Selections from 2020
翻译 | 黄天奇
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编辑的话：在2020年的最后两周，我们从今年的AAS期刊中挑选了几篇下载次数最多的文章。这些文章之前没有在AAS Nova上讨论过。常规的发布时间表将在一月恢复。
暗能量天体导致的宇宙膨胀
弗里德曼宇宙学中对称性和压力的含义（三）趋于均匀分布的暗能量点源
主要内容:
Kevin Croker（夏威夷马诺阿大学）领衔的一项研究，探索了宇宙中第一代大质量恒星（星族III恒星）生命结束时，塌缩成暗能量天体（Generic Objects of Dark Energy）而不是黑洞的可能性。这些暗能量点源分布在星系之间，可以解释宇宙的加速膨胀。
哪里有趣：
长期以来，科学家都试图解释宇宙的加速膨胀和暗能量的本质。找到一个和所有观测都一致的解决方案，是一项艰巨的挑战，特别是对宇宙早期结构的观测。Croker与合作者证明，由于快速自旋的暗能量天体会互相排斥，它们倾向于远离星系，进入物质密集区域之间的空白区域。这意味着，在红移8到20的距离上形成的暗能量天体，不会干扰已经观测到的物质结构的形成。所以说，暗能量天体的图像与我们多个尺度上的观测都严格一致。
为什么暗能量天体很难被验证：
暗能量天体是一种存在于理论中的古怪天体，由一个暗能量核心以及包裹核心的自旋层构成。但是对于我们而言，这些天体在很大程度上和黑洞极为相似！同黑洞一样，暗能量天体很重但是不发光，所以通常看不到它们。两个暗能量天体碰到一起，预计会产生类似于来自双黑洞合并的引力波信号。出于这个原因，关于暗能量天体和黑洞在太空中运动方式不同的发现会显得格外有趣，这可能会帮助我们分辨这两种天体。
引用
K. S. Croker et al 2020 ApJ 900 57. doi:10.3847/1538-4357/abad2f
译者评论：其实可以再加一句以描述暗能量天体和黑洞的运动方式如何不同
太阳系内部的天体排列
长周期彗星的形成过程或可解释其各向异性的空间分布
主要结论：
Arika Higuchi（日本职业与环境健康大学）的新模型表明，我们的太阳系有不止一组轨道面。除了黄道面之外，还有一组轨道面——“空黄道面”。太阳系中的行星和许多小天体都在黄道附近运行，与银河系平面夹角约60度。“空黄道”与银河系平面的夹角大约也是60度，与黄道对称分布在银河系平面两侧。
哪里有趣：
长周期彗星，是指那些轨道周期长达数万年的彗星，它们的轨道通常不平行于黄道面。这些彗星不能简单地解释成被太阳散射出黄道面的小天体，因为即使是这些轨道中离太阳最远的点，也不在黄道附近。由Higuchi提出的“空黄道面”可以解释这些观测到的彗星的轨道，并解决一个一直困扰着我们的谜题：我们的太阳系是如何演变成现在这个结构的。
什么导致了“空黄道面”的形成：
太阳系中的天体在年轻的太阳星云中形成。一开始，年轻太阳星云的角动量决定了这些天体的轨道。后来，太阳和太阳系中质量较大的天体开始相互作用，其局部的引力又影响了那些天体的轨道。但还有另外一个因素在起作用:我们太阳系所处的银河系。银河系的引力影响虽小，但依然很重要。Higuchi指出，当我们考虑了所有这些力量之后，太阳系中会产生两组基本的轨道面：黄道和“空黄道”——太阳系中的大多数天体可能都是在黄道上形成的；随着时间的推移，一些彗星会被散射到“空黄道”中。
引用
Arika Higuchi 2020 AJ 160 134. doi:10.3847/1538-3881/aba94d
一闪一闪的黑洞
ALMA在230 GHz频段的观测发现了人马座A* 的流量密度随时间的变化
主要结论：
最近的观察表明，位于银河系中心的超大质量黑洞，人马座A*，每30分钟就变亮一次，相比而言，每过一个小时的亮度变化则缓慢一些。Yuhei Iwata（庆应义塾大学）主持了针对这种闪烁现象的观测，观测结果已发表。
哪里有趣：
在阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）10天的数据中，700分钟的毫米波观测发现了这个重达400万太阳质量的黑洞的周围的闪烁。落向黑洞的物质形成了一个围绕着人马座A*的盘，盘内侧热斑的无线电辐射可能引起了这些闪烁。由于这些下落物质的高速运动，热斑发出的光子会得到增强，使这些热斑亮到足以被我们探测到。如果这个图像是正确的话，我们可以通过观测这些闪烁，来了解更多发生在黑洞附近的奇异的物理现象。
为什么这对成像很重要：
事件视界望远镜发布了一张位于M87星系中心的黑洞的照片，但他们却没有公布我们所在的星系的超大质量黑洞的照片，而后者明明更近。想知道这是为什么吗？这主要是由于尺度上的差异：由于M87* 比人马座A*大得多（质量是前者的1000多倍！），物质围绕M87* 转一圈的时间也要比围绕人马座A* 转一圈的时间长的多。M87黑洞的稳定特性使得它比闪烁的、不断变化的人马座A* 更容易拍摄。Iwata与合作者测量了这些闪烁的时间尺度，印证了人马座A*的这些特点。人马座A*是如此的难以捕捉，我们必须耐心等待!
引用
Yuhei Iwata et al 2020 ApJL 892 L30. doi:10.3847/2041-8213/ab800d
超级地球的宜居性
处于宜居带的地外行星K2-18b的内部和大气
主要结论：
Nikku Madhusudhan（英国剑桥大学）带领的一个科学团队研究了K2-18b的大气和内部条件。K2-18b是一颗距离我们124光年的地外行星，半径是地球的2.6倍，质量是地球的8倍。他们发现，这颗行星所具备的条件，或可支持行星表面液态水的存在。
哪里有趣：
大部分关于宜居行星的研究，关注的都是由岩石构成的类地行星。K2-18b则代表了完全不同的一个类别：一个属性介于地球和海王星之前的超级地球。Madhusudhan与合作者的分析证明宜居的环境不局限于类地行星——体积更大的，密度更小的行星也可能具备支持生命存在的条件。
K2-18b的世界会是怎么样的：
Madhusudhan与合作者利用对K2-18b大气和整体性质的观测，限制了这颗行星的结构。结果表明K2-18b可能的结构跨越了很大的范围：从一个包裹着巨大的氢、氦大气层的岩石世界，到一个拥有非常稀薄的大气层的海洋世界。未来的观测，比如使用即将运作的詹姆斯·韦伯太空望远镜，可以帮助我们更加了解这个潜在的宜居世界。
引用
Nikku Madhusudhan et al 2020 ApJL 891 L7. doi:10.3847/2041-8213/ab7229
小行星奥陌陌没有结冰的氢
小行星1I/2017 U1（奥陌陌）的分子氢冰破坏过程及其意义的延伸
主要结论：
1I/2017 U1 （奥陌陌）是一颗在恒星间旅行的小行星，对这个星际小行星的奇怪行为有很多的解释。现在，又有一个可能的解释被排除了，这多亏了Thiem Hoang（韩国天文学和空间科学研究所；韩国科技大学）和Abraham Loeb（哈佛大学）开展的一项研究。 Hoang和Loeb证明，一个尺寸接近奥陌陌的，由分子氢冰构成的天体，无法在出生地-太阳系间的星际旅途中幸存下来。
哪里有趣：
2017年，人们发现了第一颗造访太阳系的在星际天体，奥陌陌，随即引发了大量的疑问。其中最主要的是：当奥陌陌掠过太阳飞向深空的时候，是什么造成了其超出预期的非引力加速？一个假说认为，这个星际小行星实际上是一座分子氢冰山。这样的成分可以解释其不同寻常的细长外形，同时冰的升华可以提供额外的加速。但是Hoang和 Loeb的分析表明一个尺寸接近奥陌陌的氢冰山会在一千万年内被星光加热至瓦解。在冰山的出生地，碰撞产生的热量也会快速地消耗它。这座冰山很有可能在逃入星际介质，不远万里来到太阳系之前，就被消磨殆尽。而且，即便是形成这么大的一座氢冰山也是不大可能的。Hoang和 Loeb证明，在可以诞生这类星际小行星的致密分子云中，难以形成富含氢的冰粒。
对于暗物质有什么意义：
Hoang和 Loeb的工作挑战了氢冰山假说，其意义超越了对奥陌陌的应用。“原初雪球”是指，在早期宇宙中由分子氢冰组成的理论天体，它被认为是暗物质的潜在成分。但是Hoang和 Loeb的工作表明，这样的雪球不太可能形成，即使它们形成了，也很难保留到今天。这意味着我们必须寻找其他的可能——既是为了解释暗物质，也是为了解释奥陌陌的谜团。
引用
Thiem Hoang and Abraham Loeb 2020 ApJL 899 L23. doi:10.3847/2041-8213/abab0c
分辨太阳上的细线
高分辨率日冕成像仪能分辨日冕线吗? 来自AR 12712的结果
主要结论：
太阳外层大气，也就是日冕，存在着环状的结构。美国国家航空航天局(NASA)的高分辨率日冕成像仪（Hi-C mission）捕捉到了构成这些环状结构的细线的高分辨率图像。这些图像由Thomas Williams（英国中央兰开斯特大学）团队发表在期刊上，其分辨率可达约200千米（约125英里）。
哪里有趣：
这些图像表明，与以前的观测相比，那些越过太阳表面的等离子体环拥有更加精细的结构。这些冕环由编织成束的细线组成，每根线的典型宽度为500千米，有的线甚至更窄。研究等离子体的结构可以帮助我们理解日冕为何如此之热——日冕的温度超过100万华氏度，是太阳表面温度的数百倍。
为何这些景象如此特别
也许令人惊讶的是，Hi-C并不是一个停在轨道上的太空望远镜，把这些壮观的高分辨率太阳图像传回地球。相反，这台成像仪是在2018年，由探空火箭完成了它的第三次发射。当火箭在高空穿过大气层时，成像仪在短短的329秒内记录下了这些引人瞩目的观测。即使和已经建成的太空望远镜相比，比如太阳动力学天文台，这些画面也具备着很高的质量。Hi-C的优秀表现凸显了我们针对一个具备相同分辨能力的永久太阳天文台的需求。
引用
Thiem Hoang and Abraham Loeb 2020 ApJL 899 L23. doi:10.3847/2041-8213/abab0c
普赛克小行星的哈勃观测
哈勃空间望远镜对于小行星（16）普赛克的的紫外线观测
主要结论：
Tracy Becker（西南研究所）领导的一项研究，展示了哈勃太空望远镜捕捉到的大型小行星普赛克（Psyche）的最新紫外线图像。这些图像揭示了小行星金属表面在太阳风作用下的潜在风化作用。
哪里有趣：
普赛克直径超过200公里，是太阳系已知最大的小行星之一；它被认为是一个失败的原行星暴露在外的地核。这颗天体最不寻常的特性之一，是它的表面成分：它的表面主要由铁和镍等金属组成。对普赛克表面的新的紫外线观测，可能有助于我们更好地了解它的组成，以及这颗小行星是如何在我们太阳系的物理过程中存活下去的，比如受到太阳风的轰击。
为什么这些观察是及时的：
因为我们要去普赛克！美国宇航局将在2022年发射一艘飞船，并于2026年抵达普赛克。这次任务的目标是，围绕这颗小行星运行2年，并观察其地形、表面特征、重力、磁力和其他特征，以便更好地了解行星内核的性质和起源。当前的细致研究将帮助我们在未来的任务中有更多的收获。
引用
Tracy M. Becker et al 2020 Planet. Sci. J. 1 53. doi:10.3847/PSJ/abb67e