2020年1月4日到8日,3400多名天文学家、教诲事情者、学生和齐聚夏威夷,参加美国天文学会(AAS)第235次会议。在为期5天的会议中,天文学家通过会议、海报等各种形式“一次性放送”了一系列最新的天文学进展。在这篇文章中,我们挑选了个中15个:
星系和它们的黑洞
1、流浪黑洞

○ 图片来源:Sophia Dagnello/NRAO/AUI/NSF
过去,天文学家认为在险些所有大型星系的中央都包含着一个超大质量黑洞。但在VLA阵列最新不雅观测的13个矮星系中,有6个大质量黑洞明显不在星系中央。这些黑洞之以是会偏离中央,是由于星系正在合并或正在发生相互浸染。
2、黑洞周围的物质
○ 合并中的星系NGC 6240的艺术效果图。| 图片来源:NRAO/AUI/NSF/S. Dagnello
间隔地球4亿光年之外,两个星系相互碰撞,形成了所谓的NGC 6240星系。ALMA阵列清晰地不雅观测到了NGC 6240星系内部两个超大质量黑洞周围的尘埃和气体,并首次揭示了星系中凉气体的构造。理解这个星系系统的关键是分子气体,这种气体是形成恒星所需的燃料,但它也为超大质量黑洞供应补给,使得它们能够不断成长。
3、哥斯拉星系
○ 图片来源:NASA/ESA/B. Holwerda (University of Louisville)
旋涡星系UGC 2885是近域宇宙中已知的最大星系。它位于2.32亿光年之外的英仙座,比银河系宽2.5倍,包含的恒星数量是银河系的10倍。科学家正在探求是什么导致星系发展为一个“巨兽”。个中一个线索是,这个星系在太空中是相对伶仃的,其附近没有星系会与它发生碰撞并毁坏它。
4、电离氢气泡
○ EGS77星系团示意图。| 图片来源:NASA, ESA and V. Tilvi (ASU)
天文学家认为,当宇宙中的第一批恒星形成后,它们发出的强烈紫外线会击中恒星周围的氢原子,并将电子剥离。现在,研究职员在迢遥的星系团EGS77中,捕捉到了三个星系在大爆炸的6.8亿年后发出的电离光。这三个星系在中性氢的海洋中产生了重叠的电离氢气泡,使得紫外线可以不受阻碍地逃离星系。如果结果被确认,这将是第一个直接的证据表明一群星系正一同电离早期的宇宙。
夜空中奇怪的东西
5、LIGO的新创造
○ 双中子星合并的艺术图。| 图片来源:National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet
LIGO第二次探测到了两颗超致密的中子星合并的引力波事宜,这次事宜彷佛是由两颗质量极大的中子星创造的。这对中子星的总质量是太阳的3.4倍,比之前创造的任何中子星对的总质量都要大。
6、定位快速射电暴
○ 快速射电暴180916.J0158+65与其所在宿主星系的艺术构想图。| 图片来源:Danielle Futselaar (artsource.nl)
快速射电暴(FRB)是一种强烈而短匆匆的射电旗子暗记,分为重复性和非重复性两种。过去,天文学家在探测到的所有重复性FRB中只成功定位了一个。现在,依赖8个位于环球不同地区的天文望远镜,天文学家定位了第二个重复性FRB的来源。这一FRB来自一个与银河系相似的巨大的旋涡星系。
7、逼近宇宙速率极限的喷流
○ 这一惊人的速率是通过不雅观察2012年至2017年间黑洞喷流区域X射线发射的变革而创造的。| 图片来源:NASA/CXC/SAO/B. Snios et al.
多年来,天文学家一贯以不同的波长不雅观测从星系M87中央喷射出来的喷流(高能粒子流)。在一项新的研究中,天文学家通过钱德拉X射线天文台创造,它的喷流正以超过99%光速的速率移动。这是首次利用X射线数据记录到黑洞喷流的如此极度速率。
8、探测系生手星氧气的新方法
○ 大气中含有氧的行星的观点图(左边为含水的行星,右边为无水的行星)。| 图片来源:NASA/GSFC/Friedlander-Griswold
科学家开拓了一种新的方法来探测生手星大气中的氧气,这可能会加速探求外星生命的进程。这项技能将利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)探测氧分子碰撞时产生的强烈旗子暗记。当氧分子相互碰撞时,它们会阻挡部分红外光谱。这个旗子暗记可以帮助科学家探索系生手星的大气组成。
9、天箭座V爆发
○ 天箭座V双星系统的艺术观点图。| 图片来源:LSU
科学家预测,约在2083年,恒星天箭座V将发生爆发。在接下来的几十年中,天箭座V将迅速变亮。而到本世纪末爆发时,这颗恒星将是银河系中最通亮的星之一,它将变得与现在夜空中可见的最亮的天狼星一样亮。
TESS创造系生手星
10、宜居带内的系生手星
○ TOI-700系统示意图。| 图片来源:NASA's Goddard Space Flight Center
TOI-700d是TESS创造的第一颗地球大小的位于宜居带内的行星。这颗行星的主恒星TOI-700是一颗质量比太阳小、亮度也更暗的恒星。它的尺寸大约是太阳的40%,亮度仅为太阳的五十分之一,位于剑鱼座,间隔地球约100光年。在TOI-700附近有三颗行星,个中 TOI-700d和地球大小差不多,位于恒星的宜居带内,绕恒星的公转周期是37天。目前的景象仿照表明如果行星大气中包含甲烷或二氧化碳或水蒸气,那它可能是宜居的。这一假设还须要JWST的不雅观测结果来确认。
11、环双星行星
○ TOI-1338双星系统观点图。| 图片来源:NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)
TOI-1338是一个食双恒星系统,位于1317光年之外的绘架座。个中一颗恒星TOI-1338A的质量比太阳大10%,而另一颗恒星TOI-1338B则更冷、更暗,它只有太阳质量的三分之一。环绕着这一双星旋转的是行星TOI-1338b,它的大小是地球的6.9倍,这是TESS创造的首个环双星行星。
12、食双星系统
○ 天龙座α。| 图片来源:NASA / MIT / TESS
天龙座α位于270光年外的天龙座北部,它是天龙座内第四通亮的星。通过TESS的不雅观测数据,科学家创造天龙座α是一个食双星系统,它也是目前已知的最通亮的食双星系统之一。其主星是太阳的4.3倍大,表面温度约9700摄氏度。伴星的亮度只有主星的五分之一,大小也很可能只有主星的一半。
银河系内外
13、3D图揭示银河系新构造
○ 图片来源:Alyssa Goodman / Harvard University
天文学家将来自盖亚(Gaia)卫星的超精确数据与其他不雅观测数据结合起来,构建了银河系星际物质的详细3D图,并把稳到离地球最近的旋臂上涌现了一个意想不到的构造。研究职员创造了一个长而薄的构造,长约9000光年,宽约400光年,呈波浪状,波峰距星系盘的中央平面约500光年。科学家将这个巨大的气体构造命名为“拉德克利夫波”(Radcliffe wave)。
14、天鹅星云中的恒星蜕变
○ 天鹅星云的合成图像。| 图片来源:NASA/SOFIA/De Buizer/Radomski/Lim; NASA/JPL-Caltech; ESA/Herschel
天鹅星云位于5000光年之外的人马座。它的中央有超过100颗星系中最大的年轻的恒星。新的创造揭示了9颗原恒星,这是星云的云正在坍塌以及恒星最初出身的区域,这些都是前所未见的。此外,研究小组还打算了星云不同区域的年事。他们创造天鹅形状的部分并不是同一期间产生的,而是在恒星形成的多个时期形成的。
15、银晕中的恒星形成
○ 图片来源:A. PRICE-WHELAN
银河系的边缘是银河系最古老恒星的所在,但是天文学家在这个区域创造了一些意想不到的东西——一群年轻的恒星(图中蓝色)。光谱剖析表明这些新生的恒星彷佛起源于银河系外,它们的组成物质来自两个附近的矮星系,即麦哲伦云。这些星系与银河系处于碰撞过程中。这些新创造的恒星有望揭示出更多银河系的历史,比如麦哲伦云在过去是否与银河系相碰撞。
参考资料:
[1] https://aas.org/meetings/aas235/press-kit#briefings
[2] https://scitechdaily.com/two-supermassive-black-holes-caught-in-a-galaxy-crash-seen-in-unprecedented-detail/
[3] https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasas-hubble-surveys-gigantic-galaxy
[4] https://www.sciencenews.org/article/reionization-hydrogen-galaxies-big-bang
[5] https://www.space.com/neutron-stars-crash-gravitational-waves-second-ligo-discovery.html
[6] https://phys.org/news/2020-01-nearby-galaxy-fast-radio-unravels.html
[7] https://www.nature.com/articles/d41586-019-03894-6
[8] https://www.sciencealert.com/m87-s-black-hole-is-firing-jets-that-look-way-faster-than-the-speed-of-light
[9] https://www.technologyreview.com/s/615011/a-telescope-in-the-works-has-a-new-way-to-spot-oxygen-on-exoplanets/
[10] https://phys.org/news/2020-01-scientists-method-oxygen-exoplanets.html
[11] https://phys.org/news/2020-01-binary-star-sagittae-bright-nova.html
[12] https://theconversation.com/an-earth-sized-planet-found-in-the-habitable-zone-of-a-nearby-star-129290
[13] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-01/hu-nmo010320.php
[14] http://www.sci-news.com/astronomy/tess-circumbinary-planet-toi-1338b-07989.html
[15] http://www.sci-news.com/astronomy/alpha-draconis-eclipsing-binary-system-07998.html
[16] https://www.nasa.gov/feature/sofia-reveals-how-the-swan-nebula-hatched
[17] https://phys.org/news/2020-01-milky-impending-galactic-collision-birthing.html