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2019-1-1

2018年天文大事盘点

归档于: 天文空间科学, 译文快递 @ 12:00 am

Shannon Hall
译自SkyandTelescope.com,2018年12月28日

2018年,天文学家在观测宇宙的求索道路上大步前进。这里是对2018年天文大事件的回顾。

2018年是航天计划激动人心的一年。一架探测器发射升空并前往内太阳系,开启了触及太阳的史诗求索之旅。另一架探测器完全离开了太阳系,触摸了星际空间,这里与地球的距离是令人瞠目的180亿千米。这两架探测器都将为极端与遥远的环境带来线索。同时,另一项计划聚焦于更加类似地球的环境,以图更好地了解地球以及与之类似的行星

举例来说,4月,TESS卫星发射升空,开始研究邻近的系外行星,这增大了天文学家在不久的将来发现更多宜居的岩质行星的概率。11月下旬,NASA的洞察号探测器作为第一架研究火星内部的航天器抵达了火星。考虑2018年还有两个发现(第一,火星远古岩石中第一次发现了有机物的存在;第二,人们发现了火星地表之下的盐水湖)增大了红色星球曾经存在生命的概率,洞察号的着陆尤其激动人心。

在这些任务凸显未来作出发现的潜力的同时,本年度也标示着一系列令人遗憾的结局。我们向敬爱的科学家史蒂芬·霍金道别,他帮助我们揭示了黑洞中的很多秘密。我们挥别了开普勒空间望远镜,它发现了数以千计的异星。是的,这是不同寻常的一年。下面列出的2018年的十大事件。

LIGO:持续的馈赠

12月,科学家辨认出了4个更为难以捉摸的信号,它们来自远方正在彼此绕近、发生碰撞的黑洞对。这使得业已探测到的引力波事件总数增加到了11个。这次公布的消息不仅一次性给出了最大一批引力波探测结果,而且其中的一个事件还是迄今发现的最遥远也是最强有力的黑洞并合。它发生于50亿年前,期间两个巨型黑洞并合形成了一个质量80倍于太阳的庞然大物,以强劲引力波的形式释放出了相当于太阳质量5倍的能量。

艺术家笔下两个迎接并合的黑洞。图片提供:LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

旅行者2号离开太阳系

12月5日,旅行者2号进入了星际空间,这使得它继旅行者1号之后成为史上第二架运行到距离地球如此遥远之处的探测器。天文学家并非通过探测器的距离(与地球的间距是令人瞠目的180亿千米)判断出了这一事件,而是借助太阳风水平的下降。太阳向海王星之外的远方吹出一股持续的带电微风,但最终太阳风会让位于充斥着银河系的星际等离子体。因此当旅行者2号搭载的等离子体探测器记录下了太阳风的明显下降后,任务科学家知道,探测器正式进入了星际空间。以当前的运动速度,两架旅行者号将在大约300年内遭遇奥尔特云(也就是环绕着太阳系的冰态残骸壳层)的内边缘。

艺术家笔下飞行在深空中的旅行者号探测器。图片提供:NASA-JPL

洞察号着陆器抵达火星

11月底,NASA的洞察号(InSight,借助地震波研究、测地学与热传导的内部探索的缩写)火星着陆器 登陆红色行星。这是NASA第8次成功登陆火星,也是第一项专门的火星行星物理学任务。

洞察号火星着陆器及其各式仪器的示意图。图片提供:NASA/JPL-Caltech

洞察号将记录“火星地震”以及其他地质活动,以图回答有关火星内部的若干问题。举例来说,科学家希望了解这颗恒星的内里与其他岩质星球有多么相似。很快着陆器就将在星球表面一次钻入1毫米。随后在30到40天的钻探之后,洞察号将静静地呆在火星表面,以开展专门的地震学测量,并评估我们邻居行星的活动情况。

天文学家窥探黑洞的事件视界

天文学家在使用智利甚大望远镜干涉仪的GRAVITY仪器时,探测到了来自银河系中心特大质量黑洞——人马A*附近的3次明亮耀发。每次耀发的持续时间都介于30到90分钟之间,以光速的30%环绕黑洞高速运行。因此天文学家猜测,这些耀发源于缓慢喂养着黑洞的膨胀盘面。这一发现让科学家可以在自然界最为极端的一处环境中精确地检验引力理论。

这张可视化图像使用模拟数据,描绘了环绕着银河系中心黑洞运行的气体发出的辉光。图片提供:ESO/Gravity Consortium/L. Calçada

科学家“踏足”小行星

10月初,小行星地表移动侦察器(MASCOT)成功着陆162173号小行星龙宫。这是第一架旨在实地考察小行星表面,并在此处攀爬3天两晚,以图更好地认识太阳系形成初期的探测器。

MASCOT在龙宫小行星地表上方区区数米处拍下的龙宫混乱的地表。图片提供:MASCOT/DLR/JAXA

不过龙宫并非本年度科学家探索的唯一一颗小行星。一个月后,NASA的Osiris-REX探测器抵达小行星贝努(Bennu),并旋即揭示出其上的岩石一度被水分浸泡过。Osiris-REX将在2018年12月31日进入环绕贝努的轨道,最终在2023年采集这里的物质样本并返回地球。

发射升空去“触及太阳”的空间探测器

夏末,帕克太阳探测器带着揭秘我们亲爱主星一系列秘密的任务,从卡纳维拉尔角发射升空。它将携带一系列仪器抵达距离太阳空前近的地方,潜入底层日冕,了解太阳风的起源与加速,还有日冕磁场的动力学。这段征程并不容易。这架无畏的航天器必然要与强劲的太阳风和强大的热量抗争。不过一旦成功,它将为太阳物理学打开新的窗口。

NASA的帕克太阳探测器于2018年8月12日发射升空。图片提供:NASA/Bill Ingalls

火星存在生命的可能性增大

本年度两项激动人心的发现增加了红色行星曾经拥有生命必要条件的可能性。首先是好奇号火星车在远古的岩石中发现了有机分子。虽然这些分子不一定是由生命造就的,但生物体确实可以生成并使用其中的部分成分(如糖分与氨基酸)。其次,另一架仪器发现了当前的火星存在液态水的线索——更确切地说,是地表之下的咸水湖。这些都是充满希望的发现。

火星快车号轨道器借助从地下冰层反射的雷达信号,在火星南极冠的区域发现了埋藏于地下的水塘的线索。图片提供:大背景图:NASA/Viking;THEMIS背景图:NASA/JPL-Caltech/Arizona State Univ.;MARSIS的数据:ESA/NASA/JPL/ASI/ Univ. Rome; R. Orosei et al 2018

GAIA测绘银河系

4月下旬,GAIA卫星公布了第二批数据,其中包括超过13亿颗恒星的精确视差数据(从而是距离),以及总计将近17亿颗恒星的位置和亮度信息。这第二个数字涵盖了银河系所有恒星的1.7%稍多一些,因此提供了我们近域宇宙详尽的地图。

上图描绘了GAIA基于将近17亿颗恒星的测量结果描绘出的银河系及邻近星系全天图。图片提供:Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC)/A. Moitinho/A. F. Silva/M. Barros/C. Barata (Univ. of Lisbon, Portugal)/H. Savietto (Fork Research, Portugal)

不过事情不止于此。GAIA还观测了大约14000个已知的太阳系天体(其中大多数都是小行星)以及超过50万个星系。最终的数据公布工作计划在2022年进行。

一个系外行星猎人的终结与另一个的开始

2018年是系外行星研究激动人心的一年。4月18日,凌星系外行星巡天望远镜(TESS)搭乘SpaceX公司的猎鹰9号火箭升空,以搜索亮星周围的系外行星。这颗卫星的升空正是时候:10月30日,开普勒望远镜燃料耗尽,结束了为期9年、探测了超过2600颗系外行星以及数千颗候选体的旅程。稳妥地说,开普勒激发了一个全新的研究领域,而TESS会将其继续下去,也许有朝一日会让人们发现外星生命。

TESS在类太阳恒星山案π周围发现了自己的第一颗系外行星。图片提供:Huang et al./arXiv.org

著名物理学家史蒂芬·霍金逝世

2018年3月14日早晨,史蒂芬·霍金教授以76岁高龄逝世。他抗拒了天命,活得比1963年诊断出肌肉萎缩症后的预期寿命多出了数十年,成就了辉煌的物理研究生涯。他最著名的工作可能是提出黑洞并非全黑,而是会发出少量的热辐射,并最终蒸发殆尽。不过他同样是一位被人敬重的公众人物——这部分是由于其被翻译成40余种语言、销量上千万的《时间简史》一书,也部分因为其顽皮的幽默感。

 

译文登载在http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-16293-1.htm

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