欧洲天文学家宣布发现四颗新褐矮星

欧洲天文学家宣布发现四颗新褐矮星褐矮星是神秘的天体，介于最重的行星和最轻的恒星之间，同时表现出恒星和行星的特征。这些令人困惑的天体的混合性质使它们对于推进科学家们对大行星和恒星的认识至关重要。从足够远的地方围绕母星运行的褐矮星特别有价值，因为它们可以被直接拍到，而不像那些离恒星太近，因而被恒星的亮度所掩盖的天体。这给了研究人员一个难得的机会来检查褐矮星伙伴的冰冷的、类似行星的大气层的细微之处。在三十多年的搜索中，天文学家们只发现了大约40个系统，尽管在开发新的观测设备和图像处理技术方面做出了巨大努力，但直接探测到恒星的褐矮星伴星仍然相对稀少。由英国开放大学的MariagelaBonavita和伯尔尼大学空间与可居住性中心（CSH）和NCCRPlanetS的ClémenceFontanive领导的一个研究小组拍摄了四颗新的褐矮星的直接图像。他们的发现最近发表在《皇家天文学会月报》上。这是第一次在同一时间宣布多个带有褐矮星伴星的新系统。MariangelaBonavita说：“宽轨道褐矮星伴星一开始就很罕见，直接探测它们会带来巨大的技术挑战，因为主星完全遮蔽了我们的望远镜。迄今为止进行的大多数调查都是盲目地针对年轻星团中的随机恒星。”ClémenceFontanive解释说：“增加检测数量的另一种方法是只观测那些在其系统中显示出额外天体迹象的恒星。例如，一颗恒星在一个伴星的引力牵引下的运动方式可以作为该伴星存在的一个指标，无论它是一颗恒星、一颗行星，还是介于两者之间的东西。”MariangelaBonavitaClémenceFontanive继续表示：“我们开发了COPAINS工具，它可以预测可能对观察到的恒星运动异常现象负责的伴星类型。”应用COPAINS工具，研究小组根据欧洲航天局（ESA）盖亚航天器的数据，精心挑选了25颗附近的恒星，这些恒星似乎有希望直接探测到隐藏的、低质量的伴星。然后利用智利超大型望远镜的SPHERE行星探测仪来观测这些恒星，他们成功地探测到了10颗新的伴星，其轨道从木星的轨道到冥王星的轨道不等，包括5个低质量的恒星、一个白矮星（一个密集的恒星残骸）和4个引人注目的新褐矮星。ClémenceFontaniveMariangelaBonavita解释说：“这些发现大大推进了已知的大距离绕行恒星的褐矮星的数量，与以前的任何成像调查相比，检测率有了很大的提高。”虽然目前这种方法主要限于来自褐矮星和恒星伴星的特征，但盖亚任务的未来阶段将把这些方法推向更低的质量，并允许发现新的巨型系外行星。ClémenceFontanive补充说：“在一次性有这么多新发现的基础上，我们的计划还展示了这些搜索策略的力量。”“这一结果之所以成为可能，是因为我们相信，当结合空间和地面设施直接对系外行星进行成像时，整体大于部分之和。我们希望这将是一个不同仪器和探测方法之间协同作用的新时代的开始，”MarianuelaBonavita总结道。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1309241.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1309241.htm

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密

恒星墓地的秘密：天文学家解开白矮星表面意料之外出现重金属的秘密尽管这些恒星残骸非常普遍，但其化学构成多年来一直是天文学家的一个难题。在这些紧凑的天体中，许多天体的表面都存在重金属元素，如硅、镁和钙，这一令人费解的发现打破了我们对恒星行为的预期。"我们知道，如果这些重金属存在于白矮星的表面，那么白矮星的密度足够大，这些重金属应该会很快沉向核心，"JILA研究生秋叶达也解释说。"所以，你不应该在白矮星表面看到任何金属，除非白矮星正在主动吃掉什么东西。"虽然白矮星可以吞噬附近的各种天体，如彗星或小行星（被称为planetesimals），但这一过程的复杂性仍有待充分探索。不过，这种行为可能是揭开白矮星金属成分之谜的关键，有可能带来有关白矮星动力学的激动人心的启示。围绕白矮星运行的小行星轨道最初，每颗行星都有一个圆形的顺行轨道。踢脚形成一个偏心碎片盘，其中有顺行轨道（蓝色）和逆行轨道（橙色）。资料来源：StevenBurrows/MadiganGroup/JILA在《天体物理学杂志通讯》（TheAstrophysicalJournalLetters）上发表的一篇新论文中，秋叶与JILA研究员、科罗拉多大学博尔德分校天体物理与行星科学教授安-玛丽-马迪根（Ann-MarieMadigan）和本科生塞拉-麦金太尔（SelahMcIntyre）一起，认为他们找到了这些恒星僵尸吞噬附近行星的原因。研究人员利用计算机模拟了白矮星在形成过程中因非对称质量损失而受到的"产婆踢"（已被观测到），从而改变了白矮星的运动和周围物质的动态。在80%的测试运行中，研究人员观察到，从踢脚开始，白矮星30至240AU范围内（相当于太阳与海王星的距离及以上）的彗星和小行星的轨道变得拉长和排列整齐。此外，在随后被吃掉的行星小行星中，约有40%来自逆向旋转（逆行）轨道。研究人员还扩大了模拟范围，研究了白矮星在一亿年后的动态变化。他们发现，白矮星附近的类星体仍然具有拉长的轨道，并作为一个连贯的单元运动，这是以前从未见过的结果。"这是我认为我们理论的独特之处：我们可以解释为什么吸积事件如此持久，"马迪根说。"虽然其他机制可以解释最初的吸积事件，但我们用踢脚模拟的结果表明，为什么数亿年后吸积事件仍然会发生。"这些结果解释了为什么重金属会出现在白矮星的表面，因为白矮星会不断吞噬其路径上的较小天体。马迪根在JILA的研究小组主要研究引力动力学，因此研究白矮星周围的引力似乎是一个自然而然的研究重点。"模拟可以帮助我们了解不同天体的动态，"秋叶说。"因此，在这个模拟中，我们把一堆小行星和彗星扔到大得多的白矮星周围，看看模拟是如何演变的，以及白矮星吃掉了哪些小行星和彗星。"研究人员希望在未来的项目中将他们的模拟扩展到更大的规模，研究白矮星如何与更大的行星相互作用。正如秋叶所阐述的："其他研究表明，小行星和彗星这些小天体可能不是白矮星表面金属污染的唯一来源。因此，白矮星可能会吃掉更大的东西，比如行星。"这些新发现进一步揭示了有关白矮星形成的更多信息，这对于了解太阳系如何在数百万年中发生变化非常重要。它们还有助于揭示太阳系的起源和未来演化，揭示更多有关化学的知识。马迪根说："宇宙中绝大多数行星最终都会围绕白矮星运行。这些系统中可能有50%会被恒星吞噬，包括我们自己的太阳系。现在，我们有了一种机制来解释为什么会发生这种情况。行星碎片可以让我们深入了解太阳系以外的其他太阳系和行星构成。白矮星不仅仅是一个了解过去的透镜。它们也是洞察未来的透镜。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429877.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429877.htm

天文学家发现罕见的白矮星脉冲星J1912-4410

天文学家发现罕见的白矮星脉冲星J1912-4410白矮星脉冲星的艺术印象。在这个双星系统中，一颗快速旋转的白矮星（右）将电子加速到接近光速。这些高能粒子产生的辐射爆发撞击伴生的红矮星（左），导致整个系统从射电到X射线范围内的脉动。资料来源：M.Garlick/华威大学/ESO这颗新的白矮星脉冲星是由一颗白矮星和一颗红矮星组成的极度接近的双星系统，加在一起可以装进太阳内部，是已知的第二颗同类脉冲星。白矮星是密度极高的恒星残骸，其质量与太阳相当，但体积却只有地球那么小。它们是在低质量恒星燃尽所有燃料、失去外层、内部强烈收缩时形成的。它们也被称为"恒星化石"，可以让人们了解恒星演化的各个方面。另一方面，脉冲星早在20世纪60年代就已为人所知，目前已发现3000多颗。它们是快速旋转的强磁中子星，带电粒子被超强电场从表面撕裂，然后被加速到接近光速。因此，它们会发出从射电到X射线甚至伽马射线范围的辐射，即光。由于恒星的快速旋转，短脉冲辐射会到达地球，这就是它们被称为脉冲星的原因。令科学界大吃一惊的是，2016年人们首次在一颗白矮星上观测到了脉冲星现象。令人惊讶的是，在这颗名为ARScorpii的恒星上，既没有极快的旋转，也没有真正脉冲星的强电场。这颗白矮星是在一个非常接近的双星系统中发现的，它的近邻--一颗类似太阳的红矮星--通过向它的磁场注入粒子来为它提供能量。这就从外部点燃了脉冲星现象，并像频闪镜一样照射着红伴星，使整个系统每隔一段时间就会急剧变亮或变暗。这两颗恒星--白矮星和红矮星--靠得如此之近，以至于可以塞进我们的太阳。探索磁场和“发电机模型”决定性因素是强磁场的存在，然而天体物理学家并不知道其原因。解释强磁场的一个关键理论是"发电机模型"，它认为白矮星的内核中有发电机，就像地球一样，只是比地球强得多。但为了验证这一理论，研究人员必须寻找其他白矮星脉冲星，以确定他们的预测是否正确。在同时发表于《自然-天文学》（NatureAstronomy）和《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）的两篇新研究中，一个有美国国家天文学研究所（AIP）参与的国际研究小组描述了新发现的白矮脉冲星J1912-4410（eRASSUJ191213.9-441044）。它距离地球773光年，每5分钟自转一圈，比我们的地球快300倍。白矮星脉冲星的大小与地球相似，但质量至少与太阳相当。这意味着一茶匙白矮星的重量约为15吨。白矮星的生命开始于极高的温度，然后经过数十亿年的冷却。J1912-4410的低温表明它已经非常古老了。这项研究证实，正如早期模型所预测的那样，有更多的白矮星脉冲星。J1912-4410的发现还证实了动力模型的其他预测。由于白矮星的年龄很大，脉冲星系统中的白矮星应该很冷。它们的伴星应该足够近，以至于白矮星过去的引力足以从伴星中提取质量，导致它们快速旋转。对于新发现的脉冲星来说，所有这些假设都成立：白矮星的温度低于13000开尔文，旋转频率很高，约为5分钟，而且白矮星的引力对伴星有很强的影响。合作研究与未来影响一个研究小组利用盖亚和WISE的数据寻找候选天体，重点是那些与天蝎座AR性质相似的天体。在观测了几十个候选天体后，他们发现了一个光变非常相似的天体。用其他望远镜进行的后续观测发现，这个系统大约每五分钟就会向地球发送一次射电和X射线信号。另一个研究小组利用Spectrum-X-Gamma卫星上的eROSITAX射线望远镜的数据，发现了近距离的白矮星/红矮星对。这两个小组联合起来进一步研究他们的新发现。"我们很高兴能在SRG/eROSITA进行的X射线巡天中发现这个天体，"AIPX射线天文学组组长、发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）上的这项研究的第一作者AxelSchwope博士指出。"利用欧空局的XMM-Newton卫星进行的跟踪观测显示了高能X射线区域的脉冲，这是将该天体确定为白矮星脉冲星所缺少的最后一个证据。这证实了这个新天体的不寻常性，并将白矮星脉冲星确定为一个新的类别，尽管目前只有两个成员"。华威大学物理系的IngridPelisoli博士是《自然-天文学》研究报告的第一作者，她补充说："磁场的起源是天文学许多领域的一大未决问题，对于白矮星来说尤其如此。白矮星的磁场可能比太阳的磁场强一百万倍以上，而动力模型有助于解释其中的原因。J1912-4410的发现为这一领域的研究迈出了关键的一步"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1405191.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1405191.htm

天文学家发现一个围绕红矮星运行的“棉花糖”世界

天文学家发现一个围绕红矮星运行的“棉花糖”世界天文学家发现了一个离地球580光年的奇怪的“棉花糖”世界。这颗围绕着一颗红矮星运行的行星，被认为是我们所探测到的密度最低的气态巨行星。天文学家使用基特峰国家天文台的WIYN3.5米望远镜观察了这颗不寻常的行星，在上面NOIRLab分享的艺术家的印象中可以看到它。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329435.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329435.htm

天文学家观察到光线在白矮星周围发生弯曲

天文学家观察到光线在白矮星周围发生弯曲当然，它实际上并没有在天空中改变位置，只是看起来是这样的，在天文学家的观察下，根据光线围绕白矮星的弯曲情况。这是天文学家第一次注意到像LAWD37这样的单一、孤立的恒星周围的这种特殊效应。正在测量的白矮星图片来源：美国国家航空航天局，欧空局，彼得-麦格纳特。NASA,ESA,PeterMcGill(UCSantaCruz,IoA),KailashSahu(STSCI);图像处理。JosephDePasquale(STSCI)像LAWD37这样的恒星可以让我们对恒星的演变过程有了宝贵的了解。这颗特殊的恒星是类似于我们太阳的恒星死亡的结果。当这些恒星死亡并变成白矮星时，它们的外部物质被驱逐出去，只留下空间中一个热的、密集的核心。在这一点上，恒星周围的物质开始以不同的方式行动，为天文学家带来了更多的问题以等待回答。由于这颗白矮星在天文学上看离我们有点近，我们有大量关于它的数据。但是我们从来没有测量过它的质量。至少到现在为止没有。随着天文学家能够更多地了解这颗白矮星，我们很可能看到新的大门打开，以帮助科学家更深入地挖掘在我们整个宇宙中发现的其他孤立的恒星，这在天文学家发现这种新方法之前是不可能的。以前发现的大质量白矮星也帮助天文学家回答了关于恒星进化的重要问题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343175.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343175.htm

天文学家首次在褐矮星周围发现太阳系外辐射带

天文学家首次在褐矮星周围发现太阳系外辐射带辐射带是包围行星的圆环形磁力结构，其中充满了极高能量的电子和带电粒子。辐射带最初是在1958年由探索者1号和3号卫星在地球周围首次发现的，现在已知是太阳系的一个共同特征：所有具有大规模磁场的行星--包括地球、木星、土星、天王星和海王星--都有。然而，直到现在，在我们的太阳系之外还没有清楚地看到辐射带。由原亚利桑那州立大学、现加州大学圣克鲁兹分校51Pegasib研究员MelodieKao领导的一个小型天文学家小组，包括亚利桑那州立大学地球和空间探索学院的EvgenyaShkolnik教授已经发现了我们太阳系外的第一个辐射带。该结果于5月15日发表在《自然》杂志上。这一发现是在"褐矮星"LSRJ1835+3259周围发现的，它的大小与木星差不多，但密度更大。它位于只有20光年远的天琴座，还没有重到足以成为一颗恒星，但它太重了，也不可能成为一颗行星。因为辐射带以前从未在我们的太阳系外清晰可见，所以不知道它们是否会存在于行星以外的物体周围。Shkolnik说："这是关键的第一步，我们可以找到更多这样的天体，并磨练我们搜索越来越小的磁层的技能，最终使我们能够研究那些潜在的、地球大小的可居住的行星。"太阳系外辐射带的首批图像是通过将39台射电望远镜结合起来，形成一个从夏威夷到德国的虚拟望远镜而获得的。资料来源：MelodieKao,AmyMioduszewski虽然人眼看不见，但这个团队发现的辐射带是一个巨大的结构。它的外径至少跨越18个木星直径，而最明亮的内部区域相隔9个木星直径。这个新发现的太阳系外辐射带由接近光速的粒子组成，在无线电波段的亮度最高，它比木星的辐射带几乎强烈1000万倍，而木星的辐射带本身比地球的辐射带要亮几百万倍，并且展示了太阳系行星中能量最高的粒子。该小组在一年的时间里，使用现在因对我们银河系的黑洞进行成像而闻名的观测技术，拍摄了三张被困在LSRJ1835+3259的磁层中的无线电发射电子的高分辨率照片。通过协调从夏威夷到德国的39个无线电天线，组成一个地球大小的望远镜，研究小组解决了褐矮星的动态磁环境，即所谓的"磁层"，这是第一次在太阳系之外观察到。他们甚至可以清楚地看到这个磁场的形状，足以推断它很可能是一个像地球和木星那样的偶极子磁场。"通过结合来自世界各地的无线电天线，我们可以做出令人难以置信的高分辨率图像，看到没有人见过的东西。我们的图像相当于站在华盛顿特区时，在加利福尼亚阅读视力评估图的最上面一排，"共同作者巴克内尔大学的JackieVilladsen教授说。然而，Kao和她的团队很早就有线索，他们在这个褐矮星周围发现一个辐射带。当团队在2021年进行这些观测时，射电天文学家已经观察到LSRJ1835+3259发出了两种可探测的射电辐射。Kao本人也参加了一个团队，该团队在六年前确认其周期性闪烁的无线电发射，方式类似于灯塔。但是LSRJ1835+3259也有更稳定和更微弱的无线电发射。数据显示，这些较暗的发射不可能来自恒星耀斑，事实上，它们与木星的辐射带非常相似。研究小组的发现表明，这种现象可能比最初想象的更为普遍--不仅发生在行星上，也发生在褐矮星、低质量的恒星上，甚至可能是质量非常高的恒星上。一个行星的磁场周围的区域--磁层--包括地球的磁层可以保护行星的大气层和表面免受太阳和宇宙高能粒子的破坏。"当我们考虑系外行星的可居住性时，它们的磁场在维持稳定环境方面的作用是除了像大气和气候这样的东西之外需要考虑的因素，"Kao说。除了看到的辐射带，他们的研究还揭示了极光（类似于地球上的北极光）与来自太阳系外的物体的辐射带在"形状"和空间位置上的差异。"极光可以用来测量磁场的强度，但不能测量形状。我们设计这个实验是为了展示一种评估褐矮星和最终的系外行星上磁场形状的方法，"Kao说。"一个比喻是，辐射带就像生活在我们太阳系这个邻居中的行星的'院子'，只不过我们有的不是花，而是以不同波长和亮度发光的高能粒子。每个辐射带的特殊属性告诉我们关于该行星的能量、磁力和粒子资源的一些情况：它的旋转速度有多快，它的磁场有多强，它离太阳有多近，它是否有能提供更多粒子的卫星或像土星那样能吸收粒子的环，等等。第一次，我们能够看到褐矮星和低质量恒星有什么样的'码'。我为有一天我们能够了解系外行星所居住的磁层码子而感到兴奋。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361253.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361253.htm