ALMA对NGC 253的观测揭示了星爆星系的分子多样性和恒星形成演化过程

ALMA对NGC253的观测揭示了星爆星系的分子多样性和恒星形成演化过程由欧洲南方天文台/ALMA联合天文台的塞尔吉奥-马丁（SergioMartin）、日本国家天文台的原田七濑（NanaseHarada）和美国国家射电天文台的杰夫-曼格姆（JeffMangum）领导的研究小组利用ALMA（阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列）观测了一个名为NGC253的星系的中心。NGC253位于雕刻星系方向大约1000万光年之外。NGC253是星爆星系的一个例子，在这个星系中，许多新恒星正在迅速形成。导致星爆发生的因素至今仍不十分清楚。不同颜色代表分子气体（蓝色）、休克区（红色）、相对高密度区（橙色）、年轻星爆（黄色）、成熟星爆（洋红色）以及受宇宙射线电离影响的分子气体（青色）的分布。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),N.Haradaetal.恒星的诞生、演化和死亡会改变周围气体的分子组成。ALMA的高灵敏度和高分辨率使天文学家能够确定表明恒星生命周期各个阶段的分子位置。这项名为ALCHEMI（ALMA全面高分辨率河外星系分子清单）的观测发现，高密度分子气体很可能正在促进这个星系中恒星的形成。NGC253中心的高密度气体数量比银河系中心的高出10倍以上，这可以解释为什么NGC253形成恒星的效率要高出30倍左右。ALCHEMI勘测还提供了一个包含44种分子的图集，比之前在银河系外的研究中提供的数量翻了一番。通过对该图集应用机器学习技术，研究人员能够确定哪些分子是追溯恒星形成过程从开始到结束的最佳路标。这些知识将有助于规划未来的ALMA观测。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428429.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428429.htm

新发现证明超大质量黑洞会极大改变星系的化学成分

新发现证明超大质量黑洞会极大改变星系的化学成分研究黑洞影响的挑战众所周知，活跃的超大质量黑洞会加热并带走星系中的星际气体，从而使宿主星系发生重大变化。但是，由于黑洞体积小巧，与地球距离遥远，加上星系中的尘埃遮挡，因此很难测量活动超大质量黑洞周围气体的化学成分分布。氰化氢同位素（H13CN）在图中以黄色显示，只在中心黑洞周围发现。氰基（CN）（红色）不仅出现在中心和一个大尺度的环形气体结构中，还沿着从中心向东北（左上）和西南（右下）延伸的双极喷流出现。蓝色显示的一氧化碳同位素（13CO）避开了中心区域。资料来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）、NASA/ESA哈勃太空望远镜、T.Nakajimaetal.利用ALMA进行突破性观测在这项研究中，由日本国立天文台的齐藤俊树（ToshikiSaito）和名古屋大学的中岛拓（TakuNakajima）领导的国际研究小组利用ALMA（阿塔卡马大毫米/亚毫米波阵列）观测了位于鲸鱼座方向5140万光年外的Messier77的中心区域。Messier77是一个相对较近的星系，它拥有一个活跃的超大质量黑洞。由于ALMA的高空间分辨率和一种新的机器学习分析技术，研究小组能够绘制出23种分子的分布图。这是首次通过无偏见观测客观描绘所有探测到的分子分布的巡天观测。结果表明，沿着黑洞附近的双极射流喷射路径，星系中常见的分子，如一氧化碳（CO）似乎会分解，而HCN的异构体和氰基（CN）等独特分子的浓度则会增加。这是一个直接证据，证明超大质量黑洞不仅会影响大尺度结构，还会影响宿主星系的化学成分。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393577.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393577.htm

科学家从早期宇宙中追寻神秘的“隐形星系”

科学家从早期宇宙中追寻神秘的“隐形星系”这个"看不见的星系"是通过ALMA望远镜观测发现的在周二的一份声明中，Sissa将其描述为一个"神秘和非常遥远的天体，耐人寻味，如此黑暗，甚至对高度复杂的仪器来说，它几乎是看不见的。"。这个星系可以追溯到大爆炸后仅20亿年，科学家估计大爆炸发生在138亿年前。为了更好地了解这个星系，研究小组采用了一种被称为引力透镜的技术，该技术利用某些巨大的天体，如星系团，像巨大的透镜一样，帮助放大它们背后的东西，智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）望远镜提供了观测。"ALMA让天文学家了解到这个难以研究的星系以前未知的特征，它富含气体和灰尘。"Giuletti说："我们的分析表明，这个天体非常紧凑，可能很年轻，并以极高的速度形成恒星。""由于一系列的原因，这个星系一直令人难以置信地难以捉摸。首先它是非常遥远的，同时也很紧凑，有大量的星际尘埃遮蔽了我们对它的观察，这就是詹姆斯-韦伯太空望远镜如此重要的原因之一。它的红外线眼睛能够穿透厚厚的尘埃面纱，窥视我们宇宙中极其遥远的区域。韦伯还没有研究过这个看不见的星系，尽管"在未来，詹姆斯-韦伯太空望远镜将揭示关于这个星系的更多信息，这是目前只有它能做到的，"Giuletti说。在2019年，ALMA提供了另一个遥远的隐形星系的细节-它被证明是一个"巨大的怪物"。照亮像这样棘手的天体有助于科学家更好地了解星系的形成和演变。天文学家们正在打开这些进入早期宇宙的窗口，而且随着韦伯开始工作，更多的星际尘埃将被人类突破。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343171.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343171.htm

超级计算机生成的"宇宙"揭示了黑洞的成长过程

超级计算机生成的"宇宙"揭示了黑洞的成长过程黑洞被事件视界所包围，这是一个神秘的、不可见的层，没有任何东西可以从中逃脱，无论是物质、光还是信息。这意味着，事件视界吞噬了关于黑洞过去的每一点证据。亚利桑那大学斯图尔德天文台副教授、日本国家天文台（NAOJ）项目研究员彼得-贝赫罗兹说："由于这些物理事实，人们一直认为不可能测量黑洞是如何形成的。"Behroozi和Steward的博士生HaowenZhang一起领导一个国际团队，使用机器学习和超级计算机来重建黑洞的生长历史，有效地剥开它们的事件视界，揭示出黑洞之外的蛛丝马迹。对数以百万计的计算机生成的"宇宙"的模拟显示，超大质量黑洞与它们的主星系同步成长，这一论点已经被怀疑了20年，但科学家们直到现在才能够确认这种关系。一篇包含该团队发现的论文已经发表在《皇家天文学会月刊》上。"如果你回到宇宙中更早更早的时代，你会发现完全相同的关系是存在的，"该论文的共同作者Behroozi说。"因此，随着星系由小变大，它的黑洞也在由小变大，与我们今天在整个宇宙的星系中看到的完全一样。"大多数（如果不是全部）散布在宇宙中的星系被认为在其中心有一个超大质量的黑洞。这些黑洞的质量超过太阳的10万倍，有些黑洞的质量达到数百万甚至数十亿太阳质量。天体物理学最令人困惑的问题之一是这些庞然大物是如何快速成长的，以及它们首先是如何形成的。为了找到答案，Zhang、Behroozi和他们的同事创建了Trinity平台，该平台使用一种新的机器学习形式，能够在一台超级计算机上生成数百万个不同的宇宙，每个宇宙都遵守不同的物理理论，说明星系应该如何形成。研究人员建立了一个框架，在这个框架中，计算机为超大质量黑洞如何随时间增长提出了新规则。然后他们用这些规则来模拟虚拟宇宙中数十亿黑洞的生长，并"观察"虚拟宇宙，以测试它是否与几十年来对整个真实宇宙中的黑洞的实际观察结果一致。在提出和拒绝了数以百万计的规则集之后，计算机最终确定了最能描述现有观测结果的规则。"我们正试图了解星系如何形成的规则，"Behroozi说。"简而言之，我们让Trinity猜测物理规律可能是什么，并让他们在一个模拟的宇宙中进行，看看这个宇宙的结果如何。它看起来到底像不像真实的宇宙？"根据研究人员的说法，这种方法对宇宙内部的其他东西同样有效，而不仅仅是星系。该项目名称"Trinity"是指其三个主要的研究领域：星系、它们的超大质量黑洞和它们的暗物质光环--巨大的暗物质茧，如果直接测量是看不到的，但其存在对于解释各地星系的物理特性是必要的。在之前的研究中，研究人员使用他们框架的早期版本，即UniverseMachine来模拟数以百万计的星系及其暗物质晕轮。研究小组发现，在其暗物质光环中生长的星系遵循光环质量和星系质量之间的一种非常具体的关系。"在我们的新工作中，我们在这种关系中加入了黑洞，"Behroozi说，"然后问黑洞如何在这些星系中生长，以重现人们对它们的所有观察。""我们对黑洞质量有非常好的观察，"论文的主要作者张说。"然而，这些在很大程度上被限制在本地宇宙。当你看得越远，准确测量黑洞的质量和它们的宿主星系之间的关系变得越来越困难，甚至最终不可能。由于这种不确定性，观测不能直接告诉我们这种关系在整个宇宙中是否成立。"Trinity不仅使天体物理学家能够避开这一限制，而且还能避开单个黑洞的事件视界信息障碍，方法是将数百万个观察到的处于不同成长阶段的黑洞的信息拼接起来。尽管没有一个黑洞的历史可以被重建，但研究人员可以测量所有黑洞的平均生长历史。黑洞放入模拟星系，并输入关于它们如何生长的规则，你可以把产生的宇宙与我们拥有的所有实际黑洞的观测结果进行比较。然后可以重建宇宙中任何黑洞和星系从今天到宇宙开始时的样子。"模拟结果揭示了另一个令人困惑的现象。超大质量黑洞--就像在银河系中心发现的那个--在其初生期增长最为旺盛，当时宇宙只有几十亿年的历史，只是在随后的时间里，在过去100亿年左右的时间里急剧放缓。"我们已经知道一段时间，星系有这种奇怪的行为，它们形成新星的速度达到了一个高峰，然后随着时间的推移逐渐减少，再后来，它们完全停止了形成恒星，"Behroozi说。"现在，我们已经能够证明黑洞也是如此：在与它们的宿主星系相同的时间增长和关闭。这证实了数十年来关于星系中黑洞增长的假设。"这一结果带来了更多的问题，黑洞比它们所处的星系小得多，如果银河系按比例缩小到地球的大小，那么它的超大质量黑洞将是这句话末尾的句号大小。要使黑洞的质量在与大星系相同的时间范围内增加一倍，需要在巨大的不同尺度上实现物质流动的同步。黑洞如何与星系合谋以实现这种平衡尚待了解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335923.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335923.htm

韦伯望远镜揭开螺旋星系NGC 5068恒星形成过程的秘密

韦伯望远镜揭开螺旋星系NGC5068恒星形成过程的秘密在詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的这张图片上，尘埃和明亮的星团组成了一道精致的轨迹。这些明亮的气体和恒星卷须属于条形螺旋星系NGC5068，在这张图片的左上方可以看到其明亮的中央条形，这是韦伯的两个仪器的合成图。美国宇航局局长比尔-纳尔逊于6月2日在波兰华沙哥白尼科学中心与学生举行的活动中透露了这一图像。在这张由詹姆斯-韦伯太空望远镜的MIRI仪器拍摄的棒状螺旋星系NGC5068的图像中，螺旋星系的尘埃结构和包含新形成的星团的发光气体泡尤为突出。三颗小行星的轨迹闯入了这张图片，表现为蓝绿色的小红点。小行星出现在这样的天文图像中，是因为它们比遥远的目标更接近望远镜。当韦伯捕捉到天文物体的几张图像时，小行星就会移动，所以它在每一帧图像中显示的位置略有不同。在诸如这张来自MIRI的图像中，它们会更明显一些，因为许多恒星在中红外波长下并不像在近红外或可见光下那么明亮，所以小行星在恒星旁边更容易看到。一条线索就在银河系的条形图下面，还有两条在左下角。资料来源：ESA/Webb，NASA和CSA，J.Lee和PHANGS-JWST团队NGC5068距离地球约2000万光年，位于室女座。这个星系中央明亮的恒星形成区域的图像是创建天文宝库活动的一部分，宝库指的是是对附近星系中恒星形成的观测。这些观测对天文学家来说特别有价值，原因有二。首先是因为恒星的形成是天文学中许多领域的基础，从恒星之间的脆弱等离子体的物理学到整个星系的演变。通过观察附近星系中恒星的形成，天文学家们希望通过韦伯提供的一些首批数据来启动重大的科学进展。从詹姆斯-韦伯太空望远镜的NIRCam仪器上看到的这个条形螺旋星系NGC5068，上面布满了该星系的大量恒星，沿着其明亮的中央条形区域最为密集，同时还有被内部年轻恒星照亮的燃烧的红色气体云。这个星系的近红外图像被构成NGC5068核心的巨大的老式恒星聚集所填充。NIRCam的敏锐视觉使天文学家能够透过银河系的气体和尘埃来仔细检查它的恒星。密集而明亮的尘埃云沿着旋臂的路径分布：这些是HII区域，是氢气的集合体，新的恒星正在那里形成。年轻的、有活力的恒星将它们周围的氢气电离，形成了这种红色的光芒。资料来源：欧空局/韦伯，NASA和CSA，J.Lee和PHANGS-JWST团队韦伯的观测建立在使用包括哈勃太空望远镜和地面观测站在内的其他研究之上。韦伯收集了19个附近的成星星系的图像，然后天文学家可以将这些图像与哈勃的10000个星团的图像、甚大望远镜（VLT）对20000个成星发射星云的光谱图以及阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）识别的12000个黑暗、密集的分子云的观测相结合。这些观测跨越了电磁波谱，给了天文学家一个前所未有的机会来拼凑恒星形成的细枝末节。由于韦伯能够透过笼罩着新生恒星的气体和尘埃，它特别适合于探索恒星形成的过程。恒星和行星系统是在旋转的气体和尘埃云中诞生的，对于像哈勃或VLT这样的可见光观测站来说是不透明的。韦伯的两个仪器--MIRI（中红外仪器）和NIRCam（近红外相机）--在红外波长上的敏锐视觉使天文学家能够直接看到NGC5068中巨大的尘埃云，并捕捉到发生的恒星形成过程。这张图片结合了这两台仪器的能力，提供了一个真正独特的NGC5068的组成情况。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363483.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363483.htm

研究人员在类星体宿主星系中发现了恒星形成受抑制的证据

研究人员在类星体宿主星系中发现了恒星形成受抑制的证据类星体研究取得突破由北海道大学的德拉甘-萨拉克（DraganSalak）助理教授、筑波大学的桥本拓也（TakuyaHashimoto）助理教授和早稻田大学的井上明夫（AkioInoue）教授领导的研究小组首次发现了宇宙早期类星体宿主星系中的分子气体外流抑制恒星形成的证据。他们利用智利阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）进行的观测结果发表在《天体物理学报》上。从类星体J2054-0005喷出的分子气体的艺术印象。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)分子气体在星系中的作用分子气体对恒星的形成至关重要。作为恒星形成的主要燃料，星系内无处不在的高浓度分子气体会导致大量恒星的形成。分子外流将这些气体喷射到星系际空间的速度快于恒星形成所消耗的速度，从而有效地抑制了类星体所在星系中恒星的形成。萨拉克解释说："理论研究表明，分子气体外流从早期就在星系的形成和演化过程中发挥着重要作用，因为它们可以调节恒星的形成。类星体是能量特别高的来源，因此我们预计它们可能会产生强大的外流"。一组正在观测夜空的ALMA12米天线。本研究使用12米天线进行观测。资料来源：ESO/Y.Beletsky发现分子气体外流研究人员观测到的类星体J2054-0005具有非常高的红移--它和地球之间的移动速度显然非常快。桥本说："J2054-0005是遥远宇宙中最亮的类星体之一，因此我们决定把这个天体作为研究强大外流的绝佳候选天体。研究人员利用ALMA观测了类星体的分子气体外流。作为世界上唯一具有探测早期宇宙中分子气体外流的灵敏度和频率覆盖范围的望远镜，ALMA是这项研究的关键。"谈到研究中使用的方法，Salak评论道："外流分子（OH）气体是通过吸收发现的。这意味着我们观测到的微波辐射并非直接来自OH分子；相反，我们观测到的辐射来自明亮的类星体--吸收意味着OH分子恰好吸收了类星体的部分辐射。因此，这就像是通过看到气体在光源前投下的'影子'来揭示气体的存在"。类星体流出的分子气体包括羟基（OH）（上图）。由于分子气体向观测者方向运动，吸收光谱中的羟基峰（底部，蓝色虚线）出现在较短的波长上（蓝色实线），这种现象被称为多普勒效应。资料来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），修改自DraganSalak等人，《天体物理学杂志》。2024年2月1日对星系演化的影响这项研究的发现首次有力地证明了类星体宿主星系存在强大的分子气体外流，并对早期宇宙时代的星系演化产生影响。"分子气体是星系的重要组成部分，因为它是恒星形成的燃料，"Salak总结道。"我们的研究结果表明，类星体能够通过将分子气体喷射到星系际空间来抑制其宿主星系中恒星的形成。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421175.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1421175.htm