Monday, 12 April 2021

There is no translation available.

      3月24日下午一点,上海交通大学天文系506会议室举行了2020年度天文系2019级本科生奖学金颁奖礼。本次颁奖礼由祖颖老师主持,天文系系主任杨小虎老师以及本科生班主任李兆聿老师出席了颁奖仪式。

      颁奖仪式在杨小虎老师的致辞中拉开帷幕,仪式上杨小虎老师宣布了获奖名单。其中:高文豪获得光启特等奖学金;吕轶啸获得一等奖光学金;薛峤和王一朋获得二等奖学金。杨小虎老师在致辞中对获得荣誉的同学表示祝贺,并鼓励他们再接再厉,再创佳绩。

      时间就像渔网,我们把它撒在哪里,收获就在哪里。希望天文学子在以后的生活和学习中跟随榜样的脚步,不忘初心,刻苦钻研,砥砺前行。

There is no translation available.

      上海交通大学物理与天文学院景益鹏课题组近日在国际天文学权威杂志《The Astrophysical Journal》 上发表题为“Universal Conditional Distribution Function of [O II] Luminosity of Galaxies, and Prediction for the [O II] Luminosity Function at Redshift z < 3”的论文,在发射线星系光度函数方面取得了重要进展。

       发射线星系(emission line galaxies)是第四代暗能量巡天的主要观测目标之一。在星系常见的发射线中,[OII] (λ3726, λ3729)线具有明显的谱线特征而且靠近光谱的蓝端。因此,DESI和PFS巡天分别在0.6<z<1.6和0.8<z<2.4范围内将[OII]发射线星系作为主要观测目标。为了有效地提升光谱巡天的效率并且进一步理解[OII]发射线星系的形成和演化,许多研究已经测量了不同红移处的[OII]光度函数。然而,当前[OII]光度函数的测量还存在较大的误差,特别是在红移z>1.5。

       考虑到恒星形成剧烈的星系通常会产生很强的UV辐射,这些辐射很可能会使中性氧原子电离,从而产生[OII]发射线。研究团队利用VIPERS巡天的星系光谱数据,分析了[OII]光度和NUV波段绝对星等之间的关系。研究团队采用了两种不同的方法来修正样本不完备度和测量误差,通过贝叶斯分析建立了一个普适的[OII]光度的条件概率分布函数模型。

       研究团队结合当前的NUV光度函数测量结果,利用[OII]条件分布函数模型预测了红移0到3.5之间的[OII]光度函数。该预测的结果也与当前[OII]光度函数的观测结果较为符合。研究团队还进一步预测了PFS巡天的[OII]发射线星系的数密度,为正在进行的PFS选源工作提供参考。

物理与天文学院博士生高鸿宇为该论文的第一作者,景益鹏教授为通讯作者,该研究工作得到了国家自然科学基金委(NO. 11533006, 11621303,11890691)和111计划(NO. B20019)的资助,以及粒子物理、天体物理和宇宙学教育部重点实验室的支持。

论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abd40f

There is no translation available.

     上海交通大学物理与天文学院张鹏杰课题组近日在国际天文学权威杂志《The Astrophysical Journal》上发表题为“Unveiling the Intrinsic Alignment of Galaxies with Self–calibration and DECaLS DR3 Data”的论文,在测量星系内秉指向性(intrinsic alignment of galaxies)方面取得重要进展。

     在现有引力模型下,星系的形状包含了两种宇宙学信息:弱引力透镜(weak gravitational lensing)所引起的形状的扭曲,以及星系内秉指向性。前者包含了从观察者到被观测星系之间沿光路方向物质分布的信息,后者则包含了被观测星系附近的物质信息及其星系形成历史。由于二者难以区分,对于弱引力透镜宇宙学的研究造成了一定困难。 

     研究团队利用DECaLS巡天DR3数据,通过对g, r, z可见光波段的形状测量,以及辅助加入了WISE W1, W2红外波段的测光红移测量,通过两点相关函数自修正(self-calibration)的方法,在不同红移位置,对星系弱引力透镜形状和星系内秉指向性形状进行了分离。

     方法上,研究团队对自修正方法进行了完善,考虑了各类统计误差的影响,并在分析中考虑了星系偏袒因子、红移分布非对称性、协方差矩阵等因素的修正,测量也通过了多种合理性检验。

     科学结果上,研究团队发现星系内秉指向性主要存在于红星系中,其星系长轴沿引力场方向指向宇宙高密度区。这一结论与现有观测结果吻合。此外,研究团队发现随着红移(redshift, z)变大,红星系的内秉指向性也随之变强,这一新发现与随后的国外团队在宇宙学流体模拟中发现的结论相似。研究团队还发现所测量的红星系内秉指向性信号并不完全吻合(卡方检验)现有潮汐指向(tidal alignment)模型,这也预示着其他物理过程,如星系角动量相关的潮汐扭曲(tidal torque),可能参与其中。

     物理与天文学院博士后姚骥为该文章第一作者与共同通讯作者,陕欢源教授(上海天文台)和张鹏杰教授(物理与天文学院)为共同通讯作者,国际合作者包括Jean-Paul Kneib和Eric Jullo。该研究工作得到国家自然科学基金委(NO. 11621303, 11433001,11973070)、上海科技委面上项目(No.19ZR1466600)和中科院从0-1原始创新项目(No. ZDBS-LY-7013)的资助。论文的计算结果得到了上海交通大学高性能计算中心的支持和帮助。

 

论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abc175

 

There is no translation available.

     

     我校物理与天文学院沈俊太教授领导的星系动力学团组近期利用银河系中心分子区的最新观测数据来限制“模糊暗物质”模型的参数,取得重要进展。该研究成果已发表在国际权威期刊《天体物理期刊》(The Astrophysical Journal)。论文第一作者为李政道研究所李智博士,沈俊太教授为通讯作者,台湾大学的薛熙于博士是另一合作者。

     这项研究成果在8月14日被美国天文学会网站AAS Nova选为研究亮点,以“当暗物质变得模糊时”(When Dark Matter Gets Fuzzy)为题在网站头条报道。该网站每周从美国天文学会出版的众多天文期刊中选出不超过5篇论文作为研究亮点专门撰文予以报道介绍。

     在现有理论框架下,标准冷暗物质模型(CDM)非常成功地解释了宇宙大尺度结构的许多问题,但其在星系尺度上和一些观测符合得并不是很理想。一些研究认为暗物质粒子并非冷暗物质模型所期待的“弱相互作用大质量粒子(WIMP粒子)”,而是由非常轻的轴子(axion,质量约为10-22电子伏特)构成。这些粒子的德布罗意物质波波长恰好处于星系尺度,并在该尺度上表现出波的特性,因此被称为模糊暗物质(Fuzzy Dark Matter,FDM)模型,或量子波暗物质模型。模糊暗物质模型既可以保留冷暗物质模型在大尺度结构方向上的成功之处,也能降低卫星星系的数目,并自然产生一个具有平缓密度轮廓的星系核(core),从而避免冷暗物质模型在小尺度的困难,因此逐渐成为一个非常流行的暗物质理论模型。

     模糊暗物质模型的一个重要预言是暗物质会在星系中心形成“孤子核(soliton core)”,这是由于超轻轴子处于基态能量时会发生波色-爱因斯坦凝聚,继而在星系中心堆积。太阳所处的银河系是检验这一预言的绝佳对象。太阳距银心仅2.5万光年,这使得我们可以精确地观测星系中心的特性。此前的研究发现类似银河系大小的星系中心的孤子核尺度约为几百光年,质量为109 M左右(M:太阳质量),但这些值的不确定性较大。我们注意到在距银河系中心650光年处存在一个环状的“中心分子区(Central Molecular Zone, CMZ)”,而且这一结构的尺度和FDM模型预言的孤子核在同一量级,这就使得我们可以利用银河系中心分子区特征限制模糊暗物质模型。

     我们利用高精度流体数值模拟研究银河系中心可能存在的孤子核的特性,并由此限制轴子的质量。我们的结果表明CMZ的尺寸和运动学特征可以很好地限制银河系内部几百光年内的质量分布。在不考虑孤子核存在的前提下,我们需要在模型内引入一个尺度约650光年且非常致密的“核区核球”成分,同时假设该成分的质光比随半径变化,才能与CMZ的观测符合。该核区核球最初由COBE卫星4.9微米波段观测到,但由于银盘尘埃消光严重,很难准确测量恒星质光比。如果核区核球的质光比较小(约0.5)且不随半径变化,我们需要再引入一个质量约为4.0×108 M,尺度半径约为160光年的孤子核才可以使模型中的中心分子区的大小和运动学特征与观测较为一致。产生这种大小的孤子核需要模糊暗物质粒子的质量在(2-7)×10-22电子伏特内。我们的工作表明,如果银河系中心恒星的质光比可以被测量得更加准确,那么模糊暗物质模型参数可被进一步约束限制。

     该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、上海交通大学等机构的资助。

 

 

附相关文章链接:

AAS报道原文:https://aasnova.org/2020/08/14/when-dark-matter-gets-fuzzy/

AAS报道翻译:http://tdli.sjtu.edu.cn/files/docs/202008/20200817/ed26fbd1-d3c5-453d-8a33-b7a1a19674e0/AAS_news_in_Chinese.pdf

论文链接: “Testing the Prediction of Fuzzy Dark Matter Theory in the Milky Way Center,” Li, Shen* & Schive 2020 ApJ 889 88, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab6598