天文宇宙

揭示木星稀釋核結(jié)構(gòu)的成因

中山大學(xué)物理與天文學(xué)院劉尚飛副教授與日本、瑞士、美國及國內(nèi)的研究人員組成的科研團(tuán)隊使用超級計算機(jī)對木星內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成與演化開展了研究，揭示了木星演化中的重要一環(huán)：在大約45億年前木星捕獲并吞噬了一個約十倍地球質(zhì)量的行星胚胎，巨大的撞擊瓦解了木星的原初致密核。這一新模型完美地解釋了令人費解的木星稀釋核結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制。研究成果發(fā)表于Nature。木星稀釋核的存在表明有某種機(jī)制導(dǎo)致了原初致密核中的物質(zhì)與氣體包層中的氫和氦發(fā)生了混合,并且稀釋核不同尋常的大小很難通過行星內(nèi)部演化形成，而更像是經(jīng)過了某種劇烈的過程導(dǎo)致的混合。

在太陽系的早期，年輕的木星在成長階段引力擾動增強(qiáng)使其軌道附近的一個行星胚胎與木星發(fā)生了碰撞（藝術(shù)想象圖）。（圖片來源于中山大學(xué)新聞網(wǎng)，引自日本天體生物學(xué)中心）

具有原初致密核的木星與一個十倍地球質(zhì)量的行星胚胎發(fā)生碰撞，結(jié)果導(dǎo)致稀釋核的產(chǎn)生。圖中的顏色表示物質(zhì)密度。（圖片來源于中山大學(xué)新聞網(wǎng)，引自論文作者）

日冕物質(zhì)拋射形成過程研究

中國科學(xué)院云南天文臺申遠(yuǎn)燈、陳何超等人和云南師范大學(xué)段雅丹、梁紅飛等人合作，基于空間衛(wèi)星高分辨觀測數(shù)據(jù)，開展日冕物質(zhì)拋射形成過程研究。研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。日冕物質(zhì)拋射是太陽大氣中巨大的、攜帶磁力線的大量等離子體團(tuán)在短時間（幾分鐘至幾小時）內(nèi)從太陽向外拋射進(jìn)入行星際空間的物理過程，其速度一般從每秒幾十公里到超過每秒1000公里。日冕物質(zhì)拋射是造成災(zāi)害性空間天氣的重要影響因素。研究表明，該日冕物質(zhì)拋射在通過與位于遠(yuǎn)處開放磁場形成的磁墻相互作用后，傳播方向發(fā)生近乎90度的明顯偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)檠靥枏较騻鞑ァ?/p>

利用LAMOST數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)40余組銀河系暈子結(jié)構(gòu)

中國科學(xué)院國家天文臺薛香香研究員，劉超研究員，趙剛研究員等與西華師范大學(xué)李靜等合作，利用LAMOST DR5中K巨星的三維位置和三維速度，在銀河暈中找到40余組子結(jié)構(gòu)，包含近2000顆恒星。研究成果發(fā)表于ApJ（天體物理學(xué)報）。其中包括大量的人馬座星流，麒麟座星環(huán)，室女座致密區(qū)，孤兒星流等銀暈中已知子結(jié)構(gòu)和其他未知子結(jié)構(gòu)的成員星，并第一次給出了銀河系暈中大樣本子結(jié)構(gòu)的六維參數(shù)信息。這些信息更加精確地展現(xiàn)出銀河系現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)以及其過去的吸積歷史。論文提供了暈星樣本的三維位置和三維速度分布數(shù)據(jù)，以及暈中子結(jié)構(gòu)的空間分布情況。

慧眼衛(wèi)星成功進(jìn)行X射線脈沖星導(dǎo)航在軌實驗

中國科學(xué)院高能物理研究所的科學(xué)家利用慧眼衛(wèi)星上的X射線望遠(yuǎn)鏡開展了X射線脈沖星導(dǎo)航實驗，定位精度達(dá)到10公里之內(nèi)（3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差），進(jìn)一步驗證了航天器利用脈沖星自主導(dǎo)航的可行性，為未來在深空的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)論文發(fā)表于《天體物理雜志》（增刊）。慧眼衛(wèi)星是我國第一顆X射線天文衛(wèi)星，由國家民用航天和中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項（I期）共同支持，于2017年6月15日發(fā)射，設(shè)計壽命4年?；垩坌l(wèi)星首席科學(xué)家是張雙南研究員。目前，衛(wèi)星平臺及各有效載荷在軌運行正常、技術(shù)狀態(tài)穩(wěn)定?；垩坌l(wèi)星開展的在軌演示驗證是對脈沖星導(dǎo)航發(fā)展的重要貢獻(xiàn)。

脈沖星自轉(zhuǎn)狀態(tài)突變導(dǎo)致星風(fēng)云亮度變化

中國科學(xué)院高能物理研究所葛明玉、盧方軍帶領(lǐng)的國際合作研究小組發(fā)現(xiàn)位于大麥哲倫星云星系中的脈沖星PSR B0540-69在自轉(zhuǎn)減速率突然增加之后的1年多時間里，其星風(fēng)云的X射線亮度逐漸增亮了相當(dāng)?shù)谋壤Ｏ嚓P(guān)論文發(fā)表于Nature Astronomy。這是天文學(xué)家第一次觀測到脈沖星自轉(zhuǎn)狀態(tài)突變導(dǎo)致脈沖星風(fēng)云亮度變化的現(xiàn)象，為研究脈沖星自轉(zhuǎn)減速機(jī)制、脈沖星磁場結(jié)構(gòu)以及脈沖星風(fēng)云的基本物理性質(zhì)提供了重要的觀測依據(jù)?？茖W(xué)家在觀測上建立了從脈沖星自轉(zhuǎn)加速率突變，星風(fēng)增強(qiáng)到星風(fēng)云變亮的時間和邏輯關(guān)系，也證明星風(fēng)是導(dǎo)致該脈沖星自轉(zhuǎn)變慢的主要原因。

脈沖星及脈沖星風(fēng)云系統(tǒng)的示意圖，中間的橙色部分代表脈沖星（僅為示意繪制，天體大小不反映實際比例）。（圖片來源于中國科學(xué)院高能物理研究所網(wǎng)站）

PSR B0540-69及其星風(fēng)云的光度變化。（圖片來源于中國科學(xué)院高能物理研究所網(wǎng)站）

磁繩兩階段演化在約束耀斑中的作用

中國科學(xué)院國家天文臺楊書紅等人發(fā)現(xiàn)磁繩兩階段演化在約束耀斑中的作用。相關(guān)成果發(fā)表于ApJ（天體物理學(xué)報）。有日冕物質(zhì)拋射伴隨的耀斑稱為爆發(fā)耀斑（eruptive flare），無日冕物質(zhì)拋射伴隨的耀斑稱為約束耀斑（confined flare）。磁繩（當(dāng)磁繩中充斥著冷密物質(zhì)時表現(xiàn)為暗條）被認(rèn)為在耀斑過程中扮演了重要角色。向上抬升的磁繩會受到上方磁環(huán)的束縛，若上方束縛過強(qiáng)，磁繩到達(dá)一定高度后被迫停止，從而形成約束耀斑。這在觀測上通常表現(xiàn)為暗條到達(dá)一定高度后即停止上升，繼而向太陽表面回落。研究結(jié)果表明，磁繩的兩階段演化（特別是磁繩的外部重聯(lián)）導(dǎo)致了約束耀斑的形成。

c-SiC3分子在AGB星周包層中形成機(jī)理

華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室楊濤研究員、中科院新疆天文臺天體化學(xué)團(tuán)組李小虎研究員，及美國加州大學(xué)伯克利分校、夏威夷大學(xué)等科學(xué)家合作，開展了一項關(guān)于c-SiC3等含硅分子在漸近巨星分支（AGB）恒星IRC+10216星周的形成機(jī)理的研究。研究結(jié)果發(fā)表于PNAS（美國科學(xué)院院刊）。GB星是演化到晚期的恒星。它們以星風(fēng)的形式不斷向其星周拋射氣體分子和塵埃，形成一個致密而溫暖的星周包層，是宇宙中著名的“分子工廠”，尤其是距離地球最近的富碳AGB星IRC+10216。迄今為止，太空中已發(fā)現(xiàn)約200種星際分子，其中一半以上都可以在IRC+10216這一顆AGB星的星周探測到。

日冕波動及相關(guān)激波傳播研究進(jìn)展

中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國家重點實驗室劉潁研究員等人研究了2017年9月10日爆發(fā)產(chǎn)生的EUV波及其CME驅(qū)動激波在日冕中的傳播特征，分析了“太陽動力學(xué)天文臺”(SDO)、“日地關(guān)系天文臺”A星(STEREO-A)、“太陽和日球天文臺”（SOHO）等探測器的成像數(shù)據(jù)，從太陽的相反兩側(cè)觀測到了該EUV波被太陽北極和南極的冕洞傳輸和加速的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)該EUV波在傳播過程中與多個日冕結(jié)構(gòu)有相互作用。研究成果發(fā)表于The Astrophysical Journal。日冕極紫外波動（EUV波）是一種在極紫外波段觀測到的日冕大尺度擾動現(xiàn)象。EUV波是由日冕物質(zhì)拋射（CME）膨脹產(chǎn)生，一般認(rèn)為對應(yīng)CME驅(qū)動的激波。