“行星抢劫案”：天文学家发现恒星可以偷取行星

“行星抢劫案”：天文学家发现恒星可以偷取行星谢菲尔德大学的研究人员为围绕质量为太阳三倍的大质量恒星运行的木星类行星提出了一个新的起源假说。根据最近的研究，在大多数恒星产生的密集的恒星苗圃中的大质量恒星可能偷窃或捕获像木星一样大小的行星。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1320245.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1320245.htm

天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”

天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”天文观测的突破这些新发现得益于智利阿塔卡马沙漠中的望远镜群--阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）。曼彻斯特大学的朱德瑞尔班克天体物理中心（JodrellBankCentreforAstrophysics）是英国ALMA区域中心节点（UKARC）的所在地，该中心为使用ALMA的英国天文学家提供支持。曼彻斯特大学高级客座研究员AnitaRichards博士曾是英国ARC的成员，她在验证"波段5"接收器系统运行的小组中发挥了关键作用，该系统对于ALMA生成详细的水图像至关重要。理查兹博士说："直接测量行星形成过程中的水蒸气含量，让我们更进一步了解制造海洋世界有多容易--有多少水是附着在凝结的岩石上，还是主要是后来添加到几乎完全形成的行星上的？这种观测需要最干燥的条件，只有利用智利的ALMA阵列才能进行如此详细的观测"。天文学家在一颗年轻恒星周围的圆盘中发现了水蒸气，而这正是行星可能正在形成的地方。在这张图片中，来自阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的新观测数据（ESO是该阵列的合作伙伴）显示了水蒸气的蓝色色调。在年轻恒星所在的圆盘中心附近，环境温度更高，气体也更明亮。红色的环是ALMA之前的观测结果，显示了恒星周围尘埃的分布。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S.Facchinietal.来自金牛座HL星系统的发现发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上的观测结果表明，在距离地球450光年的金牛座年轻的类太阳恒星HLTauri的内盘中，水的数量至少是地球所有海洋的三倍。领导这项研究的意大利米兰大学天文学家斯特凡诺-法奇尼说："我从未想象过，我们能在行星可能形成的同一区域捕捉到水蒸气海洋的图像"。共同作者、意大利博洛尼亚大学天文学家莱昂纳多-特斯蒂补充说："在距离我们450光年的地方，我们不仅能探测到水蒸气，还能捕捉到详细的图像，并对水蒸气进行空间分辨，这确实非常了不起。"利用ALMA进行的这些观测可以在一千米的距离上显示出像头发丝一样细小的细节，使天文学家能够确定水在圆盘不同区域的分布情况。对行星形成的影响在金牛座HL星圆盘存在一个已知缺口的区域发现了大量的水--一个行星可能正在形成的地方。在富含气体和尘埃的圆盘上，年轻的类行星天体在聚集物质并成长的过程中，会在圆盘上形成径向间隙。这表明，这些水蒸气可能会影响在这些区域形成的行星的化学成分。但是，用地面望远镜观测水并非易事，因为地球大气中大量的水蒸气会降低天文信号的质量。ALMA由欧洲南方天文台（ESO）及其国际合作伙伴共同运营，位于海拔约5000米的高海拔地区，建在一个高而干燥的环境中，专门用于最大限度地减少这种退化，从而提供了卓越的观测条件。迄今为止，ALMA是唯一能够绘制冷行星形成圆盘中水分布图的设施。构成圆盘的尘粒是行星形成的种子，它们相互碰撞并聚集成越来越大的天体，围绕恒星运行。天文学家认为，在足够冷的地方，水会冻结在尘粒上，尘粒会更有效地粘在一起--这是行星形成的理想场所。英国天文学研究中心（UKARC）的成员正在为ALMA的重大升级做出贡献，ALMA与欧洲南方天文台（ESO）的超大望远镜（ELT）也将在十年内上线，这将为行星的形成以及水在其中扮演的角色提供更清晰的视角。特别是METIS（中红外ELT成像仪和摄谱仪），它将为天文学家提供行星形成盘内部区域的无与伦比的视角，像地球这样的行星就是在这里形成的。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423109.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423109.htm

天文学家在附近恒星周围发现三颗潜在超级地球

天文学家在附近恒星周围发现三颗潜在超级地球行星系HD48948的艺术印象，它距离地球55光年。旅行者1号宇宙飞船以目前的速度需要近100万年才能到达HD48948。图片来源：SoumitaSamanta这些系外行星围绕着距离地球约55光年的恒星HD48498运行。这些行星分别以7、38和151个地球日的时间围绕其主恒星旋转。值得注意的是，最外层的候选系外行星位于其主恒星的宜居带，这里的条件可以使液态水在不沸腾或不冻结的情况下存在。这个区域通常被称为"金锁区"，被认为是支持生命的理想区域。研究人员强调了这一发现的重要性，指出这颗橙色恒星与我们的太阳有些相似，是类太阳恒星周围宜居带中最接近超级地球的行星系统。详细介绍这些发现的研究报告于2024年6月24日发表在《MNRAS》杂志上。Dalal博士说："在一颗橙色恒星周围的宜居带中发现这颗超级地球，是我们在太阳型恒星周围寻找宜居行星的努力中迈出的激动人心的一步"。这些潜在的超级地球是通过HARPS-N岩石行星搜索计划发现的，它们是质量大于地球但远小于太阳系冰巨行星天王星和海王星的行星。十多年来，研究小组利用HARPS-N光谱仪收集了近190次高精度径向速度测量数据。径向速度测量可追踪恒星因环绕行星运行而产生的微妙运动，对此类发现至关重要。通过分析恒星发出的光的光谱，研究人员可以确定它是在向我们移动（蓝移）还是在远离我们（红移）。为了确保研究结果的准确性，研究小组采用了各种方法和对比分析。研究发现的三颗候选行星最小质量是地球的5到11倍。研究小组认为，由于恒星距离较近，再加上最外层行星的有利轨道，该系统有望成为未来进行高对比度直接成像和高分辨率光谱研究的目标。Dalal博士补充说："这一发现凸显了长期监测和先进技术在揭开遥远恒星系统秘密方面的重要性。我们迫切希望继续进行观测，并在该系统中寻找更多的行星。为了解行星系统和太阳系外生命的可能性打开了新的大门。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1436012.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436012.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

天文学家在银河系外首次发现环状星盘

天文学家在银河系外首次发现环状星盘天文学家在大麦哲伦星云中发现了围绕一颗正在形成的高质恒星的旋转盘，这是距离最遥远的一次观测。这一发现是利用ALMA天文台完成的，详细情况刊登在《自然》杂志上，它揭示了不同星系在恒星形成过程中的关键差异，突出显示了大麦哲伦云的尘埃和金属含量低于银河系。图片来源：ESO/L.卡尔卡达这个圆盘围绕着一颗年轻的大质量恒星，该恒星位于一个名为N180的恒星育婴室中，该育婴室位于邻近的一个名为大麦哲伦云的矮星系中。这个圆盘距离地球16.3万光年，是迄今为止直接探测到的围绕大质量恒星的最遥远圆盘。这幅艺术家印象图展示的是HH1177系统，它位于大麦哲伦星云中，是我们银河系的邻近星系。中心发光的年轻而巨大的恒星天体正在从尘土飞扬的圆盘中收集物质，同时以强大的喷流排出物质。图片来源：ESO/M.科恩梅瑟利用ALMA进行突破性观测研究人员利用欧洲南方天文台（ESO）的合作伙伴--位于智利的阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），观测到大麦哲伦星云中一个年轻恒星天体周围的气体运动与开普勒吸积圆盘相一致--这种吸积圆盘通过注入物质促进恒星的生长。该研究小组由杜伦大学（DurhamUniversity）领导，包括英国天文技术中心（UKAstronomyTechnologyCentre）的天文学家，研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上。当物质被拉向一颗正在成长的恒星时，它不能直接落在恒星上，而是会扁平地形成一个围绕恒星旋转的圆盘。在靠近恒星中心的地方，圆盘的旋转速度更快，这种速度上的差异就是向天文学家展示吸积盘存在的"烟枪"。利用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）和阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）（ESO是该阵列的合作伙伴）的综合能力，我们观测到了另一个星系中一颗年轻大质量恒星周围的圆盘。左图是VLT上的多单元光谱探测器（MUSE）的观测结果，显示了母云LHA120-N180B，在该云中首次观测到了这个被命名为HH1177的系统。中间的图像显示了伴随它的喷流。喷流的上半部分略微朝向我们，因此产生了蓝移；下半部分从我们身边退去，因此产生了红移。随后，ALMA的观测结果（右图）显示了恒星周围的旋转圆盘，同样地，圆盘的两侧也在向我们移动和远离我们。资料来源：ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/A.McLeodetal.这项研究的主要作者、来自杜伦大学河外天文中心的AnnaMcLeod博士说："当我第一次在ALMA数据中看到旋转结构的证据时，我简直不敢相信我们探测到了第一个河外吸积盘；这是一个特殊的时刻。我们知道圆盘对于银河系中恒星和行星的形成至关重要，而在这里，我们第一次在另一个星系中看到了这方面的直接证据。我们正处在一个天文设施技术飞速发展的时代。能够在如此遥远的距离和不同的星系中研究恒星是如何形成的，实在令人兴奋。"这张马赛克照片的中心是年轻恒星系统HH1177的真实图像，它位于大麦哲伦云中，是银河系的邻近星系。该图像由欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）上的多单元光谱探测器（MUSE）获得，显示了从该恒星喷射出的喷流。随后，研究人员使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）（ESO是该阵列的合作伙伴）找到了这颗年轻恒星周围有一个圆盘的证据。右图为该系统的艺术家印象图，展示了喷流和圆盘。资料来源：ESO/A.McLeodetal./M.Kornmesser发现的特征和影响与太阳这样的低质量恒星相比，大质量恒星的形成速度要快得多，寿命也短得多。在我们的银河系中，这些大质量恒星是出了名的难以观测，在它们周围形成一个星盘时，它们往往会被尘埃物质遮挡住。与银河系中类似的周星盘不同，这个系统在光学上是可见的，这可能是由于其周围环境中的尘埃和金属含量较低。这让天文学家得以窥探通常隐藏在气体和尘埃背后的吸积动态。对圆盘的分析表明，在距离中心恒星较大的距离上，内部开普勒区域正在向内陷物质过渡。据估计，这颗恒星的质量大约是太阳的15倍。虽然银河系圆盘具有许多我们熟悉的特征，但也出现了一些耐人寻味的差异。LMC典型的低金属含量似乎使这个圆盘在碎裂时更加稳定。对这个河外星系周星盘的成功探测，为利用ALMA和即将发射的下一代甚大阵列（ngVLA）发现更多此类系统提供了更广阔的前景。研究不同星系环境中恒星和星盘的形成，将有助于完成我们对恒星起源的理解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400997.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400997.htm

天文学家评估具有强磁场的冷恒星的强风对系外行星宜居性的影响

天文学家评估具有强磁场的冷恒星的强风对系外行星宜居性的影响艺术家绘制的恒星-行星系统插图。恒星周围的恒星风以及对行星大气层的影响清晰可见。图片来源：AIP/K.Riebe/J.Fohlmeister编辑太阳是宇宙中最丰富的恒星之一，被称为"冷恒星"。这些恒星分为四类（F、G、K和M型），它们的大小、温度和亮度各不相同。比太阳更亮、更大的恒星属于F类，而K类恒星比太阳稍小、温度稍低。最小、最暗的恒星是M星，也被称为"红矮星"，因为它们发出的大部分光都是红色的。卫星观测发现，除了光之外，太阳还持续释放出一种被称为太阳风的粒子流。这些风穿越行星际空间，与包括地球在内的太阳系行星相互作用。南北极附近美丽的极光就是在这种相互作用下产生的。然而，这些风也可能是有害的，因为它们会侵蚀稳定的行星大气层，火星上的情况就是如此。虽然我们对太阳风已经有了很多了解--这在一定程度上要归功于太阳轨道器等任务--但其他冷恒星的情况却并非如此。问题是我们无法直接看到这些恒星风，因此只能研究它们对银河系恒星之间空腔中稀薄气体的影响。然而，这种方法有一些局限性，而且只适用于少数恒星。这就促使我们使用计算机模拟和模型来预测恒星风的各种特性，而不需要天文学家对它们进行观测。在这种情况下，AIP恒星物理和系外行星部门的博士生JudyChebly、科学家JuliánD.Alvarado-Gómez博士和部门负责人KatjaPoppenhäger教授与哈佛大学和史密森天体物理中心的CeciliaGarraffo合作，对F、G、K和M恒星预期的恒星风特性进行了首次系统研究。为此，他们利用目前最复杂的模型之一进行了数值模拟，由观测到的21颗恒星的大尺度磁场分布驱动。模拟在AIP和LeibnizRechenzentrum(LRZ)的超级计算设施中进行。研究小组研究了恒星的特性，如重力、磁场强度和自转周期，如何影响风的速度或密度特征。研究结果包括对不同光谱类型恒星风特性的全面描述，其中一项结果表明，在根据观测结果估算相关质量损失率时，有必要重新审视以前对恒星风速的假设。此外，模拟还可以预测阿尔弗文表面--恒星日冕和恒星风之间的边界--的预期大小。这些信息对于确定行星系统是否会受到强磁星-行星相互作用的影响至关重要，当行星轨道进入或完全嵌入宿主恒星的阿尔弗文表面时，就会发生强磁星-行星相互作用。对行星系统的影响他们的研究结果表明，磁场大于太阳的恒星具有更快的风。在某些情况下，恒星风速可比太阳风的平均速度快五倍，而太阳风的平均速度通常为450千米/秒。这项调查评估了这些恒星在所谓的"宜居带"上的风速有多大。"宜居带"的定义是，如果有类似地球的大气压力，岩质系外行星可以维持表面液态水的轨道距离。他们发现F型和G型恒星周围的环境比较温和，与地球在G型太阳周围的环境相当，而K型和M型恒星周围的风环境则越来越恶劣。这种强烈的恒星风对行星可能拥有的大气层有很大影响。这种现象在岩石行星与太阳之间的太阳物理学中得到了很好的记录，但在系外行星系统中却没有。这就需要对恒星风进行估计，以评估与我们在太阳风和行星大气之间看到的过程类似的过程。有关F至M主序星的恒星风信息以前是未知的，因此这项研究在宜居性方面非常重要。本文介绍的工作是针对21颗恒星进行的，但其结果具有足够的普遍性，可以应用于其他冷主序恒星。这项调查为今后研究恒星风观测及其对行星大气侵蚀的影响铺平了道路。参考文献：《冷主序恒星风特性的数值量化》，作者：JudyJChebly、JuliánDAlvarado-Gómez、KatjaPoppenhäger和CeciliaGarraffo，2023年7月19日，《皇家天文学会月刊》。DOI:10.1093/mnras/stad2100编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404987.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404987.htm