5天，15个天文新发现

　　2020 年 1 月 4 日到 8 日，3400 多名天文学家、教育工作者、学生和记者齐聚夏威夷，参加美国天文学会（AAS）第 235 次会议。在为期 5 天的会议中，天文学家通过会议、海报等各种形式“一次性放送”了一系列最新的天文学进展。在这篇文章中，我们挑选了其中 15 个：

　　星系和它们的黑洞 

　　1、流浪黑洞

图片来源：Sophia Dagnello/NRAO/AUI/NSF

　　过去，天文学家认为在几乎所有大型星系的中心都包含着一个超大质量黑洞。但在VLA 阵列最新观测的 13 个矮星系中，有 6 个大质量黑洞明显不在星系中心。这些黑洞之所以会偏离中心，是因为星系正在合并或正在发生相互作用。

　　2、黑洞周围的物质

合并中的星系 NGC 6240 的艺术效果图。 图片来源：NRAO/AUI/NSF/S. Dagnello

　　距离地球 4 亿光年之外，两个星系相互碰撞，形成了所谓的NGC 6240星系。ALMA 阵列清晰地观测到了 NGC 6240 星系内部两个超大质量黑洞周围的尘埃和气体，并首次揭示了星系中冷气体的结构。理解这个星系系统的关键是分子气体，这种气体是形成恒星所需的燃料，但它也为超大质量黑洞提供补给，使得它们能够不断生长。

　　3、哥斯拉星系

图片来源：NASA/ESA/B. Holwerda (University of Louisville)

　　旋涡星系UGC 2885是近域宇宙中已知的最大星系。它位于 2.32 亿光年之外的英仙座，比银河系宽 2.5 倍，包含的恒星数量是银河系的 10 倍。科学家正在寻找是什么导致星系成长为一个“巨兽”。其中一个线索是，这个星系在太空中是相对孤立的，其附近没有星系会与它发生碰撞并破坏它。

　　4、电离氢气泡

EGS77 星系团示意图。 图片来源：NASA, ESA and V. Tilvi (ASU)

　　天文学家认为，当宇宙中的第一批恒星形成后，它们发出的强烈紫外线会击中恒星周围的氢原子，并将电子剥离。现在，研究人员在遥远的星系团EGS77中，捕捉到了三个星系在大爆炸的 6.8 亿年后发出的电离光。这三个星系在中性氢的海洋中产生了重叠的电离氢气泡，使得紫外线可以不受阻碍地逃离星系。如果结果被确认，这将是第一个直接的证据表明一群星系正一同电离早期的宇宙。

　　夜空中奇怪的东西 

　　5、LIGO 的新发现

双中子星合并的艺术图。 图片来源：National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

　　LIGO第二次探测到了两颗超致密的中子星合并的引力波事件，这次事件似乎是由两颗质量极大的中子星创造的。这对中子星的总质量是太阳的 3.4 倍，比之前发现的任何中子星对的总质量都要大。

　　6、定位快速射电暴

快速射电暴 180916.J0158+65 与其所在宿主星系的艺术构想图。 图片来源：Danielle Futselaar (artsource.nl)

　　快速射电暴（FRB）是一种强烈而短促的射电信号，分为重复性和非重复性两种。过去，天文学家在探测到的所有重复性 FRB 中只成功定位了一个。现在，依靠 8 个位于全球不同地区的天文望远镜，天文学家定位了第二个重复性 FRB 的来源。这一 FRB 来自一个与银河系相似的巨大的旋涡星系。

　　7、逼近宇宙速度极限的喷流

这一惊人的速度是通过观察 2012 年至 2017 年间黑洞喷流区域X射线发射的变化而发现的。 图片来源：NASA/CXC/SAO/B. Snios et al.

　　多年来，天文学家一直以不同的波长观测从星系M87中心喷射出来的喷流（高能粒子流）。在一项新的研究中，天文学家通过钱德拉X射线天文台发现，它的喷流正以超过 99% 光速的速度移动。这是首次利用X射线数据记录到黑洞喷流的如此极端速度。

　　8、探测系外行星氧气的新方法

大气中含有氧的行星的概念图（左边为含水的行星，右边为无水的行星）。 图片来源：NASA/GSFC/Friedlander-Griswold

　　科学家开发了一种新的方法来探测外行星大气中的氧气，这可能会加速寻找外星生命的进程。这项技术将使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）探测氧分子碰撞时产生的强烈信号。当氧分子相互碰撞时，它们会阻挡部分红外光谱。这个信号可以帮助科学家探索系外行星的大气组成。

　　9、天箭座V爆发

天箭座V双星系统的艺术概念图。 图片来源：LSU

　　科学家预测，约在 2083 年，恒星天箭座V将发生爆发。在接下来的几十年中，天箭座V将迅速变亮。而到本世纪末爆发时，这颗恒星将是银河系中最明亮的星之一，它将变得与现在夜空中可见的最亮的天狼星一样亮。

　　TESS 发现系外行星 

　　10、宜居带内的系外行星

TOI-700 系统示意图。 图片来源：NASA's Goddard Space Flight Center

　　TOI-700d是TESS发现的第一颗地球大小的位于宜居带内的行星。这颗行星的主恒星 TOI-700 是一颗质量比太阳小、亮度也更暗的恒星。它的尺寸大约是太阳的 40%，亮度仅为太阳的五十分之一，位于剑鱼座，距离地球约 100 光年。在 TOI-700 附近有三颗行星，其中 TOI-700d 和地球大小差不多，位于恒星的宜居带内，绕恒星的公转周期是 37 天。目前的气候模拟表明如果行星大气中包含甲烷或二氧化碳或水蒸气，那它可能是宜居的。这一假设还需要 JWST 的观测结果来确认。

　　11、环双星行星

TOI-1338 双星系统概念图。 图片来源：NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)

　　TOI-1338是一个食双恒星系统，位于 1317 光年之外的绘架座。其中一颗恒星 TOI-1338A 的质量比太阳大 10%，而另一颗恒星 TOI-1338B 则更冷、更暗，它只有太阳质量的三分之一。围绕着这一双星旋转的是行星TOI-1338b，它的大小是地球的 6.9 倍，这是 TESS 发现的首个环双星行星。

　　12、食双星系统

天龙座α。 图片来源：NASA / MIT / TESS

　　天龙座α位于 270 光年外的天龙座北部，它是天龙座内第四明亮的星。通过 TESS 的观测数据，科学家发现天龙座α是一个食双星系统，它也是目前已知的最明亮的食双星系统之一。其主星是太阳的 4.3 倍大，表面温度约 9700 摄氏度。伴星的亮度只有主星的五分之一，大小也很可能只有主星的一半。

　　银河系内外 

　　13、3D 图揭示银河系新结构

图片来源：Alyssa Goodman / Harvard University

　　天文学家将来自盖亚（Gaia）卫星的超精确数据与其他观测数据结合起来，构建了银河系星际物质的详细 3D 图，并注意到离地球最近的旋臂上出现了一个意想不到的结构。研究人员发现了一个长而薄的结构，长约 9000 光年，宽约 400 光年，呈波浪状，波峰距星系盘的中心平面约 500 光年。科学家将这个巨大的气体结构命名为“拉德克利夫波”（Radcliffe wave）。

　　14、天鹅星云中的恒星演化

天鹅星云的合成图像。 图片来源：NASA/SOFIA/De Buizer/Radomski/Lim; NASA/JPL-Caltech; ESA/Herschel

　　天鹅星云位于 5000 光年之外的人马座。它的中心有超过 100 颗星系中最大的年轻的恒星。新的发现揭示了 9 颗原恒星，这是星云的云正在坍塌以及恒星最初诞生的区域，这些都是前所未见的。此外，研究小组还计算了星云不同区域的年龄。他们发现天鹅形状的部分并不是同一时期产生的，而是在恒星形成的多个时代形成的。

　　15、银晕中的恒星形成

图片来源：A. PRICE-WHELAN

　　银河系的边缘是银河系最古老恒星的所在，但是天文学家在这个区域发现了一些意想不到的东西——一群年轻的恒星（图中蓝色）。光谱分析表明这些新生的恒星似乎起源于银河系外，它们的组成物质来自两个附近的矮星系，即麦哲伦云。这些星系与银河系处于碰撞过程中。这些新发现的恒星有望揭示出更多银河系的历史，比如麦哲伦云在过去是否与银河系相碰撞。