形氢化碳（HAC）颗粒。这些处于高度无序状态的碳和氢的化合物在垂死恒星的包层中非常丰富，可以解释这个星云的红外辐射。"我们首次将从实验室实验中获得的HAC光学常数与光离子化模型结合起来，从而再现了富勒烯含量非常丰富的行星状星云Tc 1的红外辐射"，论文共同作者之一、IAC研究员Domingo Anibal García Hernández解释说。对于研究小组来说，HAC 和富勒烯同一物体的出现支持了这样一种理论，即富勒烯可能是在尘粒被破坏的过程中形成的，例如与紫外线辐射的相互作用，而紫外线辐射的能量要比可见光高得多。有了这项成果，科学家们为未来基于实验室化学和天体物理学合作的研究开辟了道路。戈麦斯-穆尼奥斯总结说："我们的工作清楚地表明，跨学科科学和技术在推动天体物理学和天体化学的基本进步方面具有巨大潜力。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

激光干涉引力波天文台（LIGO）观测到名为GW230529的神秘信号

激光干涉引力波天文台（LIGO）观测到名为GW230529的神秘信号 马克斯-普朗克引力物理研究所的研究人员通过精确的波形模型、新的数据分析方法和先进的探测器技术为这一发现做出了贡献。虽然这一特殊事件只是因为引力波而被观测到，但它增加了人们对未来用电磁波观测到更多此类事件的期待。"大约 30 年来，研究人员一直在争论最重的中子星和最轻的黑洞之间是否存在质量鸿沟。现在，科学家们首次发现了一个天体，它的质量正好落在这个被认为几乎是空的缝隙中。"位于波茨坦科学园的马克斯-普朗克引力物理研究所所长亚历山德拉-布奥纳诺（Alessandra Buonanno）说："现在是引力波研究非常激动人心的时刻，我们深入的研究领域有望重塑我们对由引力主导的天体物理现象的理论认识。"天体物理学家还利用 GW230529 检验了爱因斯坦的广义相对论。"GW230529与爱因斯坦理论的预测完全一致，"参与研究的波茨坦爱因斯坦研究所研究生Elise Sänger说。"它提供了迄今为止利用 LVK 引力波事件对其他引力理论的一些最佳约束"。为了确定相互绕行并合并产生引力波信号的天体的特性，天文学家将来自 LIGO 利文斯顿探测器的数据与两个最先进的波形模型进行了比较。"波茨坦阿尔伯特爱因斯坦研究所团队的博士后研究员埃克托尔-埃斯特莱斯-埃斯特雷拉（Héctor Estellés Estrella）说："这些模型包含了一系列相对论效应，以确保产生的信号模型尽可能真实和全面，便于与观测数据进行比较。"波茨坦阿尔伯特爱因斯坦研究所博士生洛伦佐-庞皮利（Lorenzo Pompili）补充说："除其他外，我们的波形模型可以准确描述黑洞以光速的几分之一在时空中旋转，发射出多个谐波的引力辐射。GW230529是由一个质量为太阳1.3至2.1倍的小型天体与另一个质量为太阳2.6至4.7倍的小型天体合并而成的。这些紧凑天体究竟是中子星还是黑洞，仅靠引力波分析无法确定。不过，根据双星的所有已知特性，天文学家认为较轻的天体是一颗中子星，较重的是一个黑洞。因此，较重天体的质量很有把握地位于质量间隙中，而之前人们认为这个间隙大部分是空的。以前在这个质量范围内的候选天体中，没有一个能以同样的确定性被识别出来。爱因斯坦的广义相对论预测，中子星的质量比太阳轻三倍。然而，中子星在坍缩成黑洞之前的最大质量的确切数值尚不清楚。"考虑到电磁观测和我们目前对恒星演化的掌握，预计质量在3到5个太阳质量范围内的黑洞或中子星非常少。然而，新发现的天体之一的质量恰好符合这一范围，"布奥纳诺解释说。近年来，天文学家发现了几个质量可能符合这一难以捉摸的差距的天体。就 GW190814 而言，LIGO 和 Virgo 发现了一个处于质量谱下边界的天体。然而，通过引力波信号 GW230529 探测到的紧凑型天体是第一个其质量明确属于这一差距的天体。 ... PC版： 手机版：

智利天文台绘制75%的天空地图 加强对银河系和宇宙学的了解

智利天文台绘制75%的天空地图 加强对银河系和宇宙学的了解 CLASS项目位于智利安第斯山脉，由约翰-霍普金斯大学领导，绘制了75%天空的详细地图，以探测宇宙的早期阶段。通过先进的微波偏振分析，该团队旨在澄清宇宙微波背景，加深对宇宙演化的理解，为未来的宇宙观测设定新标准。资料来源：约翰-霍普金斯大学由约翰-霍普金斯大学天体物理学家领导的美国国家科学基金会宇宙学大角度尺度测量仪（CLASS）合作绘制了这些地图。通过测量微波极化，或者说这些能量波如何向特定方向摆动，研究小组正在探索宇宙的历史和物理学从星系、恒星和行星形成的最初时刻开始。《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）最近发表了新的天空地图和研究小组对这些地图的解读，硬件开发、观测和数据分析得到了美国国家科学基金会的支持。研究小组报告说，这些结果大大改进了科学家需要过滤掉银河系发出的微波（一种看不见的光）的观测工作。这些发现有望帮助科学家们更好地了解宇宙微波背景，即炙热、致密、年轻的宇宙在138亿年的生命周期中演化出的残余辐射。宇宙学家利用这一信号拼凑出早期宇宙的重要证据。"通过研究宇宙微波背景的极化，天体物理学家可以推断出宇宙早期的情况，"共同领导该研究小组的约翰-霍普金斯大学物理学和天文学教授托比亚斯-马里姆（Tobias Marriage）说。"天体物理学家可以追溯到非常非常早期的时代初始条件，宇宙中物质和能量分布最开始到位的时刻并且可以将所有这些与我们今天所看到的联系起来。"新的 CLASS 地图让我们进一步了解了一种叫做线性偏振的特殊信号，它来自于围绕银河磁场旋转的快速移动电子所产生的辐射。这种信号有助于科学家研究我们的银河系，但也会混淆他们对早期宇宙的看法。"这些发现极大地提高了我们对早期宇宙物理过程的认识，这些物理过程可能会产生一种独特形式的微波辐射圆偏振背景。在线性偏振方面，新成果增强了对银河信号的测量。"约翰霍普金斯大学物理和天文学吉尔曼学者查尔斯-贝内特（Charles L. Bennett）说："它们显示出高度的一致性，并超过了以前太空任务的灵敏度。"与相应的卫星地图相比，新的 CLASS 偏振天空图噪音更小。偏振方向用红色和蓝色描绘，而偏振强度则通过颜色的深浅来捕捉。灰色部分描述的是 CLASS 望远镜因地理位置而无法观测到的天空部分。资料来源：约翰-霍普金斯大学地面观测的意义国家自然科学基金会天文科学部项目主任奈杰尔-夏普（Nigel Sharp）说："研究宇宙诞生之初的残余辐射对于了解整个宇宙是如何形成的，以及为什么宇宙会变成现在这个样子至关重要。这些新的测量结果为我们日益增长的宇宙背景辐射变化提供了重要的大尺度细节这一壮举尤其令人印象深刻，因为它是利用地面仪器实现的。"这项研究为利用地面望远镜进行更详细的观测铺平了道路，与太空任务不同，地面望远镜可以不断改进仪器。CLASS天文台采用了新技术，包括引导太空辐射进入探测器的光滑壁馈线、定制设计的探测器和新型偏振调制器。所有这三项技术都是美国国家航空航天局和约翰霍普金斯大学合作开发的。第一作者、约翰-霍普金斯大学的天体物理学家约瑟夫-艾默（Joseph Eimer）说："了解银河系的发射亮度非常重要，因为这是我们对宇宙微波背景进行更深入分析所必须校正的。CLASS在描述该信号的性质方面非常成功，因此我们可以识别它，并从观测中去除这些污染物。该项目是推动最大尺度地基偏振测量的前沿项目"。研究小组表示，这些结果为地面观测站在最大尺度上探测偏振设立了一个新的标准，为未来的研究提供了广阔的前景，特别是在纳入更多的 CLASS 数据（包括已经获得的数据和正在进行的观测数据）之后。CLASS 天文台位于智利北部海拔 16860 英尺的阿塔卡马天文公园内，由智利国家研究与发展机构（Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo）负责管理。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

欧洲核子研究中心再现来自黑洞的物质：反物质等离子体火球

欧洲核子研究中心再现来自黑洞的物质：反物质等离子体火球 超大质量黑洞发射等离子体喷流的艺术家印象图，欧洲核子研究中心的科学家们现在已经在实验室中重现了这一场景。美国宇航局/JPL-加州理工学院这些所谓的相对论喷流被认为包含了由电子及其反物质等价物正电子组成的等离子体。但是，这种物质究竟是如何形成的，又有什么作用，很难通过天文观测和计算机模拟来测量。于是，欧洲核子研究中心的科学家们开始在实验室里制造他们自己的版本。利用高辐射材料（HiRadMat）设施，研究小组从超级质子同步加速器中捕获了 3000 亿个质子，并将它们喷射到石墨和钽制成的靶子上。这引发了一连串的粒子相互作用，产生了足够多的电子-正电子对来维持稳定的等离子状态。产生等离子体的一系列相互作用示意图 罗切斯特大学激光能量学实验室插图/Heather Palmer首先，质子撞击石墨中的碳原子核，产生的能量足以撞散其中的基本粒子。其中的中性粒子很快衰变为高能伽马射线。这些伽马射线随后与钽的电场相互作用，进而产生成对的电子和正电子。在这次试运行中，产生的电子-正电子对达到了惊人的 10 万亿个，足以让它开始表现得像一个真正的天体物理等离子体。"这些实验的基本理念是在实验室中重现天体物理现象的微观物理学，例如黑洞和中子星的喷流，"该研究的合著者吉安卢卡-格雷戈里（Gianluca Gregori）说。"我们对这些现象的了解几乎完全来自天文观测和计算机模拟，但望远镜无法真正探测微观物理，模拟也涉及近似。像这样的实验室实验是连接这两种方法的桥梁。"这项研究发表在《自然通讯》杂志上。 ... PC版： 手机版：