几百万度太阳日冕等离子体的极端紫外辐射。鸣谢:NASA太阳动力学观测站(SDO)航天器上的大气成像组件(AIA)
（神秘的地球uux.cn）据新泽西理工学院（杰西·詹金斯）：在太阳表面上方近5000公里处，太阳物理学家面临着一个世纪之久的问题——恒星上层大气(日冕)的温度如何比太阳可见表面的温度高出数百倍？
一个国际科学家小组对这个通常被称为太阳日冕加热问题的问题有了新的答案，新的观测数据是由位于BBSO大熊太阳天文台的1.6米古德太阳望远镜(GST)获得的，该望远镜由NJIT的日地研究中心(CSTR)运营。
在发表在《自然天文学》上的一项研究中，研究人员发现了太阳上一个相对寒冷、黑暗和强磁化的等离子体区域的强烈波能，能够穿越太阳大气层，并在日冕内保持一百万开尔文的温度。
研究人员表示，这一发现是解开与地球最近的恒星相关的一系列谜团的最新关键。
“日冕加热问题是太阳物理学研究中最大的谜团之一。它已经存在了近一个世纪，”BBSO大学的主任、日本新日本技术大学物理学教授、该研究的合著者曹文达(Wenda Cao)说。“通过这项研究，我们对这个问题有了新的答案，这可能是解开太阳大气中能量传输和耗散以及空间天气本质等许多令人困惑的问题的关键。”
利用GST独特的成像能力，丁原领导的团队最初能够捕捉到太阳上最黑暗和最冷区域的横向振荡，称为太阳黑子本影。
这种黑暗的黑子区域可以形成，因为恒星的强磁场抑制了热传导，阻碍了从较热的内部到可见表面(或光球层)的能量供应，可见表面的温度大约达到5000摄氏度。
为了进行研究，该团队测量了与BBSO GST在2015年7月14日记录的活跃黑子中检测到的众多黑暗特征相关的活动——包括黑子本影内等离子体纤维的振荡横向运动，其中磁场比地球强6000多倍。
“纤丝呈现为锥形结构，典型高度为500-1000公里，宽度约为100公里，”NJIT-CSTR太阳物理学研究教授、BBSO资深科学家Vasyl Yurchyshyn解释道。“它们的寿命从两到三分钟不等，而且它们往往会在本影最暗的地方的同一位置再次出现，那里的磁场最强。”
“这些黑暗的动态纤维已经在太阳黑子本影中观察了很长时间，但我们的团队首次能够检测到它们的横向振荡，这是快速波的表现，”曹说。“这些在强磁化纤维中持续存在且无处不在的横波通过垂直伸长的磁导管将能量向上带去，并有助于加热太阳高层大气。”
通过对这些波的数值模拟，该研究小组估计，所携带的能量可能比太阳高层大气活跃区域等离子体中的能量损失强数千倍——消耗的能量比保持日冕中炽热等离子体温度所需的加热速率强四个数量级。
Yurchyshyn说:“在太阳的各个地方都检测到了各种波，但通常它们的能量太低，无法加热日冕。”“在太阳黑子本影中探测到的快速波是一种持久而有效的能源，可能是加热太阳黑子上方日冕的原因。”
目前，研究人员表示，新的发现不仅彻底改变了我们对太阳黑子本影的看法，而且在促进物理学家对能量传输过程和日冕加热的理解方面迈出了重要的一步。
然而，关于日冕加热问题的疑问依然存在。
“虽然这些发现朝着解决这个谜前进了一步，但太阳黑子产生的能量流可能只是负责加热那些植根于太阳黑子的环路，”曹说。“与此同时，还有其他与热日冕环相关的无黑子区域，仍有待解释。我们期望GST/BBSO将继续提供最高分辨率的观测证据，以进一步解开我们恒星的奥秘。”
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。
