当一个喷流从一颗坍缩的恒星中逃逸出来时，它撞上了一个恒星碎片的茧。鸣谢:Ore gott lieb/CIERA/西北大学
据西北大学：到目前为止，天体物理学家只探测到了来自双星系统的引力波——两个黑洞、两个中子星或两者之一的合并。尽管天体物理学家理论上应该能够探测到来自单一非双星源的引力波，但他们尚未发现这些难以捉摸的信号。
现在，西北大学的研究人员建议寻找一个新的，意想不到的和完全未探索的地方:围绕垂死的大质量恒星的动荡，充满能量的碎片茧。
有史以来第一次，研究人员使用最先进的模拟技术来显示这些茧可以发射引力波。而且，与伽马射线爆发喷流不同，茧的引力波应该在激光干涉引力波天文台(LIGO)可以探测到的频段内。
“截至今天，LIGO只探测到了来自双星系统的引力波，但有一天它将探测到第一个非双星引力波源，”西北大学的Ore Gottlieb说，他领导了这项研究。"茧是我们应该寻找这种来源的第一个地方."
戈特利布将在美国天文学会第242届会议的虚拟新闻发布会上介绍这项研究。“喷射和湍流恒星死亡:新LIGO-可探测的引力波源”将于美国东部时间6月5日星期一下午12:15举行，作为“遥远星系中的发现”会议的一部分
Gottlieb是西北大学天体物理学跨学科探索和研究中心(CIERA)的CIERA研究员。这项研究的西北大学合作者包括维基·卡罗拉和亚历山大·奇科夫斯基教授，博士后莎兰·巴纳吉里和乔纳森·雅克明-伊德以及研究生尼克·卡兹。
新来源“不容忽视”
为了进行这项研究，戈特利布和他的合作者使用新的最先进的模拟技术来模拟一颗大质量恒星的坍缩。当大质量恒星坍缩成黑洞时，它们可能会产生以接近光速行进的强大粒子外流(或喷流)。戈特利布的模拟模拟了这个过程——从恒星坍缩成黑洞到喷流逃逸。
最初，他想看看黑洞周围形成的吸积盘是否能发出可探测的引力波。但是从他的数据中不断出现意想不到的东西。
“当我计算黑洞附近的引力波时，我发现了另一个干扰我计算的来源——茧，”戈特利布说。“我试图忽略它。但我发现这是不可能忽视的。然后我意识到这个茧是一个有趣的引力波源。”
当喷流撞击垂死恒星的坍塌层时，喷流周围会形成一个气泡或“茧”。茧是动荡的地方，热气体和碎片随机混合，并从喷流向各个方向扩展。戈特利布解释说，随着高能气泡从喷流中加速，它扰乱了时空，产生了引力波的波纹。
戈特利布说:“一架喷气式飞机从恒星内部深处出发，然后钻出来逃逸。”“这就像你在墙上钻一个洞。旋转的钻头撞击墙壁，碎片从墙壁中溢出。钻头给材料提供能量。同样，喷流穿过恒星，导致恒星的物质升温并溢出。这些碎片形成了茧的热层。”
号召行动起来看蚕茧
戈特利布说，如果茧确实产生引力波，那么LIGO应该能够在即将到来的运行中探测到它们。研究人员通常从伽马射线爆发或超新星中寻找单源引力波，但天体物理学家怀疑LIGO能否探测到这些。
“喷流和超新星都是非常高能的爆炸，”戈特利布说。“但我们只能探测到来自更高频率、不对称爆炸的引力波。超新星是相当球形和对称的，所以球形爆炸不会改变恒星中平衡的质量分布来发射引力波。伽马射线爆发持续几十秒，所以频率非常小——低于LIGO敏感的频带。”
相反，戈特利布要求天体物理学家将他们的注意力转移到茧上，茧既不对称又高能。
“我们的研究是对社会的一个号召，号召人们把茧看作引力波的一个来源，”他说。“我们还知道茧会发出电磁辐射，所以它们可能是多信使事件。通过研究它们，我们可以更多地了解恒星最内部发生的事情，喷流的特性以及它们在恒星爆炸中的普遍性。”
这项研究名为“喷射和湍流恒星死亡:新LVK-可探测的引力波源”
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。
