2020年1月4日到8日，3400多名天文學(xué)家、教育工作者、學(xué)生和記者齊聚夏威夷，參加美國(guó)天文學(xué)會(huì)（AAS）第235次會(huì)議。在為期5天的會(huì)議中，天文學(xué)家通過(guò)會(huì)議、海報(bào)等各種形式“一次性放送”了一系列最新的天文學(xué)進(jìn)展。在這篇文章中，我們挑選了其中15個(gè)：

星系和它們的黑洞

1、 流浪黑洞

○ 圖片來(lái)源：Sophia Dagnello/NRAO/AUI/NSF

過(guò)去，天文學(xué)家認(rèn)為在幾乎所有大型星系的中心都包含著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。但在 VLA陣列最新觀測(cè)的13個(gè)矮星系中，有6個(gè)大質(zhì)量黑洞明顯不在星系中心。這些黑洞之所以會(huì)偏離中心，是因?yàn)樾窍嫡诤喜⒒蛘诎l(fā)生相互作用。

2、 黑洞周?chē)奈镔|(zhì)

○ 合并中的星系NGC 6240的藝術(shù)效果圖。| 圖片來(lái)源：NRAO/AUI/NSF/S. Dagnello

距離地球4億光年之外，兩個(gè)星系相互碰撞，形成了所謂的 NGC 6240星系。 ALMA陣列清晰地觀測(cè)到了NGC 6240星系內(nèi)部?jī)蓚€(gè)超大質(zhì)量黑洞周?chē)膲m埃和氣體，并首次揭示了星系中冷氣體的結(jié)構(gòu)。理解這個(gè)星系系統(tǒng)的關(guān)鍵是分子氣體，這種氣體是形成恒星所需的燃料，但它也為超大質(zhì)量黑洞提供補(bǔ)給，使得它們能夠不斷生長(zhǎng)。

3、 哥斯拉星系

○ 圖片來(lái)源：NASA/ESA/B. Holwerda (University of Louisville)

旋渦星系 UGC 2885是近域宇宙中已知的最大星系。它位于2.32億光年之外的英仙座，比銀河系寬2.5倍，包含的恒星數(shù)量是銀河系的10倍。科學(xué)家正在尋找是什么導(dǎo)致星系成長(zhǎng)為一個(gè)“巨獸”。其中一個(gè)線索是，這個(gè)星系在太空中是相對(duì)孤立的，其附近沒(méi)有星系會(huì)與它發(fā)生碰撞并破壞它。

4、 電離氫氣泡

○ EGS77星系團(tuán)示意圖。| 圖片來(lái)源：NASA, ESA and V. Tilvi (ASU)

天文學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)宇宙中的第一批恒星形成后，它們發(fā)出的強(qiáng)烈紫外線會(huì)擊中恒星周?chē)臍湓樱㈦娮觿冸x。現(xiàn)在，研究人員在遙遠(yuǎn)的星系團(tuán) EGS77中，捕捉到了三個(gè)星系在大爆炸的6.8億年后發(fā)出的電離光。這三個(gè)星系在中性氫的海洋中產(chǎn)生了重疊的電離氫氣泡，使得紫外線可以不受阻礙地逃離星系。如果結(jié)果被確認(rèn)，這將是第一個(gè)直接的證據(jù)表明一群星系正一同電離早期的宇宙。

夜空中奇怪的東西

5、 LIGO的新發(fā)現(xiàn)

○ 雙中子星合并的藝術(shù)圖。| 圖片來(lái)源：National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

LIGO第二次探測(cè)到了兩顆超致密的 中子星合并的引力波事件，這次事件似乎是由兩顆質(zhì)量極大的中子星創(chuàng)造的。這對(duì)中子星的總質(zhì)量是太陽(yáng)的3.4倍，比之前發(fā)現(xiàn)的任何中子星對(duì)的總質(zhì)量都要大。

6、 定位快速射電暴

快速射電暴（FRB）是一種強(qiáng)烈而短促的射電信號(hào)，分為重復(fù)性和非重復(fù)性兩種。過(guò)去，天文學(xué)家在探測(cè)到的所有重復(fù)性FRB中只成功定位了一個(gè)。現(xiàn)在，依靠8個(gè)位于全球不同地區(qū)的天文望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家定位了第二個(gè)重復(fù)性FRB的來(lái)源。這一FRB來(lái)自一個(gè)與銀河系相似的巨大的旋渦星系。

7、 逼近宇宙速度極限的噴流

○ 這一驚人的速度是通過(guò)觀察2012年至2017年間黑洞噴流區(qū)域X射線發(fā)射的變化而發(fā)現(xiàn)的。| 圖片來(lái)源：NASA/CXC/SAO/B. Snios et al.

多年來(lái)，天文學(xué)家一直以不同的波長(zhǎng)觀測(cè)從星系 M87中心噴射出來(lái)的噴流（高能粒子流）。在一項(xiàng)新的研究中，天文學(xué)家通過(guò) 錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)，它的噴流正以超過(guò)99%光速的速度移動(dòng)。這是首次利用X射線數(shù)據(jù)記錄到黑洞噴流的如此極端速度。

8、 探測(cè)系外行星氧氣的新方法

○ 大氣中含有氧的行星的概念圖（左邊為含水的行星，右邊為無(wú)水的行星）。| 圖片來(lái)源：NASA/GSFC/Friedlander-Griswold

科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新的方法來(lái)探測(cè)外行星大氣中的氧氣，這可能會(huì)加速尋找外星生命的進(jìn)程。這項(xiàng)技術(shù)將使用 詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）探測(cè)氧分子碰撞時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈信號(hào)。當(dāng)氧分子相互碰撞時(shí)，它們會(huì)阻擋部分紅外光譜。這個(gè)信號(hào)可以幫助科學(xué)家探索系外行星的大氣組成。

9、 天箭座V爆發(fā)

○ 天箭座V雙星系統(tǒng)的藝術(shù)概念圖。| 圖片來(lái)源：LSU

科學(xué)家預(yù)測(cè)，約在2083年，恒星 天箭座V將發(fā)生爆發(fā)。在接下來(lái)的幾十年中，天箭座V將迅速變亮。而到本世紀(jì)末爆發(fā)時(shí)，這顆恒星將是銀河系中最明亮的星之一，它將變得與現(xiàn)在夜空中可見(jiàn)的最亮的天狼星一樣亮。

TESS發(fā)現(xiàn)系外行星

10、 宜居帶內(nèi)的系外行星

○ TOI-700系統(tǒng)示意圖。| 圖片來(lái)源：NASA's Goddard Space Flight Center

TOI-700d是 TESS發(fā)現(xiàn)的第一顆地球大小的位于宜居帶內(nèi)的行星。這顆行星的主恒星TOI-700是一顆質(zhì)量比太陽(yáng)小、亮度也更暗的恒星。它的尺寸大約是太陽(yáng)的40%，亮度僅為太陽(yáng)的五十分之一，位于劍魚(yú)座，距離地球約100光年。在TOI-700附近有三顆行星，其中 TOI-700d和地球大小差不多，位于恒星的宜居帶內(nèi)，繞恒星的公轉(zhuǎn)周期是37天。目前的氣候模擬表明如果行星大氣中包含甲烷或二氧化碳或水蒸氣，那它可能是宜居的。這一假設(shè)還需要JWST的觀測(cè)結(jié)果來(lái)確認(rèn)。

11、 環(huán)雙星行星

○ TOI-1338雙星系統(tǒng)概念圖。| 圖片來(lái)源：NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA)

TOI-1338是一個(gè)食雙恒星系統(tǒng)，位于1317光年之外的繪架座。其中一顆恒星TOI-1338A的質(zhì)量比太陽(yáng)大10%，而另一顆恒星TOI-1338B則更冷、更暗，它只有太陽(yáng)質(zhì)量的三分之一。圍繞著這一雙星旋轉(zhuǎn)的是行星 TOI-1338b，它的大小是地球的6.9倍，這是TESS發(fā)現(xiàn)的首個(gè)環(huán)雙星行星。

12、 食雙星系統(tǒng)

○ 天龍座α。| 圖片來(lái)源：NASA / MIT / TESS

天龍座α位于270光年外的天龍座北部，它是天龍座內(nèi)第四明亮的星。通過(guò)TESS的觀測(cè)數(shù)據(jù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)天龍座α是一個(gè)食雙星系統(tǒng)，它也是目前已知的最明亮的食雙星系統(tǒng)之一。其主星是太陽(yáng)的4.3倍大，表面溫度約9700攝氏度。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。

銀河系內(nèi)外

13、 3D圖揭示銀河系新結(jié)構(gòu)

○ 圖片來(lái)源：Alyssa Goodman / Harvard University

天文學(xué)家將來(lái)自 蓋亞（Gaia）衛(wèi)星的超精確數(shù)據(jù)與其他觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建了銀河系星際物質(zhì)的詳細(xì)3D圖，并注意到離地球最近的旋臂上出現(xiàn)了一個(gè)意想不到的結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)長(zhǎng)而薄的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)約9000光年，寬約400光年，呈波浪狀，波峰距星系盤(pán)的中心平面約500光年。科學(xué)家將這個(gè)巨大的氣體結(jié)構(gòu)命名為“ 拉德克利夫波”（Radcliffe wave）。

14、 天鵝星云中的恒星演化

○ 天鵝星云的合成圖像。| 圖片來(lái)源：NASA/SOFIA/De Buizer/Radomski/Lim; NASA/JPL-Caltech; ESA/Herschel

天鵝星云位于5000光年之外的人馬座。它的中心有超過(guò)100顆星系中最大的年輕的恒星。新的發(fā)現(xiàn)揭示了9顆原恒星，這是星云的云正在坍塌以及恒星最初誕生的區(qū)域，這些都是前所未見(jiàn)的。此外，研究小組還計(jì)算了星云不同區(qū)域的年齡。他們發(fā)現(xiàn)天鵝形狀的部分并不是同一時(shí)期產(chǎn)生的，而是在恒星形成的多個(gè)時(shí)代形成的。

15、 銀暈中的恒星形成

○ 圖片來(lái)源：A. PRICE-WHELAN

銀河系的邊緣是銀河系最古老恒星的所在，但是天文學(xué)家在這個(gè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一些意想不到的東西——一群年輕的恒星（圖中藍(lán)色）。光譜分析表明這些新生的恒星似乎起源于銀河系外，它們的組成物質(zhì)來(lái)自兩個(gè)附近的矮星系，即麥哲倫云。這些星系與銀河系處于碰撞過(guò)程中。這些新發(fā)現(xiàn)的恒星有望揭示出更多銀河系的歷史，比如麥哲倫云在過(guò)去是否與銀河系相碰撞。

參考資料：

[1] https://aas.org/meetings/aas235/press-kit#briefings

[2] https://scitechdaily/two-supermassive-black-holes-caught-in-a-galaxy-crash-seen-in-unprecedented-detail/

[3] https://nasa.gov/feature/goddard/2020/nasas-hubble-surveys-gigantic-galaxy

[4] https://sciencenews.org/article/reionization-hydrogen-galaxies-big-bang

[5] https://space/neutron-stars-crash-gravitational-waves-second-ligo-discovery.html

[6] https://phys.org/news/2020-01-nearby-galaxy-fast-radio-unravels.html

[8] https://sciencealert/m87-s-black-hole-is-firing-jets-that-look-way-faster-than-the-speed-of-light

[10] https://phys.org/news/2020-01-scientists-method-oxygen-exoplanets.html

[11] https://phys.org/news/2020-01-binary-star-sagittae-bright-nova.html

[13] https://eurekalert.org/pub_releases/2020-01/hu-nmo010320.php

[14] sci-news/astronomy/tess-circumbinary-planet-toi-1338b-07989.html

[15] sci-news/astronomy/alpha-draconis-eclipsing-binary-system-07998.html

[16] https://nasa.gov/feature/sofia-reveals-how-the-swan-nebula-hatched

[17] https://phys.org/news/2020-01-milky-impending-galactic-collision-birthing.html