哈勃望远镜确定了奇异的系外行星与遥远的轨道

哈勃望远镜确定了奇异的系外行星与遥远的轨道

一颗绕着一颗336光年远的双星运行的不太可能的行星,可能会为一个离我们更近的星球提供线索:太阳系中一个被称为第九行星的遥远的假设天体。 这张哈勃太空望远镜的影像显示了11颗木星质量的系外行星HD 106906b的一个可能的轨道(虚线椭圆)。这个遥远的世界与它的宿主恒星相距甚远,这些恒星的灿烂光芒在这里被掩盖,以便可以看到这个星球。这颗行星位于其系统的环绕恒星碎片盘之外,类似于我们自己的柯伊伯带,它由海王星以外的小而冰冷的天体组成。碎片盘本身是不对称且扭曲的,这可能是由于任性行星的引力拖曳所致。图像中的其他光点是背景恒星。 影像来源:NASA, ESA, M. Nguyen(加州大学伯克利分校),R. De Rosa(欧洲南方天文台),P. Kalas(加州大学伯克利分校和SETI研究所) 这是天文学家第一次能够测量出一颗巨大的类木星行星的运动,它的运行轨道远离其主星和可见的碎片盘。这个碎片盘类似于海王星以外由小型冰状天体组成的柯伊伯带。在我们自己的太阳系中,被怀疑的第九大行星也会位于柯伊伯带之外的一个类似的奇怪轨道上。尽管对第九大行星的搜寻仍在继续,但这颗系外行星的发现证明了这种奇怪的轨道是可能存在的。 “与我们的太阳系相比,这个系统可能是独一无二的,”该论文的第一作者、加州大学伯克利分校的阮明治(Meiji Nguyen)解释说。“这颗行星与它的主星距离非常遥远,轨道偏置且高度偏离,就像对第九大行星的预测一样。这就引出了一个问题:这些行星是如何形成并演化成现在的样子的。” 这颗气态巨星所在的星系只有1500万年的历史。这表明,我们的第九大行星——如果它确实存在的话——可能在我们拥有46亿年历史的太阳系的演化中很早就形成了。 一个极端的轨道 2013年,在智利阿塔卡马沙漠的拉斯坎帕纳斯天文台,用麦哲伦望远镜发现了一颗名为HD 106906 b的11颗木星质量的系外行星。然而,天文学家对这颗行星的轨道一无所知。这需要一些只有哈勃太空望远镜才能做到的事情:在14年的时间里以非常精确的精度收集流浪行星的运动数据。研究团队使用了哈勃档案馆的数据为这一运动提供了证据。 这颗系外行星与它的一对明亮年轻的主恒星相距极远——超过地球到太阳距离的730倍,或近680亿英里。如此大的距离使得在哈勃观测的如此短的时间内确定15000年的轨道变得非常具有挑战性。鉴于遥远的母恒星的引力很弱,这颗行星沿着它的轨道移动得非常缓慢。 哈勃望远镜团队惊讶地发现,这个遥远的星球有一个细长、非常偏离轨道的极端轨道,位于环绕系外行星双星主恒星的碎片盘之外。碎片盘本身看起来很不寻常,可能是由于这颗任性的行星的引力牵引。 这张图片所示的是一颗名为HD 106906 b的与11颗木星质量相当的系外行星,它围绕着一颗336光年之外的双星,占据了一个不可思议的轨道。它可能会给我们提供一些线索,这些线索可能更接近我们的家园:我们太阳系中一个假设的遥远成员,被称为第九行星。这是天文学家第一次能够测量到一颗巨大的类木行星的运动,这颗行星离它的主恒星和可见的碎片盘非常远。 影像来源:NASA,ESA和M. Kornmesser(ESA /哈勃) 它是如何到达那里的? 那么,这颗系外行星是如何到达如此遥远且倾斜异常的轨道的呢?普遍的理论是,它是在离恒星更近的地方形成的,大约是地球到太阳距离的三倍。但是在系统气体盘内的拖曳导致了行星的轨道衰减,迫使其向恒星对向内迁移。旋转的双星的引力作用把它踢到一个偏心轨道上,几乎把它扔出了系统,扔进了星际空间的真空中。然后,一颗从系统外经过的恒星稳定了这颗系外行星的轨道,阻止它离开自己的主系统。 2019年,来自智利圣地亚哥欧洲南方天文台的团队成员罗伯特·德罗萨(Robert De Rosa)和加州大学的保罗·卡拉斯(Paul Kalas)利用欧洲航天局的盖亚(Gaia)调查卫星的精确距离和运动测量,确定了可能经过的恒星。 凌乱的碎片盘 在2015年发表的一项研究中,卡拉斯领导的团队发现了这颗失控行星行为的间接证据:该系统的碎片盘是极不对称,而不是一个圆形的“披萨饼”状的物质分布。碎片盘的一侧相对于另一侧被截断,并且它在垂直方向上也受到干扰,而不是像在恒星的另一侧看到的那样局限于狭窄的平面。 “这种想法是,每当行星接近最接近双星时,它就会搅动碎片盘中的物质。”德罗萨解释道。“所以每次行星经过时,它都会截断碎片盘,把它推到一边。在我们知道这颗行星的轨道之前,这一场景已经在类似轨道上的行星的模拟系统中进行了测试。” “这就像你到达了车祸现场,而你正试图重建发生的一切。”卡拉斯解释说。“是经过的恒星扰动了行星,还是行星扰动了碎片盘?是中间的双星首先扰动了行星,然后又扰动了碎片盘吗?还是路过的恒星同时扰乱了行星和碎片盘?这是一项天文学的侦探工作,收集我们需要的证据,为这里发生的事情找到一些可信的故事线索。” 九号行星的代理? HD 106906 b怪异的轨道在某些方面与导致假想的行星9最终进入我们太阳系外围的原因相似,远远超出了其他行星的轨道,也超出了柯伊伯带。第九大行星可能形成于太阳系内部,并因与木星的相互作用而被逐出太阳系。然而,木星——太阳系中众所周知的重达800磅的大猩猩——很有可能将第九大行星甩出冥王星之外。经过的恒星可能通过推动轨道远离木星和太阳系内部的其他行星而稳定了这颗被毁坏的行星的轨道。 卡拉斯说:“就好像我们自己的行星系统有一台时间机器,可以追溯到46亿年前,看看当我们年轻的太阳系处于动态活动状态,万物被推挤和重新排列的时候会发生什么。” 迄今为止,天文学家仅对第九行星有间接证据。他们在海王星之外发现了一群小型天体,与太阳系的其他天体相比,它们运行的轨道不同寻常。一些天文学家说,这种结构表明,这些物体是在一颗巨大的、看不见的行星的引力作用下聚集在一起的。另一种理论认为,不存在一个巨大的扰动行星,但这种不平衡是由多个小得多的物体共同产生的引力影响造成的。另一种理论是,第九大行星根本不存在,较小星体的聚集可能只是一种统计异常。 韦伯望远镜的目标 科学家们计划利用美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜,获取HD 106906 b的数据,以详细了解这颗行星。“你可能会问:这颗行星周围有自己的碎片系统吗?它是否会在每次靠近主恒星时捕获物质?你可以用韦伯的热红外数据来测量。”德罗萨说。“此外,在帮助了解轨道方面,我认为韦伯将有助于确认我们的结果。” 因为韦伯望远镜对较小的、土星质量的行星很敏感,它可能能够探测到其他从这个和其他内部行星系统中被喷射出来的系外行星。阮解释说:“有了韦伯望远镜,我们就可以开始寻找更老更暗的行星,”韦伯望远镜独特的灵敏度和成像能力将为探测和研究这些非常规行星和星系提供新的可能性。 该团队的发现发表在2020年12月10日的《天文杂志》上。 哈勃太空望远镜是NASA与ESA(欧洲航天局)之间国际合作的项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃的科学操作。 STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-pins-down-weird-exoplanet-with-far-flung-orbit

哈勃望远镜启动了对附近恒星的大型紫外线探测

哈勃望远镜启动了对附近恒星的大型紫外线探测

如果没有恒星,宇宙将是一个非常无聊的地方。如果没有它们,宇宙将仍然是一个来自大爆炸的氢和氦的弥散等离子体。 作为宇宙的基本组成部分,恒星核聚变炉锻造出新的重元素,丰富它们的母体星系。来自恒星的辐射能可能在最适宜的行星上孕育生命,就像在地球上一样。 为了更好地了解恒星和恒星演化,位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)与美国宇航局的哈勃太空望远镜启动了一项雄心勃勃的新计划,名为ULLYSES(UV Legacy Library of Young star,作为基本标准的年轻恒星紫外线遗产库)。 这是大麦哲伦星云(LMC)的地面望远镜照片,该星云是我们银河系的卫星星系。该星系是美国宇航局哈勃太空望远镜ULLYSES(作为基本标准的年轻恒星紫外线遗产库)新计划的几个选定目标之一。该计划正在研究300多颗恒星,以建立一个紫外线目录,以捕捉从年轻到年老的各种恒星。LMC包含了炽热、大质量、蓝色的恒星,类似于早期星系的原始组成,因此天文学家可以了解到数十亿年前它们的外流可能是如何影响了早期星系的演化。目标恒星来自于哈勃历史观测(黄圈)和ULLYSES计划下的新观测(蓝圈)。 影像来源:Credits: NASA, ESA, J. Roman-Duval (STScI), ULLYSES program, and R. Gendler 就哈勃望远镜投入的时间而言,ULLYSES是哈勃有史以来最大的观测计划,超过300颗星星将被包括在内。来自目标恒星的紫外线(UV)被用来生成一个光谱指纹库,包括来自银河系八个恒星形成区域的年轻低质量恒星,以及包括麦哲伦星云在内的几个附近矮星系中完全成熟的大质量恒星。 “ ULLYSES的主要目标之一是形成一个完整的参考样本,该样本可用于创建捕获星体多样性的光谱库,从而确保获得适用于各种天体物理主题的遗留数据集。”STScI的项目负责人Julia Roman-Duval说。 STScI正在向天文界发布第一套ULLYSES观测结果。这些早期的目标是附近几个矮星系中炽热的、大质量的蓝色恒星。 哈勃望远镜位于地球大气层之上,大气层在到达地面的望远镜之前会过滤掉大部分的紫外线辐射。哈勃望远镜对紫外线的灵敏度使它成为唯一能完成这项任务的观测站,年轻的恒星在断断续续地生长的过程中,在吸入气体和尘埃的同时,它们的能量会在紫外线中大量释放。 该计划的目的是让天文学家更好地了解恒星的诞生,以及恒星的诞生与行星、星系的形成和演化等一切事物之间的关系。天文学家想知道年轻的小质量恒星恒星如何影响围绕它们形成的行星的演化和组成。强烈的紫外线辐射将分子分开,穿透行星形成的星盘,影响它们的化学性质,并影响星盘存活的时间。这对行星的可居住性、大气逃逸和化学有直接影响。罗曼-杜瓦尔说:“这一独特的遗产库使横跨许多领域的天体物理学研究成为可能。” 这是小麦哲伦星云(SMC)的地面望远镜照片,它是我们银河系的一个卫星星系。该星系是哈勃ULLYSES项目的几个目标之一,该项目正在观察300多颗恒星,以建立一个紫外线目录,以捕捉从年轻到年老的各种恒星。目标恒星来自于哈勃历史观测(黄色圆圈)和新观测(蓝色圆圈)。 影像来源:NASA, ESA, J. Roman-Duval (STScI), ULLYSES program, and S. Guisard 此外,从比我们的太阳还要大得多的完全成熟的恒星中喷出的大量热气体,以惊人的方式塑造了它们的环境。通过将重元素丰度较低(类似于早期星系的原始组成)的附近星系中的大质量恒星作为目标,天文学家可以了解到数十亿年前它们的外流物质可能是如何影响了早期星系的演化。 这些观测的设计和目标是与天文界合作选择的,这使得来自世界各地的研究人员能够帮助开发最终的项目,并有机会组织其他空间和地面望远镜对不同波长的光的协调观测。 STScI的科技人员正在设计专门与数据库和网络接口开发相关的软件,以确保天文界广泛访问图书馆。目前正在开发用于高级科学产品和光谱分析的工具。所有的数据都存储在STScI的Mikulski太空望远镜档案(MAST)中。 为了更好地了解恒星的演化过程,哈勃启动了一项名为ULLYSES(作为基本标准的年轻恒星紫外线遗产库)的新计划。这是NASA哈勃太空望远镜进行的最大的观测项目,该望远镜将用来观测300多颗恒星。来自目标恒星的紫外线(UV)将被用来产生一个光谱指纹库,其中包括来自银河系八个恒星形成区域的年轻低质量恒星,以及包括麦哲伦星云在内的几个附近矮星系中完全成熟的大质量恒星。 视频来源:NASA’s Goddard Space Flight Center ULLYSES计划为未来奠定了基础,创建了一个全面的数据库,供天文学家用于未来数十年的研究。NASA即将发布的詹姆斯韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)的红外线观测资料也将为这一恒星形成过程提供补充。哈勃和韦伯共同努力,将提供恒星和宇宙恒星形成历史的整体视图。 哈勃太空望远镜是NASA与ESA(欧洲航天局)之间国际合作的项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。 位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)进行了哈勃科学操作。STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。 来源: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-launches-large-ultraviolet-light-survey-of-nearby-stars

哈勃望远镜收藏了一袋满满的星星

哈勃望远镜收藏了一袋满满的星星

Many colorful stars are packed close together in this image of the globular cluster NGC 1805, taken by the NASA/ESA Hubble Space Telescope. This tight grouping of thousands of stars is located near the edge of the Large Magellanic Cloud, a satellite galaxy of our own Milky Way. The stars orbit closely to one another, like bees swarming around a hive. In the dense center of one of these clusters, stars are 100 to 1,000 times closer together than the nearest stars are to our Sun, making planetary systems around them unlikely. The striking difference in star colors is illustrated beautifully in this image, which combines different types of light: blue stars, shining brightest in near-ultraviolet light, and red stars, illuminated in red and near-infrared….

哈勃发现了参宿四神秘变暗事件背后的秘密

哈勃发现了参宿四神秘变暗事件背后的秘密

美国航空航天局(NASA)哈勃空间望远镜的观测结果表明,红超巨星(red supergiant)参宿四(Betelgeuse,又称猎户座α星,α Orionis)的意外变暗很可能是由于大量热物质喷射到太空中,形成的尘埃云阻挡了参宿四表面的星光而造成的。 哈勃的研究团队认为,从恒星表面大型对流单元的上升流中释放出的超高温等离子体,在穿过高温大气到达温度较低的外层大气时,降温冷却形成了尘埃颗粒,进而产生了尘埃云。从2019年末开始,这些尘埃云阻挡了大约四分之一从恒星表面射出的光线,直到2020年4月,恒星才恢复了正常亮度。 参宿四是一颗年迈的红超巨星,由于它的内核中复杂而变化多端的核聚变反应,参宿四的大小已经发生了膨胀。现在的参宿四是如此之大,如果把它放在我们太阳系中心太阳的位置上,它的外表面将延伸到超过木星轨道的地方。 参宿四此次变暗的现象可以说是史无前例的,甚至达到了在地球上肉眼可见的程度,变暗开始于2019年10月,到2020年2月中旬的时候,这颗怪物巨星已经失去了它三分之二还要多的光彩。 这幅四分图描绘了快速演化的明亮红超巨星参宿四的南部区域,在2019年末到2020年初可能突然变暗了几个月。在前两个分图中,也就是哈勃望远镜在紫外线中所见的样子,从恒星表面上出现的巨大对流单元中喷出了明亮而高温的等离子体团。在第三个分图中,喷射而出的气体迅速向外膨胀,冷却后形成了巨大的尘埃云。最后一个分图显示出在巨大尘埃云的遮挡下,从地球的角度看来有四分之一恒星表面的光都被围堵了。 图片来源:NASA、欧洲空间局(ES)和空间望远镜研究所(Space Telescope Science Institute,STScI)的E•惠特利(E. Wheatley) 这种突然的变暗让天文学家感到满头问号,他们争先恐后地提出了许多或能解释这种突发变化的理论。其中有一种理论是:一个面积巨大而低温暗淡的“星点”覆盖了参宿四可见表面的一片宽阔区域。但是,领导哈勃观测研究的安德烈亚•杜普雷(Andrea Dupree)则提出,是尘埃云遮挡了参宿四的一部分。杜普雷是位于马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心(Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian,CfA)的副主任。 从2019年1月开始,哈勃对参宿四进行了好几个月的紫外线光谱观察,得出了导致光度变暗的时间线。这些观测数据为参宿四变暗的背后机理提供了重要的新线索。 在2019年9月、10月和2019年11月,哈勃望远镜拍下了密集的被加热的物质在恒星大气中移动的迹象;在之后的12月,多台地面望远镜观测到参宿四南半球的亮度下降。 “有了哈勃望远镜,我们就可以看到离开恒星可见表面并穿过并逃逸出大气层的物质,这一过程发生在让恒星看起来变暗的尘埃形成之前,”杜普雷说道,“我们可以看到恒星东南部一处高密度且高温的区域向外移动的影响。” “这种材料的发光量比恒星的正常亮度还要高出两到四倍,”她继续说道,“然后,大约一个月之后,随着参宿四逐渐变暗,它的南部亮度下降得非常显著。我们认为,哈勃探测到的外喷流可能形成了暗淡的尘埃云,只有哈勃向我们提供了这一导致参宿四变暗现象的证据。” 研究团队相应的论文已于8月13日在线发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上。 像参宿四这样的大质量超巨星对我们来说非常重要,因为它们会将诸如碳这一类的重元素排放到太空中,这些元素成为了新一代恒星诞生的基础。众所周知,碳还是碳基生命的基本原料。 追踪创伤性的爆发 从2019年年初开始,杜普雷的团队就在使用哈勃分析这颗庞然大物,他们的观测是哈勃为期三年的一项研究的一部分,这项研究旨在监测参宿四外部大气的变化。参宿四是一颗变化无常的恒星,在420天的振荡周期中,它会经历体积的膨胀和收缩,以及亮度的增长和降低。 哈勃望远镜的紫外线观测敏感度极高,这让研究人员能够探测到参宿四这颗恒星表面上方温度极高(超过11 000摄氏度)的层状结构,因为这样的高温是无法在可见光波长下被探测到的。参宿四动荡的对流单元以鼓泡泡的形式,将这些层状结构的某些部分上升到表面从而得以升温。 在2019年末和2020年,哈勃拍摄下了参宿四的光谱图像,并通过测量二价镁(单个镁离子)线探测了恒星的外部大气。在2019年9月至11月期间,研究人员测量了从恒星表面进入其外层大气的物质移动速度,约为200 000英里每小时(320 000千米每小时)。 这种炽热而稠密的物质继续行进到参宿四的可见表面之外,上升到了距离这颗动荡恒星数百万千米之外的地方。研究人员表示,在这样的距离下,这些物质会冷却到足以形成尘埃的程度。 这种解释与哈勃在2020年2月的紫外线观测结果一致,观测表明,参宿四外部大气的行为恢复了正常,尽管可见光图像显示它仍在进一步变暗。 虽然杜普雷还不清楚参宿四爆发的原因,但她认为这里面有恒星振荡周期的功劳,因为可见光记录表明,恒星的振荡在整个爆发事件中一直都在如常进行。论文的共同作者、波茨坦莱布尼兹天体物理研究所(Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam)的克劳斯•施特拉斯迈尔(Klaus Strassmeier)使用该研究所的自动望远镜恒星运动望远镜(STELLar Activity,STELLA),测量了在振荡周期内参宿四表面气体上升和下降时的气体速度变化。在对流单元上升的同时,恒星正处于周期中的膨胀阶段。从参宿四内部向外振荡产生的波动,可能帮助推动了流出的等离子体穿过大气层。 杜普雷估计,在爆发持续的三个月中,参宿四损失的物质量约为南半球正常物质量的两倍。就像所有恒星一样,参宿四的质量一直在减小,而在爆发的时候,质量损失速率比太阳的质量损失高出了3000万倍。 参宿四距离地球如此之近,而它本身又如此庞大,哈勃望远镜甚至已经能分辨出它的地表特征了,这还是除了我们的太阳之外唯一被如此“端详”的恒星,表面细节几乎一览无余。 借助哈勃,杜普雷在1995年拍摄的图像首次展示出了参宿四斑驳的表面,其中包含大量的对流单元,这些单元时而收缩时而膨胀,从而让它们看起来时而暗淡时而明亮。 超新星爆发前兆? 红超巨星注定要在超新星爆炸中结束自己的生命,一些天文学家认为,参宿四的突然变暗可能是超新星爆发的前兆。这颗恒星离我们相对较近,大约相距725光年,这意味着它的变暗发生在公元1300年左右,只是直到现在,从它射出的光才刚刚到达地球。 “没有人知道恒星在发生超新星爆炸之前会做些什么,因为我们从没观测到过,”杜普雷解释说,“对于成为超新星的恒星,天文学家可能在它们发生超新星爆炸之前的一年里有所观测,但在爆炸前的几天或几周内进行观测的可能性非常小。” 杜普雷将在八月下旬或九月初利用哈勃再一次观测这颗恒星。目前,参宿四出在白天的天空中,非常靠近太阳,这让哈勃无法对它进行观测。但另一方面,NASA的日地关系天文台(Solar Terrestrial Relations Observatory,STEREO)已经从太空中拍摄了这颗怪物恒星的图像,相应的观察结果表明,参宿四从5月中旬到7月中旬又再次变暗了,尽管没有今年年初那么强烈。 杜普雷希望使用STEREO进行更多的后续观察,来监测参宿四的亮度变化。她的计划是,在明年参宿四在它的振荡周期内再次向外膨胀时,利用STEREO对参宿四进行第二次观测,查看它是否释放了另一个爆炸性的爆发。 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-finds-that-betelgeuses-mysterious-dimming-is-due-to-a-traumatic-outburst

哈勃望远镜看到了恒星爆炸的边缘

哈勃望远镜看到了恒星爆炸的边缘

While appearing as a delicate and light veil draped across the sky, this image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope actually depicts a small section of the Cygnus supernova blast wave, located around 2,400 light-years away. The name of the supernova remnant comes from its position in the northern constellation of Cygnus (the Swan), where it covers an area 36 times larger than the full Moon. The original supernova explosion blasted apart a dying star about 20 times more massive than our Sun between 10,000 and 20,000 years ago. Since then, the remnant has expanded 60 light-years from its center. The shockwave marks the outer edge of the supernova remnant and continues to expand at around 220 miles per second. The interaction of the ejected…

哈勃太空望远镜在早期宇宙中有惊人的发现

哈勃太空望远镜在早期宇宙中有惊人的发现

美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的最新结果表明,早期宇宙中第一批恒星和星系的形成比之前认为的要早。欧洲天文学家还没有发现第一代恒星的证据,也就是所谓的星族Ⅲ,那时宇宙只有5亿年的历史。 探索最早的星系仍然是现代天文学的重大挑战。我们不知道宇宙中最初的恒星和星系是何时或如何形成的。这些问题可以通过哈勃太空望远镜的深度成像观测来解决。哈勃望远镜可以让天文学家将宇宙回溯到大爆炸5亿年内。 美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的最新结果表明,早期宇宙中第一批恒星和星系的形成比之前认为的要早。欧洲天文学家小组没有发现第一代恒星的证据,也就是第三代恒星,那时宇宙还不到10亿年。这个艺术家的印象呈现了早期的宇宙。 来源:ESA/Hubble, M. Kornmesser and NASA 由欧洲航天局的Rachana Bhatawdekar领导的一个欧洲研究小组,开始研究宇宙早期的第一代恒星。作为星族Ⅲ,这些恒星是由大爆炸产生的原始物质锻造而成。另一种解释则是恒星必须完全由氢、氦和锂组成,在这些恒星的核心过程中,只有氢、氦和锂这些元素才能产生更重的元素,比如氧、氮、碳和铁。 Bhatawdekar和她的团队用哈勃太空望远镜(支持数据来自NASA的斯皮策太空望远镜和欧洲南方天文台的地面超大望远镜)研究了大爆炸5亿到10亿年后的早期宇宙。“在这个宇宙时间间隔内,我们没有发现第一代恒星(星族Ⅲ)存在的证据,”Bhatawdekar谈到新结果时说。 作为哈勃前沿领域计划的一部分,这一结果是利用哈勃太空望远镜的宽视场照相机3和高级巡天照相机完成的。这个项目(从2012年到2017年观测了6个遥远的星系团)对星系团和位于其后的星系进行了有史以来最深入的观测,并通过引力透镜效应对其进行了放大,因此发现的星系比以前观测到的要暗10到100倍。前景星系团的质量足够大,可以弯曲和放大来自它们后面较远物体的光。这允许哈勃望远镜使用这些宇宙放大镜来研究超出其正常操作能力的物体。 Bhatawdekar和她的团队开发了一种新技术,可以移除构成这些引力透镜的明亮前景星系的光线。这使他们能够发现质量比以前哈勃观测到的质量更低的星系,其距离对应于宇宙还不到十亿年的时间。在宇宙时间的这个点上,缺乏外来恒星群的证据和对许多低质量星系的识别,支持了这些星系最有可能成为宇宙再电离的候选星系的说法。在早期宇宙中,这段再电离时期是中性的星系间介质被第一批恒星和星系电离的时期。 这张由美国宇航局/欧洲航天局哈勃太空望远镜拍摄的照片显示了MACS J0416星系团。这是哈勃前沿领域项目正在研究的六个星系团之一,该项目拍摄了迄今为止最深的引力透镜图像。科学家利用星系团内的光(蓝色可见)来研究暗物质在星系团内的分布。 来源:NASA, ESA and M. Montes (University of New South Wales) “这些结果具有深远的天体物理学意义,因为它们表明星系的形成肯定比我们想象的要早得多。”Bhatawdekar说,“这也有力地支持了早期宇宙中低质量/暗淡星系导致再电离的观点。” 这些结果还表明,恒星和星系最早的形成比哈勃太空望远镜能探测到的要早得多。这为NASA/ESA/CSA即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜留下了一个令人兴奋的进一步研究领域——研究宇宙最早的星系。 这些结果是基于Bhatawdekar等人2019年发表的一篇论文,以及即将出版的《皇家天文学会月报》上的一篇论文。这些结果也在美国天文学会第236次会议的新闻发布会上公布。 这项研究的欧洲天文学家团队由R. Bhatawdekar和C.J. Conselice组成。 哈勃太空望远镜是NASA和ESA之间国际合作的项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)进行哈勃望远镜的科学运作。STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-makes-surprising-find-in-early-universe

哈勃望远镜拍摄到宇宙雪花

哈勃望远镜拍摄到宇宙雪花

Almost like snowflakes, the stars of the globular cluster NGC 6441 sparkle peacefully in the night sky, about 13,000 light-years from the Milky Way’s galactic center. Like snowflakes, the exact number of stars in such a cluster is difficult to discern. It is estimated that together the stars have 1.6 million times the mass of the Sun, making NGC 6441 one of the most massive and luminous globular clusters in the Milky Way. NGC 6441 is host to four pulsars that each complete a single rotation in a few milliseconds. Also hidden within this cluster is JaFu 2, a planetary nebula. Despite their name, planetary nebulas have little to do with planets. A phase in the evolution of intermediate-mass stars, planetary nebulas last for only…

参宿四的后方

参宿四的后方

2020 May 11 Behind Betelgeuse Image Credit & Copyright: Adam Block, Steward Observatory, University of Arizona Explanation: What’s behind Betelgeuse? One of the brighter and more unusual stars in the sky, the red supergiant star Betelgeuse can be found in the direction of famous constellation Orion. Betelgeuse, however, is actually well in front of many of the constellation’s other bright stars, and also in front of the greater Orion Molecular Cloud Complex. Numerically, light takes about 700 years to reach us from Betelgeuse, but about 1,300 years to reach us from the Orion Nebula and its surrounding dust and gas. All but the largest telescopes see Betelgeuse as only a point of light, but a point so bright that the inherent blurriness created by the…

黑洞破坏路过的恒星

黑洞破坏路过的恒星

2020 March 24 A Black Hole Disrupts a Passing Star Illustration Credit: NASA, JPL-Caltech Explanation: What happens to a star that goes near a black hole? If the star directly impacts a massive black hole, then the star falls in completely — and everything vanishes. More likely, though, the star goes close enough to have the black hole’s gravity pull away the outer layers of the star, or disrupt the star. Then most of the star’s gas does not fall into the black hole. These stellar tidal disruption events can be as bright as a supernova, and an increasing amount of them are being discovered by automated sky surveys. In the featured artist’s illustration, a star has just passed a massive black hole and sheds…

一个双重人格的宇宙

一个双重人格的宇宙

根据NASA钱德拉X射线天文台和美国国家科学基金会卡尔·F·杨斯基超大型阵列(VLA)的观测,一个双星系统一直在两个不同的自我之间转换。研究人员使用了将近15年的钱德拉的数据,发现恒星二人组的行为就像一种物体切换其标识,然后在几年后返回其原始状态。这是一个罕见的恒星系统以这种方式改变其行为的例子。 天文学家在密集的恒星群中发现了这个易变的双星系统,即球状星团Terzan 5,它距离地球约2万光年,位于银河系中。这个被称为Terzan 5 CX1的双星有一颗中子星(超新星爆炸后留下的密度极高的残骸),它围绕着一颗类似太阳的恒星运行,但质量较小。 在这张新的Terzan 5(右)图像中,钱德拉探测到的低、中、高能X射线分别为红色、绿色和蓝色。左边,哈勃太空望远镜拍摄的图像显示了同样的光学视野。Terzan 5 CX1在钱德拉的图像中标记为CX1。 在像Terzan 5 CX1这样的双星系统中,较重的中子星将物质从质量较低的伴星吸引到周围的圆盘中。天文学家可以通过其明亮的X射线光检测出这些所谓的吸积盘,并将这些物体称为“低质量X射线双星”。 圆盘中旋转的物质落到中子星的表面,增加了中子星的旋转速度。中子星的旋转速度会越来越快,直到约10英里宽、比太阳质量还大的球体以每秒数百次的速度旋转。最终,物质的转移速度减慢,剩下的物质被中子星旋转的磁场扫走,变成了毫秒级的脉冲星。在每次旋转过程中,中子星的无线电辐射束扫过地球时,天文学家会检测到来自这些毫秒脉冲星的无线电波脉冲。 虽然科学家们预计低质量的X射线双星完全演化成毫秒脉冲星需要几十亿年的时间,但在一段时间内,系统可以在这两种状态之间快速切换。 钱德拉对Terzan 5 CX1的观测表明,它在2003年表现得像一个低质量的X射线双星,因为它在X射线中比球状星团中其他几十个来源中的任何一个都要亮。这是中子星可能在积累物质的迹象。 从2009年到2014年,钱德拉的数据显示,Terzan 5 CX1在X射线中变得大约弱了10倍。天文学家还在2012年和2014年通过VLA探测到它作为一个射电源。射电和x射线的发射量以及相应的光谱(不同波长的发射量)与预期的毫秒脉冲星相吻合。尽管所用的无线电数据不允许搜索毫秒脉冲,但这些结果表明Terzan 5 CX1经历了转变,使其像毫秒脉冲星一样运转,并向外喷射物质。当钱德拉在2016年再次观测到Terzan 5 CX1时,它在X射线中变得更亮,又变回了低质量的X射线双星。 为了证实这种“双重人格”的行为模式,天文学家需要在Terzan 5 CX1的X射线微弱时检测无线电脉冲。计划进行更多的无线电和X射线观测来寻找这种行为,同时对现有数据中的脉冲进行敏感搜索。关于这些改变身份的系统,目前已知的例子只有三个,第一个是2013年利用钱德拉望远镜和其他几个X射线和射电望远镜发现的。 澳大利亚国际射电天文学研究中心(ICRAR)的阿拉什·巴赫拉米安领导了对“杰基尔和海德”双星的研究,研究结果发表在2018年9月1日的《天体物理学杂志》上。预印本在此提供。 最近的另外两项研究使用钱德拉对Terzan 5的观测来研究两个不同的低质量X射线双星中的中子星是如何在伴星将大量物质倾倒在其表面后恢复的。这些研究对于理解中子星外层的结构(称为地壳)非常重要。 在其中一项研究中,低质量X射线双星Swift J174805.3-244637(简称T5 X-3)在2012年钱德拉探测到的X射线爆发中倾倒到中子星上的物质加热了该恒星的地壳。然后中子星的地壳冷却下来,花了大约一百天的时间才恢复到爆发前的温度。冷却速率与该过程的计算机模型一致。 在另一项钱德拉对Terzan 5中另一种低质量x射线双星的研究中,IGR J17480-2446(简称T5 X-2)中子星在被发现发生爆炸5年半后,其温度仍在下降。这些结果表明,这颗中子星的地壳转移或传导热量的能力可能低于天文学家在其他低质量X射线双星中发现的冷却中子星。导热能力的这种差异可能与T5 X-2具有比其他冷却中子星更高的磁场或比T5 X-3年轻得多的磁场有关。 由荷兰阿姆斯特丹大学的纳塔莉·德格纳阿尔领导的关于快速冷却中子星的研究发表在2015年6月的《皇家天文学会月刊》上,并提供预印本。由当时阿姆斯特丹大学的劳拉·奥特斯领导的关于缓慢冷却中子星的研究,发表在2019年7月的《皇家天文学会月刊》上,此处有预印本。 NASA的马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉项目。史密森尼天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着剑桥和马萨诸塞州伯灵顿的科学和飞行业务。 更多信息请访问美国宇航局钱德拉X射线天文台。 欲了解更多钱德拉图像、多媒体和相关材料,请访问: http://www.nasa.gov/chandra 来源:https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/cosmic-jekyll-and-hyde.html