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2025 12.23

探秘“行星摇篮”：首张高清偏振照片揭示HL Tau原行星盘尘埃“厚”里藏玄机

探秘“行星摇篮”：首张高清偏振照片揭示HL Tau原行星盘尘埃“厚”里藏玄机理解原行星盘——这颗“行星摇篮”的精细结构，是揭示行星形成奥秘的关键。在盘中，尘埃颗粒的垂直沉降是形成行星的第一步，但对其厚度（即尺度高度）在盘内不同区域的精确测量，一直是观测上的难题。近日，一项基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）超高分辨率偏振观测的研究，首次成功绘制了著名原行星盘HL Tau中尘埃颗粒的径向尺度高度剖面，揭示了从内到外由“厚”变“薄”的惊人结构，为理解行星诞生地的物理环境提供了前所未有的清晰图景。该研究成果以《利用尘埃自散射探测的HL Tau盘中尘埃颗粒的详细径向尺度高度剖面》为题，于2025年8月20日发表于国际顶级天体物理期刊《天体物理学报快报》（ApJL 989, L43）。论文第一作者兼通讯作者为浙江大学物理学系天文学研究所的杨海峰研究员，合作者包括来自美国、阿根廷等多国研究机构的学者。研究团队对ALMA获得的高分辨率偏振图像进行了深入分析与建模，重点关注由尘埃颗粒散射自身辐射所产生的偏振信号。他们发现，HL Tau盘呈现出鲜明的三区结构：内盘湍流汹涌：距离中心恒星约10天
2025 12.22

Scholars from Zhejiang Universe capture the time evolution of galactic winds in the spectra of compact, star-forming galaxies, revealing the escape sequence of ionizing radiation thought to be responsible for the reionization of the early Universe.

Unlike today, the early Universe was filled mostly with neutral hydrogen, formed from protons and electrons that combined shortly after the Big Bang. Observations of distant quasars reveal that most of this hydrogen was reionized within the first billion years—a period known as the Epoch of Reionization. Yet, the sources and evolution of reionization remain uncertain.Recent observations from the James Webb Space Telescope (JWST) suggest that the massive stars in early, compact galaxies produced
2025 10.24

理解高红移超大质量黑洞的形成

理解高红移超大质量黑洞（Supermassive Black Hole, SMBH）的形成是当前天体物理学中的核心科学问题之一。詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）的最新观测发现，大量红移 z6 的明亮类星体，其中心黑洞质量已高达数十亿倍太阳质量，意味着这些黑洞在宇宙诞生不到十亿年时便已迅速成长。这一事实对现有的星系形成与黑洞增长模型提出了重大挑战。近日，浙江大学天文学系吴子泳博士与岑人岳教授联合普林斯顿大学Romain Teyssier教授，利用高分辨率的宇宙学流体力学模拟，揭示了高红移典型晕环境中黑洞增长的全新图景。研究成果以题为《How Fast Could Supermassive Black Holes Grow At the Epoch of Reionization》的论文被国际著名天文学杂志ApJL接收（Wu, Cen Teyssier 2025, arXiv:2510.16532）。研究团队发现，早期宇宙中的超大质量黑洞成长经历了两个阶段：在第一阶段，黑洞在质量为 10^9-10^10 Msol 的典型暗物质晕中经历一个短暂的超爱丁顿吸积阶段，吸积速率可超过爱丁顿极限
2025 09.12

PNAS|浙大学者提出巨型射电瓣对近邻星系气体吸积的重要影响

理解星系形成是天体物理学的核心物理问题。星系中心的超大质量黑洞被认为是调节星系中恒星生长的主要动力因素。传统观点认为这种调节是局部的，只影响宿主星系。浙江大学物理学院岑人岳教授团队于8月21日在美国科学院院刊（PNAS）上发表研究论文《Reduced gas accretion onto galaxies due to effects of external giant radio lobes》，展示超大质量黑洞释放的巨型射电瓣对气体吸积的抑制作用主要通过一种外部的、全域性的方式来实现依托物理高等研究院宇宙学和计算天体物理中心“星河”超算平台，他们运用大规模宇宙学磁流体动力学模拟，发现巨型射电瓣附近的星系气体吸积质量显著减少，并由此抑制恒星的形成。物理上这种外部反馈效应类似于热金斯效应，不过在这里是磁压而不是热压强抑制了星系气体吸积。由于超大质量黑洞在空间分布上具有高度的偏袒性，这种对星系的外部反馈效应显示出高度不均匀的特征。岑教授指出: “这种预防性反馈是当前大规模宇宙学模拟缺少的一项重要机制，为下一代宇宙学模型减少过多数量的自由参数以更能获得物理洞察力的愿景提供物理支柱。” 邱
2025 08.21

PNAS| 浙大学者提出新的超大质量黑洞反馈机制

理解星系形成是天体物理学的核心物理问题。传统上，人们认为星系中心的超大质量黑洞通过吹走或加热已经吸积到暗物质晕中的气体，来抑制星系的过度生长。然而，浙江大学岑人岳教授于8月19日发表在PNAS杂志上的研究论文《Global preventive feedback of powerful radio jets on galaxy formation》提出了一种全新的外部预防性反馈机制。图一：黑洞正在发射强大的FR II类型射电喷流。与传统的内部反馈机制不同，这项研究利用观测数据计算了超大质量黑洞产生的强大射电喷流能量（图一）对周围星系形成的影响。这些射电喷流或射电瓣为星系际气体注入了足够的磁场，随后通过磁压力来减缓或防止星系际气体被吸积到周围其他暗物质晕中。结果表明，在红移低于2时，质量低于1兆太阳质量的暗物质晕对星系际气体的吸积显著地受到源自于超大质量星系的射电喷流产生的星系际磁场阻碍（图二）。作者写道，这种新效应可以帮助解释红移低于2星系中恒星形成的迅速下降和星系光度函数在红移低于2左右突然变平的现象。图二：此研究预测红移2-3宇宙磁性金斯质量分布。因为超大质量星系射电喷流产生的星系
2025 03.14

一种可以解决 S8 tension 的新暗物质范式

暗物质是组成宇宙的重要成分，其在宇宙中的含量约为可见物质的5倍，占宇宙总物质的85%。宇宙的结构形成强烈依赖于暗物质的性质，特别是压强和声速。根据暗物质的压强和声速，可以将暗物质分为“热暗物质”、“温暗物质”和“冷暗物质”。其中热暗物质具有较大的压强和声速，而冷暗物质具有较小的压强和声速，温暗物质的则处于两者之间。由于正的压强和声速会阻碍物质聚集，热暗物质的扰动是最弱的，冷暗物质的物质扰动将会更强。对这三种暗物质的数值模拟如图1所示。图1：对冷、热两种暗物质的数值模拟结果。上面是冷暗物质，下面是热暗物质。从左到右时间递增。图片摘自Bing-Lin Young, Front. Phys. 12(2), 121201 (2017)。标准宇宙学模型假设暗物质是冷暗物质，然而最近的观测却挑战这一假设。在标准宇宙学模型中，对微波背景辐射（Cosmic Microwave Background，CMB)的观测预测了一个比较大的S8参数（约为0.84），而对于弱引力透镜（Weak Lensing，WL)的观测则给出一个比较小的S8参数（约为0.67）两者的差距为2-3个标准差，其中参数S8表征当前时
2024 03.13

暗物质缺失星系的形成研究取得进展

暗物质缺失星系是近几年发现的一类非常奇特的星系(van Dokkum et al. 2018),其形成机制不明，对标准宇宙学模型形成了威胁，引起了天文学家的广泛关注。最近的一些研究提出了其可能的形成机制，如星系碰撞触发暗物质缺失星系的形成。最近由浙江大学物理学院Go Ogiya研究员领导的研究团组发现星系碰撞机制同样存在麻烦，因此该类星系的形成仍然是一个谜。该工作已经在天文学专业顶级杂志：美国天体物理快报发表(Astrophysical Journal Letter, https://doi.org/10.3847/2041-8213/aca2a7)暗物质是宇宙中一种未知的神秘物质，在不同层次的宇宙结构形成中起着至关重要的作用。由于暗物质占宇宙总物质的85%，重子气体会被拉入暗物质所形成的引力势阱中，然后聚集到暗物质晕的中心，最终塌缩凝聚后的气体形成恒星。这个星系形成的标准图景预期星系被它们的暗物质晕包裹，并且它们的动态质量由暗物质主导。然而，最近的观测发现，在大型椭圆星系NGC1052 附近存在明显缺乏暗物质的星系(Dark Matter Deficient Galaxy, 以下简称
2024 03.12

星系吸积星系外气体形成恒星的详细过程

星系吸积星系外气体，形成恒星的详细过程是天体物理学研究的热点。为了解开这一谜题，蔡峥教授领导的国际团队，其中浙江大学RenYue Cen教授合作，利用世界上最大的光学望远镜——“凯克“对距今110亿年的一个巨大的气体星云进行了观测。利用先进的成像光谱仪——“宇宙网成像器”，团队成功探测到了星系周围气体的氢元素、及多种重元素辐射，并进一步估计出重元素的大尺度空间分布。这也意味着在宇宙早期，星系周围气体已经富含重元素。本次发现对星系如何与大尺度环境进行物质交换提供了清晰的图景。表明“循环气体流”（recycling inflow）是驱动早期宇宙大质量星系形成的重要机制。该发现为理解星系生态系统、星系形成和演化迈出了关键的一步。未来，结合更大口径、更大视场的光谱巡天望远镜，人们有望揭示星系中恒星形成的全貌。
2022 05.13

科学家提出太阳系巨行星轨道演化新模型

巨行星太阳系演化耗散诞生太阳像巨型吹风机一般吹走原行星盘中的气体。（图片来源：刘倍贝）太阳是整个太阳系的中心。八大行星各自守在自己的轨道上，相安无事地绕着太阳转动。但天文学家一直在尝试回答一个问题：太阳系行星轨道是怎么变成现在这样的？浙江大学研究员刘倍贝与法国波尔多大学、美国密歇根州立大学的合作者提出了太阳系巨行星轨道演化的新模型。该模型回溯了巨行星的过往史，揭示了它们之间一段不“和谐”的过往，并认为这段历史发生在地球诞生之前。相关成果近日刊登于《自然》。巨行星的轨道曾经发生过剧变在很久以前，星际空间中的气体分子云坍缩，中心部分形成了太阳；残余物质一边被太阳炙烤着，气体不断蒸发，一边绕太阳旋转。一个扁平的、充满气体的盘由此出现。行星在盘内成长，并与盘中气体相互作用，轨道逐渐圆化并向着太阳迁移。对于盘外沿的太阳系土星、木星、天王星、海王星这四大巨行星来说，它们通过向内的迁移，逐渐在各种力量的拉扯中找到了平衡点，运动轨迹也慢慢平稳、规律起来。“就像高速路上正常行驶的车辆，大家相对匀速，相互保持着适当的距离。”论文通讯作者和第一作者刘倍贝告诉《中国科学报》。但奇怪的是，按照这个想法推演，位于

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