可微分模拟器中的机器学习：加速天体物理流体动力学计算
本研究展示了在可微分天体物理（磁）流体动力学模拟器中训练机器学习模型的两个应用案例。首先，针对辐射冷却风泡模拟收敛慢的问题，通过学习的冷却函数在低分辨率模拟中恢复了高分辨率动力学特征。其次，训练卷积神经网络修正特定爆炸波问题的二维磁流体动力学模拟。这些案例为在模拟器中系统应用更通用的机器学习模型奠定了基础。
2025-12-09 速览 · 天文学
2025-12-09 共 24 条抓取，按综合热度排序
首次探测WR 112双星系统的X射线辐射，揭示其内部加速风机制
本研究首次通过钱德拉和雨燕卫星探测到尘埃WC+O双星系统WR 112的X射线辐射，并结合27年的射电监测数据及凯克望远镜图像进行分析。由于轨道近乎侧向，其星风碰撞区在20年轨道周期内交替被沃尔夫-拉叶星风自吸收和O型星风前景所主导，导致相位锁定的射电与X射线变化。研究发现，现有单一尘埃膨胀速度模型无法解释观测数据，而需要引入一个在约一个轨道周期内从近静止加速至1350公里/秒的激波后加速流，这成功匹配了从5角秒到0.1角秒内的红外螺旋结构及射电增亮相位。该结果为未来连接热等离子体冷却、非热射电辐射、X射线光谱和尘埃形成的自洽流体动力学模拟提供了关键的边界条件。
SN 2024afav：一颗具有多重光变峰和星周物质相互作用光谱特征的极亮超新星
本研究对氢贫乏极亮超新星SN 2024afav进行了全面的光学和近红外观测。该超新星光度峰值约-20.7等，光变曲线呈现不寻常的多重隆起。光谱分析揭示了多个独特特征，包括从+20天开始出现的窄而蓝移的Hα吸收线、在所有观测阶段持续存在的He I谱线、以及早期出现的[O III]和[O II]+[Ca II]发射线复合体。这些特征及其与光变峰出现时间的关联，为超新星抛射物与附近富氢壳层发生星周物质相互作用提供了有力证据，并表明前身星外层及星周介质中存在氦。与PTF10hgi等类似超新星的比较表明，SN 2024afav属于一个罕见的极亮超新星亚群，其能量输入受到星周物质相互作用的重要调制。
科学家发现首个绕古老厚盘恒星运行的褐矮星
研究团队报告了TOI-7019b的发现，这是首个已知的绕银河系古老厚盘恒星运行的凌星褐矮星。该恒星金属丰度极低，系统年龄估计约120亿年，是迄今发现的最古老、金属最贫乏的褐矮星宿主系统。褐矮星质量约为61.3倍木星质量，半径比标准演化模型预测大12.3%，暗示可能存在未知物理机制。该系统为在低金属丰度环境下测试褐矮星演化模型提供了基准。
超大质量黑洞高速外流特征分析：揭示AGN反馈与星系演化机制
本研究通过分析57个活动星系核（AGN）中的122个稳健超快外流（UFO）探测数据，首次系统性地揭示了外流速度、谱线宽度与等效宽度之间的正相关关系。研究发现，最宽最强的吸收线对应着速度最快的风，其速度弥散度对估算风能至关重要。通过速度约束推导出的最小发射半径与史瓦西黑洞最内稳定圆轨道一致，且外流性质在塞弗特星系与类星体间的差异主要由黑洞质量和光度驱动。观测结果支持了在混沌冷吸积循环中，团块状多组分风在热不稳定多相介质中传播的图像。未来XRISM和NewAthena等高分辨率X射线光谱任务将有助于解析这些外流的结构与物理起源。
高精度年龄测量验证褐矮星演化模型：HR 7672AB系统研究
本研究利用凯克行星探测器的星震学数据，结合自转年代学，为HR 7672AB系统（包含一颗类太阳恒星和一颗L型矮星伴星）提供了高精度年龄测量（2.26±0.40 Gyr）和动力学质量测量（伴星质量为75.39±0.67 MJup）。该系统的精确年龄（18%不确定度）和伴星质量（0.9%不确定度）使其成为检验褐矮星冷却模型的绝佳基准。研究测试了六种模型，发现Chabrier等人（2023）的新状态方程模型与所有观测结果吻合最佳（<0.3σ）。
新统计工具量化多组宇宙学数据集间的张力
研究者提出了一种新的统计估计量，用于同时量化多个宇宙学数据集之间的不一致性。该方法将“均值差”统计量推广到多数据集情形，能识别共享参数空间中的主要张力方向，并为二维情况下的两到三组数据提供几何解释。应用该工具重新评估DESI与Planck数据，发现其张力从DR1的1.18σ有效值增至DR2的1.45σ，较此前报告的1.9σ至2.3σ更为缓和。此框架亦适用于其他存在数据差异的研究领域。
LISA与LGWA引力波探测器将如何探测中等质量黑洞合并
本研究通过半解析模型和宇宙学模拟，预测了未来空间（LISA）和月球（LGWA）引力波探测器对中等质量黑洞（IMBH）和超大质量黑洞（SMBH）合并事件的探测率。研究采用“轻种子”方案构建黑洞双星种群，并计算了动力学摩擦时标。乐观估计下，每年可探测超过15次IMBH合并；悲观估计下，整个探测器寿命期内探测次数少于5次。LGWA更擅长高红移、高信噪比的IMBH探测，而LISA对质量更大的SMBH更敏感。联合观测将有助于全面探索黑洞质量谱并约束其形成模型。
ExoNAMD：利用自旋轨道角约束多行星系统动力学的新工具
本文介绍了ExoNAMD，一个用于评估多行星系统动力学状态的开源代码。该工具基于归一化角动量亏损（NAMD）度量，通过纳入自旋轨道角参数（A-NAMD），相比仅使用相对倾角（R-NAMD）能更准确地描述系统动力学历史，并为比较不同架构的系统提供了统一标准。该工具将有助于处理未来PLATO和Roman望远镜将发现的大量系外行星系统数据，优化JWST等后续大气特征观测的目标选择。
yieldplotlib：统一系外行星探测预测代码可视化库
为支持NASA下一代旗舰天文台“宜居世界观测站”（HWO）的系外行星探测任务，研究人员开发了yieldplotlib库。该库旨在统一并可视化不同系外行星探测预测代码（如AYO和EXOSIMS）的输入与输出，这些代码在语言、方法和结果上存在差异。yieldplotlib通过提供完整、描述性强且易于访问的可视化方案，将帮助科学家更准确地预测和评估HWO可能发现的宜居带行星数量，对任务规划至关重要。
EQUALS：利用ESPRESSO对遥远宇宙气体进行高分辨率巡天
ESPRESSO Quasar Absorption Line Survey (EQUALS) 是一项ESO大型项目，旨在利用ESPRESSO摄谱仪前所未有的高精度、高分辨率和灵敏度，通过类星体吸收线研究宇宙演化。该巡天将提供深光谱遗产样本，以约束星系演化的宇宙学模拟和早期宇宙恒星核合成产物，并解决从暗物质小尺度性质到星系际介质温度等一系列关键问题。
银河系项目发布MIRION星表：通过黄球体揭示中高质量恒星形成过程
本研究基于银河系项目志愿者识别的6176个“黄球体”天体，构建了中红外星际天体与星云（MIRION）星表。这些黄球体主要由嵌入在恒星形成团块中的中高质量年轻恒星天体产生的致密光解离区构成。该星表将候选的中质量恒星形成区数量提升了近两个数量级，为研究从孤立低质量到成团高质量恒星形成的转变提供了重要数据库。星表包含中远红外测光、分子云速度、距离、团块物理属性等多维数据，便于后续研究筛选。初步分析证实了红外颜色与恒星形成区物理属性及演化阶段的相关性。
年轻行星系统中发现更高频率的凌星时间变化
本研究通过分析开普勒、K2和TESS的数据，在39个年轻行星系统中搜寻凌星时间变化。结果发现，28.3%的年轻行星显示出TTV迹象，显著高于以年老行星为主的样本（7.3%）。研究确认了11颗行星已知的TTV信号，并新发现了4颗行星的候选TTV信号。TTV是测量年轻活跃恒星周围行星质量的有效替代方法，不受恒星活动信号的严重干扰。
低质量低光度活动星系核偏离类星体主序列
本研究对一组低质量黑洞的低光度活动星系核进行了光谱和光变分析。这些天体虽符合窄线赛弗特1星系的窄线特征，但其亚爱丁顿吸积率和较弱的FeII发射与经典窄线赛弗特1星系的高爱丁顿比、强FeII特征形成鲜明对比。光变分析表明其变幅与典型赛弗特1星系相似，证实了活动星系核成分的主导贡献。在4DE1参数空间中，它们占据低FeII强度、低爱丁顿比的独特区域，可能代表了一种物理上不同的低吸积状态，为理解低质量黑洞的生长提供了新视角。
模拟与观测对比：银河系质量星系周围卫星的恒星形成熄灭比例
本研究通过对比FIREbox、FIRE-2和IllustrisTNG50三大宇宙学模拟套件，以及SAGA、ELVES等观测数据，系统分析了银河系质量星系周围卫星的恒星形成熄灭比例。研究发现，所有模拟均能复现观测中低质量卫星更易熄灭的关键趋势，表明这是当前星系形成模型的稳健结果。然而，卫星熄灭比例随径向距离的变化趋势在模拟间存在差异，揭示了宿主星系环境和形成历史对卫星演化的显著影响。
JWST与Keck联合观测揭示再电离时期莱曼α发射的可见性
本研究结合JWST FRESCO光谱巡天数据和Keck存档光谱，在z>7的高红移星系中探测莱曼α发射体（LAEs）。通过识别[OIII]发射体并分析其大尺度分布，团队新发现了8个LAEs，并发现明亮的LAEs并未处于比平均星系群更密集的环境中。LAEs与不含莱曼α的[OIII]发射体在环境密度上相似，表明仅靠环境过密度无法完全解释莱曼α的可见性。研究指出，其他因素可能对莱曼α发射的可观测性有贡献。
大麦哲伦云碰撞揭示小麦哲伦云结构失衡之谜
研究通过N体流体动力学模拟，揭示了小麦哲伦云（SMC）的结构和运动学失衡源于约1亿年前与大麦哲伦云（LMC）的一次近距离碰撞。碰撞摧毁了SMC原有的气体旋转盘，导致恒星运动以弥散为主，并产生了观测到的气体视线速度梯度（实为径向运动而非旋转）。这一发现强调了星系碰撞在驱动不规则矮星系向椭圆/球状矮星系转变过程中的关键作用。
通过轨道重建更新，完成对银河系球状星团动力学的完整表征
本研究利用定制轨道积分器，在考虑银河系旋转棒导致势场时变性的基础上，计算了球状星团的精确轨道参数、运动积分和绝热不变量。通过全面的动力学分析，更新了星团与银河系内禀结构及不同吸积事件（如Aleph、Antaeus等）的关联分类，为理解银河系形成与演化提供了更精确的动力学工具和星团参数表。
THESAN项目：利用莱曼阿尔法强度映射探测宇宙再电离
本研究利用先进的THESAN宇宙学模拟，为莱曼阿尔法强度映射（LIM）这一新兴宇宙学探测手段提供了高分辨率理论预测。研究构建了连续光锥，评估了复合、碰撞激发及未分辨电离区对莱曼阿尔法谱强度的贡献，并通过阻尼翼分析探索了不同红移下的中性氢吸收。研究发现，包含吸收效应的莱曼阿尔法涨落功率谱在小尺度上随红移降低而变陡，且吸收信号比纯发射信号低约4个数量级，凸显了在模型中纳入共振散射效应的重要性。
SHORES II：亚毫央斯基射电源的多频率特征与红外-射电关联研究
SHORES项目利用澳大利亚望远镜致密阵列，对两个河外星场进行了2.1、5.5和9 GHz的深度多频率射电观测。研究获得了489个2.1 GHz源的稳健星表，并分析了其谱指数分布与射电源计数。结果表明，亚毫央斯基射电种群谱指数峰值在α~-0.7，与同步辐射一致。通过交叉匹配赫歇尔H-ATLAS远红外星表，研究探讨了远红外-射电关联，并识别出一类可能对应高红移恒星形成星系的“纯射电”源。
高分辨率模拟揭示星系团内光起源：主要来自卫星星系剥离
本研究利用高分辨率星系团模拟NewCluster，追踪了数十亿粒子，首次量化揭示了星系团内光（ICL）的起源。研究发现，大部分ICL来源于卫星星系（包括幸存和瓦解的星系）的剥离过程。其中，在进入星系团前已预处理的恒星成分，其密度分布与暗物质最为吻合，且具有年老、低金属丰度、α元素增强的独特化学特征。研究进一步表明，卫星星系的剥离比例主要取决于其落入星系团的时间以及近心点距离。这项工作通过将ICL恒星的族谱、化学和轨道特性与其起源关联，为利用ICL追溯星系团组装历史提供了一种定量方法。
冷巨行星如何在低质量恒星周围形成？新模型揭示关键条件
研究通过N体模拟，探索了在质量仅为太阳0.1倍的晚型M矮星周围，于1-3天文单位处形成冷巨行星（如土星、木星）的条件。研究发现，即使初始星盘固体质量较低（约6个地球质量），只要气体质量足够（占恒星质量的10%）、星盘寿命长达1000万年，且行星胚胎能通过高效的卵石吸积在100万年内形成约5个地球质量的核心，冷巨行星仍可形成。研究还表明，内岩质行星若能在外部天体成为巨行星前迁移至星盘内腔，则可能幸存。
JWST如何揭示系外行星的潮汐、自转、光环与卫星
目前已知的近6000颗系外行星中，我们对其大部分的了解仅限于轨道特征、半径和质量等基本属性。詹姆斯·韦伯太空望远镜凭借其卓越的集光能力和测量精度，不仅能探测系外行星大气，还能测量其额外的轨道与物理特性。本文探讨了JWST揭示此前难以企及的动力学现象的潜力，包括潮汐变形与膨胀、自转扁平化、行星环以及卫星。
eROSITA与Subaru联合巡天揭示光学与X射线星系团性质差异
本研究利用SRG/eROSITA最终赤道深度巡天数据，对Subaru HSC巡天光学选出的近千个星系团进行了X射线叠加分析。研究首次将标度关系分析拓展至更低质量与光度区间，发现X射线光度-质量关系的斜率略陡于自相似预言。对比分析显示，被X射线探测到的星系团具有更陡的L-M斜率、更高的中心表面亮度及更集中的X射线轮廓，揭示了光学选择与X射线选择星系团样本在性质上的系统性差异。