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世界最神秘十大未解之谜:这些附近的恒星系统可能是寻找外星生命的好目标

星系 2026-03-03 菜科探索 +
简介:据美国太空网(Robert Lea):美国国家航空航天局的钱德拉X射线太空望远镜绘制了一张靠近太阳的恒星的三维地图,这

【菜科解读】

据美国太空网(Robert Lea):美国国家航空航天局的钱德拉X射线太空望远镜绘制了一张靠近太阳的恒星的三维地图,这可能有助于天文学家寻找可能存在生命的外星行星。

钱德拉刚刚在轨道上庆祝了25年,但正面临令人不安的预算紧缩,它创建的这张地图可以告诉科学家,未来的望远镜将指向哪些系外行星,以寻找宜居条件。

世界最神秘十大未解之谜:这些附近的恒星系统可能是寻找外星生命的好目标

望远镜绘制的恒星围绕太阳排列成同心环,距离在16.3光年到49光年之间。

这足够近,望远镜可以从这些恒星的宜居带中的行星收集波长的光或光谱。

宜居带或金发姑娘带是指恒星周围的一个区域,它既不太热也不太冷,不允许液态水存在于世界表面。

钱德拉绘制的太阳附近恒星的三维地图。

(图片uux.cn/NASA/Chandra)当星光穿过空气时,这些行星的光谱可能会揭示大陆和海洋等表面特征,以及云和化学成分等大气特征。

钱德拉的X射线能力是选择哪些行星进行可能宜居性研究的关键。

高能光,如X射线和紫外线辐射,可以剥离行星的大气层,也可以分解作为生物组成部分所需的复杂分子,破坏其宜居性。

因此,如果钱德拉望远镜在强烈的X射线轰击下看到一颗行星,科学家们可以推断,这不是寻找外星生命的最佳研究世界。

新地图背后的团队负责人、加州州立理工大学的Breanna Binder在一份声明中表示:如果不描述其主星的X射线特征,我们将错过一个关键因素,即一颗行星是否真的适合居住。

我们需要看看这些行星正在接受什么样的X射线剂量。

世界最神秘十大未解之谜:这些附近的恒星系统可能是寻找外星生命的好目标

X射线对生命来说是个坏消息,即使在金发姑娘区也是如此宾德和他的同事们最初从一份距离我们太阳系足够近的57颗恒星的清单开始绘制了他们的地图,未来的太空望远镜,如宜居世界天文台,以及陆地上的极大望远镜(ELT),可以拍摄到在金发姑娘区轨道运行的行星。

然而,仅仅处于宜居带并不能保证一颗行星是宜居的。

金星和火星都在太阳的宜居带,在地球的两侧,但火星表面似乎不适合我们所知道的生命,过热的金星对它完全不利。

因此,为了缩小他们的名单,该团队使用了钱德拉10天观测和欧洲航天局(ESA)XMM-Newton太空望远镜26天观测的数据来观察恒星在X射线中的亮度。

然后,他们确定了这些X射线的能量有多大,以及恒星的X射线发射变化有多快。

科学家们推断,X射线越明亮、能量越高,任何绕轨道运行的系外行星就越有可能对其大气层造成严重破坏或完全失去大气层。

马里兰大学的团队成员Sarah Peacock解释说:我们已经确定了宜居带的X射线辐射环境与地球进化的环境相似甚至更温和的恒星。

这样的条件可能在维持地球上发现的丰富大气层方面发挥关键作用。

一幅插图显示了一颗围绕恒星的系外行星用X射线轰击它,导致其大气层被剥离。

(图片uux.cn/K.伊万诺夫)该团队研究的一些恒星已知被质量和大小与太阳系巨星木星、土星、海王星和天王星相似的系外行星围绕,少数候选恒星的质量约为地球的一半。

这些系统中也可能存在质量和大小与地球更兼容的行星,这些行星目前尚未被发现。

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一个动画显示了一颗系外行星穿过或凌日其恒星的表面。

(图片uux.cn盖蒂图片社科学图片库)这些系统中地球大小的行星可能被最可靠的系外行星探测方法——凌日法所遗漏。

这项技术依赖于行星穿过或凌日其恒星表面,在此过程中导致星光输出略有下降。

这取决于一颗行星位于其恒星和地球之间,这意味着一些系统的方向不正确,无法通过凌日方法看到世界。

该技术更善于发现靠近恒星的大质量行星,因此可能会错过轨道相对较远的较小行星。

另一种主要的系外行星探测技术,径向速度法,取决于发现行星在绕恒星运行并受到引力牵引时引起的摆动。

同样,这种方法有利于靠近恒星的大质量行星,这会产生更明显的摆动。

我们不知道下一代望远镜的图像中会发现多少与地球相似的行星,但我们确实知道,在它们上观测的时间将是宝贵的,而且极难获得,该团队成员、加州大学河滨分校的研究员Edward Schwieterman总结道。

这些X射线数据有助于完善和优先考虑目标列表,并可能更快地获得与地球类似的行星的第一张图像。

该团队的研究在威斯康星州麦迪逊举行的美国天文学会第244次会议上进行了介绍。

天文学家重建星系演化史

## 艺术家构想图展示了巨型螺旋星系NGC1365与一个较小伴星系发生碰撞并逐渐并合的过程,这一过程激发了剧烈的恒星形成活动,并导致气体及重元素的重新分布。

天文学家运用一种新型空间考古学技术,通过分析星系气体中的化学特征,重建了NGC1365在漫长宇宙历史中的演化历程。

图片来源:MelissaWeiss/哈佛史密松天体物理中心 通过分析遥远星系的化学指纹,天文学家重建了其长达120亿年的演化历程。

这一新方法有助于揭示星系——包括银河系在内——在宇宙时间尺度上是如何形成的。

由哈佛史密松天体物理中心领衔的一支天文学家团队,首次将星系考古学方法应用于银河系以外的星系,以揭示其演化历史。

该方法通过分析空间中遗留的化学特征,重建星系的形成与演化过程。

这项研究成果发表于《自然天文学》杂志,提出了一种强大的新方法,用于重建遥远星系的演化历史。

该研究还有助于确立一个名为星系考古学的新兴研究领域。

这是我们首次在银河系以外的星系中,以如此精细的程度应用化学考古学方法。

论文第一作者、哈佛大学教授兼天体物理学中心主任丽莎凯利说,我们希望理解自身起源:银河系是如何形成的?我们今天呼吸的氧气又是如何产生的? 利用化学指纹绘制星系地图 为开展此项研究,研究人员使用了TYPHOON巡天项目的数据,这些数据由拉斯坎帕纳斯天文台的伊雷内杜邦望远镜采集。

他们聚焦于NGC1365——一个从地球视角看呈正面朝向的邻近旋涡星系,这种朝向使其细节更易于观测。

这使得研究团队能够分离并分析其中正在形成新恒星的各个区域。

年轻的炽热恒星发出强烈的紫外光,激发周围气体。

这一过程使氧等元素产生特征性的窄谱线。

通过分析这些光谱模式,科学家能够研究元素在星系中的分布情况。

天文学家长期以来一直知道,星系中心往往含有更高浓度的氧等重元素,而外围区域则较少。

这些分布模式受到多种过程的影响,包括恒星形成和超新星爆发的时间与位置、气体在星系内外的流动,以及与其他星系过去的相互作用。

螺旋星系NGC1365的六幅视图,源自其光谱测光数据立方体,该数据立方体由TYPHOON巡天项目获取。

最左侧为宽带图像,通过平衡B(蓝)、V(可见光)和R(红)波段的连续谱图像,近似呈现人眼所见的星系外观。

其右侧为窄带图像,从TYPHOON数据立方体中提取,中心波长对准电离氢的Hα谱线。

单个HII区清晰可见,这些区域由炽热、高光度的O型与B型恒星提供能量,勾勒出两条宏伟的旋臂结构。

接下来的三幅图像为分别以其他诊断性发射线(氮、硫以及三种诊断线的合成图像)为中心的数据切片。

最后一幅图展示了NGC1365经颜色编码的视向速度场。

致谢:B.Madore,卡内基科学研究所天文台 重建120亿年的星系演化历程 通过追踪NGC1365中氧含量的空间分布变化,并将观测结果与Illustris项目提供的先进数值模拟进行比对,研究团队得以重建该星系数十亿年来的演化历程。

这些模拟涵盖了气体运动、恒星形成、黑洞活动以及化学成分演化等关键物理过程,时间跨度从宇宙早期延续至今。

他们的分析表明,该星系的中心区域形成较早,并迅速富集了氧元素。

相比之下,外围区域则通过数十亿年间与多个矮星系的反复碰撞逐渐演化而成。

外侧的旋臂似乎形成时间较晚,很可能是由这些并合事件带来的气体和恒星逐步构建起来的。

看到我们的模拟结果与另一个星系的数据如此接近,非常令人兴奋,哈佛大学天体物理学家、哈佛史密松天体物理中心的天文学家拉尔斯赫尼格说。

这项研究显示,我们在计算机上模拟的天文学过程正在数十亿年间塑造着像NGC1365这样的星系。

一种理解星系的新工具 总体而言,研究结果表明NGC1365最初是一个相对较小的系统,随后通过多次与较小邻近星系的并合,逐渐演化成一个巨大的旋涡星系。

凯利表示,这项工作展示了星系气体中的化学特征如何揭示其过往历史,从而确立了河外星系考古学作为天文学中一种有价值的新工具。

这项研究很好地展示了理论如何直接助力观测工作。

我认为,这项研究还将影响理论研究者与观测研究者之间的协作方式,因为该项目中理论研究与观测工作各占一半,二者缺一不可。

唯有理论与观测紧密结合,才能得出这些结论。

这对银河系意味着什么 研究NGC1365等与银河系具有相似特征的星系,有助于科学家更深入地理解银河系的起源,并判断其演化历史在宇宙中是否具有代表性或属于特例。

所有旋涡星系都是以相似的方式形成的吗?凯利问道,它们的形成过程是否存在差异?它们现在的氧元素分布在哪里?我们的银河系在哪些方面有所不同,或者是否具有独特之处?这些问题正是我们想要解答的。

BY: Smithsonian FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

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  来源:Spaceweather   版权:Kevan Hubbard   翻译:AI*   *:此为机器(deepseek)翻译且未人工审核,可能有不通顺的地方。

  【相关知识】   天文学是一门研究天体和天文现象的自然科学。

它使用数学、物理和化学来解释它们的起源和演化。

天文学的研究对象包括:行星、卫星、恒星、星云、星系和彗星等天体,以及超新星爆炸、伽马射线暴、类星体、耀变体、脉冲星和宇宙微波背景辐射等天文现象。

更通俗地说,天文学研究起源于地球大气层之外的一切事物。

宇宙学是天文学的一个分支,从整体上研究宇宙。

  发布时间:2026年03月17日17时55分48秒 -->

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