发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　德国马克斯普朗克天文研究所团队利用ESA盖亚太空望远镜（Gaia）及中国郭守敬望远镜（LAMOST）的数据，确认银河系发展时序，并发现银河系的“厚银盘”早在130亿年前就开始形成了，比先前想法早约20亿年。相关论文发表在《自然》期刊。

　　银河系主要部分可分银晕和银盘，银晕在外围由古老的恒星所组成。银盘则分为薄银盘和厚银盘，薄银盘包含大部分盘面上的恒星；厚银盘则比薄银盘厚两倍多，但半径较小。为了了解银河系发展的时序，天文学家必须确认恒星的年龄。但恒星年龄无法直接测量，必须以恒星的特征与恒星演化的模型相比较，来推断其年龄。由于宇宙诞生时，几乎只有氢和氦，其他元素是恒星内部制造，并在生命结束时炸回太空，因此，较老的恒星其金属（重元素）丰度较低。研究团队使用盖亚EDR3 数据得到恒星的亮度和位置，另外使用LAMOST提供光谱而得到金属丰度，如此获得25万颗恒星的年龄，这些恒星大多属于次巨星（subgiant star）。次巨星是恒星生命中相对短暂的演化阶段，属于较容易被确认年龄的恒星。

　　通过鉴别不同区域的次巨星，研究人员惊讶地发现银河系形成分两阶段。早期阶段形成了银河系的厚银盘和银晕，晚期阶段则形成了银河系的薄银盘。第一阶段在宇宙年龄仅8亿年时开始，厚银盘先开始形成恒星，内侧银晕的恒星也开始聚集在一起。之后在110亿年前，一个名为Gaia-Sausage-Enceladus的矮星系与银河系合并，它触发了更多新生的厚银盘恒星。研究团队的分析表明，与Gaia-Sausage-Enceladus矮星系合并不但引发的大量恒星形成，还继续形成厚圆盘的恒星，直到80亿年前气体耗尽后，厚银盘才停止形成。此时银河系周围气体聚集到一个更薄的盘面上，薄银盘逐渐向两端延伸，一直持续至今。研究团队认为：天文学很难为我们所在星系提供可靠的日期。这项研究成功地建构出银河系早期的时间表，对于认识和理解银河系演化史非常重要。（编译/台北天文馆研究员李瑾）

银河系示意图。Stefan Payne-Wardenaar / MPIA

资料来源：Tech Explorist

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　人马座A*是银河系中心的超大质量黑洞，周围有一群编号S的恒星被它强大重力场的所束缚。科学家观测这些恒星轨道并测得人马座A*的质量，这项研究也赢得了2020年的诺贝尔物理学奖。但工作并未完成，最近德国马克斯普朗克地外物理研究所公布更精确成果。团队使用甚大望远镜干涉仪（VLTI），将4具8.2米望远镜与4具可移动的1.8米辅助望远镜的相干涉，获得极高的空间分辨率，使他们能以无与伦比的准确性跟踪人马座A*周围恒星S2、S29、S38和S55，也测定了一颗新恒星S300。还发现S29在2021年5月最接近黑洞，仅以130亿公里距离（90倍日地距离）通过人马座A*，且测得创纪录的高速（8,740公里/秒）。

　　新的观测结果证实恒星遵循广义相对论所预测的路径，也确定人马座A*质量为太阳的430万倍，误差为0.25%。之前测量值为415.4万倍太阳质量，不确定性为 0.27%。团队表示，2022年将有几颗S星到达近黑洞点，将能对黑洞与广义相对论提供更多资料。（编译/台北天文馆研究员李瑾）

2021年3月至7月期间使用欧南天文台的甚大望远镜干涉仪（VLTI）上GRAVITY仪器观测。

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　土星，又或者称为克洛诺斯，在神话中它以「吃掉自己的孩子」而闻名，最终被宙斯推翻，然而说到吞掉自己的孩子，类太阳恒星可能也不惶多让，根据一项新的研究，至少有四分之一的类太阳恒星，在它们生命的某个时刻至少吞掉了它们自己的一颗行星。

　　观测证据显示，行星系统彼此之间可能非常不同，这起源于它们的动力学历史不同，初始条件的混乱程度或过程，极有可能迫使它们坠入母恒星；行星吞没事件的明确证据以及它们在类太阳恒星中发生的事件，将有助于阐明行星系统可能的进化途径。

　　在银河系中，大多数的恒星（约75%）是M型恒星，即体积小、温度低、寿命长的红矮星，而我们的太阳是一颗G型「黄矮星」，这一类恒星只占了银河系中的7%。此外，太阳还是一个独行玩家，大多数的恒星通常都有至少一个甚至多个兄弟姐妹的伴星，形成了双星或联星系统，通常这一类恒星应该会有非常相似的化学成分或质量。不过情况并非总是相同的，天文学家针对温度和表面重力相似的107对双星进行研究，他们发现部分的双星之间具有不同的化学性质。

　　其中33对双星系统中至少其中一颗恒星铁丰度超过平均值2个标准差，这代表着这些类太阳恒星中有20至35%的机率吃掉它们的行星，当行星物质进入恒星后，恒星中大气成分的变化反映出在岩质天体中观察到的成分，即难熔化合物（如金属和硅酸盐类）更丰富，此一发现对研究其它行星系统具有重大意义，这对于生命可能需要的稳定条件来说，双星系统有点太混乱了，它可以帮助我们缩小搜寻类地球系外行星的范围。

　　虽然类太阳恒星在银河系中相对稀少，但仍有数百万颗离我们足够近可供我们观测，研究它们大气中的难熔成分可以帮助缩小行星吞噬者的范围，对我们的太阳而言，它的难熔成分相当低，这表示太阳的过去相对稳定，使得行星保持在近乎圆形的轨道上，迁移量非常有限，因此，我们现在有一种新的观测方法，来识别那些不太可能拥有类地行星的类太阳恒星，该论文发表在《自然·天文学》期刊上。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

▲在银河系中，大多数的恒星（约75%）是M型恒星，即体积小、温度低、寿命长的红矮星，而我们的太阳是一颗G型「黄矮星」，这一类恒星只占了银河系中的7%。

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　这个新发现将使我们对银河系大尺度的结构有更深入的了解。科学家发现一群年轻的恒星和正在形成恒星的气体云正从银河系的一个旋臂中伸出并延绵约3000光年，就像从木板上戳出的一根刺般，这是第一个被发现与旋臂方向有差异的结构。

　　天文学家对于银河系旋臂的大小和结构有初略的了解，但由于我们身处于其中，因此无法看到银河系的完整结构，对旋臂的大部分理解来自对其他星系的观察。为了了解更多的讯息，天文学家使用NASA史匹哲太空望远镜和欧洲太空总署的盖亚任务，绘制人马座旋臂上部分恒星形成区域的3D位置和速度图。综合这些数据显示，与人马座臂相关的3000光年细长结构是由年轻的恒星组成，这些恒星以几乎相同的速度和相同的方向在空间中运动。我们看到这个区域有相当多的复杂性，这是以前不明显的。

　　研究团队表示旋臂的一个关键特性是它们围绕星系的缠绕程度，这个特性可通过旋臂的俯仰角来衡量。大多数银河系模型表明，人马座臂的螺旋其俯仰角约12度，但我们这次发现的结构以近60度的角度突出。类似的结构有时被称为分支或羽毛，通常会从其他螺旋星系的臂上发现。几十年来，科学家们一直想知道我们银河系的旋臂是否也有这些结构，或者是相对平滑。

　　新发现的结构包含四个有名的星云，M8礁湖星云、M16老鹰星云、M17欧米加星云和M20三裂星云。1950年代，天文学家对这些星云中的恒星进行粗略的距离测量，推断出人马座旋臂的存在，为银河系的螺旋结构提供初步的证据，但至今尚未完全理解是什么原因导致像我们这样的星系形成旋臂。尽管我们无法看到银河系的完整结构，但透过测量恒星的运动将有助于我们了解这个现象，这些新发现结构中的恒星，可能在同一个时间、同一片区域形成，并且受到银河系内作用力的独特影响，包括由星系旋转时产生的重力和剪力。这个结构是银河系的一小部分，但它却为整个银河系提供了重要讯息。（编译/台北天文馆赵瑞青）

在银河系人马座旋臂上发现了一群恒星和恒星形成云。插图显示了结构的大小和与太阳的距离。（图片来源：NASA/JPL-加州理工学院）

资料来源：Science Daily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　借由欧洲太空局（ESA）的盖亚（Gaia）望远镜，天文学家动手绘制我们银河系附近旋臂的最详细地图，研究团队在这过程中发现了银河系的一个新区域，该区域充满灼热且即将爆炸的亮蓝色恒星，他们将这个区域命名为仙王座刺。在猎户臂（我们的太阳系所在的位置）和英仙臂之间的仙王座刺是两条旋臂之间的一条带状区域，其中充满了大颗恒星，它们的体积是太阳的三倍，并因其炽热的温度而呈现出蓝色。

　　这些巨大的蓝色恒星又称为OB类恒星，它们所发出的光主要是偏蓝色波长的，也同时是整个银河系中最稀有、最热、寿命最短、体积最大的恒星。猛烈的核融合反应致使其表面温度比太阳高数倍，这些巨大的恒星爆炸结束生命时的过程被称为超新星——将复杂生命所必须的重元素分散到银河系深处。

　　OB类恒星很罕见，在一个4000亿颗恒星的星系中，可能不到20万颗，由于它们创造了很多重元素，它们可以被视为银河系的化学富集剂，正是因为这些很久以前就死去的恒星，我们地球的化学才复杂到足以产生生物。

　　研究人员利用恒星视差的技术，对恒星到地球的距离进行三角测量，从而绘制了他们的恒星地图。利用这项技术以及来自盖亚望远镜的数据，该团队绘制出了超出之前所绘制的任何距离的恒星，以及之前被认为是空洞区域的恒星。

　　科学家们通过观察恒星在同一方向上的一致运动，证明了这个新区域是螺旋星系盘的一部分，螺旋星系盘包含了我们银河系的大部分物质，而不仅仅是恒星随机排列的结果。

　　研究人员期望未来能找到更多的OB恒星放入地图中，他们希望这将使我们对银河系的结构有更多的了解，相关论文发表于2021年3月19日的《皇家天文学会月报》上。（编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　银河系的中心是一个超大质量黑洞，其质量约等同于400万颗太阳，它又被称为人马座a*。从这个区域吹出来的星系风，在银河系盘面的上下方呈现两个巨大的伽玛射线泡，向太空延伸了五万光年，这些被称为费米泡的东西，包含了不同的气体及宇宙射线。

　　而天文学家刚发现到，在费米泡内部有着群聚的高速冷分子气体，换言之是生成原恒星的材料，更妙的是，天文学家不清楚它们是如何「像子弹一样」从银河中心喷出。自从十年前发现了费米泡后，银河系的星系风一直是值得讨论的话题，不仅仅是热气体从银河中心喷出，甚至也有冷的高密度气体，这些气体不太容易移动。研究人员利用阿塔卡玛探路者实验电波望远镜，找寻先前在费米泡中发现的氢原子云光谱特性。

▲艺术家笔下的银河系及费米泡（紫色团块）。

　　他们发现了许多类似的分子云团，其中两团较大的分子云至少相当于380倍及375倍太阳质量，分别以每秒240公里及300公里的速度运动，它们似乎与较暖的介质混合在一起，这些冷密分子气体可能正处于被破坏的过程中，而这些原料正是恒星形成所需要的物质。当银河系把大量的物质向外喷出，就失去了一些可以形成恒星的材料，一旦失去物质的量达到一定程度，星系就再也无法形成恒星了，因此，能看见这个现象就能够让天文学家预知银河系的未来。

　　至于费米泡本身仍是个谜，目前尚不清楚其形成原因，但先前天文学家引入了两种不同的机制来解释这个现象。第一种是在人马座a*周围的分子云中在过去曾经极大量的产生新恒星，从而制造了强大的恒星风，这个假说有点牵强，但并非不可能；第二种的支持者较多，是在过去的某个时间点，人马座a*吞食了一团物质，而黑洞的吸积可以在物质沿着视界旁的两极发出喷流，或是在物质螺旋进入黑洞的过程中快速旋转而从吸积盘甩出物质风。

　　这项新的研究不仅没有解决费米泡的生成问题，事实上，它反证了前两种假设是错的，因为有了这些聚集的高速冷分子云，银河系的恒星生成率及黑洞吸积盘或喷流似乎都不是这些冷密分子的可能来源，而这些冷分子云偏偏又存在于费米泡中，目前研究小组希望对核心星系风中的分子气体进行追踪观测，以了解更多的细节，相关的研究发表在《自然》期刊上。（编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家使用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA），在毫米波段发现银河系中心（Sgr A *）有奇异的“眨眼”闪烁。研究小组认为这是绕着超大质量黑洞旋转的光源所造成，可提供研究重力时空现象。

　　论文发表者日本庆应义塾大学研究生Yuhei Iwata表示：先前已知Sgr A *有时会在毫米波段发生爆发。这次使用ALMA观测Sgr A *，获得长达10天每天70分钟的高品质观测数据。结果发现了两种现象，一是典型为30分钟的准周期变化和长达一小时的缓慢变化。

　　天文学家相信质量为400万太阳质量的超大质量黑洞位于银河系中心，而且在毫米波、红外光和X射线波段都曾经观察到Sgr A *的闪焰。但是，ALMA这次所检测到的强度与时间变化远小于先前观测到的。研究小组认为30分钟的变化周期与吸积盘最内缘约为半径0.2天文单位的轨道周期相当。由于黑洞的质量非常巨大，所以此距离的相对论性重力效应极强。发生闪焰的原因可能是热点零星地在吸机盘中形成，围绕黑洞盘旋转并发射出强大的毫米波。根据爱因斯坦的相对论，当光源以接近光速的速度朝向观察者移动时，其辐射会放大。由于吸积盘内边缘的旋转速度非常快，因此效果极为强烈，这就是Sgr A *的毫米波段发生短期变化的原因。这种现象可能会影响事件视界望远镜（Event Horizon Telescope）制作超大质量黑洞的图像，毕竟物体运动越快越难拍摄清晰的影像，但也可能告诉我们黑洞的行为以及周围气体如何聚集。相关论文发表在Astrophysical Journal Letters期刊。（编译/台北天文馆李瑾）

资料来源：Science Daily