我们银河系磁场的3D第一瞥

左图:欧空局的普朗克卫星以低分辨率拍摄的尘埃发射的偏振辉光的全景图。
这种发射是遮蔽我
【菜科解读】
天空中的测量区域。
左图:欧空局的普朗克卫星以低分辨率拍摄的尘埃发射的偏振辉光的全景图。
这种发射是遮蔽我们对早期宇宙的看法的尘埃面纱。
中间:向调查区域放大地图。
右图:调查区域的特写。
每一个黑色片段对应于单个恒星的测量偏振。
分段的方向映射该区域中磁场的相应方向。
来源:uux.cn天文学与天体物理学(2024)。
DOI:10.1051/004-6361/202349015
据天体物理研究所:由于新的尖端技术和最先进的设施,天文学已经进入了一个新时代,在这个时代,人们终于可以了解天空的深度。
我们的宇宙家园银河系的成分——恒星、气体、磁场——终于可以用3D绘制出来了。
恒星之间的空间是肮脏的。
里面充满了细小的灰尘颗粒,其中大部分的大小与香烟的烟雾相似。
这些粒子不是球形的,因此它们的长轴倾向于与任何局部星系磁场对齐。
这些尘埃颗粒还发出与宇宙微波背景(大爆炸的“灰烬”)频率相同的偏振光,从而污染了我们对宇宙生命中最早时刻的看法。
它们也会吸收一些穿过它们的星光,就像宝丽来滤光器一样,在出射光的偏振上留下关于它们所处磁场的信息。
偏振是光线的一种特性,它指示光线的特征方向,始终垂直于光在空间中传播的方向。
磁场对我们星系的进化、调节新恒星的形成、塑造星系结构以及将气流转化为比欧洲核子研究中心更强大的宇宙加速器都非常重要。
星光的偏振是关键:它掌握着银河系至关重要的磁场信息,是帮助我们清理早期宇宙视野的“尘埃布”——只要我们能观察到足够多的星光,并对其进行深入研究,以提取其携带的所有信息就好了。
这正是PASIPHAE调查的范围,这是FORTH天体物理研究所(IA-FORTH)与希腊克里特大学、印度IUCAA、南非天文台、美国加州理工学院和挪威奥斯陆大学之间的国际合作。
PASIPHAE的目标是测量天空大部分地区数百万颗恒星的偏振。
现在,我们可以第一眼看到这一雄心勃勃的努力的能力。
由Vincent Pelgrims博士(曾任IA-FORTH的PASIPHAE博士后学者,现为比利时ULB大学间高能研究所的Marie Curie研究员)领导的一个研究小组利用其前身仪器RoboPol偏振仪在过去10年中在希腊Skinakas天文台运行的观测结果,证明了PASIPHAE数据和重建技术的威力。
科学家们测量了天空中近15倍于满月面积的1500多颗恒星的偏振,并将其与欧空局的盖亚卫星为每颗恒星测量的距离以及他们开发的复杂算法相结合,以前所未有的分辨率绘制了天空中该方向的磁场图。
Pelgrims博士说:“这是第一次以如此精细的分辨率在三维重建如此大体积的星系磁场。
”。
“我们在银河系的这个区域发现了几团尘埃云,我们首次能够确定它们的距离——长达数千光年——以及它们的偏振特性,揭示了渗透到这些云中的磁场。
”
该团队今天(4月23日)在《天文学与天体物理学》杂志上发布了第一张高分辨率的银河系磁场断层图。
浮雕图案显示了磁场的结构,颜色显示了在三维绘制的星系星际云中的尘埃数量。
白色的部分描绘了为实现这一映射而观测到的恒星。
来源:uux.cn天文学与天体物理学(2024)。
DOI:10.1051/004-6361/202349015
克里特大学的Vasiliki Pavlidou教授和IA-FORTH附属学院以及该出版物的合着者表示:“这代表着银河系及其磁场三维测绘的伟大成就。
”。
“银河系磁场的结构目前还没有得到很好的约束。
“这阻碍了几个研究领域的进展,如超高能宇宙线的研究。
这种3D测绘在与银河磁场相关的所有领域都有巨大的突破潜力。
”
“在我们的论文中,我们只触及了未来可能性的表面,”同样来自克里特大学和IA-FORTH附属学院的Konstantinos Tassis教授说,他是该出版物的合着者和PASIPHAE项目的首席研究员。
“想象一下这样一张地图——但适用于大部分天空。
在WALOPs专用仪器的帮助下,这张星系磁场的3D图谱将在未来几年成为现实,WALOPs将于今年开始绘制天空中恒星的偏振图。
”
银河系处处都充满了高危辐射 根本无法靠近 只是猜测
只要是和外星生物相关的话题,绝对会吸引到大多数人的关注,此类话题一直都众说纷纭,至今还没有得到确切的结果。
浩瀚的宇宙人类的诞生时间,如果和宇宙的发展时间相比,根本就是不值一提的,既然地球可以成功孕育出智慧文明,浩瀚的宇宙中存在着其他智慧生命的概率,就变得非常大。
只要可以在宇宙中寻找的其他智慧生物的存在,就可以去证明,人类并不孤独。
当然,以人类目前所掌握的科学水平而言,想要真正的去往宇宙的深处进行探索,是不现实的,人类目前就连太阳系都无法逃离,连火星还没有成功的登陆,就不要去幻想一些不切实际的东西。
关键性的因素曾有科研人员提出过一个新的设想,宇宙中的环境是非常复杂的,直到现在,人类还没有发现地外生命的存在,并不代表他们是不存在的。
人们在探索外太空的时候,其实忽略了一个非常关键的因素,辐射。
地球有着得天独厚的地理位置,恰好位于宇宙辐射波及不到的范围,,银河系中的致命辐射带直径,已经远远超过了10万光年,任何生物都无法靠近这片区域,否则的话将会直接化作尘埃,烟消云散。
只是猜测外星生命如果想要来到地球,就必须会经过这片死亡区域,他们不愿冒着生命危险去探索未知,也是人之常情。
宇宙的神秘之处还有很多,需要人们慢慢地去探索,相信随着科技水平的进一步提升,人类在未来还会创造出更多的不可能,发现更多的奥秘,到那时一切的谜团都会迎刃而解。
恒星一定比行星重吗?一颗行星,打破你的刻板印象
我们不会想到,在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗如此沉重的行星"。
图为一颗大质量行星围绕一颗小质量恒星运行图片宾夕法尼亚州立大学)天文学家发现了一颗巨大的太阳系外行星,或称 "系外行星",它围绕一颗超冷矮星运行,而这颗矮星太小了,根本无法承载这样一个世界,这对科学家们关于行星和行星系统如何诞生的模型提出了挑战。
这颗被命名为LHS 3154 b的行星的质量是地球的13倍,这意味着它的质量与太阳系冰巨海王星相似,但它却紧紧地围绕着一颗质量比太阳小9倍的小矮星运行。
这意味着这个类似海王星的世界与其母恒星--位于大约51光年之外的LHS 3154--之间的质量比是地球与太阳之间质量比的100倍,研究人员认为这不可能发生。
这是第一次在宇宙中较小的恒星周围发现质量如此大的行星。
"这项研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学维恩-威拉曼(Verne M. Willaman)教授苏夫拉特-马哈德万(Suvrath Mahadevan)在一份声明中说:"这一发现让我们真正认识到,我们对宇宙的了解是多么肤浅。
"我们不会想到,在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗这么重的行星"。
挑战恒星和行星的诞生过程恒星是由大量的气体和尘埃云积聚成密度过高的斑块而形成的,这些斑块不断增大,最终在自身引力的作用下坍塌。
这样,一颗幼年恒星就被称为 "原行星盘 "的残留物质所包围。
顾名思义,科学家认为行星最终就是从这个残留物质盘中诞生的。
恒星形成过程中遗留的物质数量为这些潜在行星的大小设定了限制。
研究小组确定,LHS 3154 b 的行星内核非常重,因此它所来自的行星形成盘必须拥有大量的固体物质。
宾夕法尼亚州立大学天文学研究生梅根-德拉默(Megan Delamer)解释说,简而言之,它必须拥有比当前模型预测的更多的物质。
因此,发现这颗特殊系外行星后,人们也提出了关于恒星形成的问题。
这是因为LHS 3154最初的原行星盘中尘埃与质量的比率和尘埃与气体的比率必须比预测值高出10倍,才能诞生像LHS 3154 b这样大质量的海王星般的世界。
马哈德万解释说:"低质量恒星LHS 3154周围的行星形成盘,预计不会有足够的固体质量来形成这颗行星。
"但它就在那里,所以现在我们需要重新审视我们对行星和恒星如何形成的理解。
"左)地球-太阳系统(右)新发现的系外行星 LHS 3154 b 及其恒星系统(图片宾夕法尼亚州立大学)宜居带行星探测器超出预期马哈德万及其同事利用德克萨斯州麦克唐纳天文台霍比-埃伯利望远镜的天文摄谱仪--宜居带行星探测器(HPF)探测到了系外行星LHS 3154 b。
HPF的设计目的是在系外行星围绕银河系中一些最冷的恒星运行时探测它们。
实际上,马哈德万和一个团队一起协助建造了这台仪器,其重点是那些离恒星既不太近也不太远的行星,因为它们无法承载液态水,而液态水是生命的一个关键条件。
这些行星位于恒星周围所谓的宜居带。
这类行星不容易被发现,部分原因是冷恒星的宜居带比太阳系的宜居带更靠近这些恒星。
这意味着,这些行星经常被其相对较小的母恒星发出的光线所遮挡。
此外,预计这些行星本身也很小,因此更难被探测到。
想想看,恒星就像是一堆篝火。
火越冷,你就越需要靠近火堆取暖。
马哈德万说,行星也是如此。
如果恒星更冷,那么行星就需要离恒星更近,这样它才会足够温暖,能够承载液态水。
#p#分页标题#e#"如果一颗行星与其超冷恒星的轨道足够接近,恒星光谱或光线的颜色在受到轨道行星牵引时发生了非常微妙的变化,我们就可以通过观测这种变化,来探测这颗行星。
- 10颗最像地球的系外行星- 两颗可能适合居住的类地行星环绕着宇宙后院的一颗恒星运行- 在附近恒星的宜居带发现两颗 "超级地球 "系外行星探测LHS 3154 b对HPF来说非常重要,因为它显示了该仪器具备提供重要系外行星结果的潜力。
团队成员、普林斯顿大学NASA萨根天体物理学研究员表示,这一结果超出了对该仪器的所有预期。
"我们的发现为所有现有的行星形成理论提供了一个极端的测试案例,"Mahadevan 总结道,"这正是我们建造HPF的目的,发现银河系中最常见的恒星是如何形成行星的,并找到这些行星。