宇宙中铁以上的重核是如何合成的?

针对21世纪尚未解决的11个重大物理问题之三,即"宇宙中从铁到铀的元素是如何产生的?"进行了系统的阐述,包括问题提出的背景和重要性、主要研究内容、国内外进展以及将来的发展趋势.介绍了产生宇宙中比铁重的元素(简称为超铁元素)的几个主要核合成过程,并总结了相关的研究目标.目前,尚需要精确测量天体核合成路径上关键核素的质量、寿命以及相关核反应的反应截面或者天体物理反应率等核物理输入量;开展天体元素或者同位素丰度的观测研究,以及星际X和γ射线等的卫星观测;发展天体物理模型以及核物理理论模型,最终将可靠的核物理输入量、核天体物理理论模型和天文观测数据相结合,以探索和解决宇宙中超铁元素的来源问题.     

前沿

正我国"慧眼"获黑洞等大量数据我国首颗空间X射线天文卫星——"慧眼"硬X射线调制望远镜卫星,目前已在轨运行45个月,获得银道面扫描巡天、黑洞、中子星、太阳耀发等大量观测数据。"慧眼"卫星于2017年发射升空,它搭载高能、中能、低能三台X射线望远镜主要在轨探测器,既可以实现宽波段、大视场的X射线巡天,又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱,同时也是大视场和大面积的伽马射线暴全天监视器。     

基于形变相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论构建高精度原子核质量表

质量是原子核最基本的物理量之一,是理解核子间相互作用、揭示壳结构演化和确定滴线位置的关键,是研究核反应和核衰变的基本信息,同时也是探索元素起源等问题必需的核物理输入量,对粒子物理与核物理、天体物理和宇宙学等学科至关重要.尽管短寿命原子核质量的测量工作已经取得很大进展,但是在可预见的将来,大部分远离稳定谷的奇特原子核质量仍依赖理论模型预言和计算.本文介绍了原子核质量模型的重要发展历程、相对论密度泛函理论描述原子核现象的成功、基于相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论构建的目前唯一考虑连续谱效应的原子核质量表,以及拟基于形变相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论建立高精度原子核质量表的最新进展和展望.     

如何理解高能伽玛射线暴?

伽玛射线暴(简称伽玛暴或gamma ray burst,GRB)是来自宇宙深处的、短时标的伽玛射线突然增强的现象,是宇宙大爆炸之后最猛烈的爆发现象.伽玛暴可分为长暴(持续时间T_(90)2 s)和短暴(T_(90)2 s).观测发现,长暴起源于大质量恒星的塌缩,而短暴起源于双致密星的并合.除了瞬时伽玛辐射,伽玛暴分别在暴后周、月和年时间量级上还会产生X射线、光学和射电余辉.理论上,伽玛暴的瞬时辐射被认为产生于相对论喷流内部的能量耗散过程,而多波段的余辉则产生于相对论喷流与外部介质之间的相互碰撞引起的外激波.因此,伽玛暴是研究致密天体(恒星级质量黑洞和中子星)诞生、引力波辐射、相对论激波、极高能宇宙线、高能中微子等极端物理现象以及高精度检验基本物理原理的天文实验室,也是早期宇宙恒星形成和演化、高红移星系、高红移宇宙学的重要探针.伽玛暴的研究横跨当今天文学、宇宙学、物理学等学科,是当前国际竞争最激烈的自然科学基础研究领域之一.2017年8月17日,LIGO(laser interferometer gravitational wave observatory)/Virgo引力波天文台和Fermi卫星同时分别探测到引力波事件GW170817和短时标伽玛暴GRB170817A,开辟了多信使天文学的新时代.本文结合相关的关键科学问题评述了伽玛暴和引力波电磁对应体研究领域的最新研究进展,并基于伽玛暴学科领域的发展态势和我国现有的研究基础,讨论如何抓住机遇、布局跨学科的重大研究计划,促进国内与伽玛暴相关科学设备成果的最大化,全面提升我国在这个领域的国际影响力.     

活动星系核准周期振荡时延与频率呈关联演化

<正>黑洞的吸积过程在黑洞X射线双星(black hole X-ray binaries, BHB)和活动星系核(active galactic nucleus, AGN)中发挥着重要的作用.这个过程可以发射出强烈的多波段电磁波辐射.由于X射线辐射起源自吸积盘的内区,其成为了探索黑洞吸积过程的重要窗口.在BHB和AGN中, X射线亮度变化的特征已经被广泛地分析,其中X射线准周期振荡(quasiperiodic oscillation, QPO)是在两种系统中都观测到的一种特别有趣的现象.     

2013年全国核反应会议暨核物理973计划年会在深圳召开

由中国核物理学会核反应专业委员会和深圳大学主办的2013年全国核反应会议暨核物理973计划年会于2013年5月11~15日在深圳大学召开.全国核反应会议每两年举行一次,此次会议与新一轮核物理973计划"原子核稳定性极限的新物理与新技术"的启动会议合并举办,约有200名学者和研究生参加,是近年来该系列会议参会人数最多的一次,特别是一大批青年学者参会并做精彩报告.     

射电子源的超光速分离

河外射电源传统的天文观测借助于光学望远镜(包括人眼),接收天体发出的光波.但是,光波只是电磁波的极小的一部分,而天体除了发出光波外,往往还发出其他波段的电磁波,如无线电波、X射线、r射线等.观测这些波段的辐射不能用光学望远镜,而需用其他的仪器.从本世纪三十年代发展起来的射电望远镜就是用来接收天体发出的无线电波的仪器.射电望远镜的问世,发现了许多前所未知的现象,极大地扩展了人们的眼界,深化了人们对天体本质的认识,成为天文学史上一个重要的里程碑.     

NGC4051短时标光变的多波段同时性联测

探索活动星系的快速光变,是研究活动星系中心致密核结构及辐射机制的强有力手段,也是当前一个十分重要而又十分活跃的天体物理领域。目前比较多数的看法是:活动星系的X射线辐射是活动星系的中心致密核的吸积盘所产生(因为这一模型与观测事实符合得较好)。因此,探索X射线波段的短时标的光变对研究星系的致密核结构及辐射机制更显得比其它波段重要。     

观测天体物理的开创性工作

2002年的诺贝尔物理学奖颁给了美国的戴维斯(Raymond Davis,Jr)、贾科尼(Riccardo Giacconi)和日本的小柴昌俊.其中戴维斯和小柴的贡献在于将高能和粒子物理的研究方法应用于探测来自宇宙空间的中微子,他们经过1960年代以来的努力工作找到了来自太阳和超新星爆发的中微子辐射,从而确定了中微子的一些内部性质,也确立了中微子天文学的地位.贾科尼不仅是国际知名的高能天体物理学家,也曾长期担任天文学界几个重要科研单位的领导人.他得奖的部分贡献是在1960和1970年代通过空间观测手段发现了来自天体的X射线,开创了X射线天文学的先河.     

多波段天文学

1608年望远镜问世,1609年伽利略率先用望远镜观测天体和天象,并很快做出一系列重要的发现,开创了天文观测和研究的新纪元。随着技术进步和认识上的提高,从1940年代起的几十年中,相继诞生并发展了射电天文学、红外天文学、紫外天文学、X射线天文学和 射线天文学,从而实现了对天体辐射观测的全波段覆盖,诞生了多波段天文学,人类对宇宙和宇宙中各类天体、天象的物理本质的认知迈入了全新的阶段。     

自然信息

γ射线源是一类新天体吗? 由于探测上的困难,γ射线天文学的进展受到了限制。非太阳γ射线天文的成就是在本世纪七十年代以来才取得的。观测γ射线的“小型天文卫星-B”(SAS—B)和宇宙线观测卫星“宇宙号-B”(COS-B)已发现了一些γ射线源。     

封面说明

正原子核是物质结构的一个基本微观层次,核物理研究中的重大科学涉及核力以及核力管控核中核子的方式.定量地理解这些科学问题,需要构建不同特征的"核场所",沿着不同的"途径",采取不同的"方法"来探究原子核的特性.为此,现代核物理研究主要依托大型科学研究装置,采用先进的实验技术和方法来研究不稳定原子核的静态(核结构)和动态(核反应)性质.兰州重离子加速器研究装置HIRFL是我国规模最大、加速离子种类最多、能量最高的重离子研究装置,主要技术指标达到国际先进水平.     

一颗罕见的近地新彗星(1983d)

1983年4月25日,英国J.戴维斯在检测红外天文卫星观测资料的过程中,发现在天龙座(靠近天鹅和天琴座边界)有一颗快速移动的天体。据4月27日和5月2日的观测证明,此天体是一颗新彗星。5月3日,日本荒木和英国G.E.D.阿尔科克也先后独立发现了这颗彗星。新彗星正式编号为1983d,命名为IRAS-ARAKI-ALCOCK彗星。     

银河系新视野

近10多年来,地面的和航天的现代天文仪器进行了银河系的大规模观测,得到了银河系在射电、红外、X射线、可见光的多波段的精彩新图像,有很多重要的新发现.银河系现今展现为比以前想象的更丰富、更复杂、更活跃的天体系统.     

SS433:新的结果

加拿大天体物理学家D.克劳勃道(D. Cramp-ton)和J.胡特欣斯(J.Hutshings)证实了苏联研究者的结论,即我们银河系中的奇特天体SS433是巨大的食变双星系统,其中一个成员可能是黑洞。SS433具有不寻常的无线电、X线和光学的辐射。大多数研究者认为,这是在两个相反的方向以相对论的速度抛出的气体流的双星系统,这个系统的成员的性质和它不寻常现象的原因是不清楚的。在SS433的光谱中,观测到发射线和吸收线的复杂移动。首先,这是氢和氦的发射线的移动,它们由周期为164天、幅度为每秒几万公里的多普勒位移引出的。这些光谱线与相对论的气体流的辐射有关,气     

太阳与周边恒星的拔河赛

<正>科技时代的天文观测技术仅仅问世了几十年,2017年以前,任何来自太阳系以外的天体都还没有被天文学家观测到,但是在2017年,一颗长长的太阳系外天体闯进了太阳系,它的长度只有200～300米,就像是一艘带着人类好奇心的宇宙飞船,科学家给它起名叫作"奥陌陌"。     

一颗正在形成的恒星

亚利桑那大学一个观察家小组的克里斯托弗·K·沃克等与路易斯州立密苏里大学的布鲁斯·A·威尔金一起,观察了一颗恒星在实际形成过程中的的情景.他们审查了一个很少被人研究的红外线源IRAS 1629A,它位于首先被红外天文人造卫星发现的蛇夫座洛(ρ)分子云中.研究者们是用12米射电望远镜在毫米波段进行观测的.这台射电望远镜,由国家射电天文观测台在亚利桑那州基特山上投入使用.通过研究由一硫化碳分子辐射出的两条谱线,他们就有可能确定在该天体周围的气体运动模式.直接用可见光观测上述天体是不可能的,因为它处于一个巨大的昏暗区域之中,这个区域仅能被红外线和射电辐射穿透.     

宇宙X射线源

天体离开我们很遥远,人们认识和了解天体主要是通过接收和分析它们的辐射。我们知道,电磁辐射的频谱是很宽广的,它从无线电波段、红外、可见光、紫外、一直延伸到X射线和γ射线。但在本世纪四十年代以前,天体的观测只局限在可见光波段。四十年代以来,随着无线电技术的发展,开辟了天体的射电观测工作,由此引起了震动天文界的六十年代的四大发现——类星体、脉冲星、星际有机分子和微波背景辐射,使天体物理学的发展出现了一个飞跃。近二十     

密近双星VW Cep光变起伏的物理机制与轨道周期变化的数值分析

密近双星VW Cep属于大熊座W类型的相接食变双星,周期为0.2783天,光谱型为G5 K1,质量为1.1m_(?) 0.4m(?)。自从1927年Schilt发现它是食变双星以来,五十多年来不断有人对其进行光电测光、光谱分析和偏振观测等。由于它的光变曲线是变化的,轨道周期也是变化的,近年来又发现它有X射线发射,所以VW Cep相接双星的研究是一个重要的课题,受到天文工作者的重视。     

基于HIRFL-RIBLL1装置开展的极丰质子核衰变研究进展

远离β稳定线原子核的衰变是当前核物理领域的一个前沿热点.本文回顾了近年来在HIRFL-RIBLL1上开展的轻核区极丰质子核的衰变研究.首先介绍实验方法,包括β-p-γ符合测量的探测器阵列以及当前发展的连续束注入-衰变方法.随后重点介绍~(22)Si和~(27)S的衰变研究及相关话题,包括国际现状和国内工作的进展.在~(22)Si衰变研究中,发现了奇特的β2p衰变模式,由此首次从实验上确定了~(22)Si的质量.此外,与~(22)O的β衰变作对比,发现跃迁到子核第一个1~+激发态的不对称性达209%,是迄今为止最大的镜像不对称性,为探索同位旋破缺提供了新线索.在~(27)S衰变研究中,观察到28条衰变分支,其中24条βp分支是新发现的,由此构建了完善的衰变纲图.进一步,推导出了~(26)Si(p,γ)~(27)P热核反应率,探讨了在新星和X射线暴场景中对星际~(26)Al核合成的影响.