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2020-1-1

2019年天文大事盘点

归档于: 天文空间科学, 译文快递 @ 12:04 pm

Monica Young
译自SkyandTelescope.com,2019年12月23日

我们眼中2019年最重大的天文事件是第一张黑洞“阴影”的图像。你的意见如何?

今年天文大事里程碑的种子是多年之前就已播种的。在天文学家获取史上第一张黑洞影像之前,人们已经规划了十余年。新视野号也花费了几乎30年的时间用于解决工程问题。而在最新的星际访客在太阳系中被人发现之前,它可能至少已经飞行了上百万年。

同时,2019年还在为未来的发现努力着。LIGO与室女座引力波探测器于4月开始了工作,并发现了数十个引力波事件候选体。确认的并合事件名录预计可以在2020年4月前后本伦观测进行一半的时候公布。

这张艺术图描绘了两个即将并合的黑洞。图片提供:LIGO/Caltech/MIT/Aurore Simonnet (Sonoma State)

天文学家也在刚刚开始规划詹姆斯·韦布空间望远镜2021年发射之后的下一个大型任务。竞争这一指标的任务概念共有4个,它们覆盖的电磁波频段各不相同。最终的中选项目预期将于2021年初得到确定。

NASA还公布了两项激动人心的新项目,凭借更多的耐心,它们有望带来丰硕的成果。其中VIPER探测车将于2022年下半年登陆月球,而蜻蜓计划将在2034年派遣一架体积与探测车相当的无人机探索云雾李缭绕的土卫六。

上图描绘了蜻蜓号着陆器登陆的场面。图片提供:NASA

同时,在2019年即将结束的时候,让我们来回顾一下本年度最重要的一些天文事件。

1、黑洞“阴影”的图像

科学家使用计算机程序分析数月,才构建出星系M87中心特大质量黑洞的这张影像。图片中央的暗色区域标示出了光线冲过视界,永不折回的所在;而光弧是由外侧的光线和热气体形成的。图片提供:Event Horizon Telescope collaboration

2019年4月,天文学家公布了黑洞侧影的第一张图像,在它所吸积的射电热气体背景下,黑洞呈一个漆黑的洞窟状。这个侧影的直径只有40毫角秒,大约相当于一枚指甲在4万英里之外的张角。全球众多射电望远镜多年的规划和协同观测才使得这一壮举成为了可能,

2、新视野号飞掠阿洛科斯

2019年元旦,NASA的新视野号探测器飞掠了我们造访过的最遥远的太阳系天体——柯伊伯带天体2014 MU69(小行星编号486958),现在该天体被正式定名为新视野号飞掠阿洛科斯(Arrokoth)。

新视野号的科学家通过合并图中左侧2014 MU69的可见光和红外影像以及中央由探测器LORRI仪器采集的高分辨率图像,绘制了右侧这张彩色合成图。合成图凸显了该天体两瓣整体偏红的色彩,以及“颈部”周围颜色明亮(而且也不太红)的物质环。图片提供:NASA/JHU-APL/SwRI

这些图像让人惊讶又出乎意料,它们展示出了以个颜色偏暗的红色雪人状天体——其实它根本就不像雪人。新视野号采集的数据还在继续传输回地球,它们将为太阳系早期行星的形成过程带来新知。

3、月球软着陆与……不那么软的着陆

本年度有3个国家尝试登月——未来还会有更多!中国是其中的第一个,也是唯一一个取得成功的。嫦娥4号着陆器和月球车在1月登陆月球,二者仍在月球背面的冯·卡门环形山进行考察

在月球背面反射日光的玉兔2号月球车。图片提供:CLEP/CNSA

另两次登月尝试的结局就不那么理想了。4月11日,第一个私人赞助的登月计划——以色列的创世纪号(Beresheet)在撞击澄海边缘之前遭遇了主登月引擎故障。而印度月船2号的维克拉姆号(Vikram)登月器与普拉冈号(Pragyan)月球车在撞击月球南极附近预订的着陆点不远处之前遭遇了软件差错。不过月船2号的轨道器仍然在正常工作,并继续测绘着月球表面。

上图秒会了截至2019年4月计划中的探月任务。点击可见大图。

4、第二个星际访客

2018年,当天文学家发现奥陌陌的时候,我们以为能发现来自太阳系之外的访客纯属偶然。可是瞧一瞧,仅仅才过了一年,我们就发现了第二个!

这张2I/鲍里索夫彗星的图像是2019年9月10日使用北双子望远镜拍摄的。图片提供:Gemini Observatory/NSF/AURA

奥陌陌挑战着我们对此类天体起源的认知,而2I/鲍里索夫(Borisov)彗星却在各个方面都满足了我们的预期。鲍里索夫彗星的体积和组分与太阳系中的长周期彗星相同,它甚至还拥有彗星一般的模糊结构。针对鲍里索夫彗星的观测将一直持续到2020年初。

5、小行星之旅

日本的隼鸟2号探测器两次登陆162173号小行星龙宫采样,从而创造了历史。现在隼鸟2号已经踏上了返航的征程,预计它将于2020年12月掠过地球。期间采样舱将被弹出,并在澳大利亚的沙漠地区被回收。

小行星龙宫。图片提供:JAXA/University of Tokyo and collaborators

同时,NASA的Osiris-REX探测器仍在环绕101955号小行星贝努(Bennu)运行,仔细审视着下方意外崎岖、挑战着采样点选择的地形。12月,NASA宣布选择夜莺(Nightingale)地区作为2020年中期完成“一触即离”式采样机动的。

6、触及太阳

就在12月,已经完成了预定24个轨道周期中的3个、正在逐渐靠近太阳的帕克太阳探测器公布了第一批成果。帕克探测器已经掠过了太阳的最外层大气,从距离可见日面2400万千米(1500万英里)的地方飞过。这一距离相当于水星近日点距离的一半多一点。

上图描绘了太阳风中的“回切”现象。图片提供:NASA/Conceptual Image Lab/Adriana Manrique Gutierrez

这最初的一批发现包括太阳风中“流浪波(rogue wave)”的发现。这样的波动可以在区区数秒内将粒子加速到30万英里以上的时速。天文学家认为,伴随此等变化而来的磁场反转(所谓的回切即switchback)现象可能蕴含着将太阳大气外层加热的关键。

7、星链VS星辰

也许2019年最具争议的进展是航天企业SpaceX多次发射的星链(Starlink)卫星。虽然这组卫星可以实现(付费)全球宽带互联网接入这一足够宏伟的目标,但5月发射的第一批卫星自身的亮度引发了持续至今的争议。

11月18日周一清晨,来自美国西北大学的克利夫·约翰逊(Cliff Johnson)与同事使用托洛洛山美洲天文台4米布兰科望远镜的暗能量照相机拍摄了这张图像。在为时6分钟的曝光期间,19颗星链卫星的轨迹从视场中划过。上图是作为DELVE巡天的一部分而拍摄的,该巡天的目的是测绘大小麦哲伦云的外围区域以及南天的相当一部分天区,以搜索环绕麦哲伦云或银河系运行的新的矮星系。图片提供:DELVE Survey/CTIO/AURA/NSF

星链卫星仍在低轨运行、拥在同一天区时形成的卫星队列是值得一看的风景。但哪怕当卫星轨道提升之后,它们仍旧很是明亮。而鉴于美国联邦电信交通委员会已经批准了大约12000颗此类卫星的发射,它们的数量是多得惊人的。光是在2019年,就有120颗星链卫星的发射,12月底还将发射另一批卫星。

8、挥别机遇号

2018年的一场沙尘暴遮盖了机遇号火星车的太阳能电池板,不过NASA的工程师还是花了好几个月的时间来尝试恢复火星车的工作。但这些努力无济于事,2月,NASA正式宣布了机遇号任务的终结。

机遇号前往奋进号(Endeavour)环形山的历史运行轨迹。图片提供:NASA/JPL-Caltech/MSSS/NMMNHS

这辆无畏的火星车设计使用寿命只有90天,却坚持了几乎15年。它行驶过了大约45.16千米(28.06英里)的距离,改变了我们对红色行星湿润温暖的过往的认知。

9、天文学家获得诺贝尔奖

天文学家并不是每年都能获得诺贝尔物理学奖的——上一次是在2017年,再上一次是2011年。2019年,这个奖项由詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)与米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)获得,获奖原因是让我们重新认识自身在宇宙中地位的不同发现:皮布尔斯因宇宙学方面的理论工作获奖,而马约尔和奎洛兹则是因为观测到了第一颗环绕类太阳恒星运行的系外行星。

10、展开的木星大红斑

也许本年度最受后院观测者关注的事件就是木星大红斑(GRS)的展开了。不含甲烷的亮红色飞片先从GRS的西侧,随后从东部涌现,期间南赤道带看上去正在从这团巨型风暴中抽取物质,并在两处特征之间塑造了一道翻滚的桥梁。

5月20日由克莱德·福斯特(Clyde Foster)在南非森楚里昂(Centurion)使用14英寸望远镜和ZWO ASI290MM相机拍摄的木星。

这样的飞片事件并非前所未闻,但先前这种现象很罕见。不过在过去的几年里,它们看上去频繁发生。人们并不知道这些事件与木星大红斑尺寸的减小有怎样的关联,如果真的有关的话。

荣誉奖:GAIA的新视野

2018年,欧洲空间局的GAIA卫星公布了最新一版星表,其中测绘了银河系中超过10亿颗恒星的距离。现在,这批数据得到了大笔的回报。天文学家如今估计出了银河系更新更准确的质量——太阳的1.5万亿倍。他们还得出了银河系遭遇姊妹星系——仙女星系的新版时间表,将这一事件发生的时间从39亿年之后推迟到了45亿年后。(而且它更可能是一次擦肩而过,而非迎面碰撞。)

在这张由NASA的GALEX卫星拍摄的仙女星系的图像中,黄色箭头标示基于GAIA公布的第二批数据得出的本地恒星平均运动情况。图片提供:恒星运动:ESA/Gaia;背景图:NASA/Galex; R. van der Marel/M. Fardal/J. Sahlmann (STScI)

多项研究还使用GAIA的数据窥探我们银河系的过往,甚至考察其周边的暗物质环境。这样的工作单独看来规模并不大,但它们正在一起变更着我们对故乡星系的认知。

(全文完)

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