人工智能帮助NASA Swift射线望远镜绘制宇宙最远伽马射线暴地图

人工智能帮助NASA Swift射线望远镜绘制宇宙最远伽马射线暴地图 在短短几秒钟内,GRB 释放的能量相当于太阳一生释放的能量。由于它们如此明亮,GRB 可以在多种距离(包括可见宇宙的边缘)进行观测,帮助天文学家追寻最古老、最遥远的恒星。但是,由于目前技术的限制,只有一小部分已知的 GRB 具有所需的全部观测特征,可以帮助天文学家计算它们发生在多远的地方。图中所示的 Swift 是美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心、宾夕法尼亚州立大学帕克分校、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普-格鲁曼创新系统公司的合作成果。其他合作伙伴包括英国莱斯特大学和穆拉德空间科学实验室、意大利布雷拉天文台和意大利航天局。资料来源:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心/Chris Smith (KBRwyle)Dainotti 和她的团队将美国宇航局尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台(NASA's Neil Gehrels Swift Observatory)的 GRB 数据与多个机器学习模型相结合,克服了当前观测技术的局限性,更精确地估算出了距离未知的 GRB 的邻近程度。由于GRB既可以在很远的地方观测到,也可以在相对较近的距离观测到,因此了解它们发生的位置有助于科学家了解恒星是如何随时间演变的,以及在给定的空间和时间内可以发生多少次GRB。"这项研究推动了伽马射线天文学和机器学习的前沿发展,"Dainotti 说。"后续研究和创新将帮助我们取得更可靠的结果,并使我们能够回答一些最紧迫的宇宙学问题,包括我们宇宙的最早过程以及它是如何随着时间的推移而演变的。"在一项研究中,Dainotti 和波兰雅盖隆大学的博士研究生 Aditya Narendra 使用几种机器学习方法精确测量了太空雨燕紫外/光学望远镜(UVOT)和地面望远镜(包括斯巴鲁望远镜)观测到的 GRB 的距离。测量结果完全基于其他与距离无关的 GRB 特性。该研究成果于5月23日发表在《天体物理学杂志通讯》上。Narendra说:"这项研究的结果非常精确,我们可以利用预测的距离来确定一定体积和时间内的 GRB 数量(称为速率),这与实际观测到的估计值非常接近。"由 Dainotti 和国际合作者领导的另一项研究利用 NASA 的 Swift X 射线望远镜(XRT)从所谓的长 GRB 产生的余辉数据,通过机器学习成功地测量了 GRB 的距离。据信,GRB 以不同的方式发生。长GRB发生在一颗大质量恒星到达其生命末期并爆发出壮观的超新星时。另一种类型被称为短GRB,发生在死亡恒星(如中子星)的残余物在引力作用下合并并相互碰撞时。Dainotti 说,这种方法的新颖之处在于将几种机器学习方法结合起来使用,以提高它们的集体预测能力。这种方法被称为"超级学习者"(Superlearner),它为每种算法分配一个权重,权重值从 0 到 1 不等,每个权重与该奇异方法的预测能力相对应。超级学习者的优势在于,最终预测结果总是比单一模型更有效,还用于摒弃预测能力最差的算法。这项研究于 2 月 26 日发表在《天体物理学杂志》增刊系列上,它可靠地估计了 154 个距离未知的长 GRB 的距离,并大大增加了这类爆发的已知距离数量。由斯坦福大学天体物理学家 Vahé Petrosian 和 Dainotti 领导的第三项研究于 2 月 21 日发表在《天体物理学杂志通讯》上,该研究利用斯威夫特 X 射线数据回答了一些令人费解的问题,表明 GRB 的速率至少在较小的相对距离上并不遵循恒星形成的速率。这提供了一种可能性,即小距离的长GRB可能不是由大质量恒星的坍缩产生的,而是由中子星等非常致密的天体聚变产生的。在美国国家航空航天局斯威夫特天文台客座研究员计划(第19周期)的支持下,Dainotti和她的同事们现在正努力通过一个交互式网络应用程序公开机器学习工具。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线

NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线 2023 年对风车星系中的超新星 SN 2023ixf 的观测为研究宇宙射线的产生提供了一个独特的机会,但是 NASA 的费米望远镜并没有探测到预期的伽马射线,这表明能量转换率比预期的要低得多。资料来源:美国国家航空航天局2023年5月18日,一颗超新星在附近的风车星系(Messier 101)爆发,它位于大约2200万光年外的大熊座。这颗超新星被命名为SN 2023ixf,是自2008年费米探测器发射以来发现的附近最亮的超新星。意大利里雅斯特大学研究员吉列姆-马蒂-德韦萨说:"天体物理学家以前估计,超新星将其总能量的大约 10%转化为宇宙射线加速度。但我们从未直接观测到这一过程。通过对SN 2023ixf的新观测,我们的计算结果是爆炸后几天内的能量转换率低至1%。这并不排除超新星是宇宙射线工厂的可能性,但这确实意味着我们还有更多关于超新星产生的知识要学习。"这篇论文由马丁-德维萨在奥地利因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)期间发表,将刊登在未来出版的《天文学与天体物理学》(Astronomy and Astrophysics)杂志上。即使没有探测到伽马射线,美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜也能帮助天文学家了解更多有关宇宙的信息。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心宇宙射线及其起源每天,数以万亿计的宇宙射线与地球大气层发生碰撞。其中大约 90% 是氢原子核(或质子),其余的是电子或较重元素的原子核。自 20 世纪初以来,科学家们一直在研究宇宙射线的起源,但这些粒子无法追溯到它们的源头。由于宇宙射线带电,它们在飞往地球的途中会因遇到磁场而改变方向。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的费米项目科学家伊丽莎白-海斯说:"然而,伽马射线会直接射向我们。宇宙射线在与周围环境中的物质相互作用时会产生伽马射线。费米望远镜是轨道上最灵敏的伽马射线望远镜,因此当它没有探测到预期的信号时,科学家必须对这种缺失做出解释。解开这个谜团,就能更准确地了解宇宙射线的起源。"弗雷德-劳伦斯-惠普尔天文台(Fred Lawrence Whipple Observatory)的48英寸望远镜在2023年6月捕捉到了这张风车星系(Messier 101)的可见光图像。超新星2023ixf的位置被圈了起来。天文台位于亚利桑那州的霍普金斯山上,由哈佛天体物理学中心和史密森尼天文台共同运营。资料来源:平松等人,2023/Sebastian Gomez (STScI)作为宇宙射线加速器的超新星长期以来,天体物理学家一直怀疑超新星是宇宙射线的主要贡献者。当一颗质量至少是太阳 8 倍的恒星耗尽燃料时,就会发生这种爆炸。内核坍缩,然后反弹,推动冲击波向外穿过恒星。冲击波加速粒子,产生宇宙射线。当宇宙射线与恒星周围的其他物质和光线碰撞时,就会产生伽马射线。超新星会极大地影响星系的星际环境。它们的爆炸波和不断膨胀的碎片云可能会持续存在 5 万年以上。2013年,费米测量显示,银河系中的超新星残骸正在加速宇宙射线,当它们撞击星际物质时,会产生伽马射线光。但天文学家说,这些残余物并没有产生足够的高能粒子,无法与科学家在地球上的测量结果相匹配。一种理论认为,超新星可能会在最初爆炸后的几天或几周内加速银河系中能量最高的宇宙射线。但是超新星非常罕见,在银河系这样的星系中,一个世纪才会发生几次。在大约3200万光年的距离内,超新星平均每年只发生一次。从可见光望远镜第一次看到 SN 2023ixf 开始,经过一个月的观测,费米没有探测到伽马射线。挑战与未来研究合著者、法国国家科学研究中心下属蒙彼利埃宇宙与粒子实验室的天体物理学家马蒂厄-雷诺(Matthieu Renaud)说:"不幸的是,看不到伽马射线并不意味着没有宇宙射线。我们必须对所有有关加速机制和环境条件的基本假设进行研究,才能将伽马射线的缺失转化为宇宙射线产生的上限。"研究人员提出了几种可能影响费米观测到该事件产生的伽马射线的情况,比如爆炸碎片的分布方式和恒星周围物质的密度。费米的观测首次为研究超新星爆炸后的状况提供了机会。以其他波长对SN 2023ixf进行的更多观测、基于这一事件的新模拟和模型,以及未来对其他年轻超新星的研究,都将帮助天文学家找到宇宙宇宙射线的神秘来源。费米是戈达德管理的一个天体物理学和粒子物理学合作项目。费米项目是与美国能源部合作开发的,法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴也做出了重要贡献。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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韦伯望远镜探测到迄今发现最远的活跃超大质量黑洞

韦伯望远镜探测到迄今发现最远的活跃超大质量黑洞 科学家们利用韦伯望远镜对GN-z11进行研究,还发现了一些诱人的证据,证明在这个偏远星系的外围存在着群体III恒星。这些难以捉摸的恒星是宇宙中第一批发光的恒星,纯粹由氢和氦组成。虽然从未对这类恒星进行过明确的探测,但科学家们知道它们一定存在。现在,有了韦伯望远镜,发现它们似乎比以往任何时候都更接近了。这幅由韦伯的近红外相机(NIRCam)仪器拍摄的图像显示了 GOODS-North 星系场的一部分。右下方的拉线突出显示了GN-z11星系,它出现的时间距离宇宙大爆炸刚刚过去4.3亿年。图像显示了一个延伸部分,追踪着 GN-z11 宿主星系,以及一个中心源,其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Brant Robertson(加州大学圣克鲁兹分校)、Ben Johnson(剑桥大学天文学院)、Sandro Tacchella(剑桥大学)、Marcia Rieke(亚利桑那大学)、Daniel Eisenstein(剑桥大学天文学院)美国国家航空航天局(NASA)詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)的两个研究小组深入时空,研究了异常明亮的星系 GN-z11。这个星系最初是由美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜探测到的,它是迄今为止观测到的最年轻、最遥远的星系之一,它是如此明亮,以至于科学家们都很难理解其中的原因。现在,GN-z11 透露了它的一些秘密。一个利用韦伯望远镜研究 GN-z11 的小组发现了第一个明确的证据,证明该星系的中央有一个超大质量黑洞,正在快速吸积物质。他们的发现使这个星系成为迄今为止发现的最远的活跃超大质量黑洞。英国剑桥大学卡文迪什实验室和卡弗里宇宙学研究所的首席研究员罗伯托-马约利诺解释说:"我们发现了超大质量黑洞附近常见的极致密气体。这些是GN-z11所在的黑洞正在吞噬物质的第一个明确信号。"利用韦伯望远镜,研究小组还发现了通常在吸积型超大质量黑洞附近观测到的电离化学元素的迹象。此外,他们还发现该星系正在释放出一股非常强大的风。这种高速风通常是由与剧烈吸积的超大质量黑洞相关的过程驱动的。同样来自卡文迪什实验室和卡弗里研究所的研究人员汉娜-于布勒(Hannah Übler)说:"韦伯的近红外相机(NIRCam)发现了一个延伸部分,它追踪着宿主星系,以及一个中央紧凑源,其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。"这些证据共同表明,GN-z11 内有一个 200 万太阳质量的超大质量黑洞,它正处于吞噬物质的非常活跃阶段,这也是它如此明亮的原因。第二个小组也是由马约利诺领导的,他们利用韦伯望远镜的近红外摄谱仪(NIRSpec),在围绕着GN-z11的光环中发现了一个气态氦团。马约利诺说:"除了氦之外,我们看不到其他任何东西,这表明这个团块一定是相当原始的。这是理论和模拟在这些时代特别大质量星系附近所预料到的在光晕中应该有原始气体的小块存留,这些气体可能会坍缩并形成群体III星团。"寻找前所未见的第三族群恒星几乎完全由氢和氦形成的第一代恒星是现代天体物理学最重要的目标之一。这些恒星预计质量很大、光度很强、温度很高。它们的预期特征是存在电离氦,而不存在比氦重的化学元素。第一批恒星和星系的形成标志着宇宙历史的根本性转变,在此期间,宇宙从黑暗和相对简单的状态演变成我们今天看到的高度结构化和复杂的环境。在未来的韦伯观测中,Maiolino、Übler 和他们的团队将对 GN-z11 进行更深入的探索,并希望加强对可能正在其光环中形成的 Population III 恒星的研究。《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)已接受发表关于GN-z11光环中原始气体团块的研究成果。对GN-z11黑洞的研究结果于2024年1月17日发表在《自然》杂志上。这些数据是作为JWST高级深河外星系巡天(JADES)的一部分获得的,JADES是NIRCam和NIRSpec团队的一个联合项目。詹姆斯-韦伯太空望远镜是世界上最重要的太空科学观测站。韦伯正在揭开太阳系的神秘面纱,眺望其他恒星周围的遥远世界,探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置。韦伯望远镜是一项国际计划,由美国国家航空航天局(NASA)领导,其合作伙伴包括欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局(Canadian Space Agency)。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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SpaceX 发射 ESA 的欧几里得太空望远镜绘制“黑暗宇宙”

SpaceX 发射 ESA 的欧几里得太空望远镜绘制“黑暗宇宙” 7 月 1 日 11:12 a.m. ET,SpaceX 在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地使用 Falcon 9 火箭成功发射了 ESA 的欧几里得太空望远镜。望远镜以古希腊数学家欧几里得的名字命名,它将飞往日地之间的拉格朗日 L2 点,距离地球 160 万公里,预计需要飞行 1 个月时间。到达预定轨道之后,还需要花 2 个月时间测试和校准仪器。这一过程和 NASA 的韦伯太空望远镜类似。欧几里得望远镜的目标是测绘宇宙中暗物质的大尺度分布结构,并确认暗能量的性质。望远镜的口径为 1.2 米,它主要通过近红外光波长观测宇宙。预计在 2027 年发射的 NASA 南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜将在红外波长下观测宇宙,它们将共同创建宇宙的三维地图。来源 ,() 来自:雷锋 频道:@kejiqu 群组:@kejiquchat 投稿:@kejiqubot

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韦伯望远镜让早期宇宙中的已发现超新星数量增加10倍

韦伯望远镜让早期宇宙中的已发现超新星数量增加10倍 韦伯望远镜非常适合用来识别极其遥远的超新星,因为存在一种叫做宇宙学红移的现象,在这种现象中,穿越宇宙的光线会被拉伸到更长的波长。来自远古超新星的可见光被拉伸得如此之长,以至于最终出现在红外线中。韦伯望远镜的仪器可以看到红外光,因此非常适合寻找这些遥远的超新星。一个研究小组利用韦伯早期宇宙深度探测的数据,发现了比以前已知的多 10 倍的远古超新星。这项研究是利用韦伯望远镜对远古超新星进行更广泛探测的第一步。JADES 深度场使用的是 NASA 詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)的观测数据,这是 JADES(JWST 高级河外星系深度巡天)计划的一部分。一个研究 JADES 数据的天文学家小组发现了大约 80 个亮度随时间变化的天体(绿色圈内)。这些被称为瞬变天体的天体大多是恒星或超新星爆炸的结果。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、JADES 合作组织美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)深入窥探宇宙,为科学家们首次提供了宇宙早期超新星的详细资料。一个使用韦伯数据的研究小组发现,早期宇宙中的超新星比之前已知的多 10 倍。其中一些新发现的爆炸恒星是同类恒星中最遥远的例子,包括那些用来测量宇宙膨胀率的恒星。"韦伯望远镜是一台发现超新星的机器,"图森市亚利桑那大学斯图尔特天文台的三年级研究生克里斯塔-德库西(Christa DeCoursey)说。"探测到的超新星数量之多,加上这些超新星的距离之远,是我们巡天观测中最令人兴奋的两项成果"。德库西在威斯康星州麦迪逊举行的美国天文学会第244次会议的新闻发布会上介绍了这些发现。资料来源:NASA、ESA、CSA、Ann Feild(STScI)为了取得这些发现,研究小组分析了作为 JWST 高级深河外星系巡天(JADES)计划一部分而获得的成像数据。韦伯望远镜非常适合寻找极其遥远的超新星,因为它们的光线会被拉伸到更长的波长这种现象被称为宇宙学红移。(见上图)。在韦伯望远镜发射之前,只有少数超新星的红移超过2,这相当于宇宙的年龄只有33亿年仅为目前年龄的25%。JADES样本包含了许多在更久远的过去爆炸的超新星,当时宇宙的年龄还不到20亿年。以前,研究人员利用美国宇航局的哈勃太空望远镜观测宇宙处于"青年期"时的超新星。通过 JADES,科学家们看到了宇宙处于"十几岁"或"前十几岁"时的超新星。未来,他们希望能够回望宇宙的"幼儿"或"婴儿"阶段。为了发现这些超新星,研究小组比较了相隔一年的多幅图像,寻找在这些图像中消失或出现的光源。这些观测亮度随时间变化的天体被称为瞬变体,而超新星就是瞬变体的一种。总之,JADES 瞬变巡天样本小组在一片只有米粒粗细的天空中发现了大约 80 个超新星。这张马赛克照片展示了从 JADES(JWST 高级深河外星系巡天)计划的数据中发现的约 80 个瞬变天体(即亮度不断变化的天体)中的三个。大多数瞬变体都是恒星或超新星爆炸的结果。通过对比 2022 年和 2023 年拍摄的图像,天文学家可以找到从我们的视角来看最近才爆炸的超新星(如前两列所示的例子),或者已经爆炸但其光线正在逐渐消失的超新星(第三列)。每颗超新星的年龄都可以通过它的红移(用"z"表示)来确定。最遥远的超新星的红移为 3.8,它的光起源于宇宙只有 17 亿年的时候。红移 2.845 相当于宇宙大爆炸后 23 亿年。最接近的例子红移为 0.655,显示的是大约 60 亿年前离开其星系的光线,当时宇宙的年龄刚刚超过现在的一半。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Christa DeCoursey(亚利桑那大学)、JADES 合作组织位于马里兰州巴尔的摩市的太空望远镜科学研究所(STScI)的美国宇航局爱因斯坦研究员贾斯汀-皮埃尔(Justin Pierel)说:"这确实是我们对高红移宇宙的瞬态科学的第一个样本。我们正试图确定遥远的超新星是否与我们在附近宇宙中看到的超新星有本质区别或非常相似。"皮埃尔和 STScI 的其他研究人员提供了专家分析,以确定哪些瞬变实际上是超新星,哪些不是,因为它们往往看起来非常相似。研究小组发现了一些高红移超新星,包括光谱学上确认的最远的一颗,红移为 3.6。它的祖星在宇宙只有 18 亿岁时爆炸。这是一颗所谓的核心坍缩超新星,是一颗大质量恒星的爆炸。这段动画展示了白矮星爆炸的过程,白矮星是一颗恒星的残余物,密度极高,其核心已无法再燃烧核燃料。在这颗"Ia 型"超新星中,白矮星的引力从附近的恒星伴星那里偷走了物质。当白矮星的质量估计达到目前太阳质量的 1.4 倍时,它再也无法承受自身的重量,于是爆炸了。资料来源:NASA/JPL-Caltech天体物理学家特别感兴趣的是 Ia 型超新星。(这些爆炸的恒星非常明亮,可以用来测量遥远的宇宙距离,帮助科学家计算宇宙的膨胀率。研究小组至少发现了一颗红移为 2.9 的 Ia 型超新星。这颗爆炸产生的光在 115 亿年前开始向我们传播,当时宇宙的年龄只有 23 亿年。此前经光谱学确认的 Ia 型超新星的距离记录是红移 1.95,当时宇宙的年龄是 34 亿年。科学家们迫切希望分析高红移下的Ia型超新星,看看它们是否都具有相同的内在亮度,而与距离无关。这一点至关重要,因为如果它们的亮度随红移而变化,那么它们就不能成为测量宇宙膨胀率的可靠标记。Pierel 分析了这颗发现于红移 2.9 的 Ia 型超新星,以确定其内在亮度是否与预期不同。虽然这只是第一个这样的天体,但结果表明没有证据表明Ia型亮度会随红移而变化。我们还需要更多的数据,但现在,基于 Ia 型超新星的宇宙膨胀率理论及其最终命运仍然保持不变。皮埃尔还在美国天文学会第244次会议上介绍了他的研究成果。早期宇宙的环境与现在截然不同。科学家们期望看到来自恒星的古老超新星,这些恒星所含的重化学元素远远少于太阳这样的恒星。将这些超新星与本地宇宙中的超新星进行比较,将有助于天体物理学家了解早期恒星的形成和超新星的爆发机制。STScI研究员马修-西伯特(Matthew Siebert)说:"我们基本上为瞬变宇宙打开了一扇新窗口。从历史上看,每当我们这样做的时候,我们都会发现一些极其令人兴奋的东西一些我们意想不到的东西。"JADES团队成员、亚利桑那大学图森分校研究教授Eiichi Egami说:"由于韦伯望远镜非常灵敏,它几乎能在其指向的所有地方发现超新星和其他瞬变体。这是利用韦伯望远镜对超新星进行更广泛观测的重要第一步。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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韦布望远镜观测到最古老“死亡”星系 JADES-GS-z7-01-QU

韦布望远镜观测到最古老“死亡”星系 JADES-GS-z7-01-QU GOODS 南区一小部分区域的 JWST 假彩色图像,突出显示了 JADES-GS-z7-01-QU 星系 图源:JADES 协作小组这幅 GOODS-South 星场的合成图像是利用构成欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜(VLT)的四台 8.2 米巨型望远镜中的两台望远镜和一个独特的定制滤光片进行深度观测的结果,它显示了一些有史以来最暗淡的星系。这是使用两台 8.2 米望远镜进行的深度观测的一部分。后来,JWST 将这一区域的一小部分归零。(图片来源:ESO/M Hayes)短暂一生这个星系代号JADES-GS-z7-01-QU,它在宇宙大爆炸发生大约7亿年后形成,有大约1亿至10亿颗恒星,属于较小星系。星系中的恒星形成过程只持续了3000万年到9000万年就戛然而止。主持研究的英国剑桥大学卡弗里宇宙学研究所天体物理学家托比亚斯·洛塞说,这个星系似乎“轰轰烈烈地”活过一场,但很快不再有新的恒星形成,星系就此“死去”。参与研究的天体物理学家弗朗西斯科·德欧金尼奥说,质量最大的恒星最炽热、最耀眼,“生命最短暂”。“随着最炽热的恒星死去,星系颜色从蓝色,即最炽热恒星的颜色,变成黄色,再变成红色,即质量最小的恒星的颜色。”质量和太阳差不多的恒星可以活大约100亿年,而质量小得多的恒星能活上万亿年。那些较小的恒星在星系“死去”很久后仍会继续发光。“饿死”的?研究人员尚不清楚JADES-GS-z7-01-QU为何“英年早逝”,正试图找出原因。他们推测其中一个原因可能是星系中央一个超大黑洞把新恒星形成所需要的气体推出星系,导致无法形成新的恒星。还可能是因为恒星形成过程中迅速消耗掉星系中气体,但星系周围没有新的气体补充进来,导致星系“饿死”。研究人员说,由于这个星系距地球非常遥远,因此韦布望远镜观测到的是星系“过去”的情况,不排除星系在获得新的气体后又有新的恒星诞生,令星系“死而复生”。德欧金尼奥说:“我们不知道这个星系的最终命运,这可能取决于是什么机制使恒星停止诞生。”研究人员说,对这一星系的研究或能进一步揭示宇宙形成早期时的景象以及影响恒星形成的因素。 ... PC版: 手机版:

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天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密

天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密 罗格斯大学的天文学家利用詹姆斯-韦伯太空望远镜研究了沃尔夫-伦德马克-梅洛特星系,揭开了宇宙早期恒星形成的历史。他们的发现为星系如何演化以及温度在恒星形成中的作用提供了新的见解。资料来源:美国国家航空航天局面向宇宙的“考古发掘”艺术与科学学院物理与天文学系助理教授克里斯汀-麦奎恩(Kristen McQuinn)说:"通过如此深入的观察和如此清晰的观察,我们已经能够有效地回到过去,基本上是在进行一种考古挖掘,寻找宇宙历史早期形成的低质量恒星。"她领导的这项研究发表在《天体物理学报》。McQuinn认为,罗格斯大学高级研究计算办公室管理的Amarel高性能计算集群使研究小组能够计算银河系的恒星发展史。这项研究的一个方面是将一次大规模计算重复600次。她补充说,这项重大计算工作还有助于确认望远镜校准和数据处理程序,这将使更广泛的科学界受益。WLM星系部分区域的两幅景象,一幅由美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄(左),另一幅由詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄。图片来源:Science:NASA, ESA, CSA, IPAC, Kristen McQuinn (RU), Image Processing:Zolt G. Levay(STScI),Alyssa Pagan(STScI)低质量星系的重要性麦奎恩对所谓的"低质量"星系特别感兴趣。因为它们被认为是早期宇宙的主宰,研究人员可以利用它们来研究恒星的形成、化学元素的演化以及恒星形成对星系气体和结构的影响。它们很微弱,分布在天空中,构成了本地宇宙中的大多数星系。像韦伯望远镜这样先进的望远镜让科学家们能够近距离观察它们。WLM是德国天文学家马克斯-沃尔夫(Max Wolf)于1909年发现的一个"不规则"星系,这意味着它不具有明显的形状,如螺旋形或椭圆形,瑞典天文学家克努特-伦德马克(Knut Lundmark)和英国天文学家菲力伯特-雅克-梅洛特(Philibert Jacques Melotte)于1926年对它进行了更详细的描述。它位于本星系群的外围,本星系群是一个哑铃状的星系群,其中包括银河系。麦奎因指出,由于位于本星系群的边缘,WLM免受了与其他星系交融的破坏,使其恒星群处于原始状态,有利于研究。天文学家之所以对WLM感兴趣,还因为它是一个充满活力的复杂星系,拥有大量气体,能够积极地形成恒星。WLM 银河系中的恒星形成为了了解银河系恒星形成的历史即恒星在宇宙不同时期的诞生速度,麦奎恩和她的团队利用这架望远镜煞费苦心地将包含成千上万颗恒星的天空区域归零。为了确定恒星的年龄,他们测量了恒星的颜色(代表温度)和亮度。麦奎因说:"我们可以利用我们对恒星演化的了解,以及这些颜色和亮度所表明的情况,基本上确定星系恒星的年龄。"研究人员随后对不同年龄的恒星进行了计数,并绘制出了宇宙历史上恒星的诞生率。以这种方式对恒星进行编目向研究人员表明,随着时间的推移,WLM 产生恒星的能力在起伏。研究小组的观测结果证实了科学家们早些时候利用哈勃太空望远镜所做的评估,这些观测结果表明,在宇宙历史的早期,该星系曾在30亿年的时间里产生过恒星。它停顿了一段时间,然后又重新点燃。她相信这种停顿是由早期宇宙的特定条件造成的:"那时的宇宙真的很热。我们认为,宇宙的温度最终加热了这个星系中的气体,使恒星的形成一度停止。冷却期持续了几十亿年,然后恒星形成再次开始。"这项研究是美国国家航空航天局"早期发布计划"的一部分,该计划指定科学家与太空望远镜科学研究所合作开展研究,旨在突出韦伯的能力,帮助天文学家为未来的观测做好准备。美国国家航空航天局于 2021 年 12 月发射了韦伯望远镜。这个大型镜面仪器在距离地球一百万英里的地方围绕太阳运行。科学家们争先恐后地在望远镜上研究一系列课题,包括早期宇宙的状况、太阳系的历史以及系外行星的搜寻。麦奎因说:"这项计划将产生许多尚未完成的科学成果。"相关文章:韦伯望远镜在极端恒星环境中发现生命的前身:水和简单的有机分子 ... PC版: 手机版:

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