物理天文学论文发表

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：

天文学家喜欢用新望远镜观察知名天体，因为他们总能看到新事物。当天文学家使用安装在 ESO 的阿塔卡马探路者实验(APEX)上的新型SuperCam仪器时，就会发生这种情况。天文学家设计该仪器来检查猎户座分子云复合体中的分子云和恒星形成区域以及其他目标。 该图像是 APEX 大型 CO 外差猎户座遗产调查 (ALCOHOLS) 的一部分。虽然这张图片是几年前的照片，但它只是在最近才被处理并包含在新发表的论文中。 论文的标题是“ APEX 大型 CO 外差猎户座遗产调查 (ALCOHOLS)。I. 调查概述，”主要作者是 Thomas Stanke。该论文将发表在《天文学和天体物理学》杂志上。 作为他们观察的一部分，这项工作背后的团队观察了火焰星云及其周围的其他结构。他们很好地观察了反射星云 Messier 78 和 NGC 2071，它们被附近的恒星和其他物体（如膨胀的气泡）照亮。 在宣布这项研究和新图像的新闻稿中，主要作者托马斯斯坦克说：“正如天文学家喜欢说的那样，只要有新的望远镜或仪器，就观察猎户座：总会有新的和有趣的发现！” 他们的一个发现是一个小的球形云，他们称之为牛星云球。尽管它在光学结构上看起来像彗星，但它实际上是一个圆形的，可能是球形的气体云。它也是无星的。 但火焰星云（NGC 2024）是这些新图像中的一个亮点。它距离我们大约 900 到 1500 光年，位于猎户座带东端的三合星系统 Alnitak 照亮了它。 火焰是一种发射星云，这意味着气体被来自 Alnitak 的紫外线能量电离，并发出不同波长的光。就像它所属的猎户座云复合体一样，火焰星云是一个活跃的恒星形成区域。一群年轻的恒星位于火焰星云的中心，其中许多都有原行星盘。但是，也许可悲的是，这些圆盘中的许多可能永远没有机会形成行星。哈勃望远镜在 2021 年的观测表明，附近的年轻恒星正以其强烈的辐射侵蚀许多这样的圆盘。 猎户座复合体是一个错综复杂的空间区域，充满了恒星和气体，以及两者之间的所有相互作用。它是最近的大质量恒星诞生区，到处都是年轻恒星和原恒星，所有这些都经过多次调查、观察和研究。这项研究为所有这些知识增加了更多细节，作者希望未来的研究能够揭示更多。该研究的结论说，他们只是“触及”了他们的方法可以揭示的东西。 但是现在，我们可以欣赏这些图像。