新的研究发现了34个新的双星系统，其中低质量恒星与所谓的“失败恒星”或褐矮星合作。这些发现几乎使已知系统的数量增加了一倍，并且可以帮助天文学家更好地了解行星和恒星之间的分界线在哪里。该研究的主要参与者是公民科学家Frank Kiwy，他是公共项目Backyard Worlds:Planet 9的一部分。他在NOIRLab的源目录DR2中搜索了40亿个天体，以找到以褐矮星为特征的双星系统。“我们的新发现填补了褐矮星伴生种群的一个独特部分，”NOIRLab天文学家和Backyard Worlds的联合创始人Aaron Meisner告诉物理世界。“这将有助于科学家了解这些神秘的天体是更类似于木星般的超大行星还是更小的恒星。”迈斯纳赞扬了作为这项研究核心的公民科学家的贡献，《天文学杂志》的一篇论文对此进行了描述。“一位名叫弗兰克·基维（Frank Kiwy）的才华横溢的公民科学家单枪匹马地完成了所有的数据挖掘工作，然后带领一个专业的天文学家团队发表了这些发现。”很难发现“失败的明星”就它们的质量而言，褐矮星落在行星和恒星之间。美国宇航局目前将褐矮星的质量范围定义为木星质量的15-75倍，木星本身约为太阳质量的0.1%。因此，褐矮星缺乏启动核心氢核聚变的质量，因此它们类似于冷却的余烬，而不是耀眼的恒星。缺乏显着的辐射输出，再加上它们的小尺寸，使得褐矮星难以观测。“褐矮星很小，本质上是暗淡的，并且主要发射红外光，”迈斯纳解释说。“所有这些因素结合在一起，使它们既难以被发现又容易被遗漏”。然而，他指出，“NOIRLab源目录提供的大天空区域和对红色波长的出色灵敏度是促成这些新发现的关键”。自1995年首次发现名为Teide 1的褐矮星以来，天文学家已经通过使用高灵敏度望远镜发现了数千颗褐矮星。但其中只有一小部分是二进制系统。“我们还不太准确地知道褐矮星伴星有多常见，”迈斯纳说。“众所周知，褐矮星大气含有水等分子，并且是提供对行星大气独特见解的重要实验室，因此找到这些有趣系统的更多例子至关重要。”公民科学超级用户为了猎杀褐矮星，Backyard Worlds:Planet 9雇佣了一个由超过100,000名公民志愿者组成的网络来扫描望远镜图像。这些人用眼睛搜索数据，寻找机器学习和超级计算机可能遗漏的特征。志愿者包括数百名“超级用户”，他们致力于雄心勃勃的自主项目，Kiwy就是其中之一。“我喜欢后院世界：Planet 9项目！一旦你掌握了常规的工作流程，你就可以更深入地研究这个主题，”Kiwy在NOIRLab的一份声明中说。“如果你是一个好奇且不怕学习新事物的人，这可能是适合你的选择。”Kiwy能够发现2500颗潜在的超冷褐矮星，并发现其中34颗与低质量恒星或白矮星配对。后者是当像太阳这样的恒星因核聚变而耗尽氢时留下的恒星残余物。迈斯纳补充说：“现代数据档案如此强大，以至于它们可以使专业天文学家——甚至是热情的业余爱好者——做出重大发现，而无需使用望远镜，这一点非常了不起。”通过这些新发现和进一步的研究，迈斯纳希望能够更好地对褐矮星进行分类。目标是确定它们是否更像超大行星，或者它们在自然界中是否更接近于尺寸过小的恒星。公民科学家看起来将继续在这项调查中发挥作用。“我们将使用一些地球上最重要的望远镜来收集有关这些新发现的双星的更详细信息，”迈斯纳说。“我们还怀疑在现有的天文数据档案中还有更多这些发现等待被发现——我们甚至可能会启动一个新的公民科学项目，致力于寻找它们！” 查看详细>>

8月6日，精密重力测量国家重大科技基础设施工程经理部组织召开重力基准校验评估体系“固定重力测量装置”、“移动重力测量装置”、“重力比对观测装置”、“背景物理场监测装置”、“重力仪性能校验装置”、“重力仪环境校验装置”性能验收方案评审会。会议采用线上和线下相结合的方式进行，评审专家组由中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中山大学、西安测绘研究所、自然资源部第二海洋研究所、中国计量科学研究院、中国地震局地球物理研究所的7位专家组成，倪四道研究员担任评审专家组组长。会议由总工程师胡忠坤教授主持，首席科学家罗俊院士出席。工程经理部各级负责人、工程师、办公室人员参加。工程总经理周泽兵教授致欢迎词。他对在炎热周末莅临武汉指导工作的专家们表示热烈欢迎和衷心感谢，详细介绍了PGMF设施项目的基本情况与研究进展、设施验收流程、性能验收方案评审的重要性。周泽兵指出，这是PGMF的第四场装置性能验收方案评审会，重力基准校验评估体系是PGMF重要的核心装置，请专家以高标准、严要求对装置性能验收方案进行把关。专家评审通过的性能验收方案将作为性能验收的规范和依据。与会专家听取了重力基准校验评估体系装置负责人周敏康、陈乐乐、程源、邓小兵、段小春关于移动重力测量装置、固定重力测量装置等六个装置性能指标及验收方案的汇报。经质询、交流和讨论，评审专家组一致评审通过六个装置的性能验收方案。首席科学家罗俊院士作总结。罗院士感谢各位专家提出了很多积极中肯、富有建设性的建议，要求各装置负责人根据专家意见和建议进一步完善验收方案，做实做细做好各项工作。罗院士强调，科研成果只有同国家需要、人民需求相结合，才能真正实现创新价值，这是很重要的课题。PGMF要加快建设和试运行，早日服务于国家战略需求。（图片拍摄魏鹏帅梅盛）. 查看详细>>

近期，中国科学院上海天文台与上海交通大学的联合研究团队在仙女座星系（M31）结构研究方面取得重要进展。研究团队提出了在星际气体观测数据中搜寻激波的新思路，从而给出了M31星系是一个棒旋星系而非普通旋涡星系的独立证据，并利用流体动力学模拟重现了气体中激波的主要观测特征。相关研究成果近期发表于国际天文权威期刊《天体物理期刊》（The Astrophysical Journal）。该研究成果于7月25日被美国天文学会（AAS）Nova网站选为研究亮点，以“仙女座星系中的棒”（A Bar in the Andromeda Galaxy）为题在网站头条报道（图1）。该网站从美国天文学会出版的众多天文期刊中每周精选约五篇论文作为研究亮点，分享给天文学界。图1.研究成果于7月25日被美国天文学会（AAS）Nova网站选为研究亮点，以“仙女座星系中的棒”（A Bar in the Andromeda Galaxy）为题在网站头条报道。旋涡星系分为正常旋涡星系与棒旋星系两类。棒旋星系中心的棒是由恒星构成的长条形结构，它是驱动旋涡星系内部长期缓变演化的最重要内因。M31是距离我们最近的旋涡星系。长久以来，天文学家一直试图确定M31的星系形态，从而给出它在著名的哈勃星系分类图中的位置。但由于M31相对于我们的视线方向几乎是一个侧向星系，因此很难直接从星系图像上确定其内部的结构特征。在此之前，天文学家根据恒星等亮度线的扭曲提出M31可能包含一个星系棒，但这一现象并不一定只能由棒产生，也可以由一个不转的椭球状核球产生[1][2][3][4]。气体观测数据也暗示M31可能有棒存在，如显著的气体非圆周运动，扭曲的零速度线等。但其他机制——例如与另一个星系的并合过程——也会导致类似的特征。所以作为一个具有显著经典核球成分的星系[5]，对于M31是否是一个棒旋星系仍然存在很大争议，而确定M31的内部结构将为天文学家更好地理解我们的近邻星系的结构演化提供巨大帮助。为解决这一问题，研究团队提出了在星际气体观测数据中搜寻激波的新思路，从而给出了M31星系是一个棒旋星系而非普通旋涡星系的独立证据，并利用流体动力学模拟重现了气体中激波的主要观测特征。当旋涡星系的棒驱动星际介质内流时，会引发激波。这种激波会产生棒旋星系最为显著的特征之一——在棒前导侧（leading side）会形成一对尘埃带，其尺度与棒长相仿。上海交通大学沈俊太教授表示：“激波会在位置-视向速度图（position-velocity diagram）上展现出急剧的速度跳变特征。而这种剧烈的速度跳变特征能够被积分视场光谱仪（integral field unit,IFU）捕获并分辨。如果这些激波特征符合棒旋星系激波的规律，那么就能明确证明M31星系中存在棒。”基于这个思路，研究团队利用最新的积分视场光谱仪VIRUS-W对M31中电离氧气体发射线[OIII]的观测数据，并结合中性氢原子气体(HI)的数据，提取了垂直于星系盘主轴方向不同切片内的位置-视向速度图，最终通过边缘检测算法识别出了M31星系[OIII]和HI数据中的激波特征（图2）。图2.M31星系在远离我们一侧的[OIII]的激波特征。波长为500纳米左右的二次电离氧[OIII]双发射线是可见光谱中的禁线，只可能在非常低密度的宇宙环境下出现，是VIRUS-W光谱仪波长范围内的最主要发射线之一。数据点代表[OIII]的观测数据，颜色代表流量密度。每一个子图对应一个垂直于盘主轴的切片。X代表切片在盘主轴上的位置。黑色曲线代表数据点被平滑后的结果。红色粗线，细线和虚线分别代表最强的，较强的和较弱的激波特征。大多数激波特征分布在星系的远端（在盘主轴下方）。研究团队发现，这些激波特征较为规律地分布在千秒差距(kpc)量级的尺度上（图3）。目前最新的恒星动力学模型认为M31星系的棒主轴角度与盘主轴相差约17度[6]。如果这样的假设成立，那么激波特征的确主要分布在棒的前导侧，这与棒旋星系的理论预期非常一致。图3.[OIII]和HI激波特征在M31星系内的空间分布。背景光学图像来源于哈勃太空望远镜，Subaru和Mayall望远镜。红色圆圈和蓝色三角形分别代表[OIII]和HI中的激波位置。实心，空心和虚框表示的标志分别代表最强的，较强的和较弱的激波特征。虚线代表最新动力学模型中的棒主轴方向。“我们发现这些激波特征主要分布在M31的核球区域，其速度跳变最强可超过170千米/秒，速度梯度可达1.2千米/秒/秒差距。”上海天文台博士研究生冯子轩表示：“我们面临的问题是，基于旋转星系棒势场的流体数值模拟能否重现这样急剧的激波特征。”研究团队结合最新的恒星动力学模型，模拟了不同棒转速、气体有效声速和观测视角下的气体运动，最终得到了与观测结果基本一致的模型（图4）。模型中的激波位置和速度跳变特征与观测中的基本一致，该模型棒的转速为20千米/秒/千秒差距,气体有效声速为30千米/秒。棒主轴的方位角和气体盘倾角分别为54.7度和77度。研究团队还测试了用无旋转的棒来类比椭球状核球结构，并发现无旋转的棒无法产生激波，也不会有明显的速度跳变特征。这些发现都进一步表明M31拥有一个旋转的中心棒，而非一个静态的椭球状核球。图4.M31星系的气体动力学模型。左侧展示了M31模型投影至天空平面后（左上角）和投影前（左下角）的气体面密度分布。其中粉色圆圈和紫色三角形分别代表[OIII]和HI数据中的激波位置。右侧展示了不同切片对应的位置-视向速度图，黑色数据点代表模型中气体的速度分布，红色和蓝色数据点分别代表[OIII]和HI的观测数据。右下角为右上角图片在激波处的放大版本，虚线代表无旋转的棒模型。研究团队认为，本次研究给出了M31星系有棒结构的明确的观测证据，这有助于揭示M31结构形成及动力学演化历史，而确定了M31的棒结构将为天文学家更好地理解我们的近邻星系的结构演化提供巨大帮助。研究团队将在后续研究中将观测到的气体特征与更多气体动力学模拟进行详细比较，以期更好地了解M31中心的气体特征以及明确M31棒的主要参数。中国科学院上海天文台博士研究生冯子轩、上海交通大学天文系博士后李智为论文的共同第一作者，上海交通大学沈俊太教授为通讯作者。本项成果的主要合作成员为德国马普学会地外物理研究所的Ortwin Gerhard团组。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、上海交通大学等机构的资助。本工作的数值模拟使用了上海天文台Cluster集群和上海交通大学天文系Gravity集群。注释：[1]Stark,A.A.1977,ApJ,213,368[2]Gerhard,O.E.,Vietri,M.,&Kent,S.M.1989,ApJL,345,L33[3]Méndez-Abreu,J.,Simonneau,E.,Aguerri,J.A.L.,&Corsini,E.M.2010,A&A,521,A71[4]Costantin,L.,Méndez-Abreu,J.,Corsini,E.M.,et al.2018,A&A,609,A132[5]Athanassoula,E.,&Beaton,R.L.2006,MNRAS,370,1499[6]Bla？a Díaz,M.,Gerhard,O.,Wegg,C.,et al.2018,MNRAS,481,3210论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac7964 AAS Nova报道链接：https://aasnova.org/2022/07/25/featured-image-a-bar-in-the-andromeda-galaxy/科学联系人：冯子轩，中国科学院上海天文台，fengzx shao.ac.cn沈俊太，上海交通大学物理与天文学院，jtshen sjtu.edu.cn附件下载：. 查看详细>>

Guido Müller教授加入汉诺威的阿尔伯特爱因斯坦研究所担任主任。他将建立该研究所的第三个部门“精密干涉测量与基本相互作用”，重点研究LISA和未来太空任务的精密干涉测量，以及超出标准模型的基本相互作用。第三位主任将于2022年8月加入AEI汉诺威。Guido Müller是佛罗里达大学高能物理和天体物理研究所(IHEPA)的物理学教授。他在地基和天基引力波探测器精密干涉测量方面的专业知识将加强AEI在这些研究领域的全球领先地位。此外，他对超越标准模型物理学的贡献进一步拓宽了研究所的研究范围。“接下来的几年和几十年将是一个非常激动人心的时刻：引力波天文学的鼎盛时期，拥有更敏感的天文台和更多的事件，”穆勒说。“我感到非常荣幸，并感谢拥有如此有声望的职位所带来的机会；但我也知道我们研究所对LISA的责任，这是有史以来最大的天文台。”作为LIGO科学合作组织的成员，Müller致力于初始和高级LIGO探测器的许多方面，包括输入光学器件的设计、制造和安装。他开发了LISA干涉测量系统的关键技术，这是计划于2030年代初发射的计划中的天基引力波天文台。作为ALPS合作的成员，他致力于研究检测新基本粒子和现象的实验方法。“我很高兴欢迎我在汉诺威的第一个博士生Guido Müller在佛罗里达度过了25年之后再次回到家乡。随着他的到来，我们长期计划的将我们研究所扩展到三个系的计划终于实现了，”AEI汉诺威主任Karsten Danzmann说。“穆勒教授在天基和地基引力波探测器方面的经验和研究专长将巩固我们研究所作为世界领先的引力物理中心的作用。”Guido Müller于1997年在汉诺威大学获得博士学位。之后，他在日本东京电气通信大学担任JSPS博士后研究员，并在佛罗里达大学担任博士后研究员。在接下来的几年里，作为佛罗里达大学的研究科学家，他还成为了美国宇航局戈达德太空飞行中心的访问科学家。2003年被任命为助理教授，2007年被任命为副教授，2012年成为佛罗里达大学高能物理和天体物理研究所的正教授。 查看详细>>