暗能量可能并非恒定：结构形成对宇宙常数的新贡献
本研究提出了一种几何方法，允许FLRW观测者非微扰地评估其理想化过去光锥与实际物理过去光锥之间的尺度依赖距离泛函。研究发现，从FLRW观测者视角看，该泛函会产生一个与结构形成相关的、红移依赖的几何-结构-增长贡献ΩΛ(ẑ)，它会侵蚀对FLRW宇宙常数ẐΩΛ代表恒定暗能量的解释。特别是在星系团尺度等低红移处，ΩΛ(ẑ)变得与假定的ẐΩΛ同量级，表明晚期宇宙结构对FLRW宇宙常数提供了与之相当的有效场贡献。
2025-12-03 速览 · 天文学
2025-12-03 共 24 条抓取，按综合热度排序
修正宇宙学模拟中“光速降低”近似的光子不守恒问题
“光速降低”（RSL）近似是加速宇宙学模拟中辐射传输计算的常用方法，但已知会导致光子不守恒。本文提出了一种能精确计算缺失光子数量的数值方案，在简单测试中可实现亚百分比精度。然而，在模拟宇宙再电离的半现实场景中，该方案表现不佳，导致电离重叠过程加速，与保持真实光速的参考模拟相比，辐射场存在显著误差。
JCMT望远镜观测星际彗星3I/ATLAS，未探测到早期HCN与CO排放
研究团队利用詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜（JCMT）对第三颗星际天体3I/ATLAS进行了亚毫米波观测，旨在探测其彗发中的HCN和CO分子。在2025年7月期间，当彗星距离太阳约3.84至4.01天文单位时，未探测到这两种分子的排放，并给出了其产率的上限。结合后续观测数据，研究发现HCN产率随日心距离减小的变化指数高达12.7，远陡于典型太阳系彗星，但与该彗星其他物质的演化趋势一致，为理解星际天体的挥发物活动提供了新约束。
慢光效应揭示M87黑洞喷流发射区的结构特征
本研究通过广义相对论磁流体动力学模拟，结合“慢光”辐射转移计算，深入分析了M87星系中心超大质量黑洞喷流发射区的可观测结构。研究发现，与忽略光传播时间效应的“快光”图像相比，“慢光”图像能更准确地反映喷流的真实形态，呈现出与观测更为一致的双边缘锥状结构，而非螺旋或环状特征。喷流图像的形态和动力学行为强烈依赖于黑洞的自旋参数，低自旋模型产生摆动明显的喷流，而高自旋模型则产生更直、更稳定的喷流。
VLTI/GRAVITY观测揭示南天亮星Kappa Velorum的伴星并非黑洞
Kappa Velorum是南天一颗明亮的B型星，长期被认为可能拥有一颗致密天体（如黑洞）伴星。研究团队利用VLTI/GRAVITY干涉仪直接解析了该双星系统，探测到一颗主序B型伴星，从而排除了致密天体的可能性。结合相对天体测量轨道与历史径向速度数据，团队精确测定了轨道参数，并估算了双星质量。该研究展示了干涉测量技术在甄别未来盖亚任务（Gaia DR4）可能发现的众多候选“恒星+致密天体”双星系统方面的潜力。
低金属丰度恒星中重元素丰度弥散的起源研究
本研究对86颗贫金属亚巨星进行了高精度光谱分析，测量了包括11种重元素在内的23种元素丰度。通过使用先进的KORG光谱合成软件包，研究人员发现s-过程和r-过程重元素的丰度弥散显著高于轻元素，其中铕的弥散度最高。研究表明，这种弥散可能源于前身超新星质量、自转和磁场强度的随机性采样，以及核合成源比例的星间差异。分析指出，需要同时存在快速旋转和磁旋转驱动的超新星才能解释观测到的丰度模式与弥散度。
红外自行运动揭示NGC 2024星团中年轻恒星的快速形成过程
本研究利用欧洲南方天文台的多期近红外巡天数据，首次对火焰星云NGC 2024星团中的362颗候选年轻恒星天体进行了高质量、均匀的自行运动测量。结果显示，该星团的形成过程迅速（<100万年），支持快速塌缩模型，而非长期的分级组装。研究发现存在由内而外的年龄分层现象，且最年轻的I类天体速度弥散度略高。恒星径向速度与气体速度基本一致，但部分较老的恒星已开始与气体解耦。
神经网络助力GALAH DR4星表：新增超11万颗恒星铕丰度数据
本研究利用卷积神经网络，将GALAH DR3星表中精确的铕元素丰度迁移至最新的DR4光谱数据，构建了一个包含118,946颗恒星铕丰度的公开星表。其中54,068颗巨星的“黄金样本”精度优于0.1 dex。该工作克服了DR4数据精度下降的局限，并与DR3数据结合，在统一尺度上提供了超过10万颗恒星的高质量铕丰度，成功复现了已知的银河系化学演化趋势，为研究r-过程元素起源及中子星合并等稀有事件提供了关键数据。
黑洞吸积盘中的发电机效应如何调控喷流形成与演化
本研究通过全球三维广义相对论磁流体动力学模拟，揭示了吸积盘中由磁旋转不稳定性驱动的发电机效应与黑洞喷流形成之间的直接联系。不同于传统模拟预设大尺度磁场，新采用的‘亚标准’初始条件允许小尺度磁环通过快速重联和湍流自发形成大尺度磁场。研究发现，发电机产生的磁场波会直接印刻在喷流的电磁能流上，但喷流的最终维持依赖于黑洞视界处磁场的相干性。当相干性下降时，喷流会关闭。
限制ZLK振荡导致的白矮星污染：耗散进动的影响
本研究探讨了Von Zeipel-Lidov-Kozai（ZLK）振荡作为白矮星污染的一种动力学机制，并重点分析了耗散进动对其发生率的限制作用。耗散进动在原行星盘阶段促使系外行星寄主双星系统轨道对齐，从而减少了能够触发ZLK振荡所需的高轨道倾角构型。通过对4400个已知白矮星/主序双星系统的分析，研究发现50-70%的系统具备ZLK污染的参数条件，但污染率受限于ZLK振荡产生大质量但低频污染物的倾向。对于初始间距较近（<500-800 AU）的双星，耗散进动是主要限制因素；而对于间距更宽的双星，ZLK振荡的时标约束则更为关键。
AT2022zod：红移0.11椭圆星系中的一次特殊潮汐瓦解事件
本研究报道了在红移0.11的椭圆星系中发现的一次极端、短寿命光学耀发AT2022zod。其高光度和约30天的持续时间，使其不太可能源于宿主星系中心约10^8太阳质量的超大质量黑洞。研究认为，该事件最可能源于一个嵌入超致密矮星系中的中等质量黑洞对恒星的潮汐瓦解。此发现为利用即将运行的Vera C. Rubin天文台巡天，优化中等质量黑洞的搜寻与表征策略提供了重要参考。
JWST发现两个高红移活动星系核，揭示致密气体在黑洞演化中的作用
通过JWST COSMOS-3D巡天项目，天文学家在红移z~3处发现了两个具有宽发射线的X射线活动星系核（cid_414和cid_947）。它们均显示出显著的He I λ10830发射与吸收线，并被中红外探测证实存在热尘埃。其中一个源（cid_947）表现出强烈的外向流特征，速度超过5000 km/s。研究推断，这些致密的吸收气体尺度与宽线区相当，很可能与遮蔽黑洞的尘埃环动力学耦合。这表明在高红移时期，致密的核周气体普遍存在，对活动星系核的遮蔽及黑洞与宿主星系的共同演化起着重要调节作用。
DREAMS项目揭示：暗物质晕差异对银河系卫星星系的影响远超重子物理模型
DREAMS项目通过模拟1024个银河系质量宿主星系及其卫星，在ΛCDM宇宙学框架下，评估了重子物理模型不确定性对卫星星系预测的影响。研究发现，与宿主暗物质晕之间的固有差异相比，重子物理模型（如超新星风能、风速等参数）的不确定性对卫星星系的恒星质量函数、径向分布、暗物质密度轮廓内斜率及恒星半光半径等属性的影响相对次要。其中，超新星风能是影响卫星恒星质量和尺寸的最主要重子物理因素。
韦伯望远镜发现两个“小红点”正在向类星体转变
詹姆斯·韦伯空间望远镜发现了一类被称为“小红点”的致密天体，其性质一直存在争议。本研究报道了两个处于特殊过渡阶段的“小红点”，它们不仅具有“小红点”的标志性光谱特征，还首次探测到了强烈的X射线、射电和中红外辐射。这表明其中心黑洞周围的致密气体包层正在消散，高能光子得以逃逸，同时尘埃环正在形成。这一发现直接揭示了“小红点”的本质，并证明其中至少有一部分会在后期演化为活动星系核或类星体。
首次发现超大质量黑洞双星可能是高能中微子源
本研究首次将超大质量黑洞双星作为候选源类，对其高能中微子发射进行了系统性搜索。通过对693个候选体与IceCube十年数据的无分箱最大似然比分析，发现了正相关信号，最高显著性达到3.0σ。这为高能天体物理中微子的起源提供了新的潜在源类证据，并探讨了其与纳赫兹引力波辐射的潜在联系。
火星质量如何塑造地球的米兰科维奇气候周期
本研究通过动力学分析，量化了火星质量变化对地球轨道参数和气候强迫谱的影响。结果显示，火星质量显著调控地球的偏心率周期：当火星质量增大时，由火星驱动的约10万年短偏心率周期带会延长并增强；而240万年的长周期在火星质量趋近于零时消失。同时，地球的倾角（黄赤交角）周期也会随火星质量增加而从经典的约4.1万年延长至4.5-5.5万年。这表明类地行星的米兰科维奇气候周期谱是其行星邻域结构的敏感探针。
利用星系团作为宇宙计时器：多探针宇宙学的新途径
本研究首次利用三个邻近红移星系团的高质量光谱数据，通过宇宙计时器方法测量了红移z=0.54处的宇宙膨胀历史。团队选取了38个最宁静、质量最大的星系成员，通过全光谱拟合获得其年龄与物理参数，并推导出新的哈勃参数测量值H(z=0.542)=66^{+81}_{-29} (stat) ±13 (syst) km/s/Mpc。该工作为在同一数据集上结合不同宇宙学探针（如时间延迟宇宙学）进行自洽性检验迈出了第一步。
ClumPyLen：模拟高红移团块星系强引力透镜图像的Python工具
研究团队开发了名为ClumPyLen的Python模拟器，用于生成高红移、团块状恒星形成星系在强引力透镜作用下的逼真模拟观测图像。该工具使用Sérsic轮廓模拟星系盘、核球和旋臂等结构，并根据物理驱动的分布生成恒星团块。它整合了用户提供的偏转角图以模拟引力透镜效应，并考虑了仪器效应、点扩散函数卷积、天空背景和光子噪声，以模拟真实的观测条件。目前支持HST/ACS、HST/WFC3-IR和JWST/NIRCam等仪器。通过模拟z=6.145的“宇宙群岛”星系等案例，验证了其生成图像在形态和极限星等方面与真实观测高度一致。该工具旨在探索不同质量和尺寸（尤其是低质量）恒星团块的可探测性，并研究团块混合效应。其模块化设计使其适用于引力透镜研究、星系演化以及为机器学习或正向建模生成合成数据集等多种科学目标。
无需建模选择函数的新方法：利用恒星运动学精确测定银河系引力势
本研究提出了一种名为“条件深度势能”的新方法，用于从恒星位置和速度的快照数据中测定银河系的引力势，从而推断其重子物质和暗物质的分布。该方法的核心创新在于绕过了对星际消光、巡天深度等复杂空间选择函数的建模，转而建模条件速度分布。通过结合无碰撞玻尔兹曼方程和平稳性假设，该方法能同时学习引力势和整个示踪星族（包括未观测到的恒星）的空间密度。研究表明，即使在具有复杂三维尘埃分布的模拟数据集中，该方法也能准确恢复引力势，尤其适用于处理盖亚卫星等大型复杂数据集。
JWST发现早期宇宙中罕见的双成像“小红点”系统
VENUS巡天项目利用JWST/NIRCam在星系团Abell 383后方发现了一个双成像的“小红点”候选体A383-LRD1。该系统由两个紧密相邻的组分构成：一个符合LRD光谱特征的红色点源，以及一个距离仅约380秒差距、主导了先前紫外探测的蓝色致密伴星。引力透镜效应将其放大并形成两个像，预测时间延迟约为5.2年。这是继A2744-QSO1之后第二个已知的多重成像LRD，也是首个通过ALMA观测确认了[C II]发射线的LRD系统，为研究早期宇宙中类星体、宿主星系及其环境的关系提供了独特机会。
SEAMLESS 巡天发现四颗暗弱矮星系，揭示不同环境下低质量星系演化
SEAMLESS 半自动机器学习巡天项目在本地宇宙中识别出四颗暗弱矮星系，其中 Hydrus A 为首次发现。这些星系分布于从高度孤立到邻近大星系的不同环境中，展现出从受宇宙再电离影响而停止恒星形成、孤立持续恒星形成，到形态受扰、处于演化过渡状态等多种演化阶段。该发现证明了 SEAMLESS 方法在构建本星系群外暗弱星系普查方面的强大能力。
OASIS 巡天发现亚恒星伴星 HIP 71618 B，或成罗曼太空望远镜关键技术演示目标
OASIS 巡天项目结合盖亚与依巴谷卫星的精密天体测量数据，以及夏威夷两台大型望远镜的高对比度成像，发现了一颗围绕年轻 A1V 型恒星 HIP 71618 运行的亚恒星伴星 HIP 71618 B。其质量约为 60-65 倍木星质量，轨道半长轴约 11 天文单位，且偏心率高。该伴星在罗曼太空望远镜日冕仪的技术演示阶段将恰好位于其“暗区”内，其主星亮度高、位置佳，使其成为验证该仪器核心性能指标的潜在理想目标。
宇宙早期星系形成受重子物质分布不均影响
研究使用FLAMINGO星系形成模型，首次量化了ΛCDM宇宙学中重子与暗物质比例扰动对星系形成的影响。这些自然产生的等曲率扰动会导致早期星系重子比例降低5%，恒星形成率减少12%，但效应随宇宙演化逐渐减弱。该发现对JWST时代的高红移星系观测预测具有重要意义。
首次实时观测中等质量黑洞撕裂恒星事件，揭示五阶段演化模型
研究团队针对首个被实时多波段观测并光谱确认的中等质量黑洞潮汐撕裂事件EP240222a，提出了一个新颖的五阶段演化模型，成功解释了其奇特的光变曲线。该模型首次系统描述了从不完全环化、延迟的流-盘相互作用到超爱丁顿吸积与再处理的完整物理过程，确立了此类光变曲线为中等质量黑洞TDE的典型特征。