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

天文学家发现一个孤独漂浮的星系 因为它吃掉了它所有的朋友

天文学家发现一个孤独漂浮的星系因为它吃掉了它所有的朋友最近，美国宇航局的钱德拉X射线观测站对该星系进行了观测，揭示了星系团中最常出现的关键特征。如上所述，天文学家认为这个星系曾经是一个星团的一部分。然而，其他的星系现在却不见了。人们相信，这个孤独的星系之前与其他星系完成了合并，形成了我们现在看到的3C297。人们还认为，3C297是该星系团中最大的星系，因此在其中的星系中具有最大的引力。天文学家把像3C297这样的星系称为化石群（fossilgroup），它也是我们迄今为止发现的最遥远的化石群。3C297以前可能是一个星系团的一部分的另一条线索是在该星系中心活跃的类星体。在这个孤独的星系中发现的来自类星体的射流表明，它与3C297中的大量气体储存相互作用，这可能是这里曾经存在过一个星团的迹象。当然，从上面的图片来看，这个星系看起来并不那么孤单。然而，天文学家说，在它周围可见的星系中，没有一个足够接近一个星团。但是，围绕着3C297还有更多重要的问题，而不仅仅是这里是否存在着一个星团。例如，我们看到的是这个星系在90多亿年前的样子。这意味着这个星系团合并并成为一个化石群的速度比天文学家认为的要快得多。因此，这个孤独的星系的存在违背了我们对星系合并和化石群整体的认识。也许未来对太空中类似区域的观测可以告诉我们更多。现在，我们需要等待未来的太空任务，比如欧空局即将到来的Juice任务会给我们带来什么。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353451.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353451.htm

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

天文学家在古星系中心检测到长伽马射线爆发

天文学家在古星系中心检测到长伽马射线爆发一个国际天文学家小组在一个古老的星系中发现了一次长伽马射线爆发，这可能是由两颗独立的中子星合并引起的，这挑战了对此类爆发原因的传统理解。该团队使用多台望远镜分析了2019年的爆发，尽管考虑了其他潜在原因，但他们希望未来的观测能够澄清该现象的起源。过去普遍的共识是，只有当一颗非常重的恒星在其生命末期塌缩成超新星时，才会发生至少几秒钟的长伽马射线爆发。2022年，当两颗一生都互相绕转的大恒星最终变成中子星并碰撞成千新星时，发现了长伽马射线爆发的第二个潜在触发因素。现在到了2023年，长伽马射线暴似乎可以以第三种方式发生。“我们的数据表明，这是两颗独立的中子星合并的情况。因此，中子星并不是一生都在一起的。”首席研究员安德鲁·莱文（拉德堡德大学）说道。“我们怀疑中子星是被银河系中心许多周围恒星的引力推到一起的。”研究小组研究了尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台于2019年10月19日观测到的伽马射线爆发的后果。他们使用智利的双子座南望远镜、加那利拉帕尔马岛的北欧光学望远镜和哈勃太空望远镜。他们的观察表明，爆发是在一个古老星系中心附近引起的。这提供了两个指向两个来源合并的论据。第一个论点是，古代星系中几乎不存在可以塌缩成超新星的重恒星，因为重恒星通常出现在年轻星系中。此外，超新星会发出明亮的可见光，这在本例中没有被观察到。第二个论点是星系中心是繁忙的地方。有数十万颗普通恒星、白矮星、中子星、黑洞和尘埃云都围绕着超大质量黑洞运行。总共代表了超过1000万颗恒星和天体挤在几光年宽的空间中。“这个区域相当于我们的太阳和下一颗恒星之间的距离，”莱文解释道。“因此，在星系中心发生碰撞的可能性比我们所在的郊区高得多。”研究人员仍在为其他解释留下空间。长时间的伽马射线爆发也可能是由于中子星以外的致密天体（例如黑洞或白矮星）的碰撞造成的。未来，研究人员希望能够在引力波的同时观测长伽马射线爆发。这将帮助他们对辐射的来源做出更明确的陈述。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370397.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370397.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

MIT天文学家绘制了遥远的中子星系统中的"盘状风"示意图

MIT天文学家绘制了遥远的中子星系统中的"盘状风"示意图这项新的绘图技术可以通过研究一系列天体中的风的特性，帮助确定盘状风如何影响恒星系统和星系的形成和演变。这一发现揭示了黑洞和中子星是如何影响宇宙的。吸积盘是一个巨大的气体和尘埃漩涡，它像棉花糖一样聚集在黑洞或中子星周围，它从附近的恒星吸入物质。随着圆盘的旋转，它刮起了强大的风，推拉着不断旋转的等离子体。这些巨大的外流可以通过加热和吹走黑洞周围的气体和尘埃来影响黑洞的环境。在巨大的尺度上，"盘风"可以为超大质量黑洞如何塑造整个星系提供线索。天文学家已经在许多系统中观察到盘风的迹象，包括吸积黑洞和中子星。但是到目前为止，他们只瞥见过这种现象的一个非常狭窄的视角。现在，麻省理工学院的天文学家们在HerculesX-1中观察到了更广泛的风的范围，在这个系统中，一颗中子星正在从一颗类似太阳的恒星中吸取物质。这颗中子星的吸积盘是独特的，因为它在旋转的时候会摆动，或者说"前倾"。通过利用这种摆动，天文学家们捕捉到了旋转盘的不同视角，并首次创建了其风的二维地图。新地图揭示了风的垂直形状和结构，以及它的速度--大约每秒数百公里，或每小时约一百万英里，这是在吸积盘能够旋转起来的较温和的一端。如果天文学家能够在未来发现更多的摇摆系统，该团队的绘图技术可以帮助确定盘风如何影响恒星系统的形成和演变，甚至是整个星系。麻省理工学院Kavli天体物理学和空间研究所的博士后PeterKosec说："在未来，我们可以绘制一系列天体的盘风，并确定风的属性如何变化，例如，随着黑洞的质量，或随着它吸积的物质的多少。这将有助于确定黑洞和中子星如何影响我们的宇宙。"Kosec是2023年4月10日发表在《自然-天文学》杂志上的一项研究的主要作者，他在麻省理工学院的合作者包括艾琳-卡拉、丹尼尔-罗甘蒂尼和克劳德-卡尼萨雷斯，以及来自多个机构的合作者，包括英国剑桥的天文学研究所。固定视线盘状风最常在X射线双星中被观察到--在这些系统中，一个黑洞或中子星从一个密度较低的天体中拉出物质，并产生一个白热的吸气物质盘，同时还有流出的风。确切地说，风是如何从这些系统中发射出来的还不清楚。一些理论认为，磁场可以撕碎圆盘，并将一些物质作为风向外排出。其他人则认为，中子星的辐射可以加热和蒸发盘的表面，形成白热化的阵风。关于风的起源的线索可以从它的结构中推断出来，但是盘状风的形状和范围一直很难解决。大多数双星产生的吸积盘在形状上是相对均匀的，就像在一个平面上旋转的薄薄的气体甜甜圈。从远处的卫星或望远镜研究这些盘的天文学家只能在一个固定的、狭窄的范围内，相对于其旋转的盘，观察到盘风的影响。因此，天文学家设法探测到的任何风都是其较大结构的一小部分。"我们只能在一个点上探测风的特性，而对这个点周围的一切完全视而不见，"Kosec指出。2020年，他和他的同事们意识到，一个双星系统可以为盘状风提供一个更广泛的视角。HerculesX-1因其扭曲的吸积盘而从大多数已知的X射线双星中脱颖而出，该吸积盘在围绕该系统的中央中子星旋转时摇摆不定。吸积盘每35天摆动一次，风从吸积盘的某个地方发出，随着时间的推移在吸积盘上方的不同高度穿过我们的视线。这是这个系统的一个非常独特的属性，它使天文学家们能够更好地了解它的垂直风特性。扭曲的摇摆在新的研究中，研究人员使用两台X射线望远镜--欧洲航天局的XMM牛顿和美国宇航局的钱德拉天文台--来观察HerculesX-1。"我们测量的是X射线光谱，这意味着到达我们探测器的X射线光子的数量，与它们的能量。我们测量吸收线，或在非常具体的能量下缺乏X射线光，"Kosec说。"从不同线条的强弱比例来看，我们可以确定温度、速度和盘风中的等离子体数量。"通过HerculesX-1的翘曲圆盘，天文学家能够看到圆盘的线条随着它的摆动和旋转而上下移动，类似于从边上看时翘曲的唱片出现摆动的方式。这种效果是这样的，研究人员可以在相对于圆盘的变化高度观察到圆盘风的迹象，而不是在均匀旋转的圆盘上方的单一固定高度。通过测量X射线发射和盘面随时间摆动和旋转时的吸收线，研究人员可以扫描诸如相对于盘面的不同高度的风的温度和密度等属性，并构建一个风的垂直结构的二维地图。"我们看到的是，风从圆盘上升起，与圆盘成大约12度的角度，因为它在空间中膨胀，"Kosec说。"它也变得更冷，更结实，在盘子上方的更高处更弱。"该小组计划将他们的观察结果与各种风的发射机制的理论模拟进行比较，以观察哪种机制能够最好地解释风的起源。在更远的地方，他们希望发现更多扭曲和摇摆的系统，并绘制它们的盘风结构。然后，科学家们可以对盘风有一个更广泛的看法，以及这种外流如何影响其周围环境--特别是在更大的尺度上。"超大质量黑洞如何影响星系的形状和结构？"麻省理工学院1958级物理学职业发展助理教授艾琳-卡拉提出这个问题。"其中一个主要的假设是，从黑洞发射的盘状风会影响星系的外观。现在我们可以更详细地了解这些风是如何被发射的，以及它们看起来是什么样子。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354193.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354193.htm