银河气泡：天文学家观察到银河系神秘结构意想不到的复杂性

银河气泡：天文学家观察到银河系神秘结构意想不到的复杂性欧洲航天局盖亚太空天文台拍摄的银河系图像的叠加，以及eRosita和费米气泡模拟的可视化。发表在《自然天文学》上的一项新研究进一步深入了解了eRosita气泡的特性，eRosita气泡是在银河系中心上方和下方延伸的高能气体的巨大结构。图片来源：ESA/Gaia/DPAC尽管eRosita气泡在形状上与费米气泡有着惊人的相似之处，但它们比同类气泡更大、更有活力。该研究的第一作者AnjaliGupta说，由于它们的大小和位置而被称为“银河气泡”，它们为研究恒星形成历史以及揭示银河系如何形成的新线索提供了一个令人兴奋的切入点。俄亥俄州立大学前博士后研究员，现为哥伦布州立社区学院天文学教授。这些气泡存在于星系周围的气体中，这个区域被称为环星系介质。Gupta说：“我们的目标实际上是更多地了解环星系介质，这是一个对了解我们的星系如何形成和演化非常重要的地方。研究的很多区域恰好位于气泡区域，所以我们想观察气泡与远离气泡的区域相比有何不同。”之前的研究假设这些气泡是在气体从星系向外吹出时被气体冲击加热的，但这篇论文的主要发现表明气泡内气体的温度与气泡外区域的温度没有显着差异。“我们惊讶地发现气泡区域和气泡区域外的温度是一样的，”Gupta说。此外，该研究表明，这些气泡之所以如此明亮，是因为它们充满了密度极高的气体，而不是因为它们的温度比周围环境高。Gupta和该研究的共同作者、俄亥俄州立大学天文学教授SmitaMathur使用朱雀卫星的观测结果进行了分析，朱雀卫星是NASA与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的一项合作任务。通过分析2005年至2014年间进行的230次档案观测，研究人员能够描述银河气泡以及它们周围的其他热气体的漫射——来自极低密度气体的电磁辐射。Mathur说，虽然这些气泡的起源在科学文献中一直存在争议，但这项研究是第一个开始解决它的研究。由于该团队在壳中发现了大量的非太阳氖氧和镁氧比，他们的结果强烈表明银河泡最初是由核恒星形成活动或大质量恒星和其他类型的能量注入形成的天体物理现象，而不是通过超大质量黑洞的活动。“我们的数据支持这样一种理论，即这些气泡很可能是由于银河系中心强烈的恒星形成活动而形成的，而不是银河系中心发生的黑洞活动，”Mathur说。为了进一步研究他们的发现可能对天文学的其他方面产生的影响，该团队希望使用来自其他即将进行的太空任务的新数据来继续表征这些气泡的特性，并研究新的方法来分析他们已有的数据....PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362829.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362829.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

天文学家利用引力波探索早期宇宙并回答宇宙学的基本问题

天文学家利用引力波探索早期宇宙并回答宇宙学的基本问题图为被分割成振荡子的充气子场的示意图，以及叠加的引力波。资料来源：KavliIPMU，VolodymyrTakhistov研究人员在《物理评论快报》上发表的一项新研究报告说，他们发现了一种由被称为振荡子的现象产生的新的通用引力波生产机制，在许多宇宙学理论中，振荡子可能起源于驱动早期宇宙快速膨胀的充气子场的分裂成孤子"肿块"的过程。这些结果为揭示有关宇宙最早时刻的令人兴奋的新见解奠定了基础。发生在大爆炸之后的通货膨胀时期被认为导致了宇宙的指数式膨胀。在许多宇宙学理论中，快速膨胀期之后是震荡子的形成。振荡子是一种局部的非线性大质量结构，它可以从场中形成，如inflaton场，这些场在高频率下进行振荡。这些结构可以持续很长时间，正如研究人员发现的那样，它们的最终衰变可以产生大量的引力波，也就是时空的涟漪。在他们的研究中，卡弗里宇宙物理与数学研究所（KavliIPMU）项目研究员KaloianD.Lozanov和卡弗里IPMU客座副科学家、国际宇宙和粒子研究量子场测量系统中心（QUP）高级科学家和高能加速器研究组织（KEK）理论中心助理教授VolodymyrTakhistov模拟了早期宇宙期间充气子场的演变，发现振荡子确实存在。他们随后发现，振荡子衰变能够产生引力波，而这些引力波是可以被即将到来的引力波观测站探测到的。这些发现为早期宇宙的动态提供了一个新的测试，独立于传统研究的宇宙微波背景辐射。这些引力波的发现将为了解宇宙最早的时刻建立一个新的窗口，并可能有助于揭示宇宙学中一些紧迫的基本问题。随着引力波探测器和超级计算资源的不断发展，我们可以期待在未来几年内获得对宇宙早期时刻的更多见解。总的来说，这项新研究展示了将理论模型与先进的计算技术和观测相结合的力量，以发现对宇宙演变的新见解。他们研究的细节于5月2日发表在《物理评论快报》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364643.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364643.htm

天文学家尝试解释环形星系 - 宇宙中最稀有的星系产生的原因

天文学家尝试解释环形星系-宇宙中最稀有的星系产生的原因宇宙是一个广阔的空间，所以外面的星系可能看起来不同是非常正常的。虽然我们看到了很多螺旋星系，比如我们自己的银河系，但这些只是最常见的星系类型。还有其他的，如椭圆或不规则星系，但每一万个中只有一个属于这种超级罕见的类别。在《大思考》杂志发表的一篇文章中，Siegel概述了他认为可能是对环形星系的一种解释。这些星系中的第一个，即霍格天体（Hoag’sObject），是在1950年刚刚发现的，由于其独特的形态一直让研究人员感到困惑。但是，根据从其他环状星系的照片中收集到的信息，它们可能来自星系的碰撞。根据以前对环状星系的研究，Siegel说，它们不是行星状星云，因为它们是由恒星组成的，而不是由气体和其他喷射物组成的。此外，它们并不是由较年轻的星系被拉伸和撕裂以包围一个较老的、质量更大的星系而形成的。它们也并不是引力透镜的一个例子，我们有时会使用像詹姆斯-韦伯太空望远镜这样的望远镜来深入观察宇宙，并会扭曲我们对物体的看法。相反，Siegel认为，当一个星系与另一个星系的中心发生碰撞，从而导致整个星系出现涟漪时，就会出现环状星系。对车轮星系的另一个观察显示了主核心和外环之间的空间。图片来源。NASA,ESA,CSA,STScI,WebbERO制作团队这些涟漪继续形成我们今天看到和欣赏的环状星系。一个特别耐人寻味的证据是韦伯去年成像的车轮星系。左图中的一个小星系显得很混乱，如果它撕裂了车轮星系的中心，这就可以解释了。当然，目前还不清楚对环形星系的这种解释是否是全部的真相，因为我们对宇宙的想法和信念总是随着新的信息而改变。也许未来会有更多的信息来支持这一信念，或者我们会继续挠头，等待更多的证据来帮助巩固我们的信念。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338841.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338841.htm