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01-12 00:00
研究发现,现有的一维恒星模型无法准确再现超冷M矮星TRAPPIST-1的光谱。模型预测在0.99$\mu$m处应有强烈的FeH吸收带,但观测中该特征很弱。通过使用MPS-ATLAS生成不同范德华展宽强度的合成光谱,发现最小展宽假设能最好地匹配观测到的FeH谱线轮廓和水带间的伪连续谱形状。这表明适用于类太阳恒星的展宽方案对低质量恒星无效,必须重新评估冷恒星大气中分子谱线的压力展宽处理。改进展宽模型将提高M矮星光谱模型的准确性,从而更可靠地确定其恒星性质及其行星的大气组成。
m矮星光谱模型压力展宽恒星大气trappist-1分子谱线
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01-12 00:00
针对大质量恒星(>20M$_{\odot}$)死亡后是形成超新星还是直接坍缩为黑洞(失败超新星)的争议,本研究利用JWST、SMA和Chandra对候选体M31-2014-DS1进行了多波段观测。JWST数据显示,该源在光学爆发十年后仍存在明亮的红外辐射,其光谱能量分布(SED)符合被尘埃包裹的恒星特征。未探测到X射线辐射,排除了黑洞吸积供能的可能性。研究发现,该源被非对称的星周尘埃严重遮挡,导致其真实光度可能被低估。这些发现对失败超新星模型提出了挑战,并暗示恒星合并可能是另一种合理解释。
失败超新星大质量恒星尘埃包裹jwst观测黑洞形成恒星演化
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01-12 00:00
本研究提出了一种构建多流体多组分等离子体引力分层的新数值方法,旨在同时满足电离平衡与流体静力平衡。该方法假设在无高频外力驱动时,流体间碰撞相互作用足以耦合所有组分,电离度可通过统计平衡计算或从现有大气模型提取。利用设计的简单数值积分程序,可构建出在初始状态下无物理扰动和数值不稳定的分层结构。结果显示,该方法构建的分层能在多组分等离子体中实现流体静力平衡,且在过渡区出现无净速度的流体解耦现象,为研究太阳大气特定动力学过程提供了不受初始非平衡影响的可靠初始模型。
等离子体分层多流体模型电离平衡太阳大气数值方法流体静力平衡
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01-12 00:00
本研究利用高分辨率宇宙学模拟,揭示了在红移 $z > 7$ 的早期宇宙中,超致密、大质量星团可以在星系盘之外的星系周环境中形成。这些星团通过气体纤维的碎裂快速形成,其恒星表面密度可超过 $10^{5} M_{\odot} \, \text{pc}^{-2}$,与JWST在透镜星系弧中观测到的致密星团特征一致。如此极端的密度环境是触发恒星碰撞并形成中等质量黑洞种子的关键前提,为理解早期星团、现今球状星团及大质量黑洞种子之间的演化联系提供了新途径。
星系周介质致密星团早期宇宙jwst中等质量黑洞宇宙学模拟
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01-12 00:00
针对当前光谱巡天流量校准存在1-3%系统误差的瓶颈,本研究筛选出29颗明亮的“无特征”白矮星。这些恒星在整个光学至近红外波段的光谱能量分布近乎理想黑体,可作为高精度标准光源。基于此样本,研究团队系统评估了Gaia、SDSS、PanSTARRS等多个大型巡天数据的系统不确定性和星等偏移,为即将投入运行的极大望远镜(ELTs)以及Rubin、Euclid、Roman等空间观测站的巡天数据校准提供了关键基准。所有标准星数据已集成至PypeIt数据处理管线。
流量校准白矮星标准光源极大望远镜光谱巡天系统误差
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01-12 00:00
本研究利用扩展盒模型,量化分析了在帕克螺旋磁场背景下,太阳风膨胀对三种理想磁流体力学(MHD)本征模式色散特性的影响。通过线性化MHD-EBM方程,推导了本征频率、磁压缩率以及快慢磁声波中平行电场与垂直磁场比值随日心距离变化的解析表达式。研究发现,磁压缩率随距离增加而增大,这一趋势在纳入膨胀效应后与实地观测数据更为吻合,并自然解释了在0.3-1 AU范围内观测到的从阿尔芬波到压缩波动的转变。此外,快慢磁声波在电磁/压缩平衡的演化上呈现相反行为。结果表明,太阳风膨胀在内日球层波动动力学演化中,对能量在压缩模式与横向波动间的再分配起着关键作用。
太阳风物理磁流体力学帕克螺旋波动色散扩展盒模型日球层
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01-12 00:00
本研究利用赫歇尔望远镜获取的柱密度图,结合中性氢和年轻恒星体数据,分析了天鹅座-X分子云及其四个子区域的柱密度概率分布函数。研究发现其N-PDF呈现对数正态分布加幂律尾的形状,揭示了湍流与引力共同塑造密度结构的物理过程。证据表明,幂律段随时间推移而变平,其转折点柱密度可作为每个分子云特有且稳定的恒星形成阈值。这些结果不仅阐明了天鹅座-X的物理状态,也强调了N-PDF作为一种统计诊断工具的价值,它是评估分子云演化阶段和恒星形成阈值的有效指标。
分子云柱密度分布恒星形成湍流引力相互作用天体物理统计赫歇尔望远镜
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01-12 00:00
研究发现,I型超亮超新星(SLSNe)光谱的多样性主要源于其达到最大亮度时的抛射物温度差异,而非爆炸或前身星的根本不同。通过分析PTF12dam等超新星,论文指出光变曲线上升时间的差异(可能由抛射质量不同导致)自然地解释了为何具有更宽光变曲线的SLSNe通常具有更弱的O II吸收线、最大光后更低的光球层速度以及更慢的速度演化。研究还表明,已知SLSNe群体的速度分布支持一个相对平坦的抛射物密度轮廓,这与中央引擎膨胀的热泡模型一致。
超亮超新星光谱多样性光变曲线抛射物温度中央引擎模型天体物理
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01-12 00:00
本研究利用贝叶斯建模方法,综合分析了仙女座星系(M31)内、外区域的球状星团(GCs)的运动学特征。通过按金属丰度和与子结构关联性划分亚群,研究发现低金属丰度GCs及与子结构相关的GCs表现出更快且方向独特的共同旋转,而高金属丰度GCs的旋转则与M31恒星盘方向一致。这些显著的动力学差异支持了不同亚群的GCs是在不同时期被吸积到M31的观点,为理解星系的复杂组装历史提供了新线索。
球状星团贝叶斯推断星系动力学金属丰度星系吸积m31
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01-12 00:00
本研究为“宜居世界天文台”(HWO)的未来直接成像任务提供关键数据支持。通过对NASA ExEP暂定HWO目标星表中的80颗恒星进行新的和归档的光学散斑成像观测,研究团队评估了这些潜在目标星的恒星伴星情况。研究确认了先前由盖亚卫星发现的一颗候选伴星,并对另一颗已知伴星进行了模糊探测。通过模拟低至约0.1太阳质量的伴星,研究发现当前散斑成像技术能探测到75%-85%的模拟伴星,其余过暗或过近的伴星需借助光谱测量和空间技术进行后续观测。这项工作为HWO最终目标星的选择和任务设计决策提供了重要依据。
系外行星宜居世界天文台散斑成像恒星伴星直接成像目标筛选
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01-12 00:00
本研究开发了核化原子级晶粒生长模拟器(NAGGS),用于模拟纳米尘埃颗粒通过单体在核化种子上逐步吸积的生长过程。该工具可与开源分子动力学代码结合,模拟不同化学成分、在不同天体物理条件下生长的尘埃颗粒。研究团队生成了40个直径约3.5纳米、包含约1500个原子的纳米硅酸盐颗粒模型,分析了其形态、表面积、密度和偶极矩等性质与颗粒尺寸、化学成分及生长温度的关系。研究发现,表面粗糙度取决于生长过程中的Mg:Si比例,而纳米硅酸盐具有极高的偶极矩,且与生长温度相关。这些发现对天体化学和微波辐射等领域具有重要意义。
尘埃模拟纳米颗粒分子动力学天体化学硅酸盐
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01-12 00:00
本研究构建了名为BEST的测光标准星数据库,包含超过2亿颗恒星,精度优于10毫星等,覆盖超过200个测光波段。相比传统标准星,其数量提升1000倍,波段覆盖扩大近40倍,并实现了全天区覆盖。基于该标准,研究团队已将多个巡天数据校准至毫星等精度,并建立了Pan-STARRS系统的完整天区恒星分布。该数据库有望为大规模巡天实现毫星等乃至更高精度的测光校准奠定基础。
测光校准标准星天文数据库巡天观测数据精度
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01-12 00:00
本研究利用ASKAP、Parkes、DSA和FAST望远镜探测到的98个高银纬快速射电暴(FRB)及其32个红移数据,首次通过FRB群体参数拟合方法,约束了银河系晕对色散量(DM)的贡献。研究团队采用各向同性晕模型,测得DM$_{\rm MW,halo} = 68^{+27}_{-24} \, \text{pc/cm}^3$,与文献中其他结果一致。相比以往仅使用少数低DM FRB的方法,本研究利用大量视线方向的数据,更能代表银河系晕的真实平均贡献,并指出个别FRB的极端数据仍可能对结果产生显著影响。
快速射电暴银河系晕色散量射电天文学宇宙学探针
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01-12 00:00
星系图像建模是研究星系形成与演化的关键,但常用工具GALFIT的输入准备与结果分析流程复杂。GALFITools是一个Python库,旨在自动化并简化GALFIT的整个工作流。它能够自动生成图像掩膜、估计天空背景、建模望远镜点扩散函数(PSF),并从GALFIT输出中提取物理参数。该工具使星系图像建模过程更具可重复性、易用性和可扩展性,降低了研究人员和学生的使用门槛。
星系建模python工具图像处理天文软件工作流自动化
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01-12 00:00
本研究利用ALMA阵列对原恒星IRAS 04166+2706的外流进行了高分辨率CO(2-1)观测。研究发现,其高速气体(EHV)成分以一系列弧状凝聚体形式存在,横跨整个锥形外流瓣并与慢速气体壁相连,表明两者存在物理联系。位置-速度图显示指状延伸结构,表明部分高速气体因与周围低速外流相互作用而减速。研究者开发了一个弹道模型,成功模拟了这些结构,支持高速气体在短时间内横向喷射并将部分动量传递给周围剪切流的解释。这表明高速气体可能在加速慢速气体成分中扮演关键角色,且类似过程可能普遍存在于其他恒星形成系统中。
原恒星外流分子喷流alma观测气体动力学恒星形成
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01-12 00:00
本研究通过建立包含热气体相($T \gg 10^6$ K)与嵌入冷云($T \sim 5000$ K)的多相流出半解析模型,结合贝叶斯推断,成功解释了银河系中心附近观测到的高速中性氢(HI)云。模型表明,由中央分子区恒星形成驱动的超新星风,通过冲压阻力与高速物质吸积(源于湍流混合与冷却),能够加速冷云至观测速度,并再现其空间分布与质量。同时,相互作用也导致冷云逐渐瓦解,小云在到达约2 kpc高度时可能损失超过70%的初始质量。
银河系风多相流出超新星反馈中性氢云半解析模型贝叶斯推断
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01-12 00:00
本研究通过整合物理驱动的活动星系核(AGN)光谱能量分布(SED)模型与前沿观测数据,重新评估了AGN对宇宙再电离的贡献。研究发现,采用更复杂的AGN SED模型可使其预测的电离光子输出增加3~4倍,从而将AGN在维持再电离过程中的作用提升至约20%,远超先前估计。纳入大量暗弱AGN会进一步放大此贡献。该结论在广泛的吸积率和电离光子逃逸分数范围内保持稳健,表明AGN在宇宙再电离中扮演了更为重要且先前被低估的角色。
宇宙再电离活动星系核光谱能量分布电离光子天体物理
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01-12 00:00
本综述系统总结了黑洞和中子星吸积盘产生的大尺度外流风(吸积盘风)的观测特性。早期理论预言了其存在,但直到21世纪初才被确认为X射线双星中普遍甚至无处不在的特征。过去二十年间,研究已扩展至X射线、紫外、光学和近红外等多波段观测。文章分别探讨了低电离和高电离风,将其视为更广泛现象的一部分,并结合当前理论模型进行阐释,重点讨论了其与盘大气的紧密联系、对吸积过程的影响,以及在包含射电喷流和不同吸积流态的更广泛框架中的作用。
吸积盘风x射线双星天体物理外流多波段观测黑洞吸积理论模型
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01-12 00:00
广义相对论在强场环境下已得到精确验证,但其在宇宙学尺度上的有效性仍是未解之谜。本文指出,下一代大规模巡天项目将能探测到超大的线性尺度,其中多普勒效应、引力红移、引力透镜放大及势能演化等相对论效应会在星系分布中留下独特印记。通过分析高红移莱曼断裂星系的多示踪功率谱和单示踪双谱,有望在2040年代首次实现对宇宙大尺度结构中相对论效应的稳健测量,从而为检验广义相对论及其替代理论开辟新窗口。
广义相对论检验宇宙大尺度结构相对论效应星系巡天引力红移功率谱分析
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01-12 00:00
本文提出利用下一代光谱巡天设备(如MegaMapper和WFST)进行高红移宇宙剪切测量的科学构想。通过采用新颖的“运动学透镜”技术,可在红移2至5的范围内获取剪切星表。研究表明,即使采用非常保守的假设,运动学透镜在此高红移区间的信噪比平均是当前弱透镜巡天(如Euclid、LSST)预期的两倍,更是上一代巡天(如DES、KiDS)的数倍。这将使宇宙学家能够在前所未有的宇宙体积内进行星系成团性与宇宙剪切的联合分析,深入探测物质主导时代直至暗能量主导开始时期的结构增长,为揭示宇宙加速膨胀之谜提供独特机遇。
宇宙学弱引力透镜高红移巡天光谱观测结构增长暗能量
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01-12 00:00
研究团队利用安装在夏威夷莫纳克亚山斯巴鲁望远镜圆顶上的公开YouTube直播相机,首次成功探测到预测于2021年出现的“干旱”流星雨(IAU#1130 ARD)。该相机具备70°×40°的宽视场和高灵敏度,可观测暗于6等的恒星。通过公民科学家的目视检查和后续的自动检测验证,确认在预测辐射点附近出现的流星数量比前后几天增加了六倍以上(~9σ)。观测时间位于预测峰值后4-5小时,提供了活动尚未衰减的清晰数据。此次北半球的光学观测极为有限且独特。模拟追溯母体彗星15P/Finlay的尘埃轨迹表明,探测到的流星可能源于2008年或2014年释放的尘埃,两者均需要较高的喷射速度。结合彗星活动记录,研究认为此次在夏威夷探测到的流星雨尘埃源更可能来自2014年爆发期间喷射的高速尘埃(~67 m s⁻¹)。
流星雨观测公民科学彗星尘埃夏威夷莫纳克亚自动检测天体物理学
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01-12 00:00
宇宙线能谱在约4 PeV处存在一个“膝区”,其陡峭化现象可能源于银河系整体特征,也可能是邻近少数强大加速源的局部贡献。本研究通过模拟宇宙线在银河系磁场和星际介质中的传播,发现这两种解释对应着PeV质子加速器不同的诞生率,并取决于附近是否存在强大源。与宇宙线和伽马射线观测对比表明,局部膝区模型的最佳解释是距离约1千秒差距、年龄在0.1-1百万年范围内的源,天鹅座茧状星云是极具潜力的候选者。
宇宙线膝区pevatron银河系宇宙线粒子加速天体物理模拟天鹅座星云
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01-12 00:00
本研究利用SDO/HMI约14.5年的日震学数据,首次系统揭示了太阳赤道罗斯比波在内部不同深度下的结构倾斜与演化特征。通过分析径向涡度的球谐系数,发现波的相位随深度增加而超前,呈现稳定的逆太阳自转方向倾斜,且倾斜结构在太阳活动周中保持稳定。波的交叉功率则与太阳活动周呈正相关。这一发现与行星大气及磁流体动力学模拟结果类似,对理解太阳内部角动量和能量传输机制具有重要意义。
日震学罗斯比波太阳内部动力学深度依赖结构倾斜太阳活动周
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01-12 00:00
本研究通过耦合大气化学、气候和长期碳循环的数值模型,模拟了围绕类太阳恒星运行的无生命类地行星的大气成分。研究发现,大气中CO₂、CO和CH₄含量通常随轨道距离增加而增加。在宜居带外缘附近的行星可能发生“CO失控”——一种由OH自由基严重消耗驱动的光化学不稳定性,该阈值强烈依赖于恒星光谱类型,在更冷、质量更小的恒星周围最易触发。相反,作为生命前有机化学关键前体的甲醛(H₂CO)的大气生成,则在围绕质量更大、紫外辐射更强的恒星运行的行星上达到峰值,且最大值出现在CO失控阈值内侧的轨道距离。这为解读未来光谱观测和评估此类行星维持生命前化学的潜力提供了新框架。
系外行星大气碳化学宜居带光化学模型生命前化学恒星效应