恒星论文参考文献

恒星论文参考文献

我们太阳系的一些奇特之处（由彗星组成的云团，轨道奇特的矮行星，如果真的存在的话，可能还有一颗距离太阳较远的行星）都与太阳系初期另一颗恒星的近距离接近有关。

但是，恒星的飞掠真能够歪斜地撞击行星、彗星和小行星，重塑整个行星系统吗？加州大学伯克利分校和斯坦福大学天文学家认为他们现在发现了 确凿 的证据。一颗围绕年轻双星运行的行星，可能在200万至300万年前，也就是该行星由旋转的尘埃和气体圆盘形成后不久，被另一对过于靠近该系统的恒星所扰动。

博科园-科学科谱：如果得到证实，这就支持了这样的观点，即接近恒星的缺失有助于塑造行星系统，并可能决定它们是否拥有稳定轨道的行星。加州大学伯克利分校(UC Berkeley)天文学兼职教授保罗·卡拉斯(Paul Kalas)说：对系外行星研究产生的一个谜团是，我们看到的星系中，行星排列是不正确的，尽管它们出生在一个扁平的圆盘上。也许是一场宇宙海啸袭击了这些系统，重新排列了一切，但我们还没有证据。研究论文提供了罕见的观测证据，证明这些飞掠会轻微影响星系中的一个行星系统。

天文学家们已经在寻找太阳系过去的一次恒星飞越，但是自从46亿年前的那次可能发生以来，大部分的证据都变冷了。天文学家们研究的恒星系统非常年轻，只有大约1500万年的 历史 ，编号为HD 106906，位于离地球300光年的十字 星座 方向。卡拉斯和罗伯特·德·罗萨(Robert De Rosa)在一篇论文中描述了他们的发现。这篇论文被《天文学》(the Astronomical Journal)期刊接受发表，现已在网上公开。

卡拉斯研究的是年轻、新形成的行星系统，试图了解太阳系早期发生了什么。2015年人们发现HD 106906在一个极不寻常的轨道上有一颗巨大的行星后，他首次将注意力集中在HD 106906上。这颗行星被命名为HD 106906 b，质量约为11木星，它围绕HD 106906(最近被发现是一颗双星)运行，运行轨道与环绕恒星的其他物质所在的圆盘平面倾斜了21度。它目前位置距离其恒星距离至少是地球到太阳距离的738倍，或者说距离其恒星的距离大约是冥王星到太阳距离的18倍。

卡拉斯利用智利安第斯山脉双子望远镜上的双子行星成像仪和哈勃太空望远镜对HD 106906进行了更仔细的观察，发现这颗恒星也有一个不对称的彗星带。这颗行星奇怪的轨道和尘埃盘本身不对称的事实表明，有什么东西扰乱了这个年轻的系统。卡拉斯和同事，包括德罗莎，提出这颗行星是由于与太阳系中另一颗尚未被发现的行星或一颗经过恒星相互作用而被逐出太阳系。卡拉斯和德罗莎现在相信，这两种情况都发生过：当这颗行星危险地接近这颗双星的中心时，它被踢进了一个偏心轨道。

2017年，法国格勒诺布尔天文台(Grenoble Observatory)的理论学家莱蒂夏·罗黛特(Laetitia Rodet)和同事提出了这一设想。这颗双星重复的引力作用本可以迅速将这颗行星抛入星际空间，但经过的恒星通过将其轨道推到离双星更安全的距离，拯救了这颗行星。盖亚太空天文台给了他们所需的数据来验证他们的假设。2012年，欧洲航天局(European Space Agency)发射了盖亚卫星，对银河系中13亿颗恒星的距离、位置和运动进行了精确的测量，比盖亚的前身希帕尔科斯(Hipparcos)大1万倍。卡拉斯和德罗莎收集了盖娅关于HD 106906星团中461颗恒星的信息，并计算了它们在时间上的倒转位置

也就是说，倒转了宇宙时钟——发现另一个双星系统可能在300万年前就已经接近，足以改变行星系统。在这里所做的实际上是找到了那些本可以给HD 106906 b带来额外引力的恒星，第二次引力的作用使它变得长寿，就像我们太阳系中一颗假想中的行星九一样。研究人员还发现，这颗双星的运行轨道与硬盘之间的距离约为5度，更有可能对HD 106906产生强烈而持久的影响。这种双踢可能对稳定行星、小行星和恒星周围的彗星很重要。研究HD 106906行星系统就像回到过去观看奥尔特彗星云在我们年轻的太阳周围形成一样。

太阳系巨行星通过引力将无数彗星踢向远方。许多行星被完全喷射出去，成为像乌穆阿瓜这样的星际物体，但也有一些行星受到了经过的恒星的影响。恒星的第二次撞击会使彗星轨道与其他行星的碰撞分离，从而使其免于被抛出。这一连串的事件将太阳系最原始的物质保存在远离太阳的深冻中达数十亿年之久。卡拉斯希望未来的观测，如更新的盖亚测量目录，将澄清HD 106906飞越的意义。研究从461颗最有可能的入手，发现了2颗的“犯罪”现场，“随着我们收集到更多证据，它们确切角色将会揭晓。

博科园-科学科普｜研究/来自: 加州大学伯克利分校

参考期刊文献:《天文学》

DOI: 10.3847/1538-3881/ab0109

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超新星本质的关键线索！揭示Ib型超新星的特性

天文学家最近进行的一项研究揭示了Ib型超新星主星OT J120451.50+265946.6的重要观测特性。这项研究在3月14日发表在《arXiv》上，提供了有关超新星本质的关键线索，揭示了这次恒星爆炸的始祖。

超新星(SNe)是一种高能恒星爆炸，根据它们的光曲线和光谱性质，基本上可分为I型和II型。I型SNe可分为Ia型、Ib型和Ic型三个亚类，Ia型和Ib型是由大质量恒星的核心坍缩引起，Ib型一般缺氢，早期光谱具有明显的氦特征。

博科园-科学科普：MASTER- tunka自动检测系统于2014年10月28日检测到MASTER OT J120451.50+265946.6(简称M12045)作为光瞬态(OT)源之后，这一瞬态被归类为I型SNe，它在麦哲伦螺旋星系NGC 4080中爆炸，该星系距离地球约5000万光年。为了对M12045的性质有更多的了解，由印度Aryabhatta观测科学研究所(ARIES)的Mridweeka Singh领导一个天文学家团队分析了这颗超新星的光度和光谱观测数据。

所研究的数据集是用印度104厘米Sampurnanand望远镜(ST)和201厘米的喜马拉雅钱德拉望远镜(HCT)获得，包括了爆炸达到峰值后250天的时间。在目前的研究中，研究人员讨论了基于光度和光谱观测的Ib SN M12045型结果。M12045是ibsne中为数不多具有丰富光谱数据集的类型之一，这些数据集的时间跨度可达Bmax以来的250天左右。研究人员能够捕捉到M12045在B、V、R和I波段的线性衰减光曲线。发现，与其他典型Ib SNe类型(如1999dn和2009jf)相比，M12045在相同时期下降得更快。

研究证实M12045是一种正常类型的Ib SN。观测结果表明，该超新星的光谱演化与典型Ib型SN相似，具有丰富的氦、氧、镁和钙的特征。此外，天文学家计算出M12045在爆炸过程中喷射出约90个太阳质量的氧气。根据这篇论文，总分析结果支持了M12045的上一代很可能是沃尔夫-拉耶特(WR)星的假设。在这种情况下，这样的恒星主序质量大约为20个太阳质量。中性氧的质量、Oi和Caii线的通量比以及亚太阳金属丰度表明，M12045的上一代可能是一颗巨大的WR恒星，其零年龄主序质量约为20个太阳质量。

博科园-科学科普｜研究/来自: Copyright Science X Network/Tomasz Nowakowski/Phys

参考期刊文献:《arXiv》

Cite: arXiv:1903.06243

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杨利伟太空遇到外星人了？——地外文明搜寻历程

对于“是否有外星人”存在这个问题，宇航员们似乎因为曾经进入太空，比我们普通人更有机会与外星人“ 亲密接触”,因此他们多了一些发言权。

宇航员们相信“外星人”存在吗？

最近，中国第一位航天员杨利伟亲述曾在太空遇到神秘的敲击声：“这个声音也是突然出现的，并不一直响，而是一阵一阵的，不管白天还是黑夜，毫无规律，不知什么时候就响几声。不是外面传进来的声音，也不是飞船里面的声音，而仿佛是谁在外面敲飞船的船体。无法描述它，不是叮叮的，也不是当当的，而是更像拿一个木头锤子敲铁桶，咚 咚 咚 咚”。

这是否是外星人造访我们的飞船?

2014年，笔者曾组织举办第27届太空探索者协会年会的社会活动日(北师大分会场)，航天员刘旺和部分美国、俄罗斯和日本的宇航员都应邀参加了这个活动。

会议交流期间，刘旺曾经告诉我，他相信有外星人的存在，但是没有说为什么。而最近航天员杨利伟的爆料，让我明白了背后可能的原因。此外,一些美国航天员也相信外星人的存在。

图注: 第27届太空探索者协会年会(北师大分会场)

本文将首先介绍国际和国内搜寻地外文明的历史及现状，再从天体物理角度对杨利伟爆料的神秘敲击声给出可能的解释。

漫长的地外文明搜寻之路

在如此深邃的宇宙里，

人类是唯一的智慧生命吗？

地球是宇宙中最特殊的星球吗？

在宇宙中是否还有其他的生命？

这些生命会以怎样的形式进行演化？

人类是如此渴望知道这些问题的答案，以至于从未停止过对地外文明的搜寻。

从最早试图在地球上建造巨大的结构来引起外星人的注意，被动得等待外星人发现人类，到一百多年前，尼古拉·特斯拉认为他的无线电传输系统可以用来联系火星上的生物（参考文献【1】），人们搜寻外星人的方法随着科技的进步经历着一系列深刻重大的变化。

1931年，美国的无线电工程师卡尔·央斯基接收到了来自银河系中的射电辐射，打开了射电天文学这一新窗口，为人们探索宇宙增加了一条重要途径。

1959年，物理学家莫里森和科可尼在《自然》杂志上发表了一篇论文（参考文献【2】） ，他们认为如果宇宙中存在其他智慧生命，并且他们的科技发展水平与人类相当，或许人类能够从众多的射电信号中，找到外星人发出的信号。他们认为这个信号的波长很可能是525px（1.42GHz），这一波长正是宇宙中最常见的中性氢发出的辐射。

图注: 中性氢原子的21 厘米谱线产生机制示意图

这篇文章的发表一时间激起千层浪，从此人们对于外星人的搜寻不再是盲目的，可谓是为现代搜寻地外智慧生命奠定了科学基础。

笔者的师大物理宇宙学团队也基于2014年发表在PRL上的文章，计划使用我国FAST望远镜，观测宇宙深处中性氢的21 厘米射电谱线测量宇宙膨胀的加速度。

1.搜寻地外智慧生命（SETI）实验

1960年，康奈尔大学的射电天文学家、被称为“SETI之父”的弗兰克·德雷克（Frank Drake）开启了第一个现代搜寻地外智慧生命（Search for Extra-terrestrial Intelligence，以下简称SETI）的实验，该实验被称为“奥慈玛计划（Project Ozma）”。基于莫里森和科可尼的文章，他利用绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope)的85英尺射电望远镜，观测天仓五和天苑四这两颗恒星在1.42GHz这一频率的射电信号。当然，现在我们都知道在这次实验中，德雷克并没有找到他想找到的信号。然而德雷克并没有放弃，第二年，他发表了著名的德雷克公式，从统计上揭示了银河系中能够与外界交流的文明的数量。

图注: 笔者与德雷克的合影

1971年，NASA支持了德雷克等人进行SETI研究，他们设计了由多达1500个小型射电望远镜组成的地基射电望远镜阵列。然而由于造价过高，并没有实际建成，但是他们所做的研究工作为之后大量的SETI工作奠定了基础（参考文献【3】）。

1972年，美国先驱者10号探测器发射时携带了德雷克与康奈尔大学的天体物理学家卡尔·萨根共同设计的人类发往太空中的第一条物理信息（参考文献【4】）。这块镀金铝板上标记出了地球在太阳系中的位置，如果先驱者10号探测器能够遇到地外生命，那么他们就有望通过这条信息与我们取得联系。

然而地外生命也许并不是友好的，我们是否应该主动发送地球以及人类的信息给可能的地外生命，也一直是一个备受争议的话题。

德雷克目前是SETI研究所（参考文献【5】）的成员之一。SETI研究所是一个非盈利性组织，它成立于1984年，所需资金大部分来自于私人捐赠，他们所用的艾伦射电望远镜阵列以微软的共同创始人保罗·艾伦的名字命名，保罗·艾伦为这个望远镜阵列提供了一半的经费支持。

图注: 笔者访问SETI研究所

然而，耗费了大量人力物力的艾伦射电望远镜阵列并没有搜寻到外星人的蛛丝马迹，随着2011年美国政府资金支持的停止，艾伦射电望远镜阵列陷入了停工的局面。

图注：艾伦射电望远镜阵列(图片来源于网络)

与SETI研究所隔着旧金山湾相望的加州大学伯克利分校SETI研究中心（参考文献【6】），他们负责的SERENDIP(Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations：搜寻临近地球的地外智慧生命发出的射电信号)项目是世界上运行时间最长的SETI项目。

得益于互联网技术突飞猛进的发展，伯克利SETI研究中心也展开了SETI@home的项目（参考文献【7】），利用全球900万志愿者联网的计算机共同搜寻地外文明。SERENDIP最初是依附于其他观测项目之上的，从阿雷西博射电望远镜拿到观测数据之后，他们将这些数据分段，分别发给SETI@home的各个志愿者，利用每个志愿者电脑待机休息的时间对数据进行处理，找出非自然产生的射电信号以及潜在的目标信号，再反馈给SETI研究中心的科学家们。这种模式的优势是进行SETI研究的科学家们不需要单独申请望远镜的观测时间，能与其他项目实现双赢。

图注： SETI@home分布式计算项目

2.突破创新计划 (Breakthrough initiatives)

突破创新计划（参考文献【8】）是俄罗斯富翁尤里·米尔纳于2015年创立的探索宇宙、搜寻地外智慧生命，鼓励公众从行星的角度进行辩论的项目。其董事会成员包括著名的科学家史蒂芬·霍金以及Facebook的CEO马克·扎克伯格。尤里·米尔纳在英国伦敦皇家学会举行的新闻发布会上宣布了突破创新计划的成立, 当时物理学家史蒂芬·霍金、英国皇家天文学家马丁.瑞斯(Martin Rees)[据说他非常相信地外文明的存在]、“SETI之父”的弗兰克·德雷克、美国加州大学伯克利分校(ey)天文系席教授高尔夫·摩西(Geoff Marcy)[他曾经发现了上千颗系外行星，是诺贝尔奖的热门候选者；但是不相信地外文明的存在，曾经和突破聆听计划的PI，同时也是伯克利SETI@home的首席科学家Dan Werthimer教授进行过关于是否有地外文明的辩论；目前他已经从ey天文系辞职]、 突破聆听的主要负责人Andrew Siemion以及基金会主席Peter Worden参加了成立仪式。

图注: 突破创新计划新闻发布会

突破创新计划由突破聆听(Breakthrough Lisen)、突破摄星(Breakthrough Strashot)以及突破信息(Breakthrough Message)三个项目组成。

（1）突破聆听

突破聆听计划是历史上最大规模的搜寻地外智慧生命的项目。

史蒂芬·霍金与尤里·米尔纳于2015年7月共同启动了突破聆听项目。尽管霍金本人认为向太空主动暴露人类的信息并不是明智之举，但是他对于人类主动搜寻地外智慧生命的项目仍然持积极态度。

突破聆听计划将在十年内投入1亿美元的资金，支持SETI研究。其中一部分经费用于购买望远镜的观测时间，另一大笔经费将会用来升级望远镜的后端设备。有了更多的望远镜观测时间以及更好的设备，突破聆听计划将会得到优于以往近百倍的观测结果。鉴于NASA已经决定今后不再给SETI研究任何的经费支持，对于SETI研究的科学家们来说，突破聆听项目的启动是一个重大利好消息。

2015年，伯克利SETI研究中心幸运的得到了俄罗斯富翁尤里·米尔纳10年内共计1亿美元的资金支持，继续搜寻地外文明。突破聆听计划的PI，同时也是伯克利SETI@home的首席科学家丹·沃斯莫(Dan Werthimer)教授，将与突破聆听的主要负责人安德鲁·西蒙(Andrew Siemion)一起[曾经是Dan Werthimer的博士后]，带领伯克利的SETI研究团队一同聆听天外来音。

Dan Werthimer教授与中国也有一段不解之缘，早在上个世纪八十年代，他就在北京师范大学天文系进行了为期一年的访问交流，与北师大的师生建立了深厚的情谊。2014年笔者访问美国加州大学伯克利分校(ey)天文系和劳伦兹国家实验室(LBNL)时，与Dan建立了更加密切的合作关系。2015年，在笔者邀请下，Werthimer教授对北师大进行了学术访问，并做了风趣幽默、通俗易懂的报告，报告介绍了SETI研究的历史与发展。在此良机下，笔者带领的北师大SETI研究团队也积极得加入到了SETI的研究中,并且已经开始处理绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope)的数据。

图注: 笔者与DAN的合影以及DAN在北师大的海报

突破聆听计划主要利用位于美国西弗吉尼亚州的100米口径的绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope)和位于澳大利亚的64米口径的Parkes射电望远镜，监听来自外星文明传来的信号。绿岸射电望远镜是世界上最大的全方位可移动望远镜，Parkes射电望远镜是南半球第二大的射电望远镜。在突破聆听项目开启之前，做SETI研究的科学家们通常一年之内只能得到一两天的观测时间，而现在，他们得到了望远镜每年20%-25%的观测时间。

图注：国台和SETI签订协议

2016年10月，中国科学院国家天文台也与突破基金会签订战略性合作协议，国家天文台台长严俊和突破奖基金会主席及“突破计划”执行主任Pete Worden代表双方分别签字。根据合作意向，国家天文台500米口径球面射电望远镜FAST将加入“突破聆听”（Breakthrough Listen）项目，与位于美国的绿岸望远镜及位于澳大利亚的Parkes天文台共同合作，寻找地球以外智慧生命的线索。双方将有可能交换观测计划、探测方法和数据，并快速进行跟踪观测及数据分析。

未来，位于三个国家的三个世界一流的望远镜将一起交换观测计划，共享观测数据。

图注： 笔者参观绿岸射电望远镜

图注：Parkes射电望远镜

除了射电波段的研究，突破聆听还有一部分资金用于美国加利福尼亚州利克天文台的2.4米光学望远镜，进行光学波段的研究，旨在探测地外文明发出指向地球的激光信号。

图注：笔者访问美国加利福尼亚州利克天文台

突破聆听计划主要观测的频率范围是1-10GHz，在这个范围内的射电信号不受宇宙源或地球大气的影响，可以用地面望远镜进行观测。大型望远镜的观测时间是十分宝贵的，因此科学家们总是期望从一批观测数据中可以得到多项科研成果。SETI研究得到的观测数据，还可以用于研究脉冲星、恒星日冕物质抛射等研究领域。这些数据将会公开发表，可能是历史上公开发表的数量最多的数据。

（2）突破摄星计划

突破摄星项目计划建成一个依靠光压驱动的纳米级宇宙飞船，其速度高达到光速的15%，这样的飞船能够在发射后20年到达距离太阳系最近的恒星——半人马座α星，又称为比邻星——为我们传来最近发现的比邻星的行星 Proxima b的图像。据此，可以帮助我们探测该恒星系统是否还有其他行星，我们还可以分析它们的磁场等一系列的性质。

（3）突破信息计划

如果说突破聆听计划是被动的接收外星人的信号，那么突破信息计划则是人类主动、有意识地给地外文明发送信息的项目。

突破信息计划的研究还包括将信息发送到宇宙深空的伦理学。同时，它还发起了高达一百万美元奖金的竞赛，竞赛的内容是设计一个可能会发送到地外文明手中的来自地球的数字化信息。这条信息应该是代表整个人类的文明程度和我们地球的特征。在是否应该主动向外界发送关于地球和人类信息的高水平深层次辩论结果出来之前，该项目暂时不会向外界发送任何信息。

突破计划的三个项目相辅相成，期待它能为我们带来振奋人心的发现。在未来的十到二十年之间，人们或许有望找到外星人发出的蛛丝马迹。另一方面，不论是否真的有外星人存在，突破创新计划都将在天文特别是射电天文学方面，极大的推动科学技术的发展。

3.突破聆听计划研讨会

2016年10月5-6日，在绿岸天文台召开了突破聆听计划研讨会，笔者也参加了这次会议，并且作了SETI in China 的学术报告。

会议由突破聆听计划项目主办，绿岸天文台承办。突破聆听基金的负责人Jamie Drew、突破聆听项目的PI Dan Werthimer教授、该项目的主要负责人Andrew Siemion以及现代SETI项目的奠基人Frank Drake教授均出席了本次研讨会。

图注：笔者与Dan Werthimer和Andrew Siemion

研讨会上探讨了突破聆听计划的研究目标、策略，并且广泛探讨了现代搜寻地外智慧生命的方法。从SETI实验所需的射电望远镜后端接收机以及数据储存、传输等硬件设备，到数据处理的方法，特别是对与其他研究项目一起进行联合观测研究的可能性进行了讨论。

此外，还有部分利用开普勒卫星进行光学波段研究的学者到场做了精彩的报告，主要是有关系外行星的搜寻工作。随着系外行星样本的不断增加，将会增加我们对于系外行星的认识，对于宜居行星分布情况也将会有进一步的了解。

对于宇宙中是否存在其他智慧生物，虽然短时间内可能不会有结果，但是学者们大多抱有积极乐观的态度。

即使最终不是专门研究SETI的科学家发现了地外智慧生命的，就像历史上许多重大天文观测发现一样（有心栽花花不开，无心插柳柳成荫），那仍将是令人激动的结果。

与会者还参观了绿岸望远镜的观测室以及后端设备室（非美国公民需要登记批准后才能进入）。在这里，观测人员可以同时控制天文台中的多架望远镜进行观测，后端设备室有两排插满了5TB硬盘的架子，存储了突破聆听计划的观测数据并对其进行了预处理。当找到了研究人员所感兴趣的信号之后，会把这部分数据发往加州大学伯克利分校的空间科学实验室进行进一步的处理。由于每天观测都会产生大量数据，剩下的没有发现感兴趣信号的数据就会被删除掉。德雷克教授感慨道，他在二十世纪六十年代最早做SETI实验的时候，是不敢想象今天的海量数据的。

杨利伟在太空是遇到外星人了吗?

最后，让我们再回到这个问题，杨利伟在太空是遇到外星人了吗？

笔者的看法是，杨利伟遇到外星人的可能性很小。

到目前为止，还没有接收到来自外星人的信号，并且也没有外星人造访地球的确切事实。以目前我们所知的科学技术水平，银河系内的外星人即使乘坐以光速飞行的飞船在短时间内都无法到达我们地球。从理论上讲，一种可能可以使我们从一个区域在短时间内到达另一个区域，那就是《星际穿越》电影里面描述的虫洞，这也是我的博士导师沈有根先生研究了一辈子的天体物理领域。

图注：虫洞示意图

如上图所示，外星人可以通过虫洞在短时间内从宇宙一个遥远的区域到达我们这里，而不需要经过漫长的路程。2015年初，来自意大利和美国的一个国际研究小组声称，基于对银河系的最新研究和理论，在我们的银河系可能存在可以通往遥远时空的巨大门户-虫洞，像热映电影《星际穿越》中所展现的那样，其大小足以让一艘宇宙飞船经过。相关论文发表在《物理学报》杂志上。这项研究表明人类将有可能通过虫洞穿越时空到达及其遥远的地方。因此，如果杨利伟遇到的确实是外星人，那么这些外星人所行走的路线只有一条：虫洞。这条虫洞连接我们地球附近区域和银河系内某个遥远的地方或者河外星系的某处区域，而且这个虫洞的入口或许在马航MH370飞机失事区域。

一个美好的愿望是马航MH370飞机仍然在这条虫洞中穿越。虽然我们感觉两年过去了，而MH370飞机由于在虫洞中穿行，其时间变慢，机上的乘客一直活着，他们感觉只是过去了几个小时，不久的将来他们或许通过其他的虫洞返回到我们的地球。

参考文献

[1] Seifer, Marc J. (1996). "Martian Fever (1895–1896)". Wizard : the life and times of Nikola Tesla: biography of a genius. Secaucus, New Jersey: Carol Pub. p. 157. ISBN 33865102.

[2] Cocconi, Giuseppe & Philip Morrison (1959). "Searching for interstellar communications"Nature.184(4690):844~e:1959Natur.184..:10.1038/184844a0.

[3] "Project Cyclops: A Design Study of a System for Detecting Extraterrestrial Intelligent Life"  NASA. 1971.

[4] Carl Sagan; Linda Salzman Sagan & Frank Drake (1972-02-25). “A Message from Earth”. Science. 175 (4024) : 881-884

[5]

[6]

[7]

[8]

出品：科普中国

制作：北京师范大学天文系 宇宙之美科普团队  张同杰 李时雨

监制：中国科学院计算机网络信息中心

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本文由科普中国融合创作出品，转载请注明出处。

银河系中心的恒星如何形成？有何奥秘？

恒星是由分子云中的气体和尘埃通过一系列复杂过程形成，而这些复杂的过程目前只被部分理解，这些云的演化驱动着宇宙中恒星种群的演化。在过去的几十年里，研究恒星形成的天文学家们集中精力研究几个活跃的恒星形成区域：太阳邻域、银河系的圆盘和邻近的麦哲伦云星系。

然而，这种环境范围是有限的，不能代表宇宙中大多数恒星形成的条件。例如，在这些局部环境中，气体的密度、压力和运动远低于人们认为在大约100亿年前宇宙恒星形成高峰时期存在的气体密度、压力和运动。

博科园：此外，不同的条件使得理清演化效应变得困难。最近，利用亚毫米阵列和阿尔玛望远镜等设备对不同波长的星系平面进行了广泛的观测，这使得研究中心 分子带 (CMZ)的云演化和恒星形成成为可能。CfA天文学家Eric Keto和张启洲以及同事在CMZ环境下对大质量分子云进行了一系列的计算机模拟，目的是描述它们在这个稠密、复杂区域内围绕星系中心旋转时的形态和运动演化。这些计算是第一次专门针对CMZ脊云的建模，并与最近的观测结果进行了比较。

（图示）伊拉克/斯皮策太空望远镜拍摄的银河系中心红外图像。红外线穿透了大部分尘埃，揭示了拥挤的星系中心区域的恒星。较老、较冷的星星是蓝色的；红尘云与恒星托儿所中的年轻恒星有关。银河系中心位于大约26,000光年之外，朝向人马座。这幅图像跨越了一个叫做环分子带的区域，新模拟似乎解决了围绕该区域分子云的性质和演化的一些谜团。图片：Susan Stolovy (SSC/Caltech) et al., NASA SPitzer/IRAC

研究小组发现，CMZ环境导致云层被压缩，压力和剪切力使云层破碎，形成细丝和纺丝等类似薄饼的结构。模拟能够重现关键的观测特征，比如“砖”，一种非常密集、扁平的分子云，尽管它的气体密度很高，但缺乏恒星形成活动；模拟可以模拟它的一般形态、倾角和速度梯度。结果表明，星系中心附近分子云的演化与其轨道动力学密切相关。当伴随着气体的增加，这些云可以进化产生在许多星系核中观察到的星暴。

由于外引力势的显著影响，星系中心分子云的演化被认为与星系盘中分子云的演化不同。研究提出了一组分子云在中心分子带(星系中心∼500pc)的100-pc流上绕轨道运行的数值模拟，并描述了它们随背景势和偏心轨道运动的形态和运动演化。发现这些云是由强剪切和力矩、潮汐和几何变形以及它们通过轨道周中心形成。在模拟中，这些机制控制云的大小、纵横比、位置角、丝状结构、柱密度、速度色散、视线速度梯度、自旋角动量和运动学复杂性。通过将这些预测与星系中心“尘埃脊”上的云的观测结果进行比较，发现模拟很自然地再现了一系列重要的观测形态和运动特征。

这些特征可以用人们熟知的物理机制来解释，研究人员认为，气体云在星系中心区域的吸积，也就是旋转曲线翻转、潮场完全压缩的地方，伴随着气体云的动力变化，导致坍缩和恒星的形成。这可以产生一个具有共同起始点的云塌演化过程，该起始点要么标志着吸积到潮压区域的时间，要么标志着最近的周中心通道时间。这些过程加在一起可能会自然地产生同步星暴，这些星暴可以在许多(额外的)星系核中观察到。

博科园-科学科普｜研究/来自: 哈佛史密森尼天体物理中心

参考期刊文献:《皇家天文学会月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz381

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