亚纳弧度角分辨率下的恒星物理：揭示恒星表面精细结构
本文探讨了通过光学干涉仪实现亚纳弧度角分辨率观测恒星表面的潜力。当前数百米合成孔径已能解析近邻主序星、巨星和超巨星表面的亮度变化、星斑、对流胞等特征。未来若将合成孔径扩展至约20公里，将能首次测量白矮星半径，并实现对其表面特征的精细观测，如同当前对超巨星的解析水平。
2025-12-15 速览 · 天文学
2025-12-15 共 24 条抓取，按综合热度排序
非高斯性几何揭示原初黑洞形成新机制
本研究深入分析了瞬态非吸引子暴胀模型中高阶关联函数（双谱）的几何特征。研究发现，相变和粒子产生过程主要产生等边构型非高斯性，而非吸引子阶段则倾向于产生压缩构型。团队提出了一种简化的双谱估计器，能有效捕捉其主要特征。结果表明，非线性效应显著拓宽了产生大密度扰动的尺度范围，可能改变原初黑洞和标量诱导引力波的丰度、质量及频率谱。
JWST揭示宇宙正午星系团合并：弱引力透镜与多波段观测
研究团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的深度近红外成像，对高红移（z=1.98）星系团XLSSC 122进行了弱引力透镜分析，首次在宇宙年龄仅为当前三分之一时精确绘制了其质量分布图。结合钱德拉X射线、MeerKAT射电、ALMA/ACA/ACT的SZ效应等多波段数据，发现质量峰与X射线峰一致，但与SZ峰存在显著偏移，并观测到一致的东北-西南方向拉长结构，这些证据共同指向该星系团正处于活跃的合并活动状态。这项工作展示了JWST在高红移引力透镜研究中的独特能力，为探究宇宙正午时期星系团的组装历史提供了关键案例。
XRISM/Resolve揭示半人马座星系团核心化学组成
本研究利用XRISM/Resolve卫星前所未有的~5 eV高分辨率，精确测量了邻近明亮的半人马座星系团核心的化学丰度。研究发现，在测量的11种元素丰度比中，有9种与太阳系成分一致，但氮/铁和镁/铁比值显著偏离，挑战了星系团内介质成分普遍与太阳系相同的观点。结合XMM-Newton/RGS数据，研究为约束富集星系团核心的恒星种群（AGB星、核坍缩超新星和Ia型超新星）提供了关键观测依据。
数据驱动模型在探测未分辨双星系统中的应用与局限
本研究利用数据驱动模型The Cannon，基于凯克高分辨率阶梯光谱仪的光谱数据，训练模型以预测恒星有效温度、半径、金属丰度等关键参数。研究引入了一种新颖的小波预处理步骤，提升了模型性能。然而，尽管模型在恒星参数预测上表现优异，但其在光谱像素级通量预测上约3%的误差，限制了其探测未分辨双星系统的能力，揭示了数据驱动模型在特定应用中的潜在局限性。
银河系中心S2恒星可能存在伴星，但轨道条件苛刻
研究通过包含后牛顿修正的N体模拟，探索了银河系中心超大质量黑洞Sgr A*附近著名恒星S2（S0-2）存在伴星的可能性。模拟了10^5种轨道参数组合，发现伴星仅可能在轨道周期短于100天、偏心率低于0.8的条件下稳定存在，且近共面轨道存活率更高。破坏机制包括由Lidov-Kozai振荡驱动的合并以及超越希尔半径的轨道瓦解。现有观测手段（视向速度与天体测量）仅能探测到约3-4.4%的模拟配置，且伴星质量需低于2倍太阳质量以避免被直接观测到。
GMRT巡天新发现：球状星团M69与M70中首次探测到五颗毫秒脉冲星
GMRT球状星团脉冲星巡天项目（GCGPS）利用升级后的巨型米波射电望远镜，在银河系球状星团NGC 6637（M69）和NGC 6681（M70）中首次发现了五颗毫秒脉冲星。其中，M69中的两颗脉冲星通过干涉成像实现了角秒级精确定位，而M70中的三颗脉冲星位置也通过波束成形和成像分析获得了初步估计。该巡天专注于此前在相应频段未进行过同等灵敏度搜索的星团，此次发现为研究球状星团的致密环境和脉冲星种群提供了新数据。
银河系球状星团：动态形成双黑洞的摇篮
本研究提出一个自洽的理论框架，结合星系形成模型与星团种群合成代码，追踪球状星团的宇宙演化及其内部大质量黑洞的并合。模型成功再现了银河系球状星团的年龄-质量分布，并发现约30%的星团可能起源于银河系的卫星星系。研究证实，等级式黑洞并合对形成并跨越对不稳定性质量间隙的黑洞有重要贡献，但不同合成代码给出的黑洞质量函数与并合率存在差异。研究还表明，双黑洞的并合与诞生率密度在红移z=5前随红移增加而上升，这为LISA、爱因斯坦望远镜等未来探测器探测高红移宇宙提供了关键线索。
宇宙线反馈如何影响大质量星系演化？FIRE-3模拟揭示AGN反馈新机制
研究通过FIRE-3高分辨率模拟，探讨了活动星系核（AGN）通过宇宙线（CR）反馈调控大质量星系演化的机制。模拟考虑了多种CR反馈与传输假设，发现即使CR注入效率变化达1.5个数量级，星系仍能自我调节至与观测相符的标度关系，成功抑制恒星形成。然而，不同模型下星系周介质（CGM）的气体性质差异可达数个量级，表明未来多波段合成观测与更大模拟样本的结合，有望为AGN物理性抑制恒星形成提供新约束。
百万条高精度地月空间轨道数据集发布，为航天研究提供基准
研究团队发布了一个包含一百万条数值传播地月空间轨道轨迹的开放数据集。该数据集使用开源空间态势感知软件包生成，模型考虑了高精度地球/月球引力、太阳引力及辐射压力。每条轨迹在固定初始历元下传播长达六年，初始条件均匀采样于常用轨道根数范围。该数据集旨在为空间态势感知、导航和机器学习等方法开发提供可复用的基准，并为轨道族统计研究提供参考库。其主要贡献在于其规模、精度、结构化组织及开放可用性，降低了地月空间数据驱动研究的门槛。
哈勃望远镜时隔24年再访蟹状星云，揭示新结构特征
哈勃太空望远镜在时隔24年后，使用WFC3相机对蟹状星云进行了重新观测。研究团队将新数据与1999-2000年的WFPC2历史图像以及詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外/中红外数据进行比较，揭示了星云外缘细丝结构的显著运动。新观测还首次识别出两处具有相似发射特征、与脉冲星几乎呈对向分布的细丝群，其起源尚不明确。
利用伽马暴GRB 221009A数据，费米望远镜对宇宙磁场的约束达到新高度
宇宙大尺度结构中的磁场起源是未解之谜，其可能源于宇宙早期，并在宇宙空洞中留下微弱印记。本研究利用费米大面积望远镜对史上最亮伽马暴GRB 221009A的观测数据，通过分析其高能伽马射线与宇宙背景辐射作用产生的电磁级联过程，间接探测了宇宙空洞中的星系际磁场。由于未观测到预期的级联延迟信号，研究排除了特定条件下磁场强度低于2.5×10^{-17}高斯的可能性，这是目前通过伽马暴获得的最严格约束，其结果独立于对源活动性的假设。
实验揭示星际冰中氧气扩散与捕获机制
本研究在超真空条件下，通过红外光谱和四极杆质谱，首次实验量化了星际无定形固态水（ASW）中氧气（O2）的表面扩散系数与捕获效率。研究提出了一种适用于红外非活性分子的新方法，测得O2在ASW中的扩散能垒仅为10±3 meV，表明其在星际冰中具有高迁移性。同时发现，即使在较高温度下，仍有约20%的O2会被捕获在ASW基质中。这些发现对理解星际化学中扩散限制反应及超挥发物在冰中的滞留具有重要意义。
中子星并合抛射物动力学与千新星模拟：核反应网络与原子不透明度的影响
本研究通过辐射流体动力学模拟，系统比较了中子星并合抛射物演化与千新星光变曲线中核加热、热化及不透明度处理的简化方案与精细方案。研究发现，采用原位核反应网络追踪能量沉积、结合成分依赖的热化方案及基于原子物理的频率相关不透明度，对精确模拟核合成产物、抛射物温度及千新星的亮度与颜色演化至关重要。简化方案会显著影响早期光度、晚期发射及重元素丰度分布。
矮星系气体动力学失衡挑战暗物质推断传统方法
本研究通过分析低质量矮星系的气体盘，首次量化了其偏离流体力学平衡与离心平衡的程度。研究发现，这些星系中气体动力学失衡显著，导致传统基于平衡假设的旋转曲线分析可能高估暗物质含量达30%。研究提出新的动力学模型框架，为暗物质分布推断提供了更精确的校正方法。
宇宙流体模拟面临挑战：薄矮星系数量远超预期
最新研究通过分析SDSS巡天数据发现，在10^7至10^9太阳质量的矮星系中，薄星系（轴比<0.3）的比例高达约30%。这一观测结果显著高于当前主流宇宙学流体动力学模拟（如IllustrisTNG、EAGLE）的预测值（约5%），揭示了模拟在星系形态演化机制上存在系统性偏差。该差异可能源于模拟中星系盘稳定性、气体冷却或反馈机制的不完善，对理解星系形成理论提出了重要挑战。
中等质量黑洞双星在核星团中的演化：恒星质量黑洞的关键作用
本研究通过高分辨率N体模拟，首次以1倍太阳质量（恒星）和10倍太阳质量（黑洞）的精度，探究了核星团中中等质量黑洞双星的动力学演化。研究发现，尽管恒星质量黑洞在总质量中占比较小，但其存在能使双星的下沉速率提升近一倍，合并时间减半。黑洞通过一种“能量提取-转移”机制，先高效地从双星获取能量，再传递给周围恒星，从而持续主导双星演化过程。这表明恒星质量黑洞能显著促进核星团内中等质量黑洞通过并合实现增长，并可能增强径向轨道上的中等质量比旋近事件。
KiDS-Legacy联合多源数据首次在稳定参数基上约束霍恩德斯基引力
本研究利用Kilo-Degree巡天最终数据发布的宇宙剪切观测，结合DESI的重子声学振荡、eBOSS的红移空间畸变以及普朗克卫星的宇宙微波背景各向异性数据，对霍恩德斯基修正引力模型进行了约束。研究首次在满足稳定性条件的有效场论框架下，采用固有稳定的参数基进行宇宙学分析。宇宙剪切数据对霍恩德斯参数空间的约束力显著，与CMB的贡献相当甚至更强。结果给出了标量场扰动动能项和普朗克质量偏离值的当前约束，并推导了结构增长参数S8，与ΛCDM模型在0.54σ水平兼容。修正引力模型对数据的拟合略优，但模型比较仅显示1.4σ水平的弱偏好。
KiDS-Legacy巡天最终数据发布：结合多波段观测约束暗能量、中微子质量与宇宙曲率
本研究利用Kilo-Degree巡天（KiDS-Legacy）最终发布的宇宙剪切数据，结合宇宙微波背景辐射、重子声波振荡等外部探针，对包含空间曲率、中微子质量和演化暗能量的最小扩展宇宙学模型进行了联合约束。首次可靠地结合了KiDS与CMB数据，发现KiDS-Legacy与平坦ΛCDM模型一致，中微子质量平方和上限为1.5 eV，暗能量状态参数w0=-1.0±0.7。当结合所有外部数据集时，S8参数在ΛCDM模型下为0.816±0.006，在w0waCDM模型下为0.837±0.008，模型间存在约2.6σ的张力。
JWST/MIRI揭示NGC 1068星系中隐藏的活跃星系核外流质量
研究团队结合JWST的MIRI中红外与MUSE光学积分视场光谱数据，首次以20-60秒差距分辨率观测了活跃星系NGC 1068核周400秒差距内的多相气体。创新性诊断图证实活跃星系核是整个区域电离气体的主要激发源。研究通过多云运动学与光致电离建模发现，中红外谱线[OIV]示踪的外流速度比光学[OIII]快300公里/秒，揭示两者源于不同气体成分。关键发现是，中红外探测到的尘埃富集成分携带的电离气体质量远超光学观测推断值，表明大部分外流质量被经典光学诊断所遗漏。模型支持两阶段加速的能量驱动风场景，外流可携带高达数百万太阳质量的电离气体，有效耦合并扰动周围星际介质。
JWST发现“小红点”星系：无尘气体散射解释巴尔末线异常
JWST新发现的“小红点”活动星系核展现出异常的巴尔末线特征，传统理论认为这是尘埃消光所致，但缺乏相应的红外再辐射证据。本研究通过辐射转移计算表明，在无尘、高密度的气体环境中，巴尔末共振散射能自然地产生观测到的大巴尔末减幅和谱线特征，无需引入尘埃。这解释了其光谱为何类似被尘埃遮蔽的AGN，并推断出其宽线区气体质量很小，暗示其核区恒星形成活动极弱。
利用昴星团望远镜与凯克望远镜揭示矮星系与球状星团的关联
本研究利用昴星团望远镜的深度成像与凯克望远镜的光谱数据，系统分析了英仙座星系团中189个矮星系及其球状星团系统。研究发现，矮星系中球状星团的比质量与星系恒星质量呈反相关。在相同恒星质量下，表面亮度较低或有效半径较大的矮星系往往拥有更丰富的球状星团，这可能源于早期致密星系阶段的高效形成或较低的星团瓦解效率。该工作展示了宽视场巡天在理解星系演化方面的潜力。
首次在340MHz探测到超冷矮星：VLITE观测EI Cancri AB
本研究利用VLA低频电离层与瞬变实验（VLITE）在340MHz首次探测到超冷矮星EI Cancri AB的射电辐射。这一发现填补了超冷矮星在340MHz频段探测的空白，该频段对研究恒星盘周围的行星、星周盘以及难以探测的日冕物质抛射具有独特优势。EI Cancri AB是一个磁活动活跃但自转周期长达83天的M7型双星系统，此次探测为理解这类复杂天体的低频射电辐射物理机制提供了关键数据。
libyt：连接天体物理模拟与Python/Jupyter的原位分析接口
本文介绍了libyt，一个开源C语言库，旨在解决百亿亿次计算时代海量模拟数据的分析挑战。它通过原位分析技术，在模拟运行时直接调用yt或Python包进行并行数据处理与可视化，避免了昂贵的中间I/O开销。libyt架构支持高性能计算环境，提供模拟代码与Python的双向连接，并能无缝集成到Jupyter工作流中。用户仅需修改两行代码，即可将后处理脚本转换为原位分析，极大简化了工作流程。