天文学家发现有纪录以来最大宇宙黑洞

天文学家发现有纪录以来最大宇宙黑洞天文学家近期借助“引力透镜”效应，观察到有史以来超大质量黑洞。法新社报道，这项于星期三（3月29日）刊登在《皇家天文学会月刊》（RoyalAstronomicalSociety，简称RAS）的研究说，科学家在前景星系中发现了一个超大质量黑洞，其质量是太阳质量的300亿倍以上，是迄今观察到的四大黑洞之一；距离地球约有20亿光年。领导这项研究的英国达勒姆大学的天文学家南丁格尔（JamesNightingale）说，他们是在一个“非常偶然的”情况下，在遥远宇宙中某个星系光线极其靠近黑洞时，透过“引力透镜”发现了超大质量黑洞（Supermassiveblackhole，简称SMBH）。“引力透镜”（GravitationalLensing）是科学家爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象。由于时空在大质量天体附近发生畸变，光线经过大质量天体附近时会发生弯曲，从而放大了遥远的宇宙，让遥远而暗弱的天体变得清晰。研究人员使用计算机模拟和哈勃太空望远镜的图像确认了这一发现，并排除其他可能性，如暗物质的过度集中等。南丁格尔说，新发现的黑洞预料是有纪录以来的最大质量黑洞，但鉴于所涉及的技术和各种不确定性，暂不能确定这一论述。超大质量黑洞位于星系的中心，利用巨大的引力像尘埃一样吞噬恒星，连光线都会被吞噬。从前，科学家经由观测黑洞吞噬恒星时释放的光型能量，或通过测量恒星经过时加速的轨道来发现这类大小的黑洞；但这些技术只对相对靠近地球的星系有效。南丁格尔说，天文学家能够通过引力透镜“发现其他99%的星系中的黑洞，这些星系目前是无法进入的”。天文学家目前已发现了500个引力透镜，其中至少有一个是超大质量黑洞。因此，当欧洲航天局在7月发射“欧几里德“宇宙飞船到外太空后，预计天分学家将在接下来六年里，经欧几里德发现10万个新引力透镜，开启一个“黑洞大数据时代”。

天文学家发现恒星死亡的新方式：碰撞

天文学家发现恒星死亡的新方式：碰撞我们已经知道，恒星可以相互吞噬，从对方身上撕扯出能量和物质，直到只剩下残渣。但是现在，天文学家已经发现了恒星之间的碰撞实际上也能引发恒星的死亡。新的证据可以在《自然-天文学》上发表的一篇论文中找到，表明伽马射线暴可以由恒星碰撞产生。伽马射线暴动画来自NASA图片来源：NASAGoddard/YouTubeNASA戈达德/YouTube这些证据是利用智利的GaminiSouth望远镜和北欧光学望远镜，以及NASA的哈勃太空望远镜发现的。天文学家利用这些望远镜对Swift天文台在2019年发现的伽玛射线暴进行了回访。这些爆发被命名为GRB191019A，时间很长，持续了一分钟还多。研究人员设法找到了爆发的源头，在一个古老星系的核心深处，离核心大约100光年的地方。基于这些观察，天文学家认为，两个紧凑物体的碰撞导致了伽马射线暴的产生，而且它不仅仅是一颗大质量恒星的坍缩。相反，两颗恒星的死亡似乎为伽马射线暴提供了动力。这一发现特别吸引人，因为这个星系是如此古老，大多数足以在产生伽马射线的超新星中死亡的巨大恒星早已死亡。因此，当这个爆发将他们带回那个特定的星系时，天文学家们感到很困惑。然而，这个新的证据确实突出了一个可怕的现实--即使是恒星碰撞也会导致大质量恒星的死亡，并且这在未来可能会对其他恒星系统造成破坏。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367801.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367801.htm

天文学家发现有关星系阻止恒星形成的重要新信息

天文学家发现有关星系阻止恒星形成的重要新信息艺术家绘制的宇宙射线驱动的风（蓝色和绿色）叠加在三棱柱星系M33（红色和白色）的可见光图像上，该图像由欧洲南方天文台智利帕拉纳尔天文台的VLT巡天望远镜观测。资料来源：基础科学研究所-IPM和欧洲南方天文台（ESO）。随着星系的长期演化，这些风是导致恒星形成率放缓的原因。然而，这种风的主要来源被认为是由黑洞和超新星爆炸产生的冲击波驱动的物质喷流。宇宙射线被认为是这种效应较小的贡献者，特别是在有大量恒星形成的星系下，如M33星系。伊朗基础科学研究所的FatemahTabatabaei说："我们已经在我们的银河系和仙女座星系中看到了由宇宙射线驱动的星系风，这些星系的恒星形成率要弱得多，但以前在像M33这样的星系中没有见过。"M33是一个螺旋状星系，距离地球近300万光年，是本地星系群的成员，这一集团中也包括银河系。Tabatabaei和一个国际科学家团队对M33进行了详细的、多波长的VLA观测。此外，他们还利用了从早期的VLA、德国Effelsberg射电望远镜、毫米波、可见光和红外望远镜的观测中收集的信息。比我们的太阳大得多的恒星在它们的生命周期中加速运行，最终以超新星的形式爆炸。当爆炸的冲击波将粒子加速到几乎是光速的时候，就会产生宇宙射线。如果有足够的这些宇宙射线，就会产生压力，驱动风，将恒星形成所需的气体运走。美国国家射电天文台的威廉-科顿说："VLA的观测表明，M33中的宇宙射线正在逃离它们诞生的区域，使它们能够驱动更广泛的风。"根据他们的观察，天文学家得出结论，在M33多产恒星形成的巨大复合体中，大量的超新星爆炸和超新星残骸使得这种宇宙射线驱动的风更有可能出现。Tabatabaei说："这意味着宇宙射线可能是银河系风的一个更普遍的原因，特别是在宇宙历史的早期，当恒星形成以更高的速度发生时。"她补充说："这种机制因此成为理解星系随时间演变的一个更重要的因素。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333783.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333783.htm

恒星音乐会：天文学家聆听闪烁恒星的声音

恒星音乐会：天文学家聆听闪烁恒星的声音美国西北大学（NorthwesternUniversity）的科学家们首次开发了三维模拟技术，研究从一颗大质量恒星的内核到外表面的能量涟漪，为了解恒星固有的"闪烁"提供了新的视角。研究小组还将这些波转换成声音，使听众能够"听到"恒星内部及其自然闪烁的声音。资料来源：E.H.Andersetal.研究小组还首次将这些气体波纹转换成声波，使听众能够听到恒星内部和"闪烁"的声音。这真是太迷人了。这项研究发表在《自然-天文学》杂志上。领导这项研究的西北大学埃文-安德斯（EvanAnders）说："恒星内核的运动会像海洋一样掀起波浪。当波浪到达恒星表面时，它们会使恒星闪烁，而天文学家或许能够观测到这种闪烁。我们首次开发出了计算机模型，让我们能够确定恒星在这些波的作用下闪烁的程度。这项工作使未来的太空望远镜能够探测恒星锻造我们赖以生存和呼吸的元素的中心区域。"安德斯是西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心（CIERA）的博士后研究员。研究报告的共同作者、西北大学麦考密克工程学院工程科学与应用数学助理教授、CIERA成员丹尼尔-莱科阿内（DanielLecoanet）为他提供指导。三维模拟大型恒星内核（中）的湍流对流如何产生波纹，波纹向外荡漾，并在恒星表面附近产生共振。通过研究振动引起的恒星亮度变化，科学家们有朝一日可以更好地了解大型恒星核心深处的过程。图片来源：E.H.Anders等人/《自然-天文学》2023所有恒星都有一个对流区，这是一个挥发性的混乱区域，气体在这里搅动，将热量向外推送。对于大质量恒星（质量至少是太阳的1.2倍）来说，对流区位于恒星的核心。恒星内部的对流类似于助长雷暴的过程。冷却的空气下降、升温、再上升。这是一个输送热量的湍流过程。它还会产生波浪--导致星光变暗和变亮的小溪流，产生微妙的闪烁。由于大质量恒星的内核被遮挡住了，安德斯和他的团队试图模拟它们隐藏的对流。在研究了湍流内核对流的特性、波的特征以及这些波可能具有的观测特征的基础上，研究小组的新模拟包含了所有相关的物理知识，能够准确预测恒星的亮度如何根据对流产生的波而发生变化。对流产生波之后，这些波会在模拟恒星内部反弹。一些波最终会出现在恒星表面，产生闪烁效果，而另一些波则会被困住，继续四处弹跳。为了分离出发射到表面并产生闪烁效果的波，安德斯和他的团队建立了一个滤波器，用来描述波在模拟恒星内部是如何反弹的。安德斯解释说："我们首先在恒星周围放了一层阻尼层--就像录音室里的软垫墙一样--这样我们就能准确测量核心对流是如何产生波浪的。"安德斯将其比作音乐工作室，利用隔音软垫墙将环境的声学效果降至最低，这样音乐家就能提取音乐的"纯净声音"。然后，音乐家们会使用滤波器并对这些录音进行工程处理，以达到他们想要的效果。通过三种尺寸的大质量恒星播放古斯塔夫-霍尔斯特的《木星》。资料来源：美国西北大学同样，安德斯和他的合作者将他们的滤波器应用于他们测量到的从对流核心传出的纯波。然后，他们跟踪了在一颗模型恒星中跳动的波，最终发现他们的滤波器准确地描述了恒星如何改变来自内核的波。随后，研究人员开发了一种不同的滤波器，用于描述波在真实恒星内部的反弹情况。应用这种滤波器后，得到的模拟结果显示了天文学家期望通过大功率望远镜观测时波浪出现的方式。安德斯说："恒星变亮或变暗取决于恒星内部发生的各种动态变化。这些波引起的闪烁非常微妙，我们的眼睛不够灵敏，无法看到。但未来强大的望远镜或许能够探测到它。"安德斯和他的合作者将录音室的类比向前推进了一步，接下来他们利用模拟产生了声音。由于这些波超出了人类的听觉范围，研究人员均匀地提高了波的频率，使它们变得清晰可闻。根据大质量恒星的大小或亮度，对流产生的波对应不同的声音。例如，从一颗大恒星的内核中产生的波，发出的声音就像一把扭曲的射线枪，轰击着外星景观。但当这些波到达恒星表面时，恒星会改变这些声音。对于大型恒星来说，类似射线枪的脉冲会转变为低沉的回声，在空旷的房间里回荡。另一方面，中型恒星表面的波浪会让人联想到风吹地动时发出的持续的嗡嗡声。而小恒星表面的波浪听起来就像天气警报器发出的平淡警报声。通过三种大小的大质量恒星播放《小星星》的视觉效果。资料来源：美国西北大学接下来，安德斯和他的团队通过不同的恒星播放歌曲，聆听恒星如何改变歌曲。他们将"木星"（作曲家古斯塔夫-霍尔斯特的管弦乐组曲"行星"中的一个乐章）和"一闪一闪亮晶晶"的简短音频片段穿过三种大小（大、中、小）的大质量恒星。在恒星中传播时，所有歌曲听起来都遥远而缠绵--就像《爱丽丝梦游仙境》中的歌曲。安德斯说："我们很好奇，如果一首歌通过恒星传播，听起来会是怎样的。恒星改变了音乐，相应地，也改变了如果我们看到波浪在恒星表面闪烁时的样子。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386189.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386189.htm

天文学家发现前所未见的摧毁恒星的方法

天文学家发现前所未见的摧毁恒星的方法恒星死亡的本质宇宙中的恒星通常以可预测的方式结束自己的生命，这取决于它们的质量。像太阳这样质量相对较低的恒星在衰老过程中会脱落外层，最终褪色成为白矮星。质量更大的恒星燃烧得更旺盛，在超新星大爆炸中死亡得更快，会产生中子星和黑洞这样的超密集天体。如果两颗这样的恒星残骸形成双星系统，它们最终也会发生碰撞。然而，新的研究指出了一种假想已久但从未见过的第四种选择。这幅艺术家印象图展示了天文学家是如何利用由美国国家科学基金会NOIRLab负责操作的双子座南望远镜来研究强大的伽马射线暴（GRB）的，他们可能发现了一种前所未见的摧毁恒星的方法。与大多数由大质量恒星爆炸或中子星偶然合并引起的GRB不同，天文学家得出的结论是，这个GRB是由恒星或恒星残骸在一个古老星系核心的超大质量黑洞周围的拥挤环境中碰撞产生的。揭开新发现的面纱在寻找长持续伽玛射线暴（GRB）的起源时，天文学家利用智利的双子座南望远镜（由美国国家科学基金会NOIRLab运营的国际双子座天文台的一部分）、北欧光学望远镜和NASA/ESA哈勃太空望远镜，发现了恒星或恒星残余物在一个古老星系的超大质量黑洞附近的混乱而密集的区域中发生类似拆迁的碰撞的证据。荷兰拉德布德大学天文学家、《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上一篇论文的第一作者安德鲁-莱万（AndrewLevan）说："这些新结果表明，恒星可能会在宇宙中一些密度最大的区域遭遇灭顶之灾，在那里它们可能会被驱动发生碰撞。这对于了解恒星是如何死亡的，以及回答其他问题都是令人兴奋的，比如有哪些意想不到的来源可能会产生引力波，而我们可以在地球上探测到这些引力波。"观测证据和发现远古星系早已过了恒星形成的鼎盛时期，即使有巨型恒星，也所剩无几，而巨型恒星正是长GRB的主要来源。然而，它们的内核却充斥着恒星和各种超密集恒星残骸，如白矮星、中子星和黑洞。天文学家长期以来一直怀疑，在围绕着超大质量黑洞的汹涌蜂窝中，两个恒星天体迟早会发生碰撞，从而产生GRB。然而，这种合并的证据一直难以捉摸。天文学家利用由美国国家科学基金会NOIRLab运营的国际双子座天文台研究一个强大的伽马射线暴（GRB）时，可能观测到了一种前所未见的摧毁恒星的方式。与大多数由大质量恒星爆炸或中子星偶然合并引起的伽玛射线暴不同，天文学家得出的结论是，这个伽玛射线暴是由恒星或恒星残骸在一个古老星系核心的超大质量黑洞周围的拥挤环境中碰撞产生的。资料来源：国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/M.Garlick/M.扎马尼2019年10月19日，美国宇航局尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台（NeilGehrelsSwiftObservatory）探测到了一道持续一分多钟的明亮伽马射线闪光，这是此类事件发生的第一个蛛丝马迹。任何持续时间超过两秒的伽玛射线暴都被认为是"长脉冲"。这种爆发通常来自超新星的死亡，其质量至少是太阳质量的10倍--但并非总是如此。研究人员随后利用"双子座南"对GRB逐渐消失的余辉进行了长期观测，以进一步了解其起源。通过观测，天文学家们将GRB的位置精确定位在距离一个古老星系的核心不到100光年的区域，这使得它非常靠近该星系的超大质量黑洞。研究人员还没有发现相应超新星的证据，而超新星会在双子座南研究的光线上留下印记。洞察GRB的起源莱万说："我们的后续观测告诉我们，这次爆发并不是一颗大质量恒星的坍缩，而很可能是由两个紧凑的天体合并引起的。通过把它的位置精确定位到先前确定的一个古老星系的中心，我们首次获得了恒星走向灭亡的新途径的诱人证据。"双子座南望远镜是由美国国家科学基金会NOIRLab运营的国际双子座天文台的一半，从一个令人眩晕的高度可以看到双子座南望远镜的全部规模和偏远程度。双子座南望远镜位于海拔2715米（8900英尺）的CerroPachón山上，得益于当地稳定的大气条件。在背景中绵延的智利安第斯山脉之上，几乎可以感受到干燥的空气，这种空气可以减轻望远镜的"视力"。这张照片还拍摄到望远镜的8米镜面透过穹顶结构探出头来，这在白天是很不寻常的。图片来源：国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/T.Matsopoulos在正常的星系环境中，中子星和黑洞等恒星残骸碰撞产生的长GRB被认为是非常罕见的。然而，远古星系的内核并不正常，可能有一百万甚至更多的恒星挤在一个只有几光年宽的区域里。这种极高的恒星群密度可能足以导致偶尔发生的恒星碰撞，尤其是在超大质量黑洞的巨大引力影响下，它会扰乱恒星的运动，使它们向随机方向飞去。最终，这些不听话的恒星会相交合并，引发巨大的爆炸，在遥远的宇宙空间都能观测到。这种事件有可能在宇宙中类似的拥挤区域经常发生，但直到现在才被人们注意到。它们之所以不为人知，一个可能的原因是星系中心充满了尘埃和气体，这可能会遮挡住GRB的初始闪光和由此产生的余辉。这次被确认为GRB191019A的GRB可能是一个罕见的例外，它让天文学家能够探测到这一爆发并研究其余辉。未来研究和影响研究人员希望发现更多有关这些事件的信息。他们希望能将GRB探测与相应的引力波探测相匹配，这将揭示更多关于这些事件的真实性质，并确认它们的起源，即使是在最阴暗的环境中。维拉-C-鲁宾天文台（VeraC.RubinObservatory）将于2025年投入使用，它在这类研究中将发挥不可估量的作用。莱万说："研究像这样的伽马射线暴是一个很好的例子，它说明了从探测伽马射线暴，到用双子座这样的望远镜发现余辉和距离，再到用整个电磁波谱的观测结果对事件进行详细分析，许多设施的合作确实推动了这一领域的发展。"国家科学基金会国际双子座天文台项目主任马丁-斯蒂尔（MartinStill）说："这些观测为双子座的丰富遗产增添了新的内容，加深了我们对恒星演化的理解。"这些时间敏感性观测证明了双子座天文台的灵活运作和对宇宙中遥远的动态事件的敏感性。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379599.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379599.htm

天文学家发现银河系的死亡恒星的“墓地”

天文学家发现银河系的死亡恒星的“墓地”“银河地下世界”的第一张地图揭示了一个延伸到银河系高度三倍的“墓地”，几乎三分之一的天体已完全从银河系中抛出。悉尼大学悉尼天文学研究所的博士生DavidSweeney说：“这些死亡恒星的紧凑残骸显示出与可见星系根本不同的分布和结构。”他是最新一期《皇家天文学会月刊》上这篇论文的主要作者。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1323849.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1323849.htm