恒星“星点”可以提高我们对宜居区的理解(Image credit: NASA/GSFC/SDO)
据美国太空网（By Robert Lea）：天文学家已经开发出一种新的技术来识别“星点”——恒星的凉爽、黑暗区域，类似于我们的恒星太阳黑子。
这些区域被认为是在恒星表面形成的，因为强磁场纠缠在一起，抑制了等离子体的搅动，从而阻碍了光线从恒星的该区域逃逸。
这项研究可能会揭示为什么一些恒星高度活跃，并最终帮助天文学家更好地定义恒星的宜居区，即恒星周围的区域，行星可以在其表面维持液态水，从而有可能维持生命。
俄亥俄州立大学天文学家、该研究的主要作者莱拉·曹在一份声明中表示：“我们的研究是第一次精确地描述恒星的斑点，并将其用于直接测试恒星磁性理论。”。“这项技术非常精确，适用范围很广，可以成为研究恒星物理学的有力新工具。”
这项技术使得曹和她的同事们能够为超过70万颗恒星制定星点和磁场测量目录。这份即将发布的目录将使“星点”上可用的数据量增加数千倍。
曹开发了这项新技术，他分析了斯隆数字巡天的高分辨率红外光谱，然后用它来识别两个疏散星团中240颗恒星的星点：昴宿星团和M67。这使得他们能够对星点进行更精确的测量，产生了一类强大的新数据，可以指导恒星磁场的研究。
自从17世纪发现太阳黑子以来，天文学家主要通过通过不同的滤镜观察恒星或通过检测恒星光曲线中的星点来间接研究恒星磁性。但现在，新技术使他们能够更直接地研究这一现象。
2022年12月2日至12月27日期间，两个主要的太阳黑子群在太阳表面。(Image credit: enol anl)
“它就潜伏在我们眼前，”曹说。“在光谱中，有一个较冷的成分对应于只有红外才能看到的星点。”
此外，由于较年轻的恒星可以被星点覆盖得更广——有时高达80%，使它们“比恒星更斑点”——曹意识到，这些巨大而凉爽的区域可以阻挡足够的光线，从而对恒星产生可衡量的影响。她推断，由于被阻挡的光线必须在某一点上逃逸，因此极为斑点状的恒星将通过膨胀和冷却来补偿，从而扩大了光线可以逃逸的恒星表面积。
该团队首创的这一方法有助于提高天文学家对恒星参数的使用，以了解恒星周围的环境，包括恒星的宜居区，那里的温度最适合液态水的存在。这一新方法还可能导致更精确的恒星大小测量。历史上，天文学家通过测量恒星的温度来估计恒星的大小，而这一测量值可能会偏离数百度-这意味着恒星的半径被计算为比实际更小。
曹说：“当这种情况发生时，你会开始看到恒星结构的巨大变化，这也会影响其他重要的天文测量。”。
这一新发现也有助于解释在昴宿星团中发现的一类恒星，也称为七姐妹星，距离地球约444光年。这个星团似乎过于活跃，无法用现有的恒星模型来解释。曹说，这些恒星布满星点，具有很强的磁性，但它们也充满了高能紫外线和X射线辐射。
“你不想生活在这些明星身边，”曹说。“但了解这些恒星为何如此活跃，可能会改变我们对系外行星宜居性的模型和标准。”
除了为这些异常活跃的恒星提供光线外，这项技术还可以帮助天文学家理解为什么低质量恒星也高度活跃。
曹总结道：“我们可以用这个新数据集直接研究数十万颗恒星的恒星磁性演化，因此我们预计这将有助于我们对恒星和行星的理解。”。
该团队的研究发表在《皇家天文学会月刊》上。
ALMA 观测行星形成的尘埃遗址
PDS 70的伪彩色合成图像。左面板显示了之前在0.87毫米处的ALMA观测结果，右面板显示了3毫米处的新ALMA观测值。合成图像将毫米/亚毫米连续图像与ALMA（红色）、W.M.Keck天文台的红外连续图像（绿色）和VLT拍摄的氢发射线的光学图像（蓝色）相结合。图像显示，ALMA观测到的尘埃排放在Keck和VLT探测到的行星外形成了环状结构。在3毫米的波长处，可以明显看到粉尘排放集中在西北方向（图像的右上角）。来源：uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），W.M.Keck天文台，VLT（ESO），K.Doi（MPIA）（神秘的地球uux.cn）据ALMA望远镜：阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）通过在刚刚形成的行星轨道外检测到高浓度的尘埃颗粒（一种行星形成材料），成功地观测到了行星形成的地点。由Kiyoaki Doi领导的一个国际研究小组，当时是日本国家天文台（NAOJ）/高级研究生大学SOKENDAI的博士生，目前是马克斯·普朗克天文学研究所的博士后，用ALMA对一颗名为PDS 70的年轻恒星周围的原行星盘进行了3毫米波长的高分辨率观测。该天体拥有两颗已知的行星，新的ALMA观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的局部积聚。这一发现表明，已经形成的行星为行星积累了物质，并促进了下一颗行星的潜在形成。这项工作有助于揭示由多个行星组成的行星系统的形成过程，如太阳系。这篇题为“ALMA波段3观测揭示的PDS 70盘的不对称尘埃积聚”的文章已被《天体物理学杂志快报》接受发表。它可以在arXiv预印本服务器上找到。迄今为止，已经在太阳系内外发现了5000多颗行星。在某些情况下，它们组成了由多个行星组成的行星系统。这些行星被认为起源于围绕年轻恒星的原行星盘中的微米级尘埃颗粒。然而，这些尘埃颗粒是如何在局部积累并导致行星系统形成的，目前尚不清楚。PDS 70是唯一已知的在原行星盘内具有已形成行星的天体，这一点已通过光学和红外观测得到证实。揭示该天体中尘埃颗粒的分布将有助于深入了解已经形成的行星如何与周围的原行星盘相互作用，并可能影响随后的行星形成。之前对0.87毫米ALMA的观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的环形排放。然而，发射源可能在光学上很厚（不透明，近侧的灰尘颗粒会遮挡后面的灰尘颗粒），观察到的发射分布可能无法准确反映灰尘颗粒的分布。由Kiyoaki Doi领导的研究人员使用ALMA在3mm波长下对PDS 70周围的原行星盘进行了高分辨率观测。3mm处的观测值在光学上更薄（更透明），从而更可靠地提供了尘埃颗粒的分布。3毫米的新观测结果显示，与之前的0.87毫米观测结果不同，尘埃排放集中在行星外尘埃环内的特定方向。这表明，尘埃颗粒是行星的组成部分，在狭窄的区域积聚并形成局部团块。行星外的尘埃团表明，已经形成的行星与周围的星盘相互作用，将尘埃颗粒集中在轨道外缘的一个狭窄区域。这些聚集的尘埃颗粒被认为会生长成一颗新行星。行星系统的形成，就像太阳系一样，可以通过重复这个过程从内到外依次形成行星来解释。这项工作通过观测捕捉了已经形成的行星如何与周围环境相互作用并触发下一颗行星的形成，有助于我们理解行星系统的形成。领导这项工作的Kiyoaki Doi说：“天体由多个组件组成，每个组件都发射不同波长的辐射。因此，在多个波长下观察同一物体可以提供对目标的独特视角。“在PDS 70中，行星是在光学和红外波长下发现的，而原行星盘是在毫米波长下观察到的。这项工作表明，即使在ALMA的观测波长范围内，星盘也表现出不同的形态。“这突显了跨不同波长观测的重要性，包括使用ALMA进行多波长观测。使用不同望远镜在不同观测设置下观测目标的多个组成部分对于全面了解整个系统是必要的。”
TESS发现土星大小的系外行星TOI
TOI-4994在30（上）、10（中）和2（下）分钟节奏下的TESS光曲线，结合了6个不同的扇区。来源：uux.cn/Rodriguez等人，2024。（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Tomasz Nowakowski）：利用美国国家航空航天局的凌日系外行星勘测卫星（TESS），一个国际天文学家团队探测到一颗围绕一颗遥远恒星运行的新系外行星。这个新发现的外星世界被命名为TOI-4994b，它很温暖，比土星稍小。这一发现发表在12月3日预打印服务器arXiv上的一篇研究论文中。迄今为止，TESS已经确定了7300多颗候选系外行星（TESS感兴趣的天体，或TOI），其中571颗已被确认。自2018年4月发射以来，该卫星一直在对太阳附近约20万颗最亮的恒星进行调查，目的是寻找凌日系外行星，从小型岩石世界到气态巨星。现在，由马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心（CfA）的Romy Rodriguez领导的一组天文学家证实了TESS监测到的另一个TOI。他们在TOI-4994的光曲线中发现了一个凌日信号，这是一颗与太阳大小和质量相当的G型恒星，距离约1079光年。该信号的行星性质得到了使用地面望远镜（包括Las Cumbres天文台全球望远镜（LCOGT））的后续观测的证实。研究人员解释说：“在TESS的第12区首次检测到一个周期为21.5天的凌日信号，随后通过地面的后续光度测定得到了证实。”。这颗新发现的行星的半径约为0.76木星半径，其质量估计为0.28木星质量，其密度与土星相似，为0.78 g/cm3。TOI-4994b每21.5天绕其宿主运行一次，距离宿主0.15天文单位，其平衡温度约为717.6 K。因此，TOI-4994b的性质与土星相似，可以归类为温暖的土星系外行星。一般来说，已知的温暖土星的数量仍然相对较少，因为迄今为止发现的这类行星不到20颗，这使得TOI-4994 b成为该样本的有价值的补充。该论文的作者指出，TOI-4994 b的性质也表明，其历史是由行星间的散射和可能的合并形成的。然而，为了证实这一点，还需要进一步的观察。他们补充说，这颗行星是后续恒星倾角测量的良好候选者。当谈到母恒星TOI-4994（也称为TIC 277128619）时，它的半径约为1.05太阳半径，而它的质量与太阳相当。这颗恒星估计有63亿年的历史，有效温度为5640 K，金属丰度为0.165 dex。
