astro-ph
01-27 00:00
本研究探讨了基于Magueijo-Smolin双狭义相对论(DSR)框架下、具有不变紫外能量(形变)尺度的相对论性费米气体的热力学性质。在低温近简并区,通过索末菲展开推导热力学量;在高温区,数值计算表明系统回归标准相对论理想气体行为。应用低温物态方程分析致密天体:氦白矮星性质强烈依赖于形变尺度,而重元素白矮星受影响较小;对于中子星,修正的物态方程导致其半径更小、质量更低。结果表明,可通过天体物理观测检验修正的相对论理论。
双狭义相对论费米气体物态方程白矮星中子星形变尺度
astro-ph
01-27 00:00
本研究分析了星际彗星3I/ATLAS在离开太阳系过程中,不同非引力加速度模型对其轨迹的影响。基于NASA JPL Horizons更新的CO₂升华模型($g(r)= 1/r^2$),并结合使用Find_Orb软件推导的对称与非对称H₂O升华模型,计算了彗星接近木星时的近木点距离,并与早期结果进行了对比。
星际彗星非引力加速度轨道动力学彗星模型太阳系天体
astro-ph
01-27 00:00
该研究提出利用河外星系行星状星云(xPNe)作为探针,通过测量其氧和氩的元素丰度,结合运动学和空间分布信息,来追溯附近星系的化学演化和并合历史。xPNe能揭示星系中古老恒星成分的化学印记,探测超过100亿年前的恒星形成活动。借助新一代高分辨率、高灵敏度的观测设备,该方法可将银河考古学的研究范围扩展到本地宇宙中最古老的恒星聚集体,为理解星系在宇宙膨胀背景下的形成与演化提供关键线索。
星系演化行星状星云化学丰度银河考古学近场宇宙学元素丰度
astro-ph
01-27 00:00
本研究首次将Misner-Sharp形式引入自相互作用暗物质(SIDM)晕的坍缩模型,突破了传统流体静力平衡与非相对论性假设的限制。模型在早期长平均自由程(LMFP)阶段与标准模型一致,但在晚期短平均自由程(SMFP)阶段,强烈的向外热流驱动外层包络快速膨胀,剥离核心质量并显著延缓坍缩。相对论性处理使模拟能够追踪到视界形成的最终阶段,结果显示形成的种子黑洞质量仅为晕质量的约$3\times10^{-8}$倍,表明需要额外的机制(如重子效应)才能解释早期宇宙中观测到的超大质量黑洞。
暗物质晕坍缩种子黑洞相对论天体物理数值模拟早期宇宙天体
astro-ph
01-27 00:00
本研究提出了一种改进的半解析模型,用于预测自相互作用暗物质(SIDM)晕的密度分布,并利用SPARC星系旋转曲线约束自散射截面。模型在等温金斯方法基础上,引入了速度依赖截面、经验性核心坍缩处理以及增强的求解鲁棒性。研究发现,约1/6的星系同时存在核心增长和核心坍缩解,其余星系则呈现单一演化状态。联合约束显示参数空间呈L型简并:低截面常数模型($\sigma_0\sim2\,{\rm cm}^2$/g,$\omega\gtrsim500\,$km/s)与强速度依赖模型($\sigma_0\sim100\,{\rm cm}^2$/g,$\omega\sim60\,$km/s)均可行。若采用核心增长解释,最佳拟合值为$\sigma_0\simeq5\,{\rm cm}^2$/g和$\omega\simeq250\,$km/s。与冷暗物质模型相比,SIDM在解释矮星系多样性方面展现出独特优势,且不影响星系-晕标度关系。
暗物质自相互作用星系动力学等温金斯模型速度依赖截面旋转曲线半解析模型
astro-ph
01-27 00:00
本研究利用ΛCDM宇宙学模型模拟本地星系群及其周围环境,发现要解释观测到的平静哈勃流,暗物质质量必须在10 Mpc尺度内强烈集中在平面上,形成上下深空、密度向外递增的结构。这种扁平几何结构与邻近星系分布已知结构一致,使本地星系群动力学质量估计与周围速度场相协调,证明了标准宇宙学模型的内部一致性。
暗物质分布本地星系群λcdm模拟哈勃流宇宙学模型星系动力学
astro-ph
01-27 00:00
分离食双星(DEBS)是目前获取恒星基本参数最精确的观测对象,对约束恒星结构与演化模型至关重要。当前高精度样本以短周期系统为主(如盖亚DR3中90%周期<5天),而长周期系统因成员星相互作用最小,更接近单星状态,是检验理论的理想实验室。未来十年,需要配备阶梯光栅光谱仪的2-8米级望远镜,对大量远距离目标进行高分辨率、高频次光谱监测,以系统研究长周期DEBS,从而深化对恒星物理过程的理解。
食双星恒星演化天体物理光谱观测长周期恒星参数
astro-ph
01-27 00:00
本研究探索了结合光谱红移与多波段(约35个滤光片)光度红移数据,以提升机器学习模型对更广泛星系类型的适用性。通过使用复合数据集训练和迁移学习两种方法,并比较确定性神经网络(NN)与贝叶斯神经网络(BNN)的性能,研究发现:在红移范围$0.3<z<1.5$内,基于复合数据集训练的NN模型,其预测偏差降低了4.5倍,散射减少了1.1倍,异常值率降低了1.4倍。同时,BNN能提供可靠的不确定性估计,但对不同真值数据敏感。该工作为欧几里得和LSST等巡天项目开发了能更准确预测更广泛星系红移的模型。
光度红移机器学习不确定性量化星系巡天神经网络数据融合
astro-ph
01-27 00:00
研究团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的COSMOS-Web巡天数据,绘制了一幅覆盖0.77×0.70平方度天区的超高分辨率弱引力透镜质量分布图。通过测量每平方角分129个星系的形状,达到了$1.00 \pm 0.01$角分的角分辨率,比此前哈勃望远镜的同类地图分辨率高出两倍以上。该地图揭示了暗物质与发光物质在宇宙丝状结构、星系团及低密度区域中的共同演化,并追踪了直至红移$z \sim 2$(包括一个$z \sim 1.1$的遥远结构)的质量分布,为检验暗物质本质及大尺度结构形成理论提供了高精度基准。
暗物质弱引力透镜詹姆斯·韦伯望远镜宇宙大尺度结构高分辨率成像星系演化
astro-ph
01-27 00:00
本文综述了快速中子俘获(r-)过程的研究进展。首先通过扣除慢中子俘获(s-)过程的贡献,确定了太阳系中的r-过程元素丰度模式。文章回顾了基于远离稳定线的核物理、尝试重现太阳系r-过程丰度模式的“场所无关”历史方法。随后,探讨了r-过程可能的天体物理场所,包括对单个事件(如中子星并合)的观测,以及对早期银河系中r-过程有贡献的低金属丰度恒星的观测分析。最后,通过比较观测结果与模型预测,评估了我们目前识别特定天体物理场所及其在银河系演化中印记的能力。
r-过程中子俘获元素核合成天体物理场所银河系演化核天体物理
astro-ph
01-27 00:00
本研究对eROSITA发现的暂现源SRGt 062340.2-265751进行了光学光谱和测光观测,确认其为一颗新星状激变双星,并可能具有磁星特征。通过分析,研究人员发现了一个可能的轨道周期(3.645 ± 0.006小时)和一个白矮星自转周期(24.905 ± 0.065分钟)。光谱中观测到的HeII λ4686和Bowen混合发射线,以及测光数据中逐夜变化的多重周期性,表明该天体很可能属于VY Scl亚型。这些发现为理解此类磁激变双星的物理性质提供了新线索。
激变双星周期性分析光谱观测磁星系统天体物理
astro-ph
01-27 00:00
本研究通过分析NIHAO和FIRE-2模拟星系,揭示了恒星形成历史对暗物质密度分布的关键影响。研究发现,恒星形成的爆发性(burstiness)和持续时间是决定星系中心暗物质形成平坦核心(cored)还是陡峭尖峰(cuspy)的关键因素。具体而言,具有高于平均水平的爆发性恒星形成和更延后恒星质量聚集的星系,更倾向于形成核心暗物质分布。研究提出了基于再电离前后恒星质量比($M_{\star, \rm post}/M_{\star, \rm pre}$)的解析表达式,相比仅依赖恒星-晕质量比的方法,显著提高了对暗物质内区密度斜率($\gamma$)的预测精度。
暗物质分布恒星形成历史星系形成模拟密度轮廓星系演化数值宇宙学
astro-ph
01-27 00:00
本研究利用TESS卫星的全帧图像数据,在年轻(约350 Myr)、中等距离(470 pc)且成员星众多的疏散星团NGC 3532中,成功测量了885颗低质量恒星($\lesssim$1.2 M$_\odot$)的自转周期($P_{\rm rot}$)。尽管TESS的21$''$像素尺寸在密集星场中易导致信号污染,但通过结合Gaia数据并实施严格的质量筛选,研究团队不仅复现了69%的已知周期,还新增了706个$P_{\rm rot}$测量结果。这证明了在谨慎处理数据的前提下,TESS能够为拥挤星场中的恒星提供可靠的自转周期测量。
恒星自转tess卫星疏散星团光变曲线数据污染周期测量
astro-ph
01-27 00:00
本文提出了一种名为Tailed-Uniform的提案分布方法,用于改进基于模拟的推理(SBI)中的训练数据生成。传统方法在有限边界内均匀采样参数,而新方法通过平滑的高斯尾部将分布扩展到先验边界之外,从而消除了当后验分布与先验边界相交或超出时导致神经后验估计器失效的尖锐不连续性。该方法仅需极少超参数调优(尾部宽度设为先验宽度的10-30%),并在合成高斯线性任务和宇宙学参数推断(基于物质功率谱)中验证了其鲁棒性。实验表明,在各种训练集大小和参数空间维度下,使用Tailed-Uniform训练的模型在边界附近的表现均优于传统均匀采样模型,且这一优势在高维空间中更为显著。
模拟推理参数采样边界处理神经后验估计宇宙学参数推断鲁棒性
astro-ph
01-27 00:00
本研究通过分析8对投影类星体对和4对引力透镜类星体对的高分辨率光谱,测量了红移1.6-3.3(宇宙正午时期)CIV吸收系统的两点相关函数ξ(Δv, Δr)。在横跨亚千秒差距到数兆秒差距的尺度上,共探测并拟合了141个CIV系统(620个速度分量)。研究发现相关函数在Δr≈0.1 kpc处达到峰值,在≈5 kpc内持续下降,随后在≈500 kpc内保持平坦,之后再次下降。通过拟合投影横向相关函数,推断出两个相干尺度:r₁=654⁺¹⁰⁰₋₈₇ kpc(代表z≈2时CIV富集区域的大小)和r₂=4.70⁺¹.⁶⁰₋₁.₁₉ kpc(代表单个CIV承载“云”的尺度)。结果表明,CIV不仅是追踪星系际介质内部小尺度结构的良好示踪剂,也能反映宇宙正午时期星系的成团特性。
星系际介质civ吸收线两点相关函数宇宙正午类星体对高分辨率光谱
astro-ph
01-27 00:00
本研究利用JWST/NIRSpec光谱仪,首次对两个红移z~4-5的星系(CANDELS 8005和CANDELS 7986)进行了空间分辨的直接法金属丰度测量。通过探测其极光发射线,绘制了电子温度与直接氧丰度(12+log(O/H))的空间分布图,并首次基于直接法测量了高红移星系的径向金属丰度梯度。结果显示,CANDELS 8005的梯度为$-0.111^{+0.026}_{-0.025}$ dex/kpc,支持星系由内向外生长并受反馈调节的化学演化模型。
jwst观测星系化学丰度高红移星系直接法测丰度金属丰度梯度空间分辨光谱
astro-ph
01-27 00:00
本文报告了哈勃太空望远镜成像光谱仪(STIS)在第30观测周期(2022年11月至2023年11月)执行的19项校准项目。报告概述了各项目的目标、观测过程、分析方法和结果,并与先前周期的结果及预期精度进行了对比。多数校准项目旨在生成常规参考文件或验证现有参考文件的持续适用性,以保障STIS观测数据的准确处理。报告还简要评估了仪器当前性能,并附录中讨论了机载校准灯的状态以及修订多种STIS光谱与成像模式流量校准的重大工作进展。
哈勃望远镜仪器校准stis光谱仪天文观测
astro-ph
01-27 00:00
本研究通过高分辨率三维磁流体动力学模拟,结合合成尘埃偏振图,量化了银河系多相星际介质(ISM)中不同相态(暖中性介质WNM、不稳定介质UNM、冷中性介质CNM)的湍流、各向异性及密度-磁场对齐特性。研究发现,WNM和UNM表现出强烈的各向异性及紧密的对齐关系,而CNM则各向异性较弱。这些动力学差异体现在涨落的统计标度上,并直接影响了尘埃偏振的功率谱和EE/BB功率比。模拟结果成功复现了普朗克卫星观测到的偏振功率谱,并指出UNM尘埃的贡献谱指数与观测最为一致,其产生的EE/BB比值约为2,可能是主导偏振前景的主要成分。研究为改进CMB前景分离提供了150 GHz的预测。
星际介质尘埃偏振磁流体湍流宇宙微波背景多相介质功率谱
astro-ph
01-27 00:00
本研究通过三维流体动力学模拟,探讨了恒星飞掠事件对原行星盘中尘埃演化的影响,特别关注了弱耦合(St≫1)尘埃的动力学行为。研究发现,尘埃螺旋结构保持近乎恒定的模式速度,而气体螺旋则逐渐减速,两者在空间上存在偏移,促进了尘埃的局部聚集。低质量飞掠会抑制尘埃团块的形成,而等质量飞掠则能显著提高局部固体丰度,为尘埃聚集创造有利条件。这些发现对于理解行星形成的早期阶段具有重要意义。
原行星盘尘埃动力学恒星飞掠流体动力学模拟行星形成
astro-ph
01-27 00:00
本研究利用综合萨克斯-沃尔夫效应(ISW)与热苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应(tSZ)的交叉相关观测数据,对精质暗能量的三种动力学模型(解冻型、追踪型、标度冻结型)与标准ΛCDM宇宙学进行了约束比较。通过全面的似然分析,得到了关键宇宙学参数的最佳拟合值与置信区间,例如ΛCDM模型的 $\Omega_{\rm m} = 0.322^{+0.027}_{-0.030}$ 和 $\sigma_8 = 0.735^{+0.045}_{-0.035}$。分析表明,解冻型模型(采用指数势)在本研究中具有最低的 $\chi^2_{\rm min}$ 值。研究结果凸显了ISW-tSZ交叉相关作为探测暗能量动力学的有效工具,并指出未来需要更高精度的测量来区分精质模型与ΛCDM。
暗能量精质模型宇宙学参数isw效应tsz效应交叉相关
astro-ph
01-27 00:00
本研究利用升级后的巨型米波射电望远镜(uGMRT),在300-1460 MHz频段对脉冲星PSR B0329+54的单脉冲进行了高频率采样分析。研究发现,该脉冲星的流量谱在470 MHz附近存在反转。通过分析流量定标和闪烁校正后的单脉冲,发现所有频率组合下,最大相关性(>69%)均出现在中心成分的经度附近,而外部成分的相关性也超过46%。结果表明存在极强的跨频率相关性,且未检测到反相关性。观测结果支持脉冲星等离子体中相对论性电荷团块的曲率辐射模型,但如何同时重现相关曲线和光谱仍是一个开放挑战。
脉冲星射电天文单脉冲分析频率相关性曲率辐射ugmrt
astro-ph
01-27 00:00
韦斯特隆德1是银河系已知质量最大的年轻星团,其周围探测到能量高达80 TeV的扩展伽马射线源HESS J1646-458,表明该区域能有效加速宇宙线。本研究通过建立星团风与星际介质相互作用产生的超级气泡中终止激波加速宇宙线的模型,计算了强子宇宙线与周围气体非弹性碰撞产生的伽马射线通量和径向分布。结果表明,在合理参数下,该模型能很好地解释观测到的伽马射线能谱和空间分布,支持HESS J1646-458的辐射主要源于强子过程。
伽马射线天文学宇宙线起源年轻星团强子过程激波加速
astro-ph
01-27 00:00
本研究分析了63个红移z=0.7-2.7、尘埃消光E(B-V)=0.4-1.8的重度红化类星体(HRQs)的静止紫外至红外能谱分布(SED)。研究发现,超过82%的样本在红化的类星体连续谱基础上显示出紫外超量,形成“V型”SED。模型表明,这可由红化类星体成分与少量(平均约0.3%)非遮蔽散射光成分共同解释。近红外SED分析揭示HRQs与JWST发现的“小红点”(LRDs)类似,存在热尘埃(~1500 K)发射不足的现象,表明其可能处于活跃星系核(AGN)反馈将内环尘埃吹离的阶段。散射光比例与热尘埃发射呈弱正相关,与视线方向消光E(B-V)呈反相关,支持热尘埃作为散射介质,而消光主要来自宿主星系星际介质尺度的尘埃。
重度红化类星体能谱分布尘埃消光agn反馈jwst观测宇宙正午
astro-ph
01-27 00:00
研究团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的NIRSpec光谱仪,首次对邻近旋涡星系M81中心的超大质量黑洞进行了可靠的恒星动力学质量测量。通过分析中心$3''\times3''$区域的高分辨率二维运动学数据,并采用贝叶斯框架下的JAM模型,排除了尘埃遮蔽、轨道各向异性及恒星质量-光比等不确定性因素。最终测得黑洞质量为$M_{\rm BH} = (4.78^{+0.07}_{-0.10})\times10^7$ M$_{\odot}$,为黑洞-星系尺度关系提供了关键锚点。
超大质量黑洞jwst观测恒星动力学m81星系黑洞质量测量星系中心