天文简讯 7期

时间:2022-10-19 10:22:52

经过旷日持久的搜索,俄罗斯的一个爱好者团体认为他们已经找到了苏联的“火星”3号着陆器残骸。1971年,“火星”3号在着陆后数秒就陷入静默,它在巨大的托勒玫环形山中的准确位置也不清楚,该环形山位于南纬45度、西经158度。在Vitaliy Egorov领导下,该团体仔细梳理了NASA的“环火星巡逻者”(MRO)的HiRISE相机拍摄于2007年的图像,在火星表面发现了一些物体,似乎是该着陆器及其防热罩、制动火箭和降落伞。3月10日拍摄的一张后续图像支持了这一见解。

——J.Kelly Beatty

通过光谱观测,天文学家发现了可能最远的单颗恒星。利用可见光和紫外观测数据,大山阳一(“中央研究院”,中国台湾)和祝熹(UM-DAE基础科学研究中心,印度)准确定位了一颗5500万光年远的天体。它名为SDSS J122952.66+112227.8,是IC 3418星系的密集气体尾中的一个浅蓝色滴状天体。两位合作者在4月20日的《天体物理学》杂志上报道,它的各项光谱特征符合演化晚期的O型恒星。如果确实是一颗恒星,J1229将有可能帮助科学家理解特殊区域中的恒星形成现象,而多数恒星形成于星系内部平静、低温的分子云之中。

——Camille M.Carlisle

自2004年发现以来,99942号小行星“阿波菲斯”就一直令天体力学专家们忧心不已,因为它有可能与地球发生一场毁灭性的碰撞。近期的雷达观测显示,它与地球在2036年碰撞的可能性很小。但是它的轨道可能受到Yarkovsky效应的影响,这种效应是指吸收阳光的自转小天体将热量再辐射出去时会受到微弱但持久不绝的推力。进一步的分析减轻了有关的忧虑:“阿波菲斯”是狭长的和歪斜的,这种形状特征可将Yarkovsky效应的影响降到最低。2036年碰撞的几率已经不复存在,2068年碰撞的几率也只剩下了0.0002%。

———J.Kelly Beatty

对于多旋臂的絮状旋涡星系的混乱程度是如何增长的,天文学家的理解又进了一步。Elena D’Onghia(威斯康辛大学麦迪逊校区)及其同事通过计算机模拟,追踪了拥有1亿颗恒星的星系盘的演化,并在后来加入了一些分子云。该团队在3月20日的《天体物理学》杂志上报道,这些分子云的存在触发了形成不规则旋臂的聚集过程,而且与以前的想法相反,这些旋臂通过促使更多旋臂形成而维系了自身的稳定存在,甚至在气体云消失后也不受影响。这一结果可以解释所谓絮状旋涡星系的不明显旋臂。

——Camille M.Carlisle

通过对银河系的混乱核心区的毫米波观测,科学家发现在离银河系中央特大质量黑洞仅仅2光年的地方,也有恒星形成过程的迹象。特大黑洞的强大引力对其附近区域施加了毁灭性影响,因而对于黑洞周围的年轻恒星是原位形成的还是迁移至此的,天文学家一直很好奇。Farhad Yusef-Zadeh(美国西北大学)等人在4月20日的《天体物理学》上报道,他们在银心黑洞附近发现了11个二氧化硅团块,而这种物质通常出现在形成中的恒星周围温暖稠密的环境中。但是快速运动的气体云之间的碰撞也可以使这些团块发光,而无须恒星参与。如果有原恒星隐藏于其中,那么就意味着正常的恒星形成过程可以在黑洞附近进行。

——Monica Young

出现了一种新型的伽马暴。NASA的“雨燕”卫星发现了三个持续30分钟至数小时的事件,它们与长伽马暴不同,后者只能持续数秒至数分钟。由于其持续时间及光变曲线所呈现的一些独特特征,Andrew Levan(英国华威大学)及其团队将它们称作“超长伽马暴”。与长暴一样,超长暴也可能是大质量恒星死亡、黑洞诞生时所产生的喷流,但超长暴或许来自那些体积极大的恒星。黑洞吸噬恒星也是一种可能的原因。

——Monica Young

矮星爆炸的新型超新星

天文学家发现了一种新型超新星,在这种爆发中,恒星有可能从爆炸中幸存。Ryan Foley(哈佛-史密松天体物理中心)及其团队收集了25颗新旧超新星的观测数据,它们看起来与Ia型超新星一样,但并不完全相同。Ia型超新星是白矮星从伴星身上抢夺大量物质而最终爆发。

这25颗超新星有十多种不同于普通Ia型超新星的特性,使其自成一类,其中包括较低的峰值亮度、较低的抛出物速度。Foley等人称这些超新星为Iax型。

这些超新星也是白矮星深层的高热核反应的结果。但是热核反应未能摧毁整个星体,而只是抛射出了平均约为太阳质量一半的物质,其中包括热核反应的余烬。白矮星的一部分星体经常能够从这种爆燃过程中幸存下来。

在即将出版的《天体物理学》杂志上,该团队估计这种新型超新星的数量约为普通Ia型的三分之一。不过,由于它们未能摧毁整个星体,又是否配得上“超新星”的头衔呢?Foley表示:“我的意见是,(1)这种天体中的一部分实际上完整地摧毁了前身星,(2)除了留下残余恒星的可能性,在各个方面Iax型都更像超新星,而非新星。或许我们需要一个新的名词。‘特强新星’怎么样?”

最古老最孤独的超新星

昵称“威尔逊星”的一颗Ia型超新星的年龄超过100亿年,是已发现的同类超新星中最古老、最遥远的。威尔逊星的红移量为1.9,是目前基于超新星的宇宙距离标尺上的最远点。

威尔逊星的正式名称是SN UDS10Wil,由CANDELS+CLASH超新星搜索计划发现。发现它的团队用美国总统来为自己的发现命名;这一颗属于伍德罗·威尔逊。

相关成果发表于5月10日的《天体物理学》杂志上,论文的联合作者David Jones及其同事认为,在早期宇宙中类似威尔逊星的超新星死亡事件,对于这种大规模爆炸现象的起源而言是一个重要线索。Ia型超新星是大质量白矮星的爆炸,但它是通过吸收膨胀的年老伴星的物质而增长以至爆发的,还是与另一颗白矮星碰撞并合而爆发的,天文学家并未达成一致。这两种图景似乎都有观测证据的支持。

恒星吸食模型可以迅速并稳定地产生超新星。因此,假如大多数Ia型超新星是以这种方式产生的,那么几乎在早期宇宙开始大量制造恒星的同一时期,超新星产量曲线也会稳步上升——这意味着在威尔逊星的时代,应当出现大量超新星。

但假如白矮星并合模型才是真的,宇宙的超新星产量曲线应当在绕转轨道最密近的双星系统开始碰撞的时期突然开始上扬。这种突然性意味着,在早期宇宙中,超新星的数量会突然剧增,而周围却有大量恒星正在形成之中。这就是威尔逊星的孤立处境所蕴涵的深刻意义。

寻找神秘的暗物质

4月,一支在明尼苏达州的矿井中工作的国际团队宣布,他们探测到了3个被硅板中的原子散射出的暗物质粒子。三个这样的事件不能确定一项发现:这项探测的统计学确定性只有3Σ(这个科学术语表示“很可能,但尚未彻底确定”)。

但是,“冷暗物质搜索合作项目”(CDMS)的结果仍然令科学家们激动不已。这些类似信号和CDMS的新结果都指出,粒子质量约为10千兆电子伏特。这就将这种粒子的质量置于大质量弱相互作用粒子(WIMP)的预期质量范围的低端。WIMP是目前最有希望的暗物质候选者。

Hooper指出,显而易见,与两星期前宣布的另一个实验结果相比,这一质量值至多只是前者的百分之一。那项研究利用搭载于国际空间站上的阿尔法磁谱仪(AMS)测量了正电子的出超,这种出超可能是暗物质粒子相撞并湮灭的副产品。

CDMS实验是在Soudan地下实验室进行的,距离地面约半英里(约800米)。它的第二代实验计划CDMS II运行于2003年至2008年之间,利用低温冷冻的硅板和锗板堆垒成小塔,用于探测通过的暗物质粒子。如果有暗物质粒子从其中高速穿过,就不时地会与探测器的原子相撞,使原子反弹并释放出热量。由于硅原子比锗原子的质量小,所以前者就会比后者更多地与击中它们的质量较低的粒子相反应。Rob Agnese(佛罗里达大学)及其同事对该实验的11个硅探测器中的8个进行了分析。他们的研究结果将刊登在《物理评论通讯》杂志上。

CDMS II测定的粒子质量是8.6千兆电子伏特,与费米伽马射线空间望远镜所获的暗弱的伽马射线背景相比,两个结果基本一致。这种伽马射线背景可能来自于暗物质粒子的湮灭。在“费米”的观测结果和暗物质粒子的预期值之间存在显著的一致性,但是这种信号也有可能来自于毫秒脉冲星。

那么,怎样才能“发现”暗物质呢?对矮星系的伽马射线探测可能将有所助益。矮星系中含有大量的暗物质,而其中的毫秒脉冲星却可能并不多。CDMS的下次重复实验的结果,以及其它地基实验,例如南达科他州的LUX实验的结果,可能也都会有所帮助。

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