天文学家探测到来自拥有巨大黑洞的银河系邻居的"幽灵"粒子

天文学家探测到来自拥有巨大黑洞的银河系邻居的"幽灵"粒子尽管在地球上探测到的这些被恰当地命名为"幽灵"的粒子大多来自太阳或我们自己的大气层,但有些中微子来自宇宙,远远超出了我们的银河系。这些中微子被称为天体物理学中微子,可以为了解宇宙中一些最强大的天体提供有价值的信息。一个国际科学家团队首次发现了从鲸鱼座NGC1068星系中发出的高能天体中微子的证据。这次探测是由冰立方中微子观测站进行的。这个重达10亿吨的中微子望远镜由科学仪器和冰组成,位于南极地表下1.5-2.5公里(0.9至1.2英里)处。美国国家科学基金会(NSF)为冰立方中微子观测站(IceCubeNeutrinoObservatory)提供了主要资金,威斯康星大学麦迪逊分校是牵头机构,负责该探测器的维护和运营。本月发表在《科学》杂志上的这些新结果,是在威斯康星州发现研究所的一次演讲中分享的。"一个中微子可以单挑出一个来源。但是只有用多个中微子进行观测,才能揭示出最有能量的宇宙物体被遮蔽的核心,"威斯康星大学麦迪逊分校的物理学教授、冰立方项目的主要研究人员FrancisHalzen说。"冰立方已经从NGC1068积累了大约80个太电子伏特能量的中微子,这些中微子还不足以回答我们所有的问题,但它们绝对是实现中微子天文学的下一个重要步骤。"冰立方由国际冰立方合作组织管理,该组织由来自世界各地58个机构的350多名科学家组成。威斯康星州冰立方粒子天体物理中心(WIPAC)是华盛顿大学麦迪逊分校的一个研究中心,是冰立方项目的牵头机构。WIPAC负责冰立方中微子观测站的维护和运行,包括确保探测器昼夜运行。该天文台通过微小的蓝光闪烁来探测中微子,这些蓝光被称为切伦科夫光,当中微子与冰中的分子相互作用时产生。在47光年的距离内,螺旋星系NGC1068是我们银河系的一个相对近的邻居。资料来源:NASA/ESA/A.vanderHoeven在WIPAC,一个由科学家、技术和支持人员组成的多元化团队使数据为科学服务,使冰立方的科学家能够进行广泛的调查。WIPAC团队为冰立方前十年的数据提供了一个新的版本,它使用了明显改进的探测器校准。这个卓越的数据集为确定NGC1068是一个中微子源做出了贡献。"几年前,NSF启动了一个雄心勃勃的项目,通过将光学和射电天文学的既定能力与探测和测量中微子和引力波等现象的新能力相结合,扩大我们对宇宙的了解,"NSF物理部主任DeniseCaldwell说。"冰立方中微子天文台将一个邻近的星系确定为中微子的宇宙源,这只是这个令人激动的新领域的开始,它有望深入了解大质量黑洞的未被发现的力量和宇宙的其他基本属性。"NGC1068星系也被称为Messier77,是迄今为止人们最熟悉和研究最深入的星系之一。这个星系位于4700万光年之外--从天文学的角度来看很近--用一副大型双筒望远镜就可以观察到。与我们的母星系银河系一样,NGC1068也是一个条形螺旋星系,有松散的旋臂和一个相对较小的中央隆起。然而,与银河系不同的是,NGC1068是一个活跃的星系,其中大部分辐射不是由恒星产生的,而是由落入黑洞的物质产生的,其质量比我们的太阳大几百万倍,甚至比银河系中心的非活跃黑洞还要大。从NGC1068方向探测到的大约80个过量的中微子是在改进分析技术和重新处理数据之后发现的--这项工作由WIPAC的冰立方研究人员领导。在冰立方看到的揭示中微子相互作用的模型采用了新的计算技术,可以更好地测量每个中微子的传入方向,以及通过机器学习对中微子能量进行更准确的测量。佐治亚理工学院的物理学教授、冰立方合作组织的发言人IgnacioTaboada表示,这一最新结果与之前在2020年发表的关于NGC1068的研究相比有了很大的改进。Taboada说:"这种改进部分来自于增强的技术,部分来自于对探测器校准的精度升级。探测器操作和校准团队的工作使得更好的中微子定向重建能够精确地定位NGC1068并实现这一观测。"华盛顿大学麦迪逊分校的物理学教授AlbrechtKarle正在领导升级目前的冰立方观测站的工作,他说NGC1068的探测对中微子天文学的未来来说是"好消息"。这意味着有了新一代更敏感的探测器,将会有很多东西可以发现。他还在领导开发下一代中微子观测站,作为南极现有设施的延伸和技术升级而建造。Karle说:"未来的第二代IceCube-Gen2观测站不仅可以探测到更多的这些极端粒子加速器,而且还可以在更高的能量下研究它们。"在探测到来自NGC1068的几十个中微子之前,冰立方的科学家们已经报告了对一个高能天体物理中微子源的首次观测。该源是TXS0506+056,一个位于猎户座左肩外的约40亿光年外的炽热星体。NGC1068的观测结果表明,还有更多的天体中微子源有待于发现。"冰立方之前已经发现宇宙中的中微子在发光,而这种发光的来源一直是一个令人兴奋的谜,"华盛顿大学麦迪逊分校的物理学教授、冰立方的成员贾斯汀-范登布洛克说。"NGC1068提供了这一难题的一个关键部分,但只能解释总信号的大约百分之一。一定还有许多其他的中微子源,而且很可能还有其他类型的源,等待我们去发现。"揭开被遮蔽的宇宙的面纱才刚刚开始,中微子将引领天文学的一个新的发现时代。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333055.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1333055.htm

相关推荐

封面图片

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

封面图片

南极地下的天文台开启了幽灵粒子天文学的新纪元

南极地下的天文台开启了幽灵粒子天文学的新纪元这些看不见的碎片在出现后,立即在宇宙中急速移动。它们从我们能看到的明亮的恒星身边掠过,并从充满了我们尚未发现的空间中滑过,直到降落在地球上。然后,它们像精灵一样钻进南极,不被人类的眼睛发现,也不被外部力量所束缚。中微子的旅程是无缝的。但科学家们耐心地等待着它们的到来。冰立方中微子观测站(IceCubeNeutrinoObservatory,以下简称冰立方)坐落在南极洲地表下超过2公里(1.24英里)的约10亿吨冰中。你可以叫它中微子追踪器。当任何中微子将它们的聚会转移到这个寒冷的大陆时,冰立方就会做好准备。而当NGC1068的来到地球时,它确实准备好了。在将于周五发表在《科学》杂志上的一篇论文中,这个雄心勃勃的装置背后的国际团队证实,它已经发现了79个"高能中微子发射"的证据,它们来自NGC1068所在的地方。这标志着一种前所未有的奇特粒子的起源,并为新的、无尽的物理学类型打开了大门。科学家称之为"中微子天文学"。这将是天文学的一个分支,可以做现有分支根本做不到的事情。一片星空显示了银河系的中心。地面上是南极洲白雪皑皑的表面,上面有一个结构。暮色中的冰立方实验室正面图,星空中显示出头顶上的一抹银河,阳光在地平线上徘徊。在今天之前,物理学家们只认为中微子来自太阳、我们星球的大气层一种叫做放射性衰变的化学机制、超新星以及--由于冰立方在2017年的第一个突破--一个炽热星,或贪婪的超大质量黑洞直接指向地球。一个被称为TXS0506+056的黑洞。但是现在,随着这个新发现的中微子源,我们正在进入这个粒子的故事的新时代。事实上,根据研究小组的说法,源自NGC1068的中微子所拥有的能量可能高达数百万、数十亿,甚至数万亿,是植根于太阳或超新星的中微子所拥有的能量。这些数字令人瞠目结舌,因为一般来说,这种幽灵般的比特是如此强大,但又是如此逃避,每一秒都有数万亿的中微子刺入你的身体。你只是无法分辨。如果你想阻止一个中微子,你需要用一块一光年宽的铅块来对付它--尽管即便如此,也会有一小部分的成功机会。因此,利用这些粒子,不管是不是NCG1068的版本,都可以让我们穿透宇宙中那些没有中微子力量就无法到达的区域。有一天,中微子甚至可能使我们在知识方面进入可见宇宙的边缘,而在光方面则超越可见宇宙。这一刻的巨大意义不仅在于它为我们提供了一个直到1956年才宣布存在的奇怪粒子的更多证据,而且还在于中微子就像我们宇宙后台的钥匙。它们拥有揭示现象和解决我们无法通过任何其他手段解决的难题的能力,这也是科学家们首先试图发展中微子天文学的主要原因。美国国家科学基金会的丹尼斯-考德威尔(DeniseCaldwell)和冰立方团队的一名成员周四告诉记者:"宇宙有多种方式与我们交流。"电磁辐射,我们看到的是来自恒星的光,摇动空间结构的引力波--以及基本粒子,如质子、中子和电子由局部来源喷出。"这些基本粒子之一一直是渗透到宇宙中的中微子,但不幸的是,中微子非常难以探测。"事实上,即使是NGC1068星系及其巨大的黑洞锚,通常也被厚厚的尘埃和气体的面纱所掩盖,使得它很难用标准的光学望远镜和设备来解析--尽管科学家们多年来一直试图刺破它的幕布。美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜在这种情况下可能有一个优势,因为它的红外线捕捉能力极强,但探测中微子可能是一个更好的方式。预计在过滤我们的宇宙的这种不透明的屏幕后面产生,这些粒子可以从这些屏幕后面携带宇宙信息,在与基本上没有其他物质相互作用的情况下,跨越遥远的距离,并向人类提供关于难以捉摸的外层空间角落的原始的、未经触及的信息。慕尼黑工业大学的ElisaResconi和冰立方团队成员谈到NGC1068时说:"从某种意义上说,我们非常幸运,因为我们可以获得对这个物体的惊人理解。"在这个基于南极冰立方实验室真实图像的艺术渲染中,一个遥远的源头发射出中微子,被冰立方的传感器(称为DOM)探测到冰层之下。冰立方/NSF同样值得注意的是,与NGC1068相似的星系--被归类为塞弗特星系--比与TXS0506+056相似的炽热星系多得多。这意味着IceCube的最新发现可以说是中微子天文学家比该天文台的开创性发现更大的进步。也许在整个宇宙中扩散的大部分中微子都扎根于NGC1068的二重体。但从大的方面来看,中微子的优点远不止其来源。正如威斯康星大学麦迪逊分校的贾斯汀-范登布洛克和冰立方团队成员所说,这些幽灵适合于解决天文学中的两个主要谜团。首先,我们宇宙中的大量星系在其中心拥有引力巨大的空洞,黑洞的质量比我们的太阳大几百万到几十亿倍。而这些黑洞在活动时,会从它们的内部喷出光束--发出的光亮足以照亮银河系中的每一颗恒星。"我们不明白这是如何发生的,"范登布洛克简单地总结道。第二是宇宙射线的一般的,但持续存在的难题。我们也不知道宇宙射线从何而来,但这些粒子串的能量比我们在地球上用人类建造的粒子加速器(如欧洲核子研究中心的粒子加速器)所能达到的能量要高出数百万倍。"我们认为中微子有一些作用,"Vandenbroucke说。"有些东西可以帮助我们解答黑洞为非常明亮的星系提供动力和宇宙射线的起源这两个谜题。"用十年的时间来捕捉少量的东西明确地说,冰立方并不完全捕捉中微子。它甚至没有真正直接扫描它们的脚步声。基本上,这个天文台告诉我们,每次中微子碰巧与笼罩它的冰块发生相互作用时。"中微子几乎不与物质相互作用,"范登布拉克强调说。"但它们有时确实会发生互动。"当数以百万计的中微子射入冰立方所在的冰区时,至少有一个中微子倾向于撞上一个冰原子,然后冰原子碎裂并产生一道闪光。冰立方的传感器捕捉到了这一闪光,并将信号发送到地面上,然后由数百名科学家进行分析的通知。冰立方探测器的效果图显示了中微子与冰分子的互动。十年的光闪数据让最新发现背后的团队几乎摸清了天空中每个中微子似乎来自哪里。很快就发现,在NGC1068星系所在的地方有一个密集的中微子发射区域。冰立方最新的天空结果中的一张图。它显示了中微子似乎来自整个宇宙,并指出了最密集的地点作为来源。在北半球扫描点源的天空图,显示了中微子似乎来自整个宇宙的哪些地方。NGC1068的圆圈也与北方天空中整体最热的地方相吻合。但是,即使有这样的证据,雷斯科尼说团队知道"现在还不是开香槟的时候,因为我们仍然有一个基本问题要回答。这种排列有多少次是偶然发生的?我们怎么能确定中微子确实来自这样一个物体?"因此,为了使事情尽可能具体化,并真正地、真正地证明这个星系在吐出幽灵,"我们生成了5亿次相同的实验,"雷斯科尼说。"佐治亚理工学院的IgnacioTaboada和冰立方团队成员说:"就寻找新的中微子来源而言,我们只是开始从表面开始。"肯定还有许多比NGC1068更深的来源,藏在某个地方等待我们去发现。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331795.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1331795.htm

封面图片

幽灵般的天体信使 - 中微子揭示了银河系的新面貌

幽灵般的天体信使-中微子揭示了银河系的新面貌高能中微子的能量比为恒星提供动力的核聚变反应产生的能量高几百万到几十亿倍,由冰立方中微子观测站探测到,这是一个在阿蒙森-斯科特南极站运行的千兆探测器。它的建造和运行得到了美国国家科学基金会(NSF)的资助和冰立方合作组织机构成员所在的14个国家的额外支持。中微子视图(蓝天地图)在银河系的艺术家印象前。资料来源:冰立方合作组织/CRC1491的科学交流实验室这个独一无二的探测器涵盖了一立方公里的南极深层冰,上面装有5000多个光传感器。冰立方搜索来自我们银河系和其他地方的高能中微子的迹象,直到宇宙的最远处。威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授、冰立方首席研究员弗朗西斯-哈尔森说:"令人感兴趣的是,与任何波长的光的情况不同,在中微子中,宇宙比我们银河系中的附近来源更亮。"美国国家科学基金会物理部主任丹尼斯-考德威尔(DeniseCaldwell)说:"正如经常发生的那样,科学上的重大突破是由技术的进步促成的。"高灵敏度的冰立方探测器所提供的能力,加上新的数据分析工具,使我们对我们的星系有了一个全新的看法--以前只是暗示过。随着这些能力的不断完善,我们可以期待看到这幅图景以越来越高的分辨率出现,可能会揭示出人类从未见过的银河系的隐藏特征。"冰立方实验室在星空下的景色,显示出银河和绿色极光。资料来源:YuyaMakino,IceCube/NSF宇宙射线--高能质子和较重的核子,也产生于我们的银河系--与银河系气体和尘埃之间的相互作用不可避免地产生伽马射线和中微子。鉴于对来自银河系平面的伽马射线的观察,银河系被期望成为高能中微子的来源。德雷塞尔大学物理学博士生、冰立方成员、联合首席分析员SteveSclafani说:"现在已经测量到了中微子的对应物,从而证实了我们对银河系和宇宙射线源的了解。"搜索的重点是南部天空,预计在我们银河系的中心附近,来自银河系平面的中微子发射大部分都在那里。然而,直到现在,宇宙射线与地球大气层相互作用产生的μ子和中微子的背景构成了重大挑战。弗朗西斯-哈尔岑,冰立方首席科学家和华盛顿大学麦迪逊分校的教授。资料来源:ELPAIS/BERNARDOPÉREZ为了克服这些挑战,德雷塞尔大学的冰立方合作者开发了选择"级联"事件的分析方法,即冰中的中微子相互作用导致了大致球形的光束的出现。由于来自级联事件的沉积能量开始于仪器的体积内,大气中的μ子和中微子的污染就会减少。最终,级联事件的纯度较高,对来自南方天空的天体物理中微子有更好的敏感性。然而,最终的突破来自于机器学习方法的实施,该方法由多特蒙德工业大学的冰立方合作者开发,改善了对中微子产生的级联的识别,以及它们的方向和能量重建。对来自银河系的中微子的观测是机器学习在冰立方的数据分析和事件重建中提供的新兴关键价值的一个标志。冰立方成员、多特蒙德大学物理学博士生、联合首席分析员MircoHünnefeld说:"改进后的方法使我们能够保留超过一个数量级的中微子事件,并进行更好的角度重建,从而使我们的分析比以前的搜索要敏感三倍。"研究中使用的数据集包括60,000个横跨10年冰立方数据的中微子,是之前使用级联事件分析银河系平面所选事件的30倍。这些中微子与以前发表的预测图进行了比较,这些预测图显示了银河系在天空中预计会闪现中微子的位置。这些地图包括一个通过推断费米大面积望远镜对银河系的伽马射线观测结果制成的地图,以及两个被制作这些地图的理论家小组确定为KRA-伽马的替代地图。多特蒙德工业大学物理学教授、冰立方成员、Hünnefeld的顾问WolfgangRhode说:"这个期待已久的星系中宇宙射线互动的探测也是一个精彩的例子,说明当机器学习中的现代知识发现方法被持续应用时,可以取得什么样的成果。"机器学习的力量提供了巨大的未来潜力,使其他的观测更接近于可及。佐治亚理工学院物理学教授、冰立方发言人IgnacioTaboada说:"银河系作为高能中微子来源的有力证据已经经受住了合作的严格考验。下一步是确定星系内的具体来源。"这些和其他问题将在冰立方计划的后续分析中得到解决。德雷塞尔大学物理学教授、冰立方成员、Sclafani的顾问NaokoKurahashiNeilson说:"首次使用粒子而不是光来观测我们自己的星系是一个巨大的进步。随着中微子天文学的发展,我们将得到一个观察宇宙的新镜头。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368507.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1368507.htm

封面图片

暗物质与银河碰撞:哈佛天文学家解释银河系的神秘翘曲

暗物质与银河碰撞:哈佛天文学家解释银河系的神秘翘曲哈佛大学的天文学家认为,银河系扭曲的形状是由不规则的暗物质晕造成的。这支持了过去银河系碰撞的理论,并提供了对暗物质性质的见解。图片来源:StefanPayne-Wardenaar;麦哲伦云:罗伯特-根德勒/欧空局虽然科学家们早就通过观测数据知道银河是扭曲的,它的边缘像裙子一样外扩,但没人能解释其中的原因。现在,哈佛和史密森天体物理中心(CfA)的哈佛天文学家们首次进行了计算,从而完全解释了这一现象,有令人信服的证据表明,银河被暗物质的偏离光环所包围。这项工作还支持了目前关于银河系如何演化的思考,并可能为揭开暗物质的一些谜团提供线索。银河系的星系盘是翘曲和喇叭状的,与图中的ESO银河系相似。美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜对这个不寻常的边缘星系进行了成像,揭示了其翘起的尘埃盘的非凡细节,并展示了星系碰撞是如何引发新恒星诞生的。正常螺旋星系(如银河系)的尘埃和旋臂在边缘看去是平的。资料来源:美国国家航空航天局/太空望远镜科学研究所新的计算由格里芬艺术与科学研究生院(GriffinGraduateSchoolofArtsandSciences)的学生韩智源(JiwonJesseHan)领导。这项研究成果发表在《自然-天文学》(NatureAstronomy)杂志上,共同作者包括查理-康罗伊(CharlieConroy)和拉斯-赫恩奎斯特(LarsHernquist),他们都是CfA和天文学系的教师。我们的银河系位于一个叫做恒星晕的弥漫云团内部,恒星晕延伸到宇宙更远的地方。在去年发表的开创性工作中,哈佛大学研究小组推断出恒星晕的形状是倾斜的椭圆形,就像齐柏林飞艇或足球。在此基础上,研究小组假设暗物质光环也是同样的形状,暗物质光环是一个更大的实体,包括银河系内部和周围的一切。暗物质占银河系质量的80%,但由于不与光相互作用而看不见,因此必须推断出暗物质晕的形状。研究小组利用模型计算了倾斜的长圆形暗物质光环内恒星的轨道,发现这与现有的翘曲、耀斑星系观测结果几乎完全吻合。康罗伊说:"倾斜的暗物质晕实际上在模拟中相当常见,但没有人探索过它对银河系的影响。事实证明,倾斜是一种优雅的方式,可以解释银河系摇摆不定的圆盘的大小和方向。"长期以来,科学家们一直推测银河系是由于星系碰撞而形成的;天文学家们的工作进一步强调了这一假设。"如果银河系只是在自我演化,那么它就会有这个漂亮的球形光环,这个漂亮的扁平圆盘,"韩说。"因此,光环倾斜并具有类似足球形状的事实表明,我们的星系经历了一次合并事件,即两个星系相撞。事实证明,倾斜是一种优雅的方式,可以同时解释银河系摇摆盘的大小和方向"。他们对暗物质光环可能形状的计算还可能为暗物质本身的性质和粒子性质提供线索,而这在物理学中仍是未解之谜。"Han解释说:"在我们的数据中,星系不是球形的,这意味着暗物质与自身的相互作用存在一定的极限。对这些发现的信心可能会带来更好的方法,巧妙地研究构成宇宙大部分的不可观测的暗物质。这包括捕捉暗物质亚晕运动学特征的新方法,暗物质亚晕是围绕星系旋转的微型暗物质晕。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390255.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1390255.htm

封面图片

远古耀斑的回声:天文学家揭秘银河系的"安静怪物"Sgr A*

远古耀斑的回声:天文学家揭秘银河系的"安静怪物"SgrA*SgrA*是距离地球最近的超大质量黑洞,距离地球26000光年。由于黑洞强大的引力,研究附近的环境非常困难。它扭曲了附近天体的视线,使它们难以被观测到。不过,通过观察黑洞耀斑对附近分子云的影响,还是有办法做到这一点的。天文学家最近发现了数百年前未知耀斑的回声,这些耀斑早在有望远镜观测之前就已经发生了。这些回声表明,SgrA*吞噬物质的频率相当高。密歇根州立大学研究员格蕾丝-桑格-约翰逊(GraceSanger-Johnson)通过筛选十年来的X射线数据,从银河系中央超大质量黑洞SgrA*发现了九个以前未被发现的X射线耀斑。这张十多年前公布的NASA图像显示了一个X射线耀斑的例子。图片来源:NASA/JPL-Caltech密歇根州立大学的两位研究人员--格雷斯-桑格-约翰逊和杰克-尤特详细研究了耀斑及其光回波。他们的发现表明,在非常遥远的过去,当SgrA*摄取物质时,SgrA*曾有过活动。该活动产生的X射线辐射从SgrA*经过数百年的传播,反弹到附近的分子云并使其变亮。这产生的光回波又经过了大约26000年才到达地球。因此,当Uteg和Sanger研究这些耀斑和光回波时,他们实际上是在观察过去。利用NuSTAR搜寻SgrA*X射线耀斑桑格-约翰逊分析了十年来的数据,寻找SgrA*的饮食习惯所产生的X射线耀斑。在搜索过程中,她又发现了九次此类爆发的证据。耀斑通常非常引人注目。由于耀斑非常明亮,天文学家有机会研究黑洞周围的直接环境。桑格-约翰逊研究的数据来自NuSTAR任务。它的目标是高能X射线和伽马射线辐射。这些辐射通常来自星系中心的活跃区域、超新星爆炸和其他活跃事件。桑格-约翰逊收集和分析的数据现已成为SgrA耀斑的数据库。"我们希望通过建立这个SgrA耀斑数据银行,我们和其他天文学家能够分析这些X射线耀斑的特性,并推断出超大质量黑洞极端环境内部的物理条件,"桑格-约翰逊说。天文学家确实从其他观测中了解到SgrA*星的爆发。这是美国国家航空航天局的成像X射线极化探测器和钱德拉X射线天文台的观测结果。IXPE和钱德拉数据的结合帮助研究人员确定,在分子云中发现的X射线光来自人马座A*大约200年前的一次爆发。资料来源:钱德拉:NASA/CXC/SAO;IXPE:NASA/MSFC/F.Marinetal;SonificationCredit:NASA/CXC/SAO/K.Arcand,SYSTEMSounds(M.Russo,A.Santaguida)追踪耀斑的回声在桑格-约翰逊研究NuSTAR数据的同时,本科生研究员杰克-尤特格(JackUteg)也在研究黑洞周围的活动。他分析了一个被称为"桥"的巨型分子云20年来的数据。这些数据来自NuSTAR和欧洲航天局XMM-牛顿天文台的观测。桥"靠近SgrA*,通常不会发出自己的光。因此,当它在X射线中变亮时,天文学家们就注意到了。他说:"我们看到的亮度很可能是SgrA*去X射线爆发的延迟反射。我们在2008年左右首次观测到亮度的增加。然后,在接下来的12年里,来自大桥的X射线信号持续增加,直到2020年达到峰值亮度。"Uteg的工作帮助天文学家确定了SgrA*在X射线中比现在亮大约五个数量级。这种变亮表明我们的中央超大质量黑洞很可能吞噬了附近的气体云,亮度还揭示了其他特性。他说:"我们关注这团气体云变亮的一个主要原因是,它能让我们确定过去SgrA*爆发的亮度。"NuSTAR航天器示意图,该航天器有一根30英尺(10米)长的桅杆,将光学模块(右)与焦平面上的探测器(左)隔开。这种分隔对于探测X射线的方法来说是必要的。资料来源:NASA/JPL-加州理工学院SgrA*的光回声揭示了什么?得益于它们的工作,天文学家有了另一种方法来解决在黑洞周围观测的困难。她说:"耀斑和焰火都能照亮黑暗,帮助我们观测到通常无法观测到的东西。这就是为什么天文学家需要知道这些耀斑发生的时间和地点,这样他们就可以利用这些光来研究黑洞的环境。"天文学家们知道黑洞会不定期地吞噬附近的物质,但这些发现有助于他们确定黑洞吞噬物质的频率,以及由此产生的耀斑对附近邻域的影响。MSU助理教授张硕(ShuoZhang)是这两项研究的团队负责人,他表示,关于这些耀斑发生的频率以及过去发生过多少耀斑,还有很多问题。张说:"这是我们第一次为我们的超大质量黑洞周围的分子云构建了一个长达24年的变异性,这个分子云已经达到了它的X射线光度峰值。它使我们能够了解到SgrA*在大约200年前的活动情况。我们在MSU的研究团队将继续这种'天体考古游戏',进一步揭开银河系中心的神秘面纱。"MSU团队的这些工作成果在美国天文学会2024年夏季会议上做了介绍。改编自最初发表在《今日宇宙》上的一篇文章。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435271.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1435271.htm

封面图片

天文学家发现了一个围绕银河系黑洞的气体气泡

天文学家发现了一个围绕银河系黑洞的气体气泡据BGR报道,天文学家发现了一个围绕我们银河系黑洞的气体气泡。今年早些时候,天文学家为我们带来了SagittariusA(或简称Sgr.A*)的第一张图像。该图像很模糊,但我们第一次真正看到了将银河系固定在一起的超大质量黑洞。现在,天文学家说他们已经发现了关于我们的黑洞的其他奇特的东西。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326591.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1326591.htm

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人