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2021-1-1

2020年天文大事盘点

归档于: 天文空间科学, 译文快递 @ 12:18 am

作者:Monica Young
译自SkyandTelescope.com,2019年12月30日

2020年是全球社会的各个方面都被疫情影响的一年。山火、社会的不安以及各种损失都增强了我们对奋争的概念。然而这仍旧是充满天象奇观、天文发现和空间探索成果的一年。我们在此回顾2020年度最重要的13个天文事件。

图片提供:Masoud Gahdiri/S&T Online Photo Gallery

疫情的副作用:望远镜的临时关闭与销量

谈到2020年就不能回避COVID-19疫情,与一切事物一样,天文学也受到了它的影响。世界各地的望远镜都暂时关闭了,有些关闭的时间并不长(如夏威夷莫纳科亚山顶的望远镜),但有些就更长一些了。SOFIA机载天文台被困在地面上了数个月,不过现在已经再次飞向天空。但智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)要等到2021年才能恢复运营。

图片提供:Michele Brusa/S&T Online Photo Gallery

同时,疫情导致的孤独和停工让很多人转而更深入地挖掘对夜空的热爱和迷恋,望远镜销量迎来空前增长就是这一点的证据。从入门级望远镜到高级天体摄影器材的销售持续走高。

历史性的景观:木星与土星近距离会合

图片提供:Robert Vanderbei/S&T Online Photo Gallery

这些新购入的望远镜必然能够在2020年的木星土星会合期间派上用场。在这次天象期间,天空中木星和土星的距离只有0.1度(以及7.24亿千米)。这是1623年以来两个天体靠得最近的一次,而且1623年那次因为这两颗行星太过靠近太阳,从而没有留下任何观测记录。现在望远镜在世界各地都比17世纪要更为普及,因此许多人都从一个目镜的视场中同时看到了两颗巨行星,这着实是壮观的场面!

阿雷西博望远镜坍塌

2020年,天文学界最让人伤感的损失是305米(1000英尺)阿雷西博望远镜的坍塌。这架曾经在《超时空接触》和《黄金眼》中出镜的巨型反射碟在行星防御和波多黎各的社群鼓舞方面发挥了真实且关键的作用。8月,当它的一根辅助钢缆断裂时,工程师认为这架有着57年历史的望远镜还是可以修复的。11月,当第二根钢缆断裂,从而让希望破灭的时候,替换钢缆已经在生产中了。随后悬空的接收机平台的坍塌甚至让望远镜的受控拆解都无法实现。

不过阿雷西博天文台本身不会被关闭。该台小得多的12米射电天线以及用于研究地球大气层的LINDAR设施仍将继续运营,所需的维修也在进行中。

众多采样返回任务

同时,虽然地面控制人员要在变化的环境中工作,持续进行中的航天任务还在继续。因此,我们有了3次成功的采样返回任务。

上图展示了采样臂接触贝努的一刻。图片提供:NASA

第一次是10月NASA的OSIRIS-Rex探测器成功采集并存储了101955号小行星贝努的超量表土层样本。这批样本将于2023年被带回地球。随后不到一个月,中国发射了颇具抱负的嫦娥5号,并采回了月球样本。就在嫦娥5号返回之前,隼鸟2号的返回舱也回到了地球,带来了162173号小行星龙宫的物质颗粒和气体样本。

壮大中的引力波天文学

上图展示了借助电磁吧探测到的黑洞系统(紫色)、根据引力波观测辨认的黑洞系统(蓝色)、利用电磁波探测的中子星系统(黄色)和引力波探测的中子星系统(橙色)的质量。图片中部突显了GW 190521事件,这次双黑洞并合产生了借助引力波手段探测到的最大质量黑洞。图片提供:LIGO-Virgo/Northwestern U./Frank Elavsky & Aaron Gelle

LIGO与VIRGO引力波合作组公布了最新的并合事件目录,其中列出了一次双中子星碰撞和众多的黑洞剧变。其中的部分结果是在今年逐一发表的,其中包括迄今已知质量最大的并合,还有一对体形差异悬殊的黑洞的遭遇。也许这份目录最重要的是展现了一类质量远远超出预期的黑洞,从而为恒星形成和黑洞演化带来了线索。

参宿四的“减暗”

这组对比图展示了参宿四在发生空前减暗前后的情况对比。两次观测都是使用欧洲南方天文台甚大望远镜的SPHERE仪器进行的,观测时间分别是2019年1月和12月,图中可见恒星减暗的程度以及星体形态的变化。图片提供:ESO/M. Montargès et al.

今年早些时候,探所有人最爱的红巨星发了一顿脾气。这样的恒星其实冰不稳定,而人们也知道参宿四有着规律的增亮减暗周期。但在2019年12月,它开始以空前的幅度变暗,星等暗至1.6等,随后2月才迎来了亮度反转。如此神秘的行为仍旧让天文学家挠头不已。他们继续监测着这颗恒星,并认为它的减暗可能是因为突发的物质爆发,或是星体的一部分发生了暂时性的降温。

揭秘暗弱的快速射电暴

艺术家笔下的磁陀星,也就是高度磁化的中子星。图片提供:NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

自2007年发现以来,快速射电暴(FRB)这种短暂但强烈的射电闪光就成了一个谜。不过在2020年,天文学家观测到一个有着FRB特征的信号来自银河系之内的一颗磁陀星,也就是极端磁化的中子星。虽然FRB的谜题仍未得到解决(如为何有些FRB可以复发,但另一些看上去不行),但河内磁陀星可以帮助天文学家找到线索。

受山火威胁的天文台

在威尔逊山天文台的夜晚肆虐的火势,远处可见洛杉矶市。图片提供:HPWREN/Mount Wilson Observatory

2020年夏末秋初,空前的山火在美国西海岸肆虐。除了火焰与烟雾对人类生命造成的危险之外,山火还威胁了颇具历史意义的天文台。消防队员英勇的表现首先拯救了利克天文台,随后是威尔逊山天文台,让它们免遭烈焰之灾。

但由三谷(Tri-Valley)天文俱乐部运营的业余设施——希登山(Hidden Hill)天文台就没有那么幸运了,它被烧成了灰烬。不过希望仍旧存在:天文团体已大幅介入,为天文台的重建捐资捐物。

新智彗星:黎明与黄昏时分的乐趣

Michele Brusa/S&T Online Photo Gallery

我们已经很久没有看到过肉眼可见的彗星了。在这段忧虑的时间里,自然在2020年夏天带来了新智(NEOWISE)彗星。这颗首先在黎明时分可见,随后在黄昏时分升至更高天空的彗星吸引了各个年龄段、各有所长的观测者。双筒望远镜带来了弧形彗尾迷人的细节,而摄影师在将彗星框入城市夜景、荒野风景和星野的过程中获得了大量乐趣。(点击《天空和望远镜》的在线画廊即可查看部分图片。)

金星上的膦!?也许吧……

这张艺术图描绘了金星,科学家证实在其上探测到了膦分子(参见插图)。(图片提供:ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech)

2020年秋天,天文学家宣布在金星大气中探测到了膦分子,从而让天体生物学占尽了头条。膦如果不是某些出乎意料的非生物化学反应留下的综计,那么就可能是微生物带来的副产品,而在一夜之间,这个字眼成了互联网上的流行文化。然而对数据的进一步分析表明,校准工作出了问题,这一信号从扎扎实实的探测被降级成了有希望的线索。在ALMA天文台2021年春季恢复运行后,进一步的观测将确认膦的存在与否。

2035年前最佳的火星景观

图片提供:Damian Peach

2020年秋天火星明亮的身影诱使众多人士搬出望远镜,以图一睹我们邻居行星的表面特征。本次火星冲日是2035年9月之前最明亮、火星圆面最大的一次。同时美国、阿联酋和中国的航天机构借助冲日的时机发射了3架探测器,分别是毅力号希望号天问1号,它们将于2021年春季抵达目标。

黑洞天文学家荣获2020年度诺贝尔奖

这张模拟图展示了极其靠近银河系中心特大质量黑洞的恒星轨道。图片提供:Danny Horta-Darrington (Liverpool John Moores University)/ESA/Gaia/SDSS

3位研究者——物理学多面手罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)、天文学家赖因哈德·根策尔(Reinhard Genzel)和安德烈娅·盖兹(Andrea Ghez)帮助革新了我们对黑洞的认知,他们的工作让他们荣获2020年度诺贝尔物理学奖。彭罗斯从数学上论证了黑洞是不可规避的,并为我们认识黑洞的运转发展出了关键概念;而根策尔和盖兹对环绕着银心400万倍太阳质量的不可见庞然大物运行的恒星开展了数十年的观测。恒星的运动为黑洞的存在提供了令人信服的证据,还让科学家得以探索在极端环境下引力的运作机制

更加深入的银河系考古学挖掘

在这张地球所见的银河系全图中,彩色圈环展示了来自赫剌克勒斯(Heracles)化石星系的恒星所分布的大致范围。图片提供:ESO/L. Calçada/spaceengine.org

欧洲空间局的盖亚卫星几周前刚刚公布了迄今最佳的银河系地图,改进了对恒星坐标、距离和速度的测量。先前公布的那批数据已经测绘了银河系的运动和历史,揭示了它的自转以及同其他星系的碰撞。新的数据集无疑将为我们提供研究银河系更加深入的视角。

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