astro-ph
02-23 00:00
针对搜寻地外文明计划(SETI)六十年来未获成功,一种常见解释是搜索范围高度不完整。本研究采用贝叶斯推断框架,评估了在过去65年(自首次SETI实验起)存在 $n \ge 1$ 次未被检测到的技术信号接触的可能性。分析表明,若要在地球数百光年范围内实现技术信号的高可探测性,需要 $n$ 值大到不切实际,甚至可能超过该范围内的宜居行星数量。更保守的估计仅当发射源紧密聚集在地球附近,或银河系内的技术文明数量近期突然激增时才成立。这一矛盾对于短寿命的技术信号(无论是戴森球式的全向信号还是定向通信尝试)更为突出。研究暗示,如果银河系内确实存在未被发现的过往接触,最佳的探测前景可能在于将搜索范围扩展至数千光年之外。
搜寻地外文明技术信号贝叶斯推断可探测性银河系地外文明
astro-ph
02-23 00:00
本研究通过一项盲测模拟数据挑战,评估了三种公开的引力波数据分析流程(ICAROGW、CHIMERA、pymcpop-gw)在第三代探测器(如爱因斯坦望远镜)时代的可扩展性与鲁棒性。模拟了ET一年内可观测的约10^4个高质量双黑洞并合事件。研究发现,借助GPU加速,这些流程可在可控时间内处理ET预期数据量,并能一致地恢复宇宙学和群体参数。在平坦ΛCDM模型下,利用约12,000个高信噪比事件,可在红移z~1.5处将哈勃参数H(z)的测量精度提升至2.4%,并在0.7<z<1.8范围内平均精度达到2.8%,对应H_0和Ω_{m,0}的联合约束精度分别约为10%和26%。研究还识别出对约束宇宙学参数贡献最大的事件类型。
引力波宇宙学谱警报法第三代探测器参数估计盲测挑战宇宙学模拟
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用覆盖完整太阳周期的AMS-02时间分辨通量数据,系统分析了太阳调制对宇宙线传播模型的影响。通过拟合对流主导和再加速主导两种银河传播模型,结合三种太阳调制方案(标准力场近似、带刚性破缺的扩展力场模型、HelMod日球层传播代码),发现力场近似在太阳活动低年能较好描述正电核子,但在高年及对所有反质子均失效。再加速模型中,太阳调制与低能传播参数存在强简并,导致简单调制模型产生非物理解。研究指出当前太阳调制建模的局限性导致本地星际谱和传播参数存在10-15%的系统误差,显著限制了宇宙线研究的精度。未来覆盖22年完整太阳周期的时间分辨测量对降低这些不确定性至关重要。
宇宙线传播太阳调制系统误差ams-02数据日球层物理反质子探测
astro-ph
02-23 00:00
本研究基于六年HARPS-N太阳数据,训练神经网络以抑制恒星活动对系外行星径向速度测量的干扰。在传统白光互相关函数基础上,额外引入了色散互相关函数、谱线形状指标、光谱活动指标及总太阳辐照度等参数。结果表明,部分参数(如无符号磁通量、总太阳辐照度及其时间导数、S指数等)能显著提升模型性能,将测试集的径向速度散射从147.1 cm/s降至93.3 cm/s,接近超米粒组织噪声水平。研究指出,寻找有效的(超)米粒组织示踪参数对进一步抑制噪声、探测类地行星至关重要。
系外行星探测径向速度法深度学习恒星活动抑制神经网络天文数据处理
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用名为TITANS的18组直接N体模拟,探讨了年轻大质量星团中重复恒星碰撞对形成中等质量黑洞种子的作用。模拟发现,重复碰撞仅在密度极高($\rho_{\rm h}>500\,\rm M_\odot\,pc^{-3}$)、弛豫时间短的星团中有效。尽管快速的质量分层使大质量恒星沉入中心并合并,但碰撞链通常由原初双星合并触发,且大多仅涉及两次碰撞。模拟中仅形成三颗质量超过$330\,\rm M_\odot$的极超巨星,且其氦核均处于(脉动)对不稳定性区间,无法成为可行的黑洞种子。结果表明,对于典型本地宇宙的年轻星团,恒星碰撞链在产生质量超过$140\,\rm M_\odot$的中等质量黑洞方面效率低下。
中等质量黑洞恒星碰撞年轻星团n体模拟对不稳定性
astro-ph
02-23 00:00
本研究探索了惰性中微子作为keV质量暗物质候选者的产生机制,重点关注早期宇宙中通过活跃中微子自相互作用产生惰性中微子的过程。研究采用自洽方法处理惰性中微子的自由流效应和活跃中微子自相互作用对结构形成的影响,这导致线性物质功率谱产生独特的尺度依赖性修正。结合宇宙微波背景辐射和Lyα森林观测数据(包括基于有效场论的全形状似然函数和PRIYA模拟压缩似然函数),研究者对该场景设定了迄今最严格的观测约束,其严格程度可与最严格的实验室约束相媲美。
惰性中微子暗物质中微子自相互作用lyα森林宇宙学约束结构形成
astro-ph
02-23 00:00
本研究基于CALIFA巡天的231个近邻星系,整合了三种互补的分类方案(哈勃形态、基于主成分分析的圆周速度曲线分类、基于Hα谱线等值宽度图的恒星形成抑制分类),系统分析了恒星形成率与恒星质量平面的星系分布。研究发现,晚型旋涡星系主导蓝云,早型旋涡星系占据绿谷,椭圆与透镜星系位于红序。星系结构、引力势与恒星形成抑制之间存在紧密关联,为理解星系演化路径提供了新证据。
星系演化恒星形成率星系分类积分场光谱引力势形态-物理关联
astro-ph
02-23 00:00
本文介绍了dfcosmic,一个基于PyTorch和C++的L.A.Cosmic算法直接Python移植版本,用于高效去除天文图像中的宇宙射线、热像素和非高斯噪声。该工具专为MOTHRA阵列设计,该阵列预计每15分钟产生超过1000幅大画幅CMOS图像。相比之前的Python实现,dfcosmic在CPU和GPU上均实现了至少20%的速度提升,显著提高了大规模天文图像处理效率。
天文图像处理宇宙射线去除pytorch加速算法移植高性能计算
astro-ph
02-23 00:00
针对地月空间三体动力学环境,传统高斯轨道确定方法失效。本研究提出一种新的概率框架,首先通过多组连续地面观测的动力学拟合,生成一个粒子云形式的初始状态概率估计。随后,应用粒子高斯混合滤波器,有效降低状态估计的不确定性。该方法为地月空间短期与长期目标跟踪提供了最小化假设的解决方案,并在多种典型轨迹上验证了其优于传统滤波框架的性能。
轨道确定地月空间概率方法粒子滤波三体问题空间态势感知
astro-ph
02-23 00:00
本研究首次通过相对论磁流体动力学模拟,揭示了磁星表面剪切如何驱动巨耀斑爆发。模拟捕捉到磁重联加热等离子体、喷射相对论性热等离子体,并在磁层内部形成热火球的过程。研究发现,赤道电流片中的磁重联产生的高温尾随流出,为观测到的巨耀斑初始尖峰提供能量,而残留的热分层火球则解释了后续脉动衰减的尾部辐射。这为理解磁星巨耀斑的能量学提供了一个自洽的物理框架。
磁星巨耀斑磁流体动力学模拟磁重联火球形成高能天体物理
astro-ph
02-23 00:00
本研究通过三维流体动力学模拟,探讨了丝状结构内星核形成间距小于线性扰动理论预测值的观测现象。研究发现,当核心质量增长到其引力势不再由丝状结构的柱状势主导,而是由Bonnor-Ebert球体的球状势主导时,非线性演化开始。核心坍缩的触发机制并非丝状流体静力平衡的丧失,而是Bonnor-Ebert球体自身静力平衡的丧失。由于核心嵌于丝状结构中,其最大质量由丝状结构内部压力决定,这导致了一个恒定的线质量坍缩阈值。因此,在丝状结构形成过程中,作为大线质量扰动形成的核心,即使其间距小于线性理论预测,也可能直接进入坍缩。这一非线性机制成功解释了理论与观测之间的差异。
恒星形成丝状结构bonnor-ebert球体流体动力学模拟非线性演化引力坍缩
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵对 SQuIGGLE 巡天中9个红移约0.7的富气体后星暴星系进行了 CO(5-4) 谱线观测,结合已有 CO(2-1) 数据,探测到其中8个目标的 CO(5-4) 发射。研究发现,大多数星系具有中等的 CO 激发水平,其激发比 $r_{52} \equiv L'_{\rm CO(5-4)}/L'_{\rm CO(2-1)} \approx 0.1-0.3$。这些系统的 $r_{52}$ 值与恒星形成率或其面密度之间没有明显关联,所有星系均表现出 $\Sigma_{\mathrm{SFR}} \sim 0.01-1\ \text{M}_\odot\ \text{yr}^{-1}\ \text{kpc}^{-2}$ 的紧凑、适度的恒星形成活动。结果表明,这些星系在经历星暴后,其剩余气体中的恒星形成效率受到相对抑制,而非存在强烈的隐匿星暴活动。
后星暴星系分子气体恒星形成星系演化co谱线
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用JWST的NIRSpec和NIRCam数据,对23个红移z~3.5的大质量静止星系进行了分析。通过钠双吸收线(NaI D)探测到其中57%的星系存在中性气体外流,30%的外流速度超过150 km/s。研究推算出了质量外流率,并发现最极端的外流率高达$\log(\dot M_{\rm out} / \mathrm{M_\odot \, yr}^{-1})=2.68\pm0.27$。关键结论是,这些外流气体很可能无法完全逃离宿主星系,而是在较短时间尺度(约3-180 Myr)内被循环利用。这表明在早期宇宙中,反馈调节的“淬灭-维持”过程,而非永久性气体移除,可能是大质量星系停止恒星形成的主要机制。
星系演化气体外流jwst观测反馈机制中性气体高红移星系
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用Keck II/KPIC的高分辨率L波段(2.91–3.85 μm)光谱观测暖海王星GJ 436 b。KPIC的单模光纤馈入将天空背景降低了100倍,显著提升了灵敏度,并首次以3-4倍信噪比通过互相关方法探测到该行星。与近期JWST及低分辨率光谱结果不同,本次检索分析更支持大气中存在H₂O及可能的CH₄分子发射特征,且连续谱通量远高于基于其约670 K平衡温度的预期。这表明GJ 436 b高层大气中可能存在由雾霾层上方热反转导致的平流层结构。该工作展示了L波段高分辨率光谱在表征比热木星更小、更冷系外行星方面的潜力。
系外行星大气高分辨率光谱热反转分子发射暖海王星kpic观测
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用太阳轨道器搭载的极紫外成像仪获取的超高分辨率数据,结合光谱观测与磁流体动力学模拟,首次揭示了日冕中皮克耀斑喷流(picoflare jets)的精细结构与起源。研究发现,这些微小的喷流普遍呈现明亮的尖顶与暗色喷发成分共存的形态,其动能比先前报道的喷流低2-3个数量级。暗色成分与来自色球层的冷物质涌流在形态上完全对应,表明低层大气中的磁通量浮现和磁重联过程可能同时产生亮暗耦合结构,为皮克耀斑喷流的产生提供了物理机制。这一成果为理解日冕加热和太阳风加速的小尺度过程提供了新的观测约束。
太阳物理日冕加热磁重联太阳喷流太阳轨道器数值模拟
astro-ph
02-23 00:00
本研究对43个拥有超过十年观测数据的食双白矮星系统进行了全面分析,以探究其食变时(ETV)的起源。通过ULTRACAM等高精度测光设备获取的长期数据,研究发现食变时水平在伴星越过完全对流边界后存在明显差异:伴星为部分辐射层的系统普遍表现出更高的变化水平。尽管部分系统可能受未知行星影响,但分析结果强烈支持Applegate或Lanza机制(即伴星内部磁活动驱动轨道周期变化)是大多数系统中观测到时变的主要驱动力。然而,该机制仍无法完全解释绝大多数系统中观测到的巨大且快速的时变,因为伴星无法在如此短时标内提供足够能量。
白矮星双星食变时轨道周期变化伴星活动天体物理机制测光观测
astro-ph
02-23 00:00
本研究提出了一种基于改进Radon变换的新方法,用于自动识别哈勃望远镜ACS/WFC成像数据中的卫星轨迹等线性伪影。该方法对平均亮度显著低于背景噪声的特征具有高灵敏度,且在多数情况下能有效抵抗恒星、星系等明亮天体源的干扰。与人工识别结果对比,其轨迹恢复率达85%,误检率(剔除易过滤的衍射尖峰后)仅为2.5%。通过对2002-2022年数据的分析发现,科学数据中卫星轨迹污染频率在过去二十年增加了约一倍,但典型轨迹亮度未呈现明显的系统性演化趋势。该算法已集成至\texttt{acstools}软件包中。
天文图像处理卫星轨迹识别radon变换哈勃望远镜伪影检测数据污染
astro-ph
02-23 00:00
本研究介绍了第九版光谱双星轨道星表(SB9)的最新状态,该星表汇编了近4000个光谱双星系统的轨道参数。通过与Gaia DR3数据进行严格交叉匹配,更新了天体测量参数,并与Gaia非单星星表(NSS)进行了比较。结果显示,两个星表共有827个共同源,其中655个在轨道周期和偏心率上高度一致(差异<10%)。重叠有限(占SB9的20-30%)主要源于NSS的观测选择、亮度限制和时间基线差异。该工作标志着SB9将升级为扩展版光谱双星星表(SBX),采用现代关系数据库和改进的Web界面,以提升数据质量和可访问性,为双星研究提供基准样本。
光谱双星星表交叉验证gaia dr3轨道参数天体测量数据库升级
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用贝叶斯推断方法,对大熊座III/U1这一潜在的超暗弱矮星系(UFD)的成员星运动学进行分析,以探测其内部是否存在显著的自转信号。通过比较无自转模型与自转模型,发现无自转模型更受数据支持(优势比约5-12倍)。研究计算了该天体的旋转质量下限及对应的质量光度比下限,结果为 $734.4^{+339.0}_{-176.2} \mathrm{M_\odot} / \mathrm{L_\odot}$。结论表明,大熊座III/U1的性质仍不明确,可能是UFD,也可能是自引力束缚的星团,但无论哪种情况,其结构都不太可能由旋转压力支撑。
贝叶斯推断超暗弱矮星系运动学分析质量光度比天体自转大熊座iii
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用卡尔·G·扬斯基甚大阵的宽带L波段观测数据,对英仙座分子云进行了全面的射电偏振巡天。巡天覆盖约13.8平方度,平均斯托克斯I灵敏度达约80微央/波束,探测到1410个致密射电源,并构建了包含位置、积分流量密度及跨9个谱窗测量的谱指数等属性的星表。通过RM合成与RM CLEAN技术,在8σ阈值以上探测到205个偏振背景源,采样密度达约14.8个/平方度,较以往基于NVSS的测量提升了一个数量级以上。由此得到的旋转量在巡天区域内呈现相干的大尺度变化,并叠加有小尺度结构。观测的灵敏度、频率覆盖和采样密度的提升,显著改进了对英仙座分子云视线方向磁场分量的测绘。
射电偏振分子云磁场旋转测量甚大阵观测英仙座分子云射电源表
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用凯克宇宙网成像仪观测了富含球状星团且富含气体的超弥散星系MATLAS-42,测量其红移为$V_{\rm R, \star}=2433\pm8$ km s$^{-1}$,确认其属于NGC 502星系群并拥有HI气体储层。分析发现该星系质量加权年龄仅为$3.2^{+2.6}_{-1.5}$ Gyr,金属丰度较低($[M/H]=-1.19^{+0.42}_{-0.30}$ dex),表明其近期仍有恒星形成活动。这一发现挑战了传统认为富含球状星团的超弥散星系均通过“失败星系”路径形成的观点,表明MATLAS-42可能经历了恒星形成的“复苏”。
超弥散星系球状星团星系形成恒星形成历史星系演化观测天文学
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用JWST对1233个红移5<z<14的星系进行光谱分析,结合Gini、M20和不对称性参数,从静止光学扰动中识别合并事件。研究发现,形态合并比例f_m在z=0至z~8范围内未显著演化,主要大合并比例约5%,大+小合并比例约13%。经观测时间尺度校正后,合并率在z=1至7间急剧上升超过1个数量级,大合并率在5<z<10时平均约2次合并/星系/十亿年。SED建模显示,z>5的合并事件虽对恒星形成率有显著影响(比非合并星系高1.7倍),但对星系质量增长的贡献仅为5%-10%,表明合并主要通过短暂爆发式恒星形成触发新星形成。
星系合并早期宇宙jwst观测形态参数恒星形成红移演化
astro-ph
02-23 00:00
本研究利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)的单天线观测数据,结合其他仪器,对波长0.3-10毫米范围内的太阳黑子亮度温度进行建模。研究基于现有的1D半经验ATLCW太阳黑子模型,通过引入一个适用于所有高度的恒定因子来修改模型的密度和温度参数。采用最小二乘法对观测值进行密度和温度拟合,从而获得改进的太阳黑子亮度温度模型。观测表明,太阳黑子在波长小于2毫米时比宁静太阳(QS)暗,而在更长波长时更亮。拟合结果显示,最佳拟合模型的太阳黑子密度比原始ATLCW模型低3.6-4.0倍,但比QS高1.4-1.8倍;温度则比原始预测高约1.2倍,但比QS温度低1.2倍。然而,即使优化了参数,模型与观测之间仍存在差异,表明ATLCW模型及其建模假设需要进一步改进。
太阳黑子alma观测亮度温度半经验模型太阳物理
astro-ph
02-23 00:00
研究分析了活跃M矮星AD Leo在2022-2023年的光谱偏振数据,结合2019-2023年的五个磁图,利用Zeeman-Doppler成像重建其大尺度磁场,并使用空间天气代码SWMF模拟了三维阿尔芬波驱动的恒星风。结果表明,AD Leo的磁场并未发生预期的极性反转,而是恢复为更简单的、高度轴对称的极向偶极场结构,平均大尺度场强增强。模拟发现其恒星质量损失率平均比太阳高一个数量级,且其宜居带位于阿尔芬表面之外,这意味着拥有足够磁场强度(>0.34 G)的宜居带行星可能被有效屏蔽恒星风,免受大气侵蚀。
恒星磁场m矮星空间天气宜居带恒星风磁图重建