空间声子：为DESI数据构建的现象学粘性暗能量模型
本研究提出了一种将空间视为具有均匀张力的弹性膜的新暗能量模型。该模型包含一个纵向声子流体，其背景行为由两个无量纲参数控制，可再现具有特定能量密度和声速的完美流体。通过引入依赖于哈勃参数的弛豫时间尺度，模型纳入了耗散效应，表现为一种瞬态的、在特定能标附近活跃的粘性压，并导致暂时的“幽灵”偏离。研究在ΛCDM背景下扫描参数空间，发现一组参数能使模型有效状态方程在DESI重子声学振荡测量相关的红移范围内，紧密追踪DESI偏好的参数化形式。
2025-12-02 速览 · 天文学
2025-12-02 共 24 条抓取，按综合热度排序
广义相对论路径效应与局部哈勃膨胀的新模型
本研究提出了一种描述低红移光子传播的有效映射方法，旨在捕捉偏离标准FLRW红移的主要路径依赖效应。该方法不依赖于萨克斯光学方程的精确积分，而是通过引入一个最小变形的红移关系 z_eff(z) = z - α·f(z) 来封装不均匀潮汐场对累积萨克斯红移的主要贡献。该框架为路径依赖的红移漂移提供了清晰的广义相对论描述，并对即将开展的低红移巡天观测给出了具体预测。
MESA恒星演化模型的重力变暗指数更新
本研究利用MESA恒星演化代码，计算了从零龄主序到巨星阶段多个质量恒星的重力变暗指数β。模型采用特定化学组成、不透明度和混合长参数，覆盖1.0至20.0太阳质量范围，为先前基于旧模型的结果提供了重要更新。
暗物质晕核心坍缩新机制：早期宇宙形成的‘瞬时尖峰’起关键作用
本研究通过高分辨率N体模拟，探讨了自相互作用暗物质（SIDM）晕的演化。研究发现，存在于每个暗物质晕中心的‘瞬时尖峰’（由早期宇宙过密度直接坍缩形成）对核心的形成与坍缩过程有显著影响。早期，更显著的尖峰会因内区速度弥散梯度较小而延迟核心形成约2倍时间；在坍缩阶段，晕的演化在物理时间上趋于一致，但密度和半径尺度会重新标度。研究揭示了内、外晕剖面在驱动核心坍缩中的复杂相互作用。
盖亚天文测量揭示原行星盘内尘埃空洞的伴星分布
本研究利用盖亚卫星的天文测量数据，对98个具有内尘埃空洞的原行星盘（过渡盘）进行伴星搜寻。通过分析自行异常，发现32%的样本存在伴星信号，其中85%的已知伴星被成功探测。建模显示多数伴星质量大于30倍木星质量，处于或接近恒星质量范围，仅7个系统存在行星质量伴星。约半数已探测伴星无法解释观测到的尘埃空洞成因，表明若空洞由伴星塑造，其可能位于更远轨道且质量更小。
暗物质天体与轴子微晕如何加热宇宙气体：21厘米信号探测新途径
本研究探讨了暗物质天体与轴子微晕通过动力学摩擦加热宇宙重子气体的物理过程，并评估了利用21厘米氢谱线观测探测此类效应的潜力。研究发现，即将开展的21厘米实验（包括全局信号和功率谱测量）能够探测到质量在10^2至10^5太阳质量之间、占暗物质总量约10%的暗致密天体，并能显著提升对质量在10^{-18}至10^{-9} eV范围内的类轴子粒子的探测灵敏度。这为利用宇宙黎明时期的21厘米信号探测暗物质性质开辟了新窗口。
湍流分子云中核心间距不由声速尺度决定
本研究通过湍流模拟（马赫数4和8，三种湍流驱动波数）检验了分子云中致密核心的典型间距是否由声速尺度（湍流速度弥散等于声速的尺度）决定。通过柱密度图的树状图分析识别致密核心，并将其间距与速度结构函数测量的声速尺度进行比较。结果表明，核心间距与声速尺度或驱动尺度均无统计相关性，其值分布在这两个尺度之间的整个范围。这表明湍流主导云中的碎裂并不由湍流级联中的某个内禀尺度支配，对将声速尺度作为恒星形成理论中的预测量提出了质疑。
ALMA观测揭示原恒星周围三条神秘尾迹，挑战孤立恒星形成模型
ALMA对原恒星[BHB2007]1的最新观测揭示了其周围至少存在三条延展结构。其中两条对称结构可能源于外流或与邻近系统的相互作用，但其未束缚的运动学特征难以解释。关键发现是第三条向西的准直结构，其引力束缚的向内吸积流证据确凿。估算表明，该吸积流将使可用于行星形成的物质质量翻倍，并使原行星盘倾斜数十度。其与原行星盘中平面的不对齐及缺乏弥散包层发射，表明它可能源于对与恒星诞生核无关的云物质的引力捕获。这些发现共同支持了恒星形成是一个持续受环境相互作用的动态过程。
利用光子灯笼零值器进行系外行星直接探测的角差分后处理算法分析
本研究针对新型系外行星直接成像仪器——光子灯笼零值器（PLN）的数据特点，改进了传统的角差分成像（ADI）技术。由于PLN产生的一维数据缺乏旋转不变性且与恒星残余光高度重叠，传统方法在近距离探测时会产生强烈的自减效应。作者利用主成分分析重新构建了ADI算法，并提出在恒星信号估计前注入反行星信号的方法，有效提升了在模拟数据中定位近距离行星的能力。
光学干涉技术揭示大质量恒星的多重性、磁场与星风结构
经过数十年的发展，光学长基线干涉技术已成为一种成熟且用户友好的主流观测手段。该技术开启了新的观测窗口，能够以亚天文单位的分辨率直接测量大质量恒星的轨道参数、星风结构及磁现象。本文综述了干涉技术在大质量恒星研究中的最新进展，重点关注其多重性、磁场和星风特性。
基于深度神经网络的高精度弱稳定边界结构识别方法
本文提出了一种基于深度神经网络的高效、高精度方法，用于识别天体力学中的弱稳定边界结构。该方法首先分析了WSB结构的几何与动力学特性，以指导神经网络模型的训练。通过优化超参数组合，模型在代表性测试数据集上的识别精度达到97.26%至99.91%。该方法克服了传统数值与解析方法在计算效率与识别精度上难以兼顾的局限，为分析弹道捕获和构建低能量转移轨道提供了更优的工具。
评论指出新型聚合物平面透镜效率极低，远未达衍射极限
一篇评论文章对近期发表于《应用物理快报》的“100毫米直径f/2聚合物平面透镜用于彩色天体摄影”研究提出质疑。评论指出，该透镜的聚焦效率低于0.03%，其宽带辐射的角分辨率比衍射极限差一个数量级。此外，未被聚焦的入射辐射将在像平面产生背景雾，严重影响成像质量。
ALMA揭示恒星诞生前核心质量分布与初始质量函数关系
ASHES项目通过ALMA观测461个恒星前核心候选体和254个原恒星核心，发现引力束缚的恒星前核心质量函数斜率（-2.32±0.30）与Salpeter初始质量函数斜率（-2.35）一致，表明存在普适的核心形成机制。研究还发现恒星前核心寿命数倍于自由落体时标，且原恒星核心质量函数可通过考虑外部气体吸积由恒星前核心质量函数演化而来，吸积率更符合潮汐瓣吸积模型。
DREAMS项目发布1024次模拟，揭示银河系形成的不确定性
DREAMS项目发布了包含1024次宇宙学流体动力学模拟的新套件，旨在量化星系形成中的理论不确定性。该套件通过新颖的加权方案，生成了与观测相符的星系样本，并揭示了星系合并历史（如盖亚香肠-恩克拉多斯事件）对现今恒星形成率、盘结构及晕形状的显著影响。研究表明，需要大样本统计才能厘清星系形成的随机性，并精确重建银河系的独特历史。
星系恒星形成呈现周期性波动，内外区域存在显著差异
本研究利用TNG100模拟，追溯了近80亿年来z=0星系中心区域的恒星形成历史，揭示了其周期性波动特征。研究发现，每次恒星形成爆发期通常包含两个分支：一个发生在星系中心金属丰度较高的气体中，另一个则始于星系外围金属丰度较低的新鲜气体流入区，并逐渐向内推进。星系外围区域的恒星形成率波动比中心区域更为显著，导致气体和年轻恒星的金属丰度分布在峰值和低谷期差异明显。单个星系内部的恒星形成率波动平均约为0.2 dex，而星系间的固有差异约为0.15 dex，两者共同解释了观测到的约0.25 dex的弥散度。
磁化激波中辐射过程对粒子加速与光子谱的影响
本研究通过求解稳态辐射流体力学方程与辐射转移方程，分析了磁化辐射介质激波的结构与光子能谱。研究发现，当上游磁化参数σ_u大于10^{-8}时，同步辐射自吸收会显著改变激波剖面；当σ_u大于0.1时，会形成显著的碰撞性子激波，增强粒子加速效率。此外，加速质子相关过程会在光子谱中产生高于10 GeV的高能尾巴，但对辐射通量和压力的影响较小。
首次对绘架座βb的系外卫星和双行星系统进行天体测量限制
本研究利用GRAVITY干涉仪和SPHERE仪器的存档观测数据，首次对绘架座β系统中的系外卫星和双行星系统施加了天体测量学上的质量限制。通过模拟行星运动并引入卫星扰动，研究排除了在特定轨道周期内超过一定质量的卫星存在。例如，在1100天周期内，排除了质量超过约30个地球质量（0.1个木星质量）的卫星。这展示了干涉观测在系外卫星研究中的高灵敏度。
JWST揭示早期宇宙低质量星系的质量-金属丰度关系
CECILIA项目利用JWST/NIRSpec对7个高红移（z~2-3）低质量星系进行了超深光谱观测，首次精确测量了该质量区间的质量-金属丰度关系（MZR）。研究发现MZR斜率较陡（γ=0.48±0.11），表明金属滞留效率随质量快速增加，可能与能量驱动的外流有关。与低红移相比，归一化存在演化，反映了早期星系金属富集程度较低。研究还发现z~2与再电离时期的MZR无显著演化，表明这些星系可作为再电离时期系统的有用类比。
MaNGA巡天发现14个疑似被“踢出”星系中心的黑洞候选体
通过对MaNGA巡天数据的分析，研究人员首次系统性地发现了14个位置偏离星系中心的宽发射线源，它们可能是被“踢出”星系核的超大质量黑洞。这些黑洞可能是在双黑洞并合过程中，因引力波辐射不对称或动力学“弹弓”机制而被抛射出来。其中42%的候选体伴随有恒星核，而58%的候选体表现出异常高的宽线光度，可能与并合驱动的吸积增强或被抛射黑洞有关。这一发现为研究黑洞与星系的共同演化及过去的双黑洞并合事件提供了新的观测线索。
CI Tau恒星X射线可变性研究揭示行星宿主恒星磁活动特征
钱德拉X射线天文台对年轻T Tauri星CI Tau的观测发现其X射线辐射存在显著变化。前两次观测中辐射稳定，等离子体温度约2300万度；两周后的观测中，辐射强度缓慢上升，温度飙升至4600-5800万度，峰值光度增强约6倍。这种伴随高温等离子体的可变X射线发射是恒星磁活动的典型特征，与CI Tau已知的强磁场一致。研究还评估了恒星X射线辐射对其声称存在的短周期巨行星的可能影响。
利用18颗恒星验证1D-3D耦合恒星模型
本研究通过分析开普勒望远镜观测的18颗主序星的星震数据，验证了结合三维流体动力学模拟的1D-3D耦合恒星模型的可靠性。结果表明，该模型能更准确地推断恒星基本参数，其表面效应比使用经典大气层的模型更简单、更易处理，为精确表征类太阳恒星提供了有力工具。
气体吸积行星向外迁移的新机制：半解析公式揭示系外巨行星分布成因
传统II型迁移理论预测行星会快速向内迁移，难以解释观测中1天文单位外巨行星的聚集现象。本研究通过分析最新高分辨率流体动力学模拟，阐明了气体吸积行星发生向外迁移的条件，并推导出一个适用于广泛行星质量与盘条件的半解析公式。研究发现，行星的气体吸积会在其周围盘区产生方位角不对称性，从而主导并驱动向外迁移。当盘隙深度因子K'在0.03至50之间时，向外迁移发生。新公式表明，向外迁移对塑造气态巨行星的质量和轨道分布具有重要作用，有望解释观测到的行星分布特征。
地球与行星成分的物理化学控制：揭示内太阳系天体的氧化与贫挥发分特性
研究表明，类地行星的成分与太阳星云凝聚物存在显著差异。它们具有氧化的特征（氧逸度高于星云气体），但同时缺乏挥发性元素。这种看似矛盾的性质无法通过从平衡星云凝聚物中吸积来解释。对月球、灶神星、地球和火星等天体的元素和同位素分析表明，地球等大型天体是多种挥发分不同程度耗尽的星子混合的产物，并叠加了后期加入的未耗损物质（如CI球粒陨石）。然而，地球的重元素同位素异常表明，现有陨石组合无法完全解释其成分，地球可能部分或全部由一种类似NC（非碳质）的“缺失组分”构成。这暗示内太阳系天体（包括地球和火星）氧化但贫挥发分的特性，是NC储库的固有属性。
利用小波散射变换探测21厘米信号中的模糊暗物质
本研究通过小波散射变换（WST）分析宇宙黎明和再电离时期的21厘米信号，以探测模糊暗物质（FDM）的印记。FDM由超轻标量粒子构成，其量子压力会抑制小尺度结构的形成，从而延迟恒星形成并改变星系际介质的温度历史。研究发现，WST的二阶系数能有效捕捉FDM引起的非高斯跨尺度耦合，对粒子质量高度敏感，且在SKA1-Low级别的热噪声下依然稳健。该方法在区分波状暗物质与冷暗物质场景上展现出强大潜力。