天文发现论文发表

9月20日，天文学家发表了一篇论文，在距离地球2300万光年的M51星系中发现了第一颗河外行星。1992年天文学家发现了第一颗系外行星，自那以后的28年间，人类已经发现了4277颗系外行星，还有5000多颗等待确认。它们都有一个特点，那就是还处于银河系内。天文学家相信，宇宙中行星的存在是普遍的，银河系内有行星存在，别的星系肯定也存在着行星。但是一直以来，天文学家很难找到河外行星存在的证据。这并不是科学家的理论出了问题，而是目前用来搜寻系外行星的方法，对于其它星系来说基本没用，因为它们太遥远了。 搜寻系外行星有多种方法，但最主要的还是凌日法。当系外行星从地球和它的母恒星之间经过时，它会遮挡住部分光线，使它的母恒星的亮度稍微变暗，差不多变暗了百分之一到万分之一。但是这种亮度的细微变化人类肉眼是察觉不到的，需要使用精密的仪器进行测量。 事实上，凌日法的原理就和发生日食一样。当日食发生时，我们能明显感觉到光线的变化，并且知道月亮就在其中。只不过，系外行星亮度变化的观测靠的是仪器。开普勒太空望远镜使用的就是凌日法，它从2009年升空后就开始搜寻系外行星，并且已经找到了3000多颗，被形象地称为“行星猎手”。但是，对于遥远的星系来说，这种方法并不适用。对于一般的望远镜来说，它没有足够的分辨能力，把河外星系的每颗恒星分辨得清清楚楚。而那些有能力看清别的星系中恒星的大望远镜，也没有能力察觉到光线细微的变化。因此，凌日法对于现有望远镜来说，简直是强人所难。 虽然凌日法无法搜寻河外行星，但聪明的天文学家开发了一种与它类似的方法，这方法搜寻的不是可见光而是X射线。 这颗河外行星环绕着一个双星系统运行。这个双星系统由一颗恒星和一颗中子星组成，并且中子星吸收恒星的物质形成了一个吸积盘。我们知道，吸积盘中的物质相互摩擦会发出强烈的X射线。重点是，这个吸积盘的尺寸非常小，也就几十到上百公里，远比行星的直径要小。如果行星刚好运行到吸积盘和地球之间，那么吸积盘可以被完全遮挡，这时我们就会在X波段看到它完全暗了下来。天文学家这次观测到的就是这个现象，在长达20-30分钟的时间内，钱德拉X射线天文台观测到完全的黑暗。天文学家推测，这是一颗土星大小的行星。有一些人质疑，这颗天体难道不能是另一颗恒星吗？答案是不行的，因为这个双星系统太年轻，还无法演化出另一颗恒星。还有一些人质疑，这是吸积盘的周期性亮度变化，但是天文学家观测到所有光谱全部变暗，可以排除这种可能性。 这一发现令人着迷，因为这是首次探测到其它星系中的行星。相信在不久的将来，河外行星的探测会有更大的突破。

据介绍，舒新文教授研究小组在一个河外星系中发现了一对互相绕转的超大质量双黑洞吞噬恒星的罕见天文现象。这是天体物理学家迄今为止在正常星系中发现的第二例超大质量双黑洞绕转系统。该研究成果近日在线发表于国际顶级期刊《自然·通讯》（Nature Communications），主要合作者包括中科院国家天文台、中国科学技术大学、广州大学、上海天文台、中山大学以及北京大学的科研人员。 当今主流的星系等级成团理论预言宇宙中应存在大量的超大质量双黑洞系统。然而，即便是经过了30多年的研究，天文学家仅在少数几个活动的星系中找到了超大质量双黑洞。 由安徽师范大学舒新文教授领导的国内研究团队，以黑洞引力潮汐瓦解恒星事件为突破口，监测事件发生后X射线辐射的演化特性，最终成功发现迄今为止人类已知的第二例双黑洞引力潮汐撕裂恒星的罕见现象。该成果对于刻画正常星系中休眠双黑洞的分布、揭露星系增长和宇宙大尺度结构形成机制、检验现有的引力理论、以及为下一代引力波探测器提供有效波源等研究领域都具有重要意义。 黑洞是广义相对论预言的奇妙天体，具有独特的时空结构，存在视界面，即进入视界面的所有物质包括光线都无法逃脱并最终落入奇点。英国牛津大学彭罗斯教授因为黑洞奇点的理论研究成就获得2020年度诺贝尔物理学奖。 目前已知的黑洞大致分为两大类：第一类是大质量恒星死亡后遗留的产物，质量在几倍到几十倍太阳质量之间，称作恒星级黑洞；另一类质量为太阳的百万倍以上，称为超大质量黑洞，一般位于星系的核心。2015年人类首次探测到恒星级黑洞并合触发的引力波事件（2017年诺贝尔物理学奖），开启了引力波与电磁辐射相结合的多信使天体物理学研究时代。根据现有等级成团星系演化理论，宇宙中应存在大量的超大质量双黑洞系统。然而，即便是经过了30多年的研究，天文学家仅在少数几个活动的星系中找到了超大质量双黑洞。如何寻找和探测超大质量双黑洞系统是当今物理学和天文学最重要的前沿问题之一。 当一个恒星运动到太靠近黑洞的位置时会被其强大潮汐引力撕裂瓦解，进而被黑洞吞噬，同时释放出短暂的剧烈电磁波辐射，称为黑洞潮汐撕裂恒星事件。通过探测星系中心的X-射线或紫外/光学闪耀信号，可以窥视黑洞如何影响周围物质的行为。理论计算表明当互相绕转的超大质量双黑洞之一潮汐撕裂恒星产生X射线闪耀时，另外一个黑洞的引力会间歇性阻断被瓦解的恒星碎片内流，导致X-射线闪耀急剧变暗进而恢复亮度的奇特光变图案。 舒新文教授的研究团队通过分析美国宇航局Swift卫星和欧洲空间局XMM-Newton卫星观测资料，在一个距离地球约26亿光年之遥的星系中成功发现了理论预言的急剧变暗和可重复的X射线闪耀现象，给出双黑洞吞噬恒星的强烈观测证据。这是继论文的合作者、北京大学刘富坤团队发现首例双黑洞吞噬恒星事件后的第二例此类罕见天文现象，对揭示正常星系中休眠双黑洞的分布、构建黑洞潮汐撕裂恒星的全景演化图像、检验现有的引力理论、以及为下一代引力波探测器提供有效波源具有重要意义。 《自然·通讯》是英国nature集团旗下的子刊，是一个仅在网上出版的多学科杂志，专门发表生物学、物理学和化学等各领域的高质量研究论文，于2010年推出，目前已在全世界所有的科学期刊跻身前2%。《自然·通讯》对论文质量要求非常严格。目前，我国一个省每年能在此杂志以上刊物发论文仅两到三篇，且都集中在高校。 据悉，这是安师大物理学科首次以第一作者单位在《自然》子刊系列发表研究论文。研究工作得到了国家自然科学基金项目的支持。 《自然·通讯》论文的链接：

据美国《纽约邮报》1日报道，美国马萨诸塞州两名高中生因一项重大天文发现——在太阳系外发现了四颗新行星而受到称赞。 16岁的卡蒂克·平莱(Kartik Pinglé)和18岁的贾斯敏·莱特(Jasmine Wright)帮助证实了这些系外行星的存在，并在最近就他们的发现发表了一篇科学论文。莱特在谈到这一发现时说：“我感到非常兴奋和震惊。” 为了进行这项研究，作为哈佛大学和史密森尼大学天体物理学中心学生研究指导计划的一部分，这两名高中生与一名科学家一起合作。之后，他们与自己的导师、麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所博士后坦苏·戴兰(Tansu Daylan)开展了为期一年的研究项目。 他们首先分析了凌日系外行星巡天卫星(TESS)的大量数据。TESS是一颗环绕地球运行的卫星，通过勘测附近的明亮恒星来寻找新的行星。该研究小组聚焦于TESS发现的一颗明亮的类日恒星（称为TOI-1233），以观察是否有行星围绕它旋转。 令他们惊讶的是，该小组发现了围绕这颗距离地球约200光年的恒星运行的四颗行星。莱特称，“我们知道这是戴兰研究的目标，但真正找到一个多行星系统，并成为发现它的团队的一员，真的很酷。” 指导该项目的天体化学家克拉拉·索萨-席尔瓦(Clara Sousa-Silva)称，这两名个十几岁的少年可能是做出这样发现的最年轻的天文学家。 上周，这两名高中生与戴兰共同撰写的同行评审论文发表在《天文学杂志》上。戴兰表示，与年轻的研究人员合作是一种“双赢”。他说：“作为一名研究人员，我非常喜欢与年轻的大脑进行互动，这些大脑对实验和学习持开放态度，很少有偏见。我还认为，这对高中生也很有好处，因为他们可以接触到前沿研究，这为他们将来迅速从事研究事业做好了准备。” 报道称，这两名学生的前途一片光明——平莱正在考虑毕业后学习应用数学或天体物理学，而莱特最近被苏格兰爱丁堡大学的天体物理学专业录取。

应该是依靠射电望远镜，因为射电望远镜可以看见离地球非常远的东西。