用紫外线看宇宙——紫外线观测卫星GALEX获得的最新照片

用紫外线波段观测刚形成不久的年轻星系，它们看起来是明亮的天体。美国宇航局发射的星系演化探测卫星，就是专门用来对年轻星系进行紫外线观测，探索星系演化的一座太空天文台。星系演化探测卫星对宇宙进行的观测，获得了十分宝贵的资料，甚至有助于揭示我们所居住的银河系当初是如何形成的。     

星系紫外深场巡天观测进展

紫外波段是星系能谱分布中的重要部分.其包含大量原子、离子和分子的共振线以及研究重要物理过程的连续辐射,提供了理论研究重要的观测限制.在星系研究中,紫外辐射追踪大质量恒星,是测量和理解宇宙中恒星形成历史的重要工具.紫外辐射也可追踪大质量黑洞吸积盘,是理解吸积物理过程的重要手段.其涉及的关键科学问题包括宇宙正午时期的恒星形成历史与星系演化、宇宙重子物质缺失、宇宙再电离能量来源以及星系吸积和外流反馈等.本文重点阐述了紫外深场巡天观测的发展现状及其在星系科学研究中发挥的作用.主要介绍了深场仪器的基本参数、深场观测的目的和任务,以及数据及科学产出,并对国内外正在计划中的未来紫外观测进行了总结和展望.     

美国发现新生星系

美国宇航局发布消息说,该国的“星系演化探测器”观测到了宇宙中数十个诞生不久的大型年轻星系。这些新生星系与地球的最近距离可能只有10亿光年,这比以前发现的所有新生星系与地球间的距离都近。年轻星系的出现意味着宇宙中的某些地方仍在产生新的星系。美国发现新生星系     

星系中的恒星形成活动的熄灭过程

宇宙平均恒星形成率密度在z～2达到峰值后持续下降,这意味着平均而言,星系中的恒星形成活动在逐渐减弱甚至"熄灭",这种减弱和熄灭的过程主导着过去上百亿年的星系演化历史,百亿年前占据主导地位的星爆星系在今天的宇宙中已不多见,而红星系的比例则上升为百亿年前的两倍有余.到底是哪些物理机制造成星系中恒星形成活动的熄灭?这些机制在不同的星系、环境以及宇宙时期所起的作用有何不同?这些是当前星系形成领域的关键科学问题,21世纪以来的大规模多波段图像和光谱巡天观测极大地促进了对这些问题的认识.本文试图对当前研究结果稍作总结,考虑到中央星系和卫星星系的显著区别,先对两类星系分别讨论,然后将二者综合起来,总结了导致恒星形成活动熄灭的三个主要物理过程:大质量暗物质晕中的Halo Quenching效应(下落气体激波加热、潮汐力和冲压导致的气体剥离)、棒状结构和次并合驱动的星系自演化(Morphology Quenching、活动星系核反馈)、以及中小质量星系的主并合(早型星系和经典核球的形成).需要强调的是,这种对现有观测现象的总结只能是经验性的和阶段性的,下一步既要从观测上继续深入研究(更大样本、更多波段、更高红移),以改进和完善观测结果,更重要的还要及时和充分地利用最新观测结果来检验和限制星系形成的物理模型(如半解析模型和流体动力学数值模拟).     

探索生命

宇宙中的星球并不都像地球一样,有四季的变化、适宜的温度、充足的氧气和水,它们有的离恒星很近,像火球,有的却离得很远,像冰球。那么除地球以外,在那种火球、冰球上会有生命存在吗?太阳系外可能有多个行星适合生命存在英国天文学家最新研究认为,在目前已发现的太阳系以外的星系中,可能有1/20拥有类似地球的行星。这些行星很可能存在支持生命的条件。著名天文学家琼斯认为,至少有10%的太阳系外星系中有行星。模拟结果显示,其中又有约一半的星系在温度适宜区域内能够支持岩石行星。这就意味着,大概有1/20的星系中可能有支持生命的条件,宇宙中…     

从COBE数据推算早期宇宙实物密度的相对涨落

依照目前的宇宙模型,宇宙之初是均匀而各向同性的。为了解释当前宇宙中观测到的各种星系结构,必须有某种机制导致均匀介质中出现结团以及结构演化。Jeans证明了一大团有质量的气体存在自引力不稳定性,它成为了宇宙结构演化的一般理论。在这个理论中需要早期宇宙各处存在密度涨落。另外,关于宇宙背景辐射的实验探测数据显示了背景光子温度存在微弱的各向异性,这些数据包含了有关基本宇宙参数,尤其是早期宇宙总能量密度和曲率的重要信息。通过对上述实验数据和理论的分析,从温度各向异性推算出了光子退耦时的密度相对涨落。     

星系周介质的研究方法和研究进展

星系周介质是位于星系维里半径以内、星际介质以外的气体.这些弥散的、几乎不可见的物质在星系的演化过程中扮演了重要的角色.本文介绍星系周介质的研究方法以及近年来取得的主要研究进展，包括重子物质的质量分布和金属分布等.研究表明，星系周介质是复杂的多相气体，不同温度的星系周介质都包含了大量的重子物质，有望解决标准宇宙学框架下的“重子物质缺失”问题.星系周介质的金属分布呈双峰或更复杂的结构，说明其能接收星系反馈过程抛出的气体，调节并支配星系的气体供给.观测上已经发现星系内流和外流的直接证据，星系周介质的性质具体是如何影响星系中气体的供给还有待研究.未来，包括我国的中国空间站望远镜、宇宙热重子探寻计划等观测设备将帮助人们更好地理解星系周介质的性质及其在星系演化过程中的具体作用.     

天文学家确定微类星体辐射机制

6月22日,英国《自然》杂志发表的一项研究表明,天文学家首次通过观测确定强磁场是微类星体能量的关键来源。在宇宙中,存在一些光度非常高的天体,它们在相对很小的空间里能够发出和星系相当的辐射,这些天体就是“类星体”。据估计,自大爆炸以来,宇宙中有1/4的辐射来自于类星体。     

星系的暗晕占据分布模型

从星系巡天的观测中可以测量宇宙中星系的分布,而这些我们观测到的可见物质只占据了宇宙组分的很小一部分.如何从观测的星系分布来联系暗物质分布,建立星系与暗晕之间的关联,从而限制宇宙学参数,一直都是星系宇宙学研究领域的一大课题.本文具体介绍了描述星系空间分布的暗晕占据分布模型的主要框架和参数形式,并介绍了模型的一个简单应用.这个模型被广泛用于解释观测到的星系分布的两点相关函数,通过模型构建星系和暗晕之间关联,可以从理论上获得不同星系样本所在暗晕质量分布的信息,这对于我们理解星系形成与演化模型以及限制宇宙学参数都有着重要的意义.     

哈伯时间下的星系演化

最近这10年见证了一场观测星系方式的革命，特别是用哈勃天文望远镜的深层成像和用地面上10米级的望远镜的光谱学已经揭示了很多沿哈勃序列很难定位的物体。哈勃太空望远镜使我们得以观测到更早期的星系形态。在天文学上，看的更远也就意味着能够看到更早期的星系，这就直接揭示了星系形态层面的演化。极其微弱物体的高分辨率光谱使得研究其运动演化成为可能，星系的物质聚集空前的可以直接比较宇宙结构的情景状况。因此，从所有三个方面研究星系演化成为可能，     

高红移Lyα发射线星系观测研究

高红移Lyα发射线星系的研究是理解宇宙恒星形成历史和早期星系形成的关键.作为高红移宇宙的重要组成部分,Lyα发射线星系是研究星系形成、宇宙恒星形成和结构形成历史以及宇宙再电离时期的重要探针.近20年随着8–10 m级地面望远镜和红外设备的发展,利用窄带测光技术和光谱观测,人们对Lyα发射线星系的研究取得了巨大进展.本文主要介绍由窄带测光技术选取的红移2以上的Lyα发射线星系的成团性质、恒星星族和发射线星云性质、恒星形成性质、紫外连续谱和Lyα发射线形态,与莱曼断裂星系的关系,对宇宙恒星形成率密度的贡献,以及极高红移Lyα发射线星系对宇宙再电离时期的限制等方面的研究进展.     

如果有外星人，他们在哪

正我们银河系中的恒星可能多达4000亿颗,而在宇宙中,像银河系这样的星系也可能有4000亿个之巨。在这个拥有将近140亿年历史的宇宙中,有一个或者曾经有一个文明达到或者超过了人类文明的高度,绝不是异想天开。那么为什么我们没有发现任何证据、任何信息,证明这些外星人的存在呢?这正是费米悖论提出的问题。本书结合天文学、物理学、生物学乃至社     

科学家谈天文学重要方向 星系的演化

正星系的形成和演化是天体物理的前沿领域。该领域以现代宇宙学提供的大尺度结构形成和演化的成熟理论作为基本框架,通过观测和统计研究宇宙各时期星系的形态结构、星族构成、气体吸积、恒星演化、黑洞成长、化学元素、恒星和气体动力学等物理性质及其演变过程,试图阐明宇宙中各类星系的物理起源、演化关系以及它们与宇宙大尺度结构的物理联系,从而总结出支配星系演化的普适物理规律。目前被普遍接受的星系形成理论认为,星系在暗物质晕中形成和演化,其基本图     

“看见了”看不见的暗物质——形成宇宙如此模样的关键物质

宇宙中大约有1000亿个星系。这众多的星系聚集在一起,形成了我们所看见的这个宇宙今天这种复杂的“大尺度结构”。然而令人大惑不解的是,在这个宇宙中,我们眼睛所看到的物质数量实在太少了。靠这样少的物质,在宇宙诞生以来的一百几十亿年间根本来不及形成这样的大尺度结构,更来不及诞生出一个个的星系。为了解决这个矛盾,科学家假设宇宙中还存在着大量我们眼睛看不见的“暗物质”。近年来,天文学家使用当今世界上顶尖级的望远镜正在一步步地勘查这种看不见的暗物质的分布。本文就来介绍科学家千方百计寻找这种尽管看不见但确实存在的暗物质所获得的最新成果。[编者按]     

AMS—探索宇宙奥秘的法宝

1998年6月2日是令人激动的一天,因为人们盼望已久的"阿尔法磁谱仪"(AMS——Alpha Magnetic Spectrometer)被送上九重天,从而使人类可以首次对字宙空间的带电粒子进行直接观测,圆了科学家们几十年的梦。奇妙的宇宙世界根据目前公认的大爆炸学说,宇宙是由大约150亿年前的一次大爆炸形成的(原来空间只有混浊的气体,没有天体,更无星系),宇宙间的所有物质都是在大爆炸后产生的,大量的天文学观察和天体物理实验结果均支持了这一理论。当代粒子理论物理认为,大爆炸产生了多少物质,就应同时产生多少反物质,而且它们     

最新宇宙全景图

<正>天文学家们将哈勃太空望远镜16年来的观测数据整理成一幅宇宙的全景图—哈勃遗产场(Hubble Legacy Field)。这幅深空马赛克拼接图像由近7500个独立的曝光图像组成,包括26.5万个星系,历史可以追溯到133亿年之前。其中,最暗、最远的星系亮度仅为人肉眼可见亮度的10亿分之1。据研究人员介绍,哈勃遗产场结合了哈勃深场(Hubble Deep Field)和极端深场(eXtreme Deep Field)的多次     

星系3D立体图

遥远星系虽然只是宇宙中的一片光芒，但天文学家利用哈勃太空望远镜和欧洲的甚大望远镜（VLT）获得了一些遥远的3D立体图，其时间可以追溯到60亿年前的星系模样。其中，哈勃太空望远镜观察到这些遥远星系的结构，而欧洲南方天文台的甚大望远镜利用光谱仪来揭示星系气体的运动情况。     

大爆炸前的宇宙宇宙学和超弦理论

像“宇宙膨胀”、“大爆炸”、“初始奇点”之类的专业术语，现如今已经成为我们日常用语的一部分。爆炸理论（Big Bang）是宇宙物理学关于宇宙起源的理论。根据大爆炸理论，宇宙是在大约140亿年前由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的。本理论产生于观测到的哈勃定律下星系远离的速度，同时根据广义相对论的弗里德曼模型，宇宙空间可能膨胀。延伸（数学上同插值相反）到过去，     

望星空

美国宇航局最近宣布,“哈勃”太空望远镜新拍到了迄今可见宇宙最深处景观的照片,照片捕获到的是宇宙中首批星系所发出的光芒。这张具有历史意义的照片中可能包含着宇宙诞生后不久产生的最早的星系。     

量出星星有多远

需要测量的距离远到不可想象 仙女座星系是我们的“近邻”,距离地球230万光年。这就是说,即使宇宙中行进速度最快的光跑过这段距离也需要花230万年,真是不可思议。如本页图解所绘出的,宇宙中还有比仙女座星系更远的天体。那么,这些人类根本无法到达的天体,它们的距离是怎样测量出来的呢？测定天体的距离是天文学中一项困难的工作。测量天体的距离有许多种方法,不同场合使用不同的方法。本文就来介绍测量天体距离所使用的各种方法,从测量太阳的距离开始,一直到测量宇宙最遥远边缘的距离。