“老鹰心脏”面面观

巨蛇座气体星云M16以它那酷似雄鹰的形状赢得了鹰状星云的美称。老鹰心脏部分那隐约可见的三只“大象鼻子”,一直为天文学家所关注。1995年哈勃空间望远镜在可见光波段拍摄的“老鹰心脏”的特写照片,将大象鼻子清清楚楚地呈现在人们面前,那是三个充满了气体和尘埃的巨大的柱状体。最近,天文学家又得到了“老鹰心脏”近红外波段和中红外波段的照片。     

星系中分子气体和原子气体的研究进展

星际介质中的分子气体(主要是分子氢H2)和原子气体(主要是中性氢HI)成分是星系中重子物质的重要组成部分,它们对于星系中的各种物理过程至关重要。近年来随着观测技术的提高,分子气体和原子气体的观测结果越来越多,其中中性氢主要依靠21 cn氢原子射电辐射和DLA吸收体来观测,分子氢则通过一氧化碳作为示踪分子来探测。在这些观测结果基础上,理论工作者建立了一系列模型来解释和研究星际分子原子气体的转换,分子气体与恒星形成,分子气体和原子气体在星系形成和演化中所起的作用等,并为将来更进一步的观测提供了指导和预言。     

宇宙信息

钱德拉X射线天文台和欧洲空间局的XMM-Newton航天器观测到来自黑洞的X射线,获得了一些证明存在自旋黑洞的最有力的证据。 恒星质量黑洞是由大质量恒星形成的,从其伴星吸积气体和物质。在黑洞引力的作用下气体被吸积,     

火球框架下的不同角区域形成的脉冲

在火球模型下,研究了不同的无联系的和有联系的角区域的脉冲性质。发现:(1)FRED脉冲形状的上升和下降阶段来自于火球面的不同角区域,并且上升部分主要来自于靠近视线轴向的角区域部分;(2)整个火球形成的FRED脉冲形状主要是有张角为γ6/10的角区域部分提供;(3)球形火球或者张角大于γ6/10的喷流可以形成FRED脉冲形状。如果伽玛暴源不是球形火球或者也不是张角大于γ6/10的喷流,则形成的观测脉冲不是FRED形状。     

星际气体之谜

星系中除了恒星,还有一个重要的组成部分就是恒星间的星际介质。星际介质又叫星际物质,包括气体、尘埃、磁场、宇宙线等。天文学家们最先关注的就是无处不在的星际气体。     

暗物质——我们究竟知道些什么？

神秘而不可见的物质维系着宇宙,使我们生存的世界免于分崩离析,但它们到底是什么？ 宇宙并不遵循“所见即所得”的原则。事实上,我们所看到的物质——恒星、气体和尘埃——仅仅占据了宇宙物质质量的10％左右。这些可见的普通物质由质子、中子和电子组成。科学家们把它们称为“重子物质”,因为质子和中子在亚原子粒子中被称为“重子”。宇宙物质的其余90％则是“暗物质”,它们包围着宇宙中的每一个星系。     

宇宙画廊

天文学家在仙王座的一个恒星诞生区域新发现了一个正在不断扩大的球状气体外壳,形状匀称,非常薄,大约是33年前的一次短暂的喷发而形成的,目前正以每秒9千米的速度向外扩张,很快就会因为变得过于衡薄而消失。这种气体壳的寿命非常短,以前从未被发现过。(上图)     

宇宙画廊

红蓝月季花【图片来自APOD】 在银河的尘埃云中,一朵蓝心红瓣的月季花正在悄悄绽放,那便是H8礁湖星云。晴朗的夏夜,我们不用望远镜就能在人马座天区找到它。在图片中左侧的部分,可以清晰地看到尘埃带,那是长时间曝光后才能看到的细节。我们在“花瓣”附近还能看到许多云球,这是因为星云内部正有大批恒星诞生。星云中明亮的气体尘埃,看上去有些像一枚沙漏,独特的形状让人过目不忘。     

重子物质对暗物质晕形状和角动量的影响

利用高精度大样本的冷暗物质($\Lambda$ cold dark matter, $\Lambda$CDM)宇宙学数值模拟的数据, 对重子物质如何影响暗物质晕的形状和角动量进行了研究.使用了3种数值模拟数据, 纯暗物质模拟、含辐射冷却、恒星形成和动力学超新星反馈的模拟, 包含活动星系核反馈效应的恒星形成模拟. 对这3种模拟, 还进行了不同红移处的比较. 主要结果如下.重子物理过程会改变暗物质晕的质量分布, 特别是有活动星系核反馈机制的情况下.比如, 活动星系核反馈会减少大质量暗物质晕的形成.随着宇宙的演化, 暗物质晕的空间形态逐渐由扁变圆. 重子物质的存在会加速暗物质晕形状的变化过程, 而且会使暗物质晕形状变得更圆. 但是活动星系核的反馈会对这一加速效应产生抑制.重子物质对暗物质晕的影响与暗物质晕的质量和半径都存在一定的依赖性.暗物质晕的质量越大, 它会呈现更扁的形态. 同时, 重子物质对任意质量的暗物质晕或暗物质晕在任意半径处的变圆均有一定的促进作用,尽管活动星系核反馈会抑制这一促进作用.特别是对于暗物质晕在0.2--0.6倍维里半径处的形状, 重子物质的影响尤为明显.此外, 重子物质的存在会对暗物质晕的角动量产生显著影响, 它会增大暗物质的角动量. 暗物质晕的自旋参数与质量无相关性, 但是与暗物质晕的半径存在一定的相关性.     

旋涡星系中旋臂的维持

为了避开旧物质臂理论中旋臂的缠绕困难，本文提出了旋涡星系的循环假设，并在文中提供了旋涡星系的双臂、气体层反卷、银河系中旋臂物质径向向内的速度分量和棒旋星系中棒物质沿着棒向内的流动等观测证据，进而还尝试利用此循环假设去解释旋臂物质的平自转曲线和棒旋星系的棒结构等的成因。     

暗物质与暗能量新解

“热”光子使暗能量现身 现代天体物理学家认为,在宇宙成分中,暗能量约占73％;暗物质占23％;发光物质占0．4％（恒星和发光气体0．4％;辐射0．005％）：不可见的普通物质占3．7％（星系际气体3．6％;中微子0．1％;超重黑洞0.04％）。宇宙暗能量提供斥力,可解释宇宙加速膨胀（在已知物理中,只有万有引力,没有相应的斥力）;同时也能解释宇宙年龄困难。     

木星、土星、天王星及其规则卫星的形成

太阳系原始星云盘内木星和土星区域,尘粒先形成行星的固态核.固态核的质量增加到10~(25)克量级时,就开始吸积气体,在核周围逐渐形成了自转着的扁气壳.尘粒和小冰块进入气壳后,大部分落入核,小部分由于气壳物质的阻尼而使其轨道的e,i值减小,在核周围形成很扁的星子盘,规则卫星就在其内形成.气壳物质后来落到核上面,成为木星和土星的中层和外层.由于中心体的质量增加,规则卫星的轨道便缩小几倍.靠近土星的卫星落人土星的洛希极限内,瓦解为土星光环.天王星未形成气壳.质是约天王星质量的5％的残余大星于碰到天王星,使它侧向自转起来;同时碰出很多物质,这些物质的一部分在天王星赤道面上绕天王星转动起来,并较快地冷却,形成了五个天卫和最近发现的光环。     

一个拱桥状爆发日珥

1991年3月7日在太阳东北边缘产生了一个爆发日珥。它产生在没有耀斑、暗条、黑子等其它太阳活动现象的一个相对宁静的日面区域。日珥抛射的最大高度为6.97×104km,最大长度为11.6×104km,从形态的大小来看它属于中等偏小的爆发日珥。抛射的时间过程,上升阶段非常快,而下降阶段则较缓慢,有类似于耀斑爆发的时间过程。日珥爆发后的绝大部分物质基本上在磁场作用下沿磁力线作抛物线运动形成拱桥形状,并保持到消失。日珥下降前后,顶端有少部分物质被抛射脱离日珥主体部分,扩散到行星际空间。     

星系中原子和分子气体的半解析模型

星际气体是星系中重子物质的重要组成部分,其中的分子气体（主要是分子氢H₂）以及原子气体（主要是中性氢HI）对于星系中发生的各个物理过程至关重要。本文在前人的星系形成和演化的半解析模型基础上,加入了描述星系盘中分子气体和原子气体成分的物理模型,来研究分子气体和原子气体对于星系形成和演化所起的作用。我们主要使用了马普天体物理所Munich Group的L-Galaxies半解析星系形成模型,并借鉴了星系化学演化模型的方法,把半解析模型中的每一个星系盘分成了多个同心圆圈,然后在每个圈中分别追踪气体下落、分子气体和原子气体转化、恒星形成、金属增丰、超新星爆发加热冷气体等发生在星系盘上的物理过程,并且每个同心圈都是独立演化的。在我们的模型中,一个基本假设是每个时间步内气体都是以指数形式下落到星系盘上,并且直接叠加在已有的气体径向面密度轮廓之上,其中指数盘的标长r_d正比于星系所在暗物质晕的维里半径r_vir与旋转参量λ的乘积。我们的模型使用了两种描述分子气体形成的模型:一种是基于Krumholz等人解析模型的结果,其中分子气体的比例与局域气体面密度以及局域气体金属丰度相关;另一种是分子气体比例与星际压强相关的模型,根据Obreschkow等人的近似,分子气体的比例与气体面密度以及恒星质量面密度相关。由于恒星形成过程发生在星际巨分子云之中,并且根据Leroy等人的观测结果,恒星形成率面密度近似正比于分子气体的面密度,因此我们在模型中使用了与分子气体面密度相关的恒星形成规律。     

AGB星轴对称拱星包层的速度流场

通过对ＡＧＢ星轴对称旋转膨胀拱星包层的分析,建立了包层内气体和尘埃的运动方程,得到了拱星包层的速度流场的解析解,解的结果表明,物质外流速度随其与赤道面的交角增加而增大,沿极轴方向达到最大,而沿赤道面向外最小,物质外流量的情形则相反。     

行星状星云的形状与环绕的伴星有关

有迹象表明,实际上所有的中、高金属度恒星都环绕着某种东西。天文学家是通过观察恒星膨胀的气体遗迹得出这一推论的。以色列海法大学索科尔认为一颗濒死恒星在经历红巨星阶段后抛射的行星状星云的形状揭示了它的轨道伴星的大小和本原。 行星状星云是宇宙中最漂亮的     

AGB星轴对称拱星包层的速度流场

通过对ＡＧＢ星轴对称旋转膨胀拱星包层的分析,建立了包层内气体和尘埃的运动方程,得到了拱星包层的速度流场的解析解．解的结果表明：物质外流速率随其与赤道面的交角增加而增大,沿极轴方向达到最大,而沿赤道面向外最小．物质外流量的情形则相反．     

物质喷射流日冕瞬变的机制

本文归纳了物质喷射流日冕瞬变的观测特性,求解二维不定常气体动力学方程组,对于一类典型的流场求出了相似解,这类相似解的流动特征和热力学参数的剖面定性地与物质喷射流日冕瞬变的观测特征相吻合。最后还讨论了稠密等离子体喷射人不同磁场位形时所给出的不同瞬变形态。并用以解释日冕瞬变的分类特征。     

超大质量黑洞：星系的缔造者？

很久很久以前,一团巨大的低温气体漂浮在空荡的宇宙之中,而其中有一片黑色的区域甚至比宇宙背景还要深邃。突然之间,一条纤细的物质喷流以超高速喷涌了出来。它直冲云端,压缩其中的物质,触发了恒星形成风暴。曾经沉睡的气体云现在则成为了一个星系。     

爆发日珥与日冕物质抛射的观测研究

本文比较了1982年2月9日同时观测到的两个爆发日珥及一次白光日冕物质抛射事件。比较表明,在研究日冕物质抛射事件与爆发日珥的关系时,爆发日珥的形状可能是一个重要的因素,它体现了局部区域磁场结构的变化。作者提出了一种可能的磁场结构模型,对观测结果给以解释。