astro-ph
01-14 00:00
本研究结合强引力透镜与弱引力透镜数据，对星系团中的暗物质子结构进行了高精度测绘。研究发现，子晕的质量函数和潮汐截断半径与冷暗物质（CDM）模型预测一致，但其内部密度轮廓和径向分布与CDM存在显著矛盾。特别是子晕核心产生的星系-星系强透镜事件发生率比CDM预测高出近一个数量级，其内部密度轮廓在$r \lesssim 0.01\,R_{200}$尺度内陡峭至$\gamma \gtrsim 2.5$，这与核心坍缩的自相互作用暗物质（SIDM）模型相符。这些结果挑战了纯碰撞无相互作用的CDM模型，并支持CDM与SIDM混合或新暗物质理论的探索。
引力透镜冷暗物质星系团子结构自相互作用暗物质宇宙学
astro-ph
01-14 00:00
本研究引入一个有效框架来模拟恒星形成的爆发性，并联合拟合星系紫外光度函数、成团性和Hα/UV比值。基于z~4-6的观测数据，首次提供了坚实的经验证据，表明早期宇宙中寄宿于更低质量暗晕的星系具有更强的爆发性。研究发现，对于典型暗晕质量M_h = 10^11 M⊙的星系，恒星形成率存在约0.6 dex的变率；而对于M_h ≤ 10^9 M⊙的小质量暗晕，爆发性增长至≥1 dex。将这种质量依赖的爆发性外推至高红移，可以很好地复现观测到的紫外光度函数，甚至到z~17，这可能缓解JWST前后星系形成模型之间的张力。
宇宙黎明恒星形成爆发性星系形成暗晕质量紫外光度函数jwst
astro-ph
01-14 00:00
本研究提出了一种基于变换信息（TI）的天体图像对称性量化识别流程。TI通过计算图像与其经过旋转或反射变换后的版本在重叠区域上的Kullback-Leibler散度，来衡量图像在几何变换下的自相似性。通过扫描旋转角度和反射轴，TI曲线的局部极小值点可识别出对称操作。该方法在行星状星云中成功识别出与形态分类一致的双极或多极瓣轴，在超新星遗迹中则识别出与突起、边缘及子结构相关的轴。研究还引入了基于二元轮廓的阈值化变体以强调全局形态，并利用极小值点的“显著性-宽度”评分量化对称性，成功将Ia型和核坍缩型超新星遗迹样本区分开来。TI为非参数化、可重复的对称性识别、分类及群体研究提供了一个新框架。
天体图像分析对称性量化变换信息行星状星云超新星遗迹形态分类
astro-ph
01-14 00:00
研究通过三维广义相对论磁流体动力学模拟，结合M0中微子输运，揭示了毫秒原磁星在诞生后数秒内即可驱动相对论性喷流的机制。模拟发现，对于自转周期P=1 ms的快速旋转模型，离心力显著增强了赤道区域的物质损失，产生稠密的亚相对论性外流（~0.1c）。这股赤道风自然地约束并准直了来自高纬度、重子负载较轻的外流，从而形成结构化的双极喷流，其极轴区域的磁化率高达~30-100，足以在更大尺度上达到~100的体洛伦兹因子。这一能量在超相对论性极向流与亚相对论性赤道流之间的角向分层，与观测到的经束流修正后的伽马暴能量和超新星/千新星抛射物之间的分配基本一致。
原磁星相对论喷流伽马暴磁流体模拟中微子加热中子星
astro-ph
01-14 00:00
研究团队首次在无吸积盘的高磁化白矮星 1RXS J052832.5+283824 周围发现了一个持续存在的弓形激波。该白矮星磁场强度高达 $B \sim 42-45 \, \text{MG}$，属于激变变星中的极光型。观测排除了由伴星风、吸积盘风或热核爆炸等已知机制驱动该激波的可能性。能量学模型表明，维持激波所需的功率远超系统的吸积能量输出，这揭示了一种此前未被认识的、可能与磁活动相关的强大能量损失机制，可能对双星系统的长期演化产生重要影响。
白矮星弓形激波磁化吸积双星演化能量机制
astro-ph
01-14 00:00
本研究模拟了太阳系穿越巨大星际冷云时，地球大气中宇宙成因同位素铍-10（$^{10}$Be）的生成过程。当冷云压缩日球层至地球轨道以内时，地球将暴露于增强的银河宇宙射线和日球层起源的MeV能量粒子中，导致$^{10}$Be产量显著增加。模型分析表明，若地球在压缩的日球层内停留约100年，该事件可通过海洋沉积物中的$^{10}$Be测量被探测到；而对于尺度达秒差距至数十秒差距（穿越时间0.1-1百万年）的冷云，则可能在铁锰结壳记录中留下可识别的信号。
宇宙成因核素日球层物理星际介质古气候示踪地球辐射环境
astro-ph
01-14 00:00
Wisdom-Holman（WH）积分器是行星系统长期N体模拟中广泛使用的辛算子分裂方法。研究发现，采用民主日心坐标（DHC）进行哈密顿量分裂时，若使用典型数天步长，会抑制水星轨道的混沌不稳定性。这是由于DHC分裂引入了一种依赖于偏心率的虚假数值进动。虽然将步长缩短至约0.6天可使DHC方法收敛到正确结果，但雅可比坐标在轨道偏心率适中时，能在更长的步长下保持可靠，因此当最内层行星可能达到高偏心率时，雅可比坐标是更优选择。
数值模拟轨道稳定性辛积分器太阳系动力学坐标选择
astro-ph
01-14 00:00
本研究通过WIYN 3.5米望远镜的高分辨率光谱，测量了IC 5070和IC 348星团中153颗T Tauri星（TTSs）的投影自转速度（v sin i）。结合已有数据，研究发现：1）拥有原行星盘（Class II）的恒星自转速度普遍慢于无盘（Class III）恒星，支持盘-星相互作用减缓自转的理论；2）IC 348星团中存在较多慢速旋转的Class III星，可能源于近期刚失去原行星盘；3）双星系统中的恒星倾向于更快自转，但统计显著性不高。此外，结合自转周期估算的恒星半径与恒星演化模型对比表明，考虑星斑覆盖的模型能更好地解释观测半径，并与已知年龄估计相符。
恒星自转t tauri星原行星盘双星系统恒星演化星团观测
astro-ph
01-14 00:00
研究提出，银河系中心分子云环（半径约100秒差距）内，质量超过10^4太阳质量的恒星黑洞团簇，可在数百万年内吸积等量气体。气体吸积改变了团簇内部动力学，并可能促使其在引力作用下坍缩形成中质量黑洞。基于对银河系中心分子区观测条件和恒星形成历史的分析，该研究认为最近观测到的中质量黑洞候选体位置，与约10亿年前星暴期形成的黑洞团簇演化路径相符。
中质量黑洞黑洞团簇气体吸积银河系中心分子云环星暴演化
astro-ph
01-14 00:00
本研究首次对银河系中心驱动的大尺度多相外流风中的分子气体进行了系统性搜寻。利用APEX望远镜在19个已知高速中性氢云区域观测12CO(2-1)谱线，在16个HI云中探测到超过200个CO团块。这些团块半径1-3秒差距，速度弥散1-6 km/s，质量从数倍到数百倍太阳质量。它们位于正常分子云质量-尺寸关系的低质量端，但偏离了质量（或尺寸）-线宽关系，湍动更强、内部压力更高。约90%团块引力未束缚（维里参数>>10-100），表明正被瓦解或由周围热介质外部压力束缚。分子气体未在距银心投影距离超过1 kpc的HI云中探测到，暗示外流风中分子气体解离的最大时标约为3百万年。观测支持热风从银盘裹挟冷气体云、通过剥离、湍动和解离逐步将其从分子态转化为原子态最终电离态的场景。
银河系中心分子云星系外流co观测星际介质多相气体
astro-ph
01-14 00:00
本研究利用 MUSEQuBES 巡天数据，通过贝叶斯框架分析了红移约 3.3 的莱曼α发射体（LAEs）周围 75 个吸收体的物理性质。结果显示，样本中位密度为 $\log\,(n_{\rm H}/{\rm cm^{-3}})=-2.7\pm0.7$，中位金属丰度为 $[{\rm M/H}] = -1.6^{+1.2}_{-0.9}$。有趣的是，高柱密度（$\log\, N(\rm HI)/{\rm cm^{-2}} \gtrsim 16.5$）的吸收体呈现出双峰金属丰度分布，峰值分别位于 $[{\rm M/H}] = -3.8\pm 0.2$ 和 $-1.8\pm 0.6$。前者可能来自宇宙网的原始流入气体，后者则可能源于未被莱曼α探测到的暗弱星系的金属富集外流。研究未发现吸收体金属丰度或密度与宿主星系性质（如红移、星暴率、莱曼α光度等）存在显著相关性，但近距离吸收体间存在约 1 dex 的金属丰度变化，表明 LAEs 周围介质存在显著的物理和化学不均匀性。
星系际介质莱曼α发射体金属丰度贝叶斯分析高红移宇宙气体吸积
astro-ph
01-14 00:00
本研究通过大规模数值模拟（BIFROST代码），探索了在不同星团密度（$4\times10^3$ 至 $4\times10^6 M_\odot$ pc$^{-2}$）和金属丰度（$0.01 Z_\odot$ 至 $1.0 Z_\odot$）条件下，通过恒星碰撞形成中等质量黑洞（IMBH）的过程。研究发现，高金属丰度（$Z \gtrsim 0.2 Z_\odot$）下的强恒星风会抑制IMBH形成，而低密度（$\Sigma_\mathrm{h} \lesssim 3\times10^4 M_\odot$ pc$^{-2}$）则因碰撞率不足而无法形成。研究给出了IMBH质量与星团参数的经验公式，并估算了宇宙学形成率，峰值出现在红移$z\sim2$-$4$，挑战了所有本地IMBH均为早期超大质量黑洞“失败种子”的观点。
中等质量黑洞恒星碰撞星团动力学金属丰度数值模拟宇宙学形成率
astro-ph
01-14 00:00
本研究首次提出利用伽马射线暴（GRB）的X射线吸收光谱，探测其周围1-100 pc范围内、因极高电离而无法用光学手段观测的气体环境。通过分析伽马射线暴电离通量在气体中留下的独特时空电离结构，并应用于 extit{XMM-Newton} EPIC-pn观测的7个明亮GRB X射线余辉光谱样本，研究团队独立定量地估算了电离吸收体的密度（$\log(n) \sim 2-4$）和距离（5-100 pc）。该方法成功地将这些长暴的吸收介质定位在密度-尺度图上由恒星形成区占据的区域，从而将GRB的宿主环境与宇宙中其他引力束缚天体区分开来。
伽马射线暴x射线吸收光谱恒星形成区电离气体宿主环境天文观测
astro-ph
01-14 00:00
研究团队发布了Sahyadri宇宙学N体模拟套件，旨在支持下一代光谱巡天对低红移宇宙的精确研究。该套件围绕普朗克2018年约束系统性地改变了六个宇宙学参数，并采用种子匹配的初始条件以计算宇宙学参数导数。每个模拟在边长为$200\,h^{-1}$ Mpc的周期盒中演化$2048^3$个粒子，在基准宇宙学下粒子质量为$m_{\rm{p}} = 8.1 \times 10^{7}\,h^{-1}\,M_{\odot}$。其分辨率可稳健识别低至$M_{\rm min} = 3.2 \times 10^{9}$ $h^{-1}$ $M_\odot$的暗物质晕，比AbacusSummit套件提升约25倍，比Quijote和Aemulus套件高两个数量级以上。估计约40%的DESI BGS星系（约160万个）位于Sahyadri可解析但现有变参数模拟套件无法触及的晕中。研究展示了其在物质功率谱、晕质量函数及超越两点统计（如Voronoi体积函数和$k^{\rm th}$最近邻统计）方面的测量能力，与理论预测高度一致，并对$\Omega_{\rm m}$变化表现出显著敏感性。通过定制压缩方案，存储需求降低约3倍，同时保持亚百分级的成团精度。关键数据产品将公开提供。
宇宙学模拟n体模拟暗物质晕低红移宇宙功率谱desi巡天
astro-ph
01-14 00:00
本研究报道了ATLAS J1013-4516的发现，这是一个轨道周期仅为8.56分钟的食双星系统，正在进行物质转移。通过多波段观测确认其拥有氦主导的吸积盘，并测量到轨道周期变化率 $\dot{P} = -1.60 \pm 0.07 \times 10^{-12} \, \text{s/s}$。该变化率揭示了引力波辐射导致的角动量损失与物质转移之间的平衡，直接探测了供星对质量损失的结构响应。研究预测该系统在未来空间引力波观测站（如LISA）的信噪比超过20，将成为研究物质转移状态下长期轨道演化的强有力候选源。
双星系统引力波源物质转移轨道演化白矮星
astro-ph
01-14 00:00
本研究分析了伽马射线暴（GRB）内禀持续时间（$T_{int}$）的分布，确认了与坍缩星（collapsar）前身星相关的分布平台特征，但发现该平台仅存在于红移 $z > 2$ 的高红移暴样本中，低红移样本则没有。这表明低红移GRB群体中存在大量非坍缩星起源的贡献。研究还发现，平台特征仅存在于光谱较软的高红移GRB中，而低红移的软GRB则无此特征，暗示低红移存在一类重要的光谱软的非坍缩星前身星。最后，利用平台结束时间对前身星的密度轮廓和半径进行了约束，表明坍缩星的最大尺寸约为太阳半径的十分之几。
伽马射线暴前身星红移演化内禀持续时间坍缩星天体物理
astro-ph
01-14 00:00
本研究通过线性扰动分析，探讨了在外部引力势与流体自引力共同作用下，非旋转天体物理流体的局部引力不稳定性。研究覆盖了背景介质存在压强与密度梯度的流体静力学平衡和向引力势阱下落两种稳态构型。结果表明，在这两种情况下，不稳定性判据均为经典的金斯判据，并未因外部引力场的存在而发生改变。研究发现，流体静力学平衡下的线性局部扰动总是引力稳定的，而下落气体则可能满足引力不稳定条件，即使在存在风等非引力力的情况下也是如此。这表明金斯判据在调节落入星系引力势阱的气体流或壳层中团块与星团的形成，以及在更小尺度上分子云坍缩过程中的气体碎裂方面，可能扮演着重要角色。
金斯不稳定性引力不稳定性天体物理流体线性扰动分析气体下落分子云碎裂
astro-ph
01-14 00:00
本研究利用CAVITY巡天的积分视场光谱数据，分析了位于宇宙空洞中的两个星系三重奏（CAVITY5273X和VGS31）的形态、恒星种群及动力学性质。通过FADO代码进行全光谱拟合，并结合形态学分析，发现两个三重奏演化路径迥异：CAVITY5273X包含一个已淬灭的大质量星系及其活跃星系核，而VGS31所有成员均以年轻恒星和近期恒星形成为主。五个星系在过去20亿年内经历了快速的恒星质量增长，其不对称形态和潮汐特征表明相互作用仍在持续。研究证实，即使在宇宙最稀疏的环境中，局域相互作用也能显著驱动星系演化。
宇宙空洞星系相互作用恒星种群积分视场光谱星系演化形态学
astro-ph
01-14 00:00
本研究利用JWST对四个低光度活动星系核（AGN）进行了红外光谱分析。研究发现，与高光度AGN相比，低光度AGN在电离气体、多环芳烃（PAH）和分子氢（H$_2$）的发射上表现出显著差异：其高电离势谱线较弱，快辐射激波（$v_{\rm s} \sim 100\,\text{km}\,\text{s}^{-1}$）是电离气体的主要激发源；核区PAH分子中大型分子（$N_{\rm C} \gtrsim 200$）比例更高，反映了AGN反馈对较小PAH分子的优先破坏；H$_2$跃迁未完全热化，可能由喷流驱动的慢分子激波（$v_{\rm s} \leq 10\,\text{km}\,\text{s}^{-1}$）额外激发。这些结果表明反馈效应在低光度与高光度AGN中均存在，但其影响随光度变化，PAH谱带比可作为区分不同反馈模式（动能模式与辐射模式）的诊断工具。
活动星系核jwst光谱反馈效应多环芳烃分子氢激波激发
astro-ph
01-14 00:00
本研究提出了一种名为LIRA-Ising的三步贝叶斯统计方法，用于精确估计低表面亮度天文图像中不规则形状X射线源的边界。该方法首先利用LIRA算法重建源强度后验分布，再通过Ising模型将具有相似强度的像素聚合为连贯的背景和源区域，最终基于最可能的像素聚合确定边界。模拟验证后，该方法被成功应用于钱德拉X射线天文台对高红移类星体PKS J1421-0643和0730+257的观测图像分析，揭示了前者喷流的均匀X射线亮度及后者喷流的结节状结构。
x射线天文学贝叶斯统计图像处理形态学分析源检测钱德拉望远镜
astro-ph
01-14 00:00
本研究对155个新近熄灭火椭圆星系及其前身与后裔星系进行了多波段分析，重点关注其中性氢含量与恒星形成特性。研究发现，这些星系并未因气体耗尽而停止恒星形成，其气体质量分数仍高达17%以上。研究识别出一个关键的暗晕质量阈值（$\log M_{\text{halo}} = 12.1 M_{\odot}$），该阈值与理论模型中冷模式向热模式气体吸积的转变点一致，并决定了星系不同的演化路径。研究提出了两种可能的快速熄火演化路径，强调了气体吸积模式、反馈机制与环境因素的相互作用。
星系演化熄火机制中性氢暗晕质量活动星系核数值模拟
astro-ph
01-14 00:00
本研究利用流形学习方法，为活动星系核（AGN）的多波段光变曲线构建了数据驱动的低维表示。通过整合ZTF、Pan-STARRS、Gaia和WISE/NEOWISE的观测数据，研究团队发现，在未使用类别标签进行训练的情况下，学习到的流形结构能够将变选AGN组织到低维空间的连贯区域中，区分“开启”与“关闭”状态的变脸AGN，并将潮汐瓦解事件置于不同区域。流形坐标与关键的光谱及宿主星系性质（如恒星质量、[OIII]光度、D$_n$(4000)）相关，表明无需显式物理建模，仅通过数据驱动的方式整合多波段光变数据，即可恢复与独立物理诊断量的关联。
活动星系核流形学习光变曲线多波段观测数据驱动低维表示
astro-ph
01-14 00:00
本研究利用钱德拉、XMM-牛顿和Swift/XRT的存档数据，在NGC 4631星系中新发现两个瞬变超亮X射线源（X-6和X-7），在NGC 1097星系中发现一个新瞬变源ULX-3。通过光谱拟合（吸收幂律和diskbb模型）和变异性分析，发现NGC 4631 X-6的X射线光度与温度满足 $L_X \propto T^4$ 关系，为其由标准吸积盘供能的恒星级黑洞提供了强有力证据。光学与近红外数据揭示了可能的供体星候选体，其中ULX-3的近红外光谱能量分布与温度约3300 K的黑体辐射一致，对应半径约200太阳半径的红超巨星。
超亮x射线源恒星级黑洞x射线天文学星系观测吸积盘瞬变源
astro-ph
01-14 00:00
本研究通过高分辨率数值模拟发现，来自不同类型超新星（Ia型和II型）及渐近巨星支（AGB）恒星的金属元素，在星系风中被携带出星系的效率存在显著差异，变化幅度可达约0.3 dex。这种“差异金属负载”现象意味着，不同核合成源产生的元素（如铁、α元素等）从星系中流失的比例不同，且这种差异随星系环境（如气体面密度、金属丰度）而变化。这一发现对基于元素丰度诊断星系形成历史（如恒星形成时标、初始质量函数）的传统方法提出了挑战。
星系风金属负载核合成化学演化数值模拟元素丰度