深空探索

太陽耀斑觸發(fā)機制研究

中國科學院紫金山天文臺“太陽活動的多波段觀測研究”團組為光球剪切運動觸發(fā)耀斑及磁內爆猜想提供了新證據(jù)。相關成果發(fā)表于《天體物理學雜志快報》（The Astrophysical Journal Letters）。太陽耀斑，以及日冕物質拋射和暗條爆發(fā)，被認為是太陽大氣中同一種爆發(fā)現(xiàn)象的不同表現(xiàn)形式。研究團隊基于太陽動力學天文臺（SDO）的大氣成像儀（AIA）以及日震磁像儀（HMI）數(shù)據(jù)，研究了2013年8月17日位于活動區(qū)11818的一個M3.3級耀斑。本次事件展示了太陽大氣中不同高度的相互磁作用，即在耀斑發(fā)生之前光球通過突然啟動的黑子剪切運動對日冕作用導致耀斑，并且在耀斑期間，通過黑子運動方向的反轉，日冕對光球進行反作用。

第一行：SDO/HMI記錄到的光球連續(xù)譜成像，其中S1為目標黑子。第二行：SDO/HMI記錄到的光球垂直方向磁圖。（圖片來源于中國科學院紫金山天文臺網站）

（a）目標黑子的位移曲線。（b）SDO/AIA各波段的流量曲線。（圖片來源于中國科學院紫金山天文臺網站）

盾牌座δ型變星中發(fā)現(xiàn)長期存在黑子等現(xiàn)象

中國科學院新疆天文臺艾力·伊沙木丁研究團隊通過分析一顆有效溫度6934（134）K左右的低溫盾牌座δ型變星K I C 5768203的光變，首次發(fā)現(xiàn)其表面長期存在著黑子現(xiàn)象，并且僅以低振幅的徑向模式脈動。相關成果發(fā)表于《天文學雜志》（Th e Astrophysical Journal）。盾牌座δ型變星通常是有效溫度在6900～8900K之間、光譜型為A-F型的中等質量恒星。這類變星大多具有豐富的脈動模式，在星震學研究中能用于探索恒星的結構，對揭示恒星演化的奧秘具有重要研究意義。當前的恒星演化模型顯示溫度在7000K左右的恒星包層已完全處于輻射平衡，不應該存在對流事件。

哈勃常數(shù)研究進展

南京大學天文與空間科學學院王發(fā)印教授等人提出了測量哈勃常數(shù)的新方法，為解決哈勃常數(shù)危機提供了新途徑。相關成果發(fā)表于《皇家天文學會月刊：快報》（MNRAS: Letters）。哈勃常數(shù)（H0）表征當今宇宙的膨脹率，是宇宙學的重要參數(shù)，宇宙距離和年齡都與其密切相關，精確測量哈勃常數(shù)的值意義重大。一般有兩種測量方法，一種是利用近鄰宇宙中的Ia型超新星直接測量，另一種是利用早期宇宙的微波背景輻射間接測量哈勃常數(shù)。最近的研究發(fā)現(xiàn)兩種方法的測量結果存在明顯的偏差，并且這種偏差已經達到了5個標準偏差，稱為哈勃常數(shù)危機。文章利用從宇宙學模擬中提取的概率分布來描述色散量，以避免不受控制的系統(tǒng)誤差。

極向風驅動的等離子體耗空區(qū)

中國科學院地質與地球物理研究所孫文杰、李國主等人發(fā)現(xiàn)，磁靜日的電離層也存在大尺度的結構變化，而中性風場在這種大尺度電離層結構變化中具有舉足輕重的作用。相關成果發(fā)表于《地球物理研究雜志：空間物理學》（Journal of Geophysical Research: Space Physics）。電離層的等離子體密度受到等離子體產生率、等離子體復合率和輸運過程的影響。研究團隊利用多年的觀測數(shù)據(jù)，結合以往的文獻中對鄰近區(qū)域熱層風場氣候學的研究，發(fā)現(xiàn)在夏季的上午風場一般體現(xiàn)為北向（極向），而當這一極向風場足夠大時，則足以驅動產生這種極向擴展的大尺度的等離子體密度耗空結構。

大尺度流體動力學激波作為仙女座星系存在棒的明確證據(jù)

上海交通大學物理與天文學院沈俊太教授團隊在仙女座星系（M31）結構研究上取得新進展。相關成果發(fā)表于《天體物理期刊》（The Astrophysical Journal）。宇宙中旋渦星系分為正常旋渦星系與棒旋星系兩類。棒旋星系中心的棒是由恒星構成的長條形結構，它是驅動旋渦星系內部長期緩變演化的最重要內因。M31作為距離我們最近的旋渦星系，它在理解星系的形成與演化中具有非常重要的意義。研究團隊通過在星際氣體觀測數(shù)據(jù)中搜尋激波的新思路，給出了M31星系是一個棒旋星系而非普通旋渦星系的獨立證據(jù)，并利用流體動力學模擬重現(xiàn)了氣體中激波的主要觀測特征。

M31星系的氣體動力學模型。（圖片來源于上海交通大學物理與天文學院網站）

M31星系在遠離我們一側的[OIII]的激波特征。（圖片來源于上海交通大學物理與天文學院網站）

創(chuàng)新成像方法協(xié)同空間及地面望遠鏡數(shù)據(jù)獲取高質量成圖

中國科學院國家天文臺星際介質演化及恒星形成團組焦斯汗、吳京文等人合作，開發(fā)了一個的在傅里葉空間內加權合并的全新方法J-comb，用于解決（亞）毫米波連續(xù)譜地面觀測存在大尺度流量丟失這一普遍問題。相關成果發(fā)表于《中國科學：物理學 力學 天文學》（Sci. China-Phys. Mech. Astron）。對恒星形成區(qū)塵埃（亞）毫米波觀測是研究恒星形成的重要手段之一。研究人員通過將J-comb方法應用到獵戶座分子云的真實數(shù)據(jù)中，相關工作成功獲得了獵戶座分子云450/850微米高質量合并后圖像。合并后圖像在具有高分辨率的同時保留了輸入圖像所有空間動態(tài)范圍下的信息，更好地展示了塵埃的真實分布。

白矮星吸積物質有效阻止白矮星表面光學厚星風的發(fā)生

中國科學院云南天文臺崔英朕、孟祥存等人在吸積白矮星領域獲得新的進展，這可能改變人們對I a型超新星（TypeIa supernovae, SNe Ia）前身星單簡并星模型的認識。相關成果發(fā)表于《皇家天文學會月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。20世紀90年代，人們利用Ia型超新星測距發(fā)現(xiàn)宇宙正在加速膨脹，意味著宇宙中存在暗能量，這一發(fā)現(xiàn)對基礎物理研究提出了巨大的挑戰(zhàn)。盡管Ia型超新星在現(xiàn)代宇宙學乃至基礎物理學等方面是如此重要，人們對于Ia型超新星是怎么來的目前還不是很清楚（Ia型超新星前身星問題）。文章為解決光學厚星風模型與觀測上的矛盾提供了一種理論解釋。

天問一號火星能量粒子分析儀發(fā)布首個科學成果

中國科學院近代物理研究所唐述文等人與國內外科學家合作，利用天問一號火星能量粒子分析儀獲得了首個科學成果，研究討論了分析儀在地火轉移軌道中觀測到的一個太陽高能粒子事件。相關成果發(fā)表于《天體物理學雜志快報》（The Astrophysical Journal Letters）。火星能量粒子分析儀是我國首個用于研究行星際和近火星空間輻射環(huán)境的載荷，由近代物理所和蘭州空間技術物理研究所聯(lián)合研制，于2020年7月搭載在天問一號火星探測器上發(fā)射升空，正式開啟了探測任務。2020年11月29日，火星能量粒子分析儀在地火轉移軌道距太陽1.39天文單位（au）處，觀測到第25個太陽活動周期的首個大型徑向分布的太陽高能粒子事件。