astro-ph
12-25 00:00
成对不稳定超新星机制预测了黑洞质量间隙的存在,但GW190521和GW231123等引力波事件中的黑洞质量却落入了该间隙。本研究探讨了引力透镜效应对这两个事件中黑洞源质量推断的影响。研究表明,若引力波信号被透镜放大,忽略此效应会导致对光度距离的低估和对源质量的高估,从而可能将原本在间隙外的黑洞误判为在间隙内。计算得出,要使GW190521和GW231123的推断质量降至质量间隙边界(60 M⊙)以下,所需的最小透镜放大倍数分别为μ=12.2和μ=320.1,对应的透镜校正后光度距离分别为11155 Mpc和15207 Mpc。这为评估透镜假说作为质量间隙黑洞存在的一种可能解释提供了定量参考。
引力透镜黑洞质量间隙引力波成对不稳定超新星宇宙学距离
astro-ph
12-25 00:00
本研究利用NASA的TESS和ESA的Gaia任务数据,在星团中寻找并分析适合星震学研究的恒星。通过对属于3个密集星团的14颗恒星、5个各自星团中唯一被探测到的振荡恒星,以及3个星团归属未知的振荡恒星进行分析,该项目显著增加了拥有振荡巨星测量的星团数量。这为经典恒星模型与星震学方法之间的交叉验证提供了更多机会,有望改进整个银河系的恒星校准技术和年龄估算。
星震学星团tess任务gaia任务恒星演化年龄测定
astro-ph
12-25 00:00
本研究基于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的 SMILES 巡天数据,首次构建了红移 $0.5 < z < 6$ 范围内的中红外星系光度函数。通过结合 8 个 MIRI 波段($5-25$ $\mu$m)与 HST+JWST NIRCam 数据,创建了包含 2,813 个星系的深度样本。研究获得了单色、总红外光度 $L_{\rm IR}$ 以及活动星系核(AGN)的光度函数,将极限光度约束至 $z=0.5-1.0$ 的 $10^{9.5}$ $L_\odot$ 及更高红移的更低光度。凭借 JWST 前所未有的灵敏度与分辨率,该工作更好地限制了光度函数的暗端斜率及其演化,量化了直至 $z \sim 5$ 的尘埃遮蔽恒星形成与黑洞吸积历史,为理解星系与 AGN 的共演化提供了关键见解。
中红外光度函数jwst观测尘埃恒星形成黑洞吸积历史星系演化活动星系核
astro-ph
12-25 00:00
本研究对磁周期反弹候选体IL Leo进行了光学观测。长达约20年的测光分析揭示了其多次状态转变。通过建模紫外与光学光谱能量分布,精确测定了白矮星参数:质量 $M_\textrm{wd} = 0.74 \pm 0.05 M_{\odot}$,有效温度 $T_\mathrm{eff} = 12700 \pm 360$ K。利用6米BTA望远镜和VLT在低态下获得的相位分辨光谱分析表明,H$\alpha$发射线的轨道变化源于吸积流。塞曼分裂测得平均磁场强度 $B = 40.7 \pm 0.5$ MG。对两组回旋加速器光谱的建模确定了低态吸积率 $\dot{M} = (2.5 - 4.1) \times 10^{-13}~M_{\odot}$ yr$^{-1}$,以及磁极附近磁场 $B_\mathrm{m} \approx 41$ MG。
极轴双星白矮星磁场测量低吸积率光谱分析周期反弹
astro-ph
12-25 00:00
最新研究利用“合并熵指数”分析了引力波事件GW241011和GW241110。这两个事件均表现出极不对称的质量、高自旋以及显著的轨道-自旋错向,难以用恒星坍缩形成的“第一代”双黑洞合并解释。分析表明,GW241011的特征与致密星团环境中的“等级合并”机制(即至少一个黑洞是先前合并的产物)相符。而GW241110由于参数分布不确定性较大,其起源仍存争议,在解释为等级合并时需谨慎考虑方法依赖性。
引力波黑洞合并等级合并天体物理致密星团自旋演化
astro-ph
12-25 00:00
研究团队构建了首个通用的X射线光谱模型IMPACTX,用于描述活动星系核中来自团块环和极区尘埃气体的反射成分。该模型基于三维蒙特卡洛辐射转移代码SKIRT,几何结构与IMPACT模型一致,包含Nenkova等人定义的团块环和从环内半径发射的抛物面壳层极区尘埃气体。与传统的仅考虑环的模型(XCLUMPY)相比,IMPACTX能更全面地揭示光谱对几何参数的依赖性。以近邻塞弗特2星系NGC 4388为例,同时应用IMPACTX和IMPACT模型成功拟合了其X射线和红外光谱,证明了结合多波段数据对约束活动星系核核区结构的重要性。
活动星系核x射线光谱尘埃环辐射转移多波段观测
astro-ph
12-25 00:00
本研究针对甚大阵巡天(VLASS)快速成像数据中普遍存在的伪影问题,开发了基于随机森林模型的分类方法,以识别和清理与活动星系核相关的双射电源(DRAGNs)目录中的污染。通过优化训练集以应对类别不平衡,最佳模型取得了加权F1分数 $97.01\%^{+1.12\%}_{-1.32\%}$ 的性能。应用该模型可生成一个伪影污染率低于2.3%、完备性约99.3%的洁净DRAGNs源表。
射电天文学数据清洗机器学习活动星系核巡天数据随机森林
astro-ph
12-25 00:00
本研究通过量子力学$j_z$-守恒耦合态计算,获得了能量高达5 eV的H/D与CO₂碰撞的态分辨截面。研究发现,散射强烈前向峰化,导致动量转移截面远小于传统假设。质量标度法会高估H–CO₂总截面30-45倍,而现有经验拟合在低能区低估约45%。同位素替代(H/D)在$E<0.1$ eV时产生高达35%的差异,表明D/H分馏不能采用统一标度。基于新截面导出的麦克斯韦平均速率系数显著小于质量标度值,意味着H–CO₂能量转移效率降低。这些修正可使火星外逸层高度偏移10-20 km,导致热逃逸速率发生量级变化,对早期CO₂主导行星大气(如火星、早期地球及富CO₂系外行星)的氢损失与演化模型具有重要影响。
量子散射行星大气同位素分馏大气逃逸co₂大气截面计算
astro-ph
12-25 00:00
本研究利用印度AstroSat卫星,对黑洞双星系统GX 339-4在2021年爆发期间的中硬态(HIMS)和中软态(SIMS)进行了全面分析。研究发现,在SIMS阶段,未吸收流量(0.1-3 keV)、内盘温度和“表观”内盘半径保持稳定,表明吸积盘结构稳定。同时,光子指数从2.1降至1.7,光谱发生硬化。功率密度谱分析揭示了准周期振荡(QPO)的存在,其频率从HIMS的0.1-0.2 Hz演化至SIMS的5.7 Hz,并在SIMS内进一步降至4.5 Hz。研究还发现,吸积盘归一化参数、盘温和冕区加热率的变化,结合它们之间的时间延迟,可以很好地再现观测到的均方根振幅和时延谱。
黑洞双星准周期振荡吸积盘光谱分析时域分析astrosat
astro-ph
12-25 00:00
吸积盘不稳定性模型成功再现了激变变星的许多观测特性。然而,要解释某些特定系统,必须引入额外物理过程,如物质转移变化、盘辐照、流-盘溢流或内盘截断。这些过程的物理机制通常约束不足,我们的知识空白通常被吸收为额外的自由参数,类似于粘度的 $\alpha$ 描述。本文探讨了每种额外成分如何影响预测的光变曲线,并讨论了不断增多的无约束参数对模型预测能力的限制。
吸积盘激变变星天体物理模型盘不稳定性参数化
astro-ph
12-25 00:00
基于18年费米卫星观测数据,研究发现耀变体CTA 102在2017年特大耀发前后伽马射线光变曲线偏离经典对数正态分布,呈现从频繁耀发到平稳状态的统计跃迁。该现象可通过磁重联能量释放后的磁场弛豫过程解释,并利用改进的“喷流内微型喷流”蒙特卡洛模型成功复现耀发特征,表明微型喷流集体指向宽线区与视线方向时产生GeV能级耀发。
耀变体伽马射线磁重联光变曲线蒙特卡洛模拟喷流模型
astro-ph
12-25 00:00
本研究开发了PINNBARDS,一种基于物理信息神经网络(PINN)的新型太阳活动区分布模拟器,旨在解决太阳物理中的一个关键挑战:如何从仅提供几何形状的全球活动区观测(“环形带”)中,推导出初始化磁流体动力学浅水层模型(MHD-SWT)所需的自洽MHD状态向量(包括磁场、流场和壳层厚度变化)。该模型利用观测到的环形带结构和MHD-SWT物理方程,成功重构了隐藏于太阳内部差旋层(tachocline)的磁场结构。研究发现,与观测最吻合的差旋层环形磁场强度约为20-30 kG,带宽约10度,这与低阶纵向模激发一致。该方法首次实现了从表面模式重建隐藏磁结构的状态向量,为提前数周预测产生耀斑的活动区浮现提供了潜在途径。
物理信息神经网络太阳活动区磁流体动力学差旋层状态向量重构太阳耀斑预测
astro-ph
12-25 00:00
本研究利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的中红外仪器(MIRI),对四颗0级原恒星在6.8-8.5 μm波段的吸收光谱进行了分析,旨在量化二氧化硫(SO$_2$)冰的含量。通过应用随机多项式拟合来评估连续谱基线放置的不确定性,并使用实验室冰光谱进行拟合。研究发现,甲烷(CH$_4$)冰的7.7 μm谱带在所有源中均被稳健探测,而SO$_2$冰的特征则较弱且受基线影响显著。根据不同实验室冰混合物(纯SO$_2$、CH$_3$OH:SO$_2$、H$_2$O:SO$_2$)的拟合结果,估算出SO$_2$冰可能锁定的挥发性硫元素比例在0.02%至1.2%之间,其中H$_2$O:SO$_2$混合物给出的0.2-0.9%被认为最现实。研究在三个源中发现了SO$_2$冰的证据,并评估了其作为潜在硫储库的作用,对解决天体化学中长期存在的“缺失硫”问题具有重要意义。
天体化学jwst观测星际冰硫元素循环光谱分析原恒星
astro-ph
12-25 00:00
本研究通过贝叶斯分析比较了描述宇宙加速膨胀的解冻精质模型与宇宙常数模型。结合DESI DR2的BAO数据、Planck+ACT的CMB数据以及多个超新星样本(包括最新的DES-Dovekie数据)发现,解冻精质模型在统计上更受青睐。这一结论对先验分布的选择不敏感,但依赖于超新星数据的纳入。研究还评估了不同信息准则,发现偏差信息准则(DIC)比AIC或BIC更能可靠地追踪贝叶斯证据。
宇宙学暗能量贝叶斯分析解冻精质宇宙加速膨胀信息准则
astro-ph
12-25 00:00
本研究利用覆盖光学至中红外的多波段数据,结合非参数化恒星形成史模型,重新审视了Ia型超新星(SNe Ia)标准化光度与宿主星系质量之间的相关性(“质量阶梯”)。研究发现,尽管传统方法低估了星系质量,但光度-质量的基本趋势依然存在。关键突破在于揭示了低金属丰度($Z < -1 Z_{\odot}$)环境可能主导了这一相关性,表明SNe Ia的标准化亮度主要受其诞生环境的化学组成影响,这对利用SNe Ia进行精确宇宙学测量具有重要意义。
ia型超新星质量阶梯宿主星系金属丰度宇宙学恒星形成史
astro-ph
12-25 00:00
本研究推导了中子星的准正则模(如基频$f$模、第一压力$p_1$模和第一时空$w_1$模)与其磁潮汐形变率之间的普适关系。磁潮汐形变率是比电潮汐形变率更高阶的效应,会影响中子星并合产生的引力波波形。这些新发现的普适关系,其精度与基于电潮汐形变率的已知关系相当,为利用引力波星震学探测中子星内部结构提供了新工具。
中子星引力波潮汐形变准正则模星震学磁潮汐
astro-ph
12-25 00:00
本研究通过三维多磁丝模拟,自洽地生成了由光球运动驱动的纳米耀斑事件,并采用三种方法量化其能量与持续时间。利用两种非参数、基于秩的统计检验,系统分析了纳米耀斑能量(E)与延迟时间(τ_D)之间的相关性。结果表明,无论采用何种量化方法,两者均未显示出显著相关性。这一结论得到了以下支持:在假设关系 E ∝ τ_D^α 中,指数 α 的分布峰值接近零;在固定能量区间内,延迟时间的分布范围很广。该发现与延迟时间是关联前一个还是后一个事件的能量无关,对高能纳米耀斑子集同样成立。无相关性表明,纳米耀斑的触发可能并非仅由磁应力达到临界值决定,或许还涉及其他事件(如局部复杂的拓扑结构)的触发机制。
太阳物理日冕加热纳米耀斑磁重联数值模拟相关性分析
astro-ph
12-25 00:00
本研究通过改进内部重力波和磁泰勒不稳定性的物理模型,成功模拟了早期氮序沃尔夫-拉叶星(WNE)中缓慢旋转亚类的形成过程。研究发现,在核心收缩期间,恒星风会带走向外传输的角动量,导致恒星自转减慢。模拟确定了两种机制的最优参数(内部重力波 $A \ge 10$,修正泰勒不稳定性 $\alpha = 0.01$),证明大质量恒星的角动量传输效率远高于低质量恒星。该结果为预测的缓慢旋转WNE星族的存在提供了关键理论支持。
恒星演化角动量传输沃尔夫-拉叶星恒星自转大质量恒星天体物理模拟
astro-ph
12-25 00:00
本研究结合TESS测光与光谱数据,对包含一颗盾牌座δ型脉动变星的三重星系统DG Leo进行了综合分析。动力学分析表明,系统内三颗恒星的质量、半径和光度在误差范围内相似,在赫罗图上位置重合,证实了它们的同步演化。通过星震学模型拟合观测到的脉动频率,同时追踪了脉动星的演化并约束了系统的演化阶段,得出系统年龄为$0.7664^{+0.1402}_{-0.1258}$ Gyr。研究揭示所有成员星均处于后主序阶段,并精确约束了脉动星对流核的范围($R_{\mathrm{cz}}/R = 0.0562^{+0.0137}_{-0.0021}$)。
星震学恒星演化多重星系统盾牌座δ型变星后主序星动力学分析
astro-ph
12-25 00:00
本研究通过广义相对论磁流体动力学模拟,探究了初始矢量势配置($A_{\phi}$)与等离子体β值($\beta$ = 50, 100, 500)对磁化吸积流中吸积柱发展和喷流形成的影响。结果表明,极向磁场强度和等离子体磁化程度的变化,显著影响黑洞附近的磁通量积累以及吸积柱的生长,进而决定了喷流发射效率与吸积动力学行为。这为理解何种条件更易形成磁滞吸积盘或标准演化态提供了新见解。
黑洞喷流磁流体模拟吸积盘磁场拓扑等离子体β
astro-ph
12-25 00:00
本研究对黑洞X射线双星天鹅座X-1的NuSTAR和Suzaku观测数据进行了光谱再分析,比较了三种冕几何模型:无冕形状假设的截断幂律盘发射率模型、紧凑的灯柱冕模型以及受近期X射线偏振结果启发的扩展盘状冕模型。研究发现,盘状冕模型在统计拟合上与其它模型相当,但能得出更合理的物理结果,例如约$30^{\circ}$的较低内盘倾角。通过使用可变盘密度模型,测得盘密度为$n_{\rm e}\approx10^{20}\,\text{cm}^{-3}$。尽管扩展冕模型为黑洞自旋和盘状冕区域的内半径提供了更宽的参数空间,但这反映了模型的额外物理自由度。盘状冕模型仍是解释天鹅座X-1 X射线辐射的一个强有力的候选模型。
黑洞物理x射线双星冕几何光谱分析系统误差吸积盘
astro-ph
12-25 00:00
本研究基于BAT AGN光谱巡天(BASS)第三次近红外数据发布(DR3),对453个硬X射线选活动星系核(AGN)进行了分析。研究发现,近红外日冕线(如SiVI λ1.964)比光学[OIII]线能更可靠地示踪AGN光度,与硬X射线光度相关性更紧密(弥散度σ=0.25 dex)。研究还提出了一个改进的近红外诊断图(FeII λ1.257μm/Paβ 和 H₂ λ2.122μm/Brγ),能有效区分AGN、恒星形成和复合源。此外,热分子气体质量(由H₂ 2.121μm示踪)与X射线光度存在中等相关性,而热气体与冷气体质量比跨越四个数量级,平均值约为$3 \times 10^{-7}$,揭示了AGN反馈与恒星形成对分子气体激发过程的复杂影响。
活动星系核近红外光谱bass巡天气体动力学agn诊断分子气体
astro-ph
12-25 00:00
本研究通过Bifrost代码运行三维辐射磁流体动力学模拟,探究了太阳对流层驱动的通量抵消如何导致日冕通量绳的形成。模拟显示,在2.5小时内,剪切日冕拱上的自洽随机等离子体流通过滑移重联、U环浮现和厚光球系绳切割重联等多个独立事件,逐步形成了一个跨度达12Mm的通量绳。结果表明,通量绳可在仅由光球层对流和通量抵消驱动的条件下形成,但其过程比原始平滑通量抵消模型更为复杂。
太阳物理磁流体模拟通量绳日冕物质抛射磁重联通量抵消
astro-ph
12-25 00:00
本研究利用詹姆斯·韦伯太空望远镜、核光谱望远镜阵列和甚大阵,于2024年4月5日对银河系中心超大质量黑洞Sgr A*进行了首次同步的红外、X射线与射电观测。团队探测到一个强烈的X射线耀发(光度约$5.2 \times 10^{35}$ erg/s),与一个明亮的近红外耀发同时发生,并在约一小时后观测到射电波段的增亮。分析表明,X射线耀发最可能由近红外耀发辐射的逆康普顿散射产生。研究提出了一个类似于日冕物质抛射的动态物理模型:一个磁通量绳从黑洞内吸积流中被抛射,其下方延伸的电流片发生磁重联,产生方向相反的加速粒子流。向上运动的粒子产生被束增强的红外辐射,并被吸积流中的热电子逆康普顿散射为强X射线耀发;而向下远离吸积盘的相对论性电子进入磁场较弱的磁通量管,在随后的膨胀中经历绝热冷却,从而在更长的射电/亚毫米波段产生辐射。这一物理图像首次尝试统一解释Sgr A*在多个波段的变辐射起源。
超大质量黑洞多波段观测耀发机制磁重联逆康普顿散射银河系中心