天文学家可能已经发现星系如何改变它们的形状

天文学家可能已经发现星系如何改变它们的形状自从1926年发明了哈勃序列（一种对星系形状进行分类的系统）以来，随着技术的进步，天文学家一直在不断提高我们对星系进化和形态的理解能力。到20世纪70年代，研究人员已经证实，孤独的星系往往是螺旋形的，而那些在星系团中发现的星系可能是光滑的、没有特征的，被称为椭圆和透镜（形状像一个透镜）。EAGLES程序通过AI评估对星系进行分类的表示资料来源：ICRAR由国际射电天文研究中心（ICRAR）的天文学家领导的新研究发表在《皇家天文学会月刊》上，可能已经发现了这些形状差异的原因。ICRAR的西澳大利亚大学节点的主要作者JoelPfeffer博士说，这项研究解释了"形态-密度关系"--聚集的星系比单独的星系看起来更平滑、更没有特征。"我们已经发现，当我们得到大量的星系挤在一起时，有一些不同的事情正在发生，"Pfeffer博士说。"星系上的旋臂是如此的脆弱，当你在星系团中达到更高的密度时，旋涡星系开始失去它们的气体，这种气体的流失导致它们的旋臂'掉落'，转变为透镜状，另一个原因是星系合并，这可以看到两个或更多的螺旋星系撞在一起，在之后形成一个大的椭圆星系。"该研究利用强大的EAGLE模拟，详细分析了一组星系，使用人工智能算法对星系的形状进行分类。这种基于神经网络的算法是由ICRAR的博士生MitchellCavanagh训练的，每分钟可以对近2万个星系进行分类，将通常需要数周的时间压缩到1小时。模拟结果与在宇宙中观察到的情况密切相关，使研究人员有信心使用模拟结果来解释对星系团的观察。这项研究还在预期的高密度区域之外发现了几个透镜星系，模型显示它们是由两个星系合并而成的。这项工作汇集了星系演化方面的各种研究，首次理解了形态-密度关系。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341437.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341437.htm

天文学家在110亿光年之外探测到星系磁场

天文学家在110亿光年之外探测到星系磁场这张图片显示的是遥远的9io9星系的磁场方向，当时宇宙的年龄只有现在的20%--这是迄今为止探测到的最远的星系磁场。9io9星系中的尘粒在某种程度上与星系磁场的方向一致，因此它们会发出偏振光，这意味着光波会沿着一个偏好的方向而不是随机地摆动。ALMA探测到了这种偏振信号，天文学家可以据此推算出磁场的方向，这里显示的是叠加在ALMA图像上的弯曲线条。图片来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/J.Geachetal.天文学家利用ALMA探测到了一个星系的磁场，这个星系非常遥远，它的光线需要110多亿年的时间才能到达我们这里。在此之前，我们从未在如此遥远的地方探测到一个星系的磁场。这段视频总结了这一发现。资料来源：欧洲南方天文台宇宙中的磁场宇宙中的许多天体都有磁场，无论是行星、恒星还是星系。英国赫特福德大学（UniversityofHertfordshire）天体物理学教授詹姆斯-盖奇（JamesGeach）说："很多人可能不知道，我们的整个银河系和其他星系都布满了磁场，横跨数万光年。"他是最近发表在科学杂志《自然》（Nature）上的这项研究的第一作者。美国斯坦福大学研究员恩里克-洛佩兹-罗德里格斯（EnriqueLopezRodriguez）也参与了这项研究，他补充说："尽管这些场对星系的演化非常重要，但我们实际上对它们是如何形成的知之甚少。目前还不清楚星系中的磁场在宇宙生命的早期是如何形成的，也不清楚形成的速度有多快，因为到目前为止，天文学家只绘制了离我们很近的星系的磁场图。"这幅红外图像显示的是遥远的9io9星系，在这里可以看到一个红色的弧线围绕着附近一个明亮的星系。附近的这个星系就像一个引力透镜：它的质量使周围的时空发生弯曲，使背景中来自9io9的光线发生弯曲，因此它的形状发生了扭曲。这张彩色图片是将欧洲南方天文台（ESO）位于智利的可见光和红外天文巡天望远镜（VISTA）和位于美国的加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）拍摄的红外图像结合在一起的结果。图片来源：ESO/J.Geachetal.恒星形成的作用和未来研究现在，利用欧洲南方天文台（ESO）的合作伙伴--ALMA，Geach和他的团队在一个遥远的星系中发现了一个完全形成的磁场，其结构与在附近星系中观测到的类似。这个磁场比地球磁场弱1000倍，但却延伸了16000多光年。盖奇解释说："这一发现为我们提供了新的线索，让我们了解星系级磁场是如何形成的。在宇宙历史的这么早阶段就观测到一个发育完全的磁场，表明当年轻星系仍在成长时，横跨整个星系的磁场可以迅速形成。"研究小组认为，早期宇宙中恒星的密集形成可能对加速磁场的形成起到了一定的作用。此外，这些星场还会反过来影响后代恒星的形成方式。该发现的合著者、欧洲南方天文台天文学家罗布-艾维森（RobIvison）说，这一发现打开了"一扇了解星系内部运作的新窗口，因为磁场与正在形成新恒星的物质有关"。这段视频把我们从银河系的家带到了一个遥远的星系--9io9。我们首先看到的是可见光下的夜空，最后到达9io9星系时，我们切换到了红外光。在这里，银河系呈现出一条微弱的淡红色弧线，围绕着附近一个明亮的星系。然后我们看到的是毫米波长的9io9的ALMA图像，磁场的方向用叠加曲线表示。资料来源：ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/DESI/CFHT/N.Risinger(skysurvey.org)/J.Geachetal.探测遥远磁场的技术为了进行这项探测，研究小组搜索了遥远星系9io9中尘埃粒子发出的光线。星系中布满了尘埃粒子，当存在磁场时，尘埃粒子会趋于排列整齐，它们发出的光线也会变得偏振。这意味着光波会沿着一个偏好的方向振荡，而不是随机的。当ALMA探测到并绘制出来自9io9的偏振信号时，首次证实了在一个非常遥远的星系中存在磁场。盖奇说："任何其他望远镜都无法做到这一点。希望通过这次和未来对遥远磁场的观测，这些基本的星系特征是如何形成的谜团将开始揭开。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395473.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395473.htm

天文学家发现92亿光年外的神秘孤独星系

天文学家发现92亿光年外的神秘孤独星系与美国宇航局钱德拉X射线天文台和国际双子座天文台合作取得的这一结果可能会推动天文学家对星系在早期宇宙中增长速度的限制。在几个方面，3C297具有星系团的特质，一个包含数百甚至数千个单独星系的巨大结构。来自钱德拉的X射线数据显示，大量的气体被加热到数百万度--这是一个星系团的标志性特征。天文学家还发现了一个来自类星体的喷流--由卡尔-G-扬斯基甚大阵列看到--通过与周围环境的相互作用而弯曲。最后，钱德拉数据显示，有证据表明另一个类星体的喷流已经撞上了它周围的气体，形成了一个X射线的"热点"。这些都是星系团的典型特征。然而，双子座天文台的数据显示，3C297中只有一个星系。在双子座图像中出现的靠近3C297的19个星系，实际上是在很远的距离上。3C297星系被发现比预期的要孤独，这意味着它很可能已经拉进并吸收了它以前的同伴星系。3C297包含一个类星体，一个超大质量的黑洞在星系的中心拉扯气体，并驱动无线电波中看到的强大的物质喷流。来自钱德拉的X射线数据、来自卡尔-G-扬斯基甚大阵列的无线电数据和来自双子座的可见光数据表明，即使3C297的周围拥有星系团的许多特征，但除了一个星系之外，其他的都还在。在这个合成图中还有来自哈勃的可见光和红外数据。天文学家认为这最后一个大星系通过它的引力同化了其他的星系，并可能推动天文学家对星系在早期宇宙中成长速度的限制。在这个新的合成图像中，钱德拉的数据是紫色的，VLA的数据是红色的，双子座的数据是绿色的。来自哈勃太空望远镜的可见光和红外数据（分别为蓝色和橙色）也被包括在内。孤独的星系（3C297）和它的超大质量黑洞的位置在图像的标签版本中被识别出来，还有黑洞的喷流、X射线热点和热气。这张图片的视野太小，无法显示与3C297不在同一距离的19个星系中的任何一个。关于失踪的星系发生了什么的一个解释是，最大星系的引力，加上它们之间的相互作用，导致伴生星系坠落并被阿尔法星系同化。研究小组认为3C297最有可能是一个"化石群"，而不是一个星系团，这是一个星系演化的阶段，一个星系正在拉拢并与其他星系合并。如果是这样的话，3C297代表了迄今为止发现的最遥远的化石群。作者不能排除3C297周围存在矮星系的可能性，但是它们的存在仍然不能解释缺乏像银河这样的大星系。附近的例子是室女星团中的M87，它在数十亿年前就有大型星系的陪伴。然而，3C297基本上将独自度过数十亿年。这项新研究发表在2023年1月的《天体物理学杂志》上。早期的钱德拉观测只持续了三个小时，显示了新研究中看到的热气体的暗示，正如合著者ChiaraStuardi在2018年4月的《天体物理学报》增刊系列中发表的一篇论文中所报道的那样。然而，需要更深入的钱德拉观测来证实它。对3C297的钱德拉观测是在2021年4月和2022年8月共2.5天的时间内进行的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359363.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359363.htm

天文学家发现在早期宇宙中形成的星系比以前认为的要多

天文学家发现在早期宇宙中形成的星系比以前认为的要多Yan说："在宇宙的早期部分发现如此大量的星系表明我们可能需要修改我们以前对星系形成的理解。我们的发现给了我们第一个迹象，即大量的星系可能在宇宙中形成的时间比以前认为的要早得多。"一对来自星系团SMACS0723-27及其周边地区的彩色合成图像，由美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜通过其早期释放观测（ERO）拍摄。由密苏里大学的HaojingYan领导的一个天文学家小组利用这些图像的数据来确定他们研究中感兴趣的物体。这些包括可能是宇宙中最早的已知星系的星系--大约在大爆炸后2-4亿年。每个感兴趣的物体的位置由彩色图像上三个不同颜色的圆圈之一表示--蓝色、绿色或红色。这些颜色与发现它们的红移范围相对应--高（蓝色）、非常高（绿色）或极高（红色）。资料来源：美国航空航天局、欧洲航天局、加拿大航天局和太空望远镜科学研究所。在这项研究中，天文学家们在"非常高的红移"中寻找潜在的星系。Yan说，天文学中的红移概念使天文学家能够通过观察宇宙中遥远物体--如星系--发出的光波的颜色变化来测量它们的距离。HaojingYan资料来源：密苏里大学"如果一个发光源向我们移动，光线就会被'挤压'，而较短的波长就表现为蓝光，或蓝移，"Yan说。"但是，如果这个[光]源正在远离我们，它产生的光正在被'拉伸'，并变为更长的波长，由红光表示，或红移。"Yan说，埃德温-哈勃在20世纪20年代末发现我们的宇宙在不断扩大，这是理解天文学中如何使用红移的关键。"哈勃证实了我们银河系以外的星系正在远离我们，而且它们越远，它们远离的速度就越快，这通过距离的概念与红移有关--一个物体的红移越高，比如一个星系，它离我们就越远。"因此，在非常高的红移上寻找星系给了天文学家一种构建宇宙早期历史的方法。"光速是有限的，所以光经过一段距离到达我们需要时间，例如，当我们看太阳的时候，我们不是在看它现在的样子，而是看它在大约8分钟前的样子。这是因为太阳的辐射需要这么长的时间才能到达我们这里。因此，当我们在看非常遥远的星系时，我们是在看它们很久以前的图像。"利用这一概念，Yan的团队分析了JWST捕获的红外光，以识别星系。"一个星系的红移越高，光线到达我们这里的时间就越长，所以更高的红移对应着更早的宇宙观，因此，通过观察高红移的星系，我们得到了宇宙在很久以前的样子的更早的快照。"JWST对这一发现至关重要，因为像星系这样位于高红移，也就是11及以上的空间物体只能通过红外光探测。这超出了美国宇航局的哈勃太空望远镜所能探测到的范围，因为哈勃望远镜只能看到从紫外线到近红外的光线。"JWST，最强大的红外望远镜有足够的灵敏度和分辨率来完成这项工作，到这些首批JWST数据集被发布[在2022年7月中旬]，大多数天文学家认为宇宙中应该很少有超过红移11的星系。至少，我们的结果挑战了这种观点。我相信这一发现只是冰山一角，因为我们使用的数据只集中在宇宙的一个非常小的区域。在这之后，我预计其他的天文学家团队将在浩瀚的太空中的其他地方发现类似的结果，因为JWST继续为我们提供了一个关于我们宇宙最深处的新视角。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341871.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341871.htm

天文学家揭示暗物质在星系演化中的作用

天文学家揭示暗物质在星系演化中的作用星系图像，左侧为恒星部分，右侧（负片）为星系光环中的暗物质。资料来源：GabrielPérezDíaz,SMM(IAC)/EAGLE团队传统上对星系演化的观测研究主要集中在普通物质的作用上，尽管普通物质只占星系质量的很小一部分。几十年来，人们一直在理论上预测暗物质对星系演化的影响。然而，尽管做了很多努力，人们对此并没有达成明确的共识。现在，由IAC团队领导的研究首次通过观测证实了暗物质对星系演化的影响。暗物质对星系的影响显而易见，因为我们可以测量它，但暗物质对星系演化的影响是有人提出过的，尽管我们没有观测研究它的技术。为了研究暗物质的影响，研究小组集中研究了星系中恒星的质量与从其旋转中可以推断出的质量（称为总动力质量）之间的差异。研究结果表明，恒星的年龄、金属含量、形态、角动量和形成速度不仅取决于这些恒星的质量，还取决于总质量，这就意味着要把暗物质成分包括在内，而暗物质成分符合对光环质量的估计。"我们看到，在恒星质量相等的星系中，恒星群的表现会因星系光环中暗物质的多寡而不同，换句话说，星系从形成到现在的演化过程会因星系所处的光环而改变。"文章合著者之一、IAC研究员伊格纳西奥-马丁-纳瓦罗（IgnacioMartínNavarro）补充说："如果星系所处的光环质量较大或较小，那么星系随时间的演化就会不同，这将反映在星系所含恒星的性质上。"今后，研究小组计划对距离银河系中心不同距离的恒星群进行测量，并证明恒星的特性对暗物质晕的依赖是否在所有半径范围内都保持不变。研究的下一步将是研究暗物质晕与宇宙大尺度结构之间的关系。这些暗物质光环并不是单独产生的，它们由细丝连接起来，构成了大尺度结构的一部分，被称为'宇宙网'。光环的质量似乎改变了星系的属性，但这可能是每个光环在宇宙网中所处位置的结果。在未来几年里，希望能够看到这种大尺度结构在我们所研究的范围内产生的影响。这项研究是基于卡拉阿托遗留整体场区（CALIFA）的260个星系进行的，卡拉阿托遗留整体场区是一个国际项目，在文章的另一位合著者赫苏斯-法尔孔-巴罗佐（JesúsFalcónBarroso）的协调下，IAC积极参与了该项目。他说："这项调查提供了光谱信息和前所未有的星系空间覆盖范围。我们对这些星系进行了高分辨率观测，获得了它们运动特性的详细测量数据，这使我们能够非常精确地研究恒星的运动，从而推断出星系的总质量。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425314.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425314.htm

天文学家可能已经发现了宇宙中最大的磁场

天文学家可能已经发现了宇宙中最大的磁场根据一项新的研究，科学家可能最终发现了我们所发现的最大磁场的证据。天文学家所指的这种宇宙网被认为是由星系之间的物质和丝线组成的。这些所谓的空隙实际上根本就不是空隙。相反，它们充满了星系间的物质，其中大部分是电离的。磁场在我们的宇宙中随处可见因为网是电离的，所以它也应该充满了磁场，形成一个大的、交织在一起的，不同于我们以前所见的任何东西。不过，正如在上面指出的，证明这种场的存在一直很棘手，因为我们无法直接探测到它。相反，我们必须通过它们对周围粒子的影响来观察这些场。因此，我们需要依靠对这些场所产生的无线电信号进行测绘。但是探测一个像网一样的大磁场也不容易。构成宇宙之网的丝状物是如此的分散，以至于它们发出的无线电信号不是很强。很多时候甚至被其他无线电噪音所淹没。为了解决这个问题，科学家们开始研究偏振的无线电光。通过聚焦于这些信号，他们能够看到特定方向的无线电信号。科学家们在最新的研究中所依赖的正是这些信号。其结果是首次探测到我们在宇宙中发现的最大磁场。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348167.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348167.htm