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有探索,有新生,也有離別:這是2018年天文大事記

來(lái)源:中國(guó)科普博覽

寒來(lái)暑往,匆匆又是一年。

在即將過(guò)去的2018年里,有嫦娥4號(hào)、帕克號(hào)的發(fā)射,有洞察號(hào)、隼鳥(niǎo)2號(hào)的抵達(dá),有黎明號(hào)和開(kāi)普勒號(hào)的告別,也有新視野號(hào)繼續(xù)遠(yuǎn)行的期盼…

在即將過(guò)去的2018年里,我們?cè)谠虑蛏习l(fā)現(xiàn)了水冰,在火星上找到了復(fù)雜有機(jī)物,我們重新認(rèn)識(shí)了太陽(yáng)系中的很多天體,我們還在認(rèn)識(shí)更多的系外的天體… 

即將過(guò)去的2018年里,有喜悅,也有憂傷,有探索,也有發(fā)現(xiàn)。

一筆一劃,都記錄著人類探索宇宙的蹣跚足跡。

月 球

1、嫦娥4號(hào)發(fā)射

12月8日,嫦娥4號(hào)月球探測(cè)器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。這是中國(guó)的第5次探月任務(wù)(算上嫦娥5號(hào) T1的話),也是繼5年前的嫦娥3號(hào)任務(wù)成功完成之后的新進(jìn)程。

12月12日,嫦娥4號(hào)探測(cè)器經(jīng)過(guò)約110小時(shí)的地月轉(zhuǎn)移軌道后,成功實(shí)施近月制動(dòng),進(jìn)入了近月點(diǎn)約100公里的環(huán)月軌道,并將于2019年1月初擇機(jī)著陸。

嫦娥4號(hào)任務(wù)包括一枚著陸器和巡視器(月球車)的組合體,計(jì)劃著陸在月球背面的南極-艾肯盆地中,對(duì)月球背面的地質(zhì)和天文環(huán)境展開(kāi)探測(cè)——這是人類首次嘗試軟著陸和實(shí)地探測(cè)月球背面。

嫦娥4號(hào)著陸器(左)和月球車(右)。來(lái)源:航天科技集團(tuán)

為了解決挑戰(zhàn)月之背面的通訊難題,我國(guó)已在半年前(5月21日)預(yù)先發(fā)射了一枚通訊中繼衛(wèi)星“鵲橋”,作為接下來(lái)的著陸器/月球車與地球進(jìn)行通訊的“橋梁”。這枚人類首顆位于地月拉格朗日L2暈軌道(halo軌道)的通訊中繼衛(wèi)星已于6月14日順利抵達(dá)預(yù)定軌道。

“鵲橋”工作示意圖。來(lái)源:[1]

2、水冰月”實(shí)錘

通過(guò)對(duì)月船1號(hào)搭載的月球礦物繪圖儀(簡(jiǎn)稱M3)數(shù)據(jù)的分析,夏威夷大學(xué)的李帥團(tuán)隊(duì)在月球南北緯70°以上的永久陰影區(qū)中確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了多處含有水冰的區(qū)域,這是科學(xué)家們首次在月球發(fā)現(xiàn)水冰存在的直接證據(jù)。這一成果發(fā)表于2018年8月20日的《美國(guó)科學(xué)院院刊》[2]。

這一發(fā)現(xiàn)既證明了長(zhǎng)久以來(lái)對(duì)月球極區(qū)永久陰影區(qū)中可能有水冰的猜測(cè),也證實(shí)了月球并不像我們?cè)?jīng)認(rèn)為的那樣是完全干燥的。至此,月球終于加入了太陽(yáng)系水冰大禮包,成為內(nèi)太陽(yáng)系中除了金星之外的最后一個(gè)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)水冰的大天體。

火 星

1、洞察號(hào)順利發(fā)射并著陸

作為本次2018火星發(fā)射窗口內(nèi)的唯一一個(gè)火星任務(wù),NASA的洞察號(hào)火星著陸器在今年圓滿完成了發(fā)射和著陸兩件大事。

5月5日,洞察號(hào)探測(cè)器在加州范登堡空軍基地發(fā)射升空。半年后的11月27日,洞察號(hào)順利經(jīng)過(guò)“恐怖7分鐘”的考驗(yàn),平安登陸火星。

洞察號(hào)的使命是探測(cè)火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu),它也是人類第一顆火星地球物理探測(cè)器。它攜帶了火震儀(SEIS)、熱流和物理性質(zhì)探測(cè)儀(HP3)和自轉(zhuǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測(cè)儀(RISE),將會(huì)對(duì)火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、熱狀態(tài)和自轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行深入觀測(cè)。

剛著陸不久的洞察號(hào)已經(jīng)順利完成了諸多準(zhǔn)備工作,也收獲了火星的新風(fēng)景。在過(guò)去的一個(gè)月里,洞察號(hào)第一次聽(tīng)到了火星上的風(fēng)聲,拍攝了第一張全景自拍,而且部署下了火震儀。

洞察號(hào)的第一張自拍,拍攝于12月6日,由11張照片拼接而成。來(lái)源:NASA/JPL-Caltech [4]

2019年,將會(huì)是洞察號(hào)真正大顯身手的一年。

2、Mars 2020選址敲定

11月20日,NASA公布了好奇號(hào)火星車的繼任者,下一代火星車Mars 2020的計(jì)劃著陸區(qū)——Jezero撞擊坑。 

Jezero撞擊坑直徑約49公里,形成于火星的諾亞紀(jì)(約41-37億年前),很可能是一個(gè)古老開(kāi)放式湖泊干涸后的遺跡。這里有過(guò)流水作用的侵蝕,也受到過(guò)火山活動(dòng)的波及,多種地質(zhì)活動(dòng)在撞擊坑內(nèi)留下了豐富的堆積物,甚至可能保存了生命的線索。

光譜數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出的Jezero撞擊坑中三角洲一帶豐富的堆積物,不同顏色代表不同的礦物。來(lái)源:NASA/ JPL/ JHUAPL/ MSSS/ Brown University [5]

Mars 2020火星車計(jì)劃于2020年7月發(fā)射,并于2021年2月到達(dá)火星。

3、火星地下冰層、復(fù)雜有機(jī)物、冰下湖的發(fā)現(xiàn)

人類對(duì)火星生命和火星宜居性的探索在2018年也有了新的進(jìn)展。

1月12日,《科學(xué)》雜志發(fā)表了美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)Colin M。 Dundas團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)。他們通過(guò)火星勘測(cè)軌道飛行器(MRO)的影像和光譜數(shù)據(jù),首次在火星中緯地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量純凈的地下水冰[6]。這些地下水冰層不僅可以幫助我們追溯火星歷史上的氣候變化,也有望作為將來(lái)登陸火星的宇航員和火星移民的補(bǔ)給來(lái)源。

中緯的斷崖中暴露出的純凈水冰。來(lái)源:[6]

6月8日,《科學(xué)》雜志發(fā)表了來(lái)自NASA哥達(dá)德空間飛行中心Jennifer L。 Eigenbrode團(tuán)隊(duì)和NASA噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室Christopher R。 Webster團(tuán)隊(duì)的兩篇論文。前者通過(guò)好奇號(hào)的鉆孔采樣數(shù)據(jù)分析,首次在火星的古老泥巖中發(fā)現(xiàn)多種噻吩(C4H4S)類和其他芳香族、脂肪族等復(fù)雜有機(jī)物[7];后者通過(guò)好奇號(hào)火星車對(duì)跨度達(dá)3個(gè)火星年(約6個(gè)地球年)期間的火星甲烷含量的觀測(cè),證實(shí)火星上的甲烷含量有季節(jié)性變化[8]。這兩大發(fā)現(xiàn)雖然還不足以證明火星上曾經(jīng)或者現(xiàn)在有生物存在,但也都不能排除生物成因的可能性。

(左)好奇號(hào)首次發(fā)現(xiàn)噻吩等復(fù)雜有機(jī)物。改編自:NASA。(右)好奇號(hào)探測(cè)到的甲烷季節(jié)性變化。改編自[8] 

7月25日,《科學(xué)》雜志發(fā)表了意大利天體物理研究所的羅伯特·奧羅塞團(tuán)隊(duì)的最新結(jié)果。他們通過(guò)火星快車號(hào)探測(cè)器的MARSIS雷達(dá)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)火星南極的冰蓋之下1.5公里深處很可能有液態(tài)鹽水湖,延伸范圍約有20公里[9]。

可能的液態(tài)水湖所在的區(qū)域(右圖藍(lán)色三角區(qū)域內(nèi))來(lái)源:ESA和參考文獻(xiàn)[9]

越來(lái)越多的觀測(cè)結(jié)果告訴我們,火星、谷神星、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、土衛(wèi)二、土衛(wèi)六,甚至冥王星…它們的冰層之下很可能都有鹽水湖泊或海洋,太陽(yáng)系并不是干涸的沙漠,而是蘊(yùn)藏著數(shù)不清的生命之源。

小行星

1、黎明號(hào)結(jié)束任務(wù)

2018年11月1日,NASA正式宣布黎明號(hào)探測(cè)器燃料耗盡,結(jié)束了它長(zhǎng)達(dá)11年的小行星帶之旅。

發(fā)射于2007年9月27日的黎明號(hào)探測(cè)器,以一己之力為人類揭開(kāi)了小行星帶中兩顆最大天體——灶神星(Vesta)和谷神星(Ceres)的面紗。它也是目前為止唯一一個(gè)環(huán)繞了兩顆地外天體,第一個(gè)環(huán)繞小行星帶天體,第一個(gè)探訪矮行星的探測(cè)器。

黎明號(hào)的青春紀(jì)念冊(cè)。素材來(lái)源:NASA

黎明號(hào)結(jié)束任務(wù)之后的最終軌道是項(xiàng)目組精心設(shè)計(jì)的距離谷神星最近的“安全軌道”,會(huì)保證黎明號(hào)在接下來(lái)的至少20年里不會(huì)撞上谷神星——以防不慎污染了這顆矮行星。

而人類會(huì)抓緊接這段時(shí)間來(lái)確認(rèn)谷神星上是否真的具備維持生命的條件,甚至存在生命。

2、隼鳥(niǎo)2號(hào)和OSIRIS-REx號(hào)探測(cè)器到站

雖然目前還暫時(shí)沒(méi)有重訪谷神星的計(jì)劃,但在太陽(yáng)系的其他地方,另外兩顆近地小行星探測(cè)器,JAXA的隼鳥(niǎo)2號(hào)和NASA的OSIRIS-REx號(hào)都在2018年順利抵達(dá)了目的地。

先到的是隼鳥(niǎo)2號(hào)。6月27日,隼鳥(niǎo)2號(hào)探測(cè)器抵達(dá)小行星“龍宮”上空預(yù)定軌道,開(kāi)始與“龍宮”伴飛。隨后的幾個(gè)月里,隼鳥(niǎo)2號(hào)迅速完成了對(duì)陀螺形小行星“龍宮”的一系列包括地形、重力、溫度等各方面的初步探測(cè)。9月21日,巡視器MINERVA-II1成功著陸“龍宮”表面并傳回照片,成為首次成功著陸小行星上的巡視器。10月3日,著陸器MASCOT也順利著陸并完成探測(cè)。

(左)隼鳥(niǎo)2號(hào)拍攝的直徑約900米的小行星“龍宮”;(右)MINERVA-II-1B著陸后拍攝的“龍宮”表面。來(lái)源:JAXA

這一巨大的成功也讓領(lǐng)導(dǎo)隼鳥(niǎo)2號(hào)團(tuán)隊(duì)的JAXA吉川真副教授入選了今年《自然》雜志年度十大人物[10]。

吉川真。來(lái)源: Nature/Noriko Hayashi [10]

2019年,隼鳥(niǎo)2號(hào)將會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)。在新的一年里,它計(jì)劃完成2-3次著陸采樣,這將是一場(chǎng)異常艱險(xiǎn)的硬仗。

而在另一邊,NASA的冥王號(hào)(OSIRIS-REx)探測(cè)器也于12月3日抵達(dá)小行星“貝努”,而且剛抵達(dá)沒(méi)幾天就傳回捷報(bào):冥王號(hào)已經(jīng)在“貝努”上探測(cè)到了水。2019年將是冥王號(hào)開(kāi)始大展身手的一年,讓我們拭目以待。

冥王號(hào)拍攝的直徑約500米的小行星“貝努”。來(lái)源:NASA哥達(dá)德空間飛行中心/University of Arizona[11]

木星:朱諾號(hào)的捷報(bào)

3月8日,《自然》雜志一次發(fā)表了四篇論文,介紹了朱諾號(hào)前6個(gè)周期的探測(cè)結(jié)果。通過(guò)這些探測(cè)數(shù)據(jù),我們對(duì)木星的重力場(chǎng)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、中低緯的條帶、南北極的氣旋都有了更為深入的了解[12-15]。

朱諾號(hào)近紅外波段數(shù)據(jù)揭示的木星南極區(qū)域的氣旋分布。顏色越深表示溫度越低(云越多)。來(lái)源:NASA

轉(zhuǎn)眼兩年半過(guò)去,如今的朱諾號(hào)已完成了最初的12個(gè)觀測(cè)周期,并于今年6月開(kāi)始了拓展任務(wù)。也就是說(shuō),朱諾號(hào)還會(huì)為我們揭開(kāi)更多關(guān)于遙遠(yuǎn)、神秘而氣象磅礴的木星的秘密。

木星云層之上,拍攝于2017年12月16日。來(lái)源:NASA

向外:旅行者2號(hào)進(jìn)入星際空間

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,旅行者1號(hào)都是人類唯一一顆進(jìn)入星際空間的探測(cè)器,而這一切在2018年發(fā)生了變化。

旅行者號(hào)團(tuán)隊(duì)通過(guò)旅行者2號(hào)攜帶的等離子科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀(PLS)、宇宙射線探測(cè)儀(CRS)等科學(xué)儀器,確認(rèn)旅行者2號(hào)于2018年11月5日也穿過(guò)了太陽(yáng)風(fēng)的邊界,也就是日球?qū)禹敚╤eliopause),成為第二個(gè)正式進(jìn)入星際空間的探測(cè)器[16]。

旅行者1號(hào)和2號(hào)目前的位置示意圖。來(lái)源:NASA/JPL-Caltech [16]

旅行者2號(hào)的這一歷史性時(shí)刻意義非凡。

不同于只飛掠了木星和土星的旅行者1號(hào),旅行者2號(hào)是人類迄今為止唯一一顆一次性飛掠過(guò)四顆外太陽(yáng)系行星系統(tǒng)(木星、土星、天王星、海王星)的探測(cè)器,也是人類窮盡當(dāng)時(shí)的技術(shù)、智慧和機(jī)遇的一次里程碑式的成功。

旅行者2號(hào)也讓人類得以首次直接觀察到探測(cè)器穿過(guò)太陽(yáng)風(fēng)邊界進(jìn)入星際空間之后的環(huán)境。是旅行者2號(hào)攜帶的等離子科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀首次探測(cè)到探測(cè)器穿過(guò)太陽(yáng)風(fēng)邊界之后周圍環(huán)境中的等離子體密度的劇烈減少,因?yàn)槁眯姓?號(hào)攜帶的等離子科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀的在穿過(guò)太陽(yáng)風(fēng)邊界很久之前就已經(jīng)壞掉了。

旅行者2號(hào)攜帶的宇宙射線探測(cè)儀(CRS)顯示,11月5日后,旅行者2號(hào)周圍探測(cè)到的來(lái)自日球?qū)觾?nèi)的粒子驟減,而來(lái)自宇宙射線的粒子驟增。來(lái)源:NASA

自此,發(fā)射于1977年9月5日和8月20日的旅行者1號(hào)和2號(hào)探測(cè)器已經(jīng)先后于2012年和2018年進(jìn)入了星際空間。雖然距離“飛出太陽(yáng)系”還遙遙無(wú)期,但它們依然代表著人類向著太陽(yáng)系外探索的先鋒,正不停歇地飛往更遠(yuǎn)的地方。

向內(nèi):帕克號(hào)和貝比科隆博號(hào)發(fā)射

向太陽(yáng)外的探索固然非常艱難,但向太陽(yáng)系內(nèi)的探索卻也絲毫沒(méi)有更容易。太陽(yáng)巨大的引力和嚴(yán)酷的高溫,讓人類不敢輕舉妄動(dòng)。

然而,2018年也是人類向太陽(yáng)系內(nèi)探索的突破之年。

2018年10月20日,歐空局ESA和日本航天局JAXA聯(lián)合研制的貝比科隆博號(hào)水星探測(cè)器(BepiColombo)在法屬圭亞那庫(kù)魯航天中心發(fā)射升空——這是人類迄今為止的第3個(gè)水星探測(cè)器,也將是繼2004年發(fā)射的信使號(hào)探測(cè)器之后的第2個(gè)水星軌道器。

貝比科隆博號(hào)水星探測(cè)器假想圖。來(lái)源:ESA

貝比科隆博號(hào)水星探測(cè)器由ESA主導(dǎo)的水星探測(cè)軌道器MPO和JAXA主導(dǎo)的水星磁層軌道器MMO兩部分組成,預(yù)計(jì)花費(fèi)7年時(shí)間抵達(dá)水星軌道,對(duì)水星的地形、重力、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、礦物成分、磁層以及水星周圍的各種粒子環(huán)境進(jìn)行全方位探測(cè)。

而更激動(dòng)人心的,是人類“觸摸”太陽(yáng)的勇氣和豪情。

2018年8月12日,NASA的帕克太陽(yáng)探測(cè)器在美國(guó)佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。這顆致力于探索太陽(yáng)的大氣層、磁場(chǎng)和太陽(yáng)風(fēng)的帕克太陽(yáng)號(hào)探測(cè)器以美國(guó)天體物理學(xué)家尤金·帕克的名字命名,這也是NASA歷史上第一顆以還在世的人的名字命名的探測(cè)器。

這顆探測(cè)器將成為人類有史以來(lái)最接近太陽(yáng)的探測(cè)器,也將成為有史以來(lái)速度最快的人造物體。它將帶著白色的隔熱盾,勇闖1400攝氏度的高溫。

帕克號(hào)將在發(fā)射后的7年里環(huán)繞太陽(yáng)24圈,一點(diǎn)一點(diǎn)靠近太陽(yáng)。而在2018年的最后幾個(gè)月里,帕克號(hào)進(jìn)展良好,已經(jīng)完成了第一次金星飛掠和第一次近日點(diǎn)飛掠。

帕克號(hào)“觸摸”太陽(yáng)的假想圖。來(lái)源:NASA

系外行星:苔絲接棒開(kāi)普勒,薪火相傳

2018年10月30日,偉大的系外開(kāi)拓者、行星獵人、NASA的開(kāi)普勒探測(cè)器在幾次掙扎在油盡燈枯的邊緣之后,因燃料耗盡醫(yī)治無(wú)效,永遠(yuǎn)離開(kāi)了我們。這顆發(fā)射于2009年3月7日,使命是尋找太陽(yáng)系以外的行星的探測(cè)器,原本的設(shè)計(jì)壽命只有3.5年,但它一再超期服役,最終堅(jiān)持工作了9年半。

作為人類第一顆職業(yè)行星搜尋探測(cè)器,開(kāi)普勒告訴了我們太多太多。 

在2001年底,開(kāi)普勒任務(wù)正式通過(guò)之前,人類只發(fā)現(xiàn)了約80顆系外行星。而到了2018年底,人類已經(jīng)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了約3800顆系外行星——其中有2662顆都是開(kāi)普勒探測(cè)器發(fā)現(xiàn)的,占了70%。

9年多的飛行,觀測(cè)了53萬(wàn)多個(gè)恒星系統(tǒng),確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了2662顆系外行星。來(lái)源:NASA[17]

開(kāi)普勒探測(cè)器告訴我們,系外行星是普遍存在的,類地大小的行星也是普遍存在的;開(kāi)普勒探測(cè)器也告訴我們,行星系統(tǒng)可以有多么豐富多彩,傳統(tǒng)的行星形成理論可能亟需修改——我們以為是典型的太陽(yáng)系,只不過(guò)是其中一種情況罷了。

可以說(shuō),是開(kāi)普勒探測(cè)器,真正讓我們開(kāi)始以全新的視角看待星空——

曾經(jīng),那只是一個(gè)個(gè)遙遠(yuǎn)而陌生的亮點(diǎn);

而現(xiàn)在,我們知道那一個(gè)個(gè)亮點(diǎn)里,也有著和我們的太陽(yáng)系一樣甚至更加豐富多彩的行星甚至衛(wèi)星世界。

紀(jì)念開(kāi)普勒探測(cè)器退役的作品《A New View of Our Starry Night》。來(lái)源:NASA [18]

欣慰的是,開(kāi)普勒探測(cè)器的繼任者——NASA的凌日系外行星巡天衛(wèi)星苔絲(TESS)已于今年4月18日發(fā)射升空,接過(guò)了開(kāi)普勒探測(cè)器的火炬,而且短短幾個(gè)月就已經(jīng)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了3顆系外行星。

薪火相傳。來(lái)源:NASA

1%的銀河系:蓋亞任務(wù)數(shù)據(jù)第二次發(fā)布

發(fā)射于2013年12月19日的歐空局蓋亞(Gaia)任務(wù),至今已完成了四年多的探測(cè)。蓋亞任務(wù)的設(shè)計(jì)功能是以前所未有的精度測(cè)量星體的位置、距離和運(yùn)動(dòng)等特征,目標(biāo)是繪制10億顆天體(主要是恒星)的三維星圖,或者說(shuō),“下載”1%的銀河系“數(shù)據(jù)庫(kù)”,以此來(lái)揭示銀河系的組成、形成和演化。

蓋亞任務(wù)于2016年9月14日發(fā)布了第一批數(shù)據(jù)(Gaia DR1),包括了截止到2015年9月的為期14個(gè)月的初步探測(cè)內(nèi)容。

而今年(2018年)4月25日,蓋亞任務(wù)的第二次數(shù)據(jù)發(fā)布(Gaia DR2)則更為矚目。這次發(fā)布包括了從2014年6月25日到2016年5月23日長(zhǎng)達(dá)22個(gè)月的觀測(cè)數(shù)據(jù),涵蓋了16.9億顆恒星的位置和亮度,13.3億顆恒星的視差和自行運(yùn)動(dòng)信息,13.8億顆恒星的顏色,720萬(wàn)顆恒星的徑向速度,7700萬(wàn)顆恒星的半徑和光度測(cè)量數(shù)據(jù)等大量信息[19]??梢哉f(shuō),至此蓋亞任務(wù)已經(jīng)完成了“繪制1%的銀河系”這一最初的目標(biāo)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和研究,無(wú)數(shù)關(guān)于銀河系的謎題已經(jīng)或?qū)?huì)被揭開(kāi)。

蓋亞第二次數(shù)據(jù)發(fā)布呈現(xiàn)的銀河系星圖。來(lái)源:ESA [20]

領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)由400多名科學(xué)家組成的蓋亞數(shù)據(jù)處理和分析團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家——荷蘭萊頓大學(xué)的Anthony Brown教授也入選了今年《自然》雜志年度十大人物[10]。蓋亞任務(wù)發(fā)布的數(shù)據(jù)已經(jīng)被超過(guò)700篇學(xué)術(shù)論文引用,還有許多天文學(xué)家們正在孜孜不倦地深挖這個(gè)珍貴的數(shù)據(jù)寶庫(kù)。

Anthony Brown。來(lái)源:Nature/ Timothy Archibald [10]

蓋亞任務(wù)接下來(lái)還將會(huì)有一次或者更多次激動(dòng)人心的數(shù)據(jù)發(fā)布。

來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的使者:“冰立方”探測(cè)到中微子

2017年9月22日,“冰立方”團(tuán)隊(duì)探測(cè)到了一次極高能中微子事件,在這顆中微子的來(lái)源方向上,剛好有一個(gè)正處在活躍狀態(tài)的“耀變體”(flaring blazar),科學(xué)家們認(rèn)為這就是本次觀測(cè)到的極高能中微子的源頭——這是人們首次確認(rèn)中微子的銀河系外來(lái)源體。在此之前,人類只確認(rèn)過(guò)兩個(gè)中微子源天體:太陽(yáng)和超新星1987A。由于中微子是宇宙射線作用的產(chǎn)物之一,因此這也意味著這很可能是人們首次找到宇宙中高能射線的來(lái)源體。這一結(jié)果發(fā)表于2018年7月13日的《科學(xué)》雜志[21]。

中微子這種極輕極小的粒子極難被探測(cè)到,探測(cè)到本次中微子事件的裝置叫做“冰立方”(IceCube):在南極厚厚的冰層之下1450-2450米之間的不同深度處,安置了60個(gè)用于探測(cè)中微子產(chǎn)物信號(hào)的光學(xué)傳感器,構(gòu)成了一個(gè)大約覆蓋一立方公里范圍的傳感器陣列。

南極冰下的探測(cè)裝置——冰立方。來(lái)源:JAMIE YANG AND SAVANNAH GUTHRIE/ICECUBE/NSF[22]

事實(shí)上,在冰立方團(tuán)隊(duì)9月22日探測(cè)到中微子之后,是包括專門(mén)監(jiān)測(cè)高能伽馬射線的費(fèi)米衛(wèi)星、美國(guó)的 “央斯基甚大陣” 射電望遠(yuǎn)鏡、日本的 “昴星團(tuán)”光學(xué)望遠(yuǎn)鏡等多種觀測(cè)手段和儀器加入了進(jìn)來(lái),一同尋找和確認(rèn)來(lái)源,才最終鎖定了這個(gè)耀變體。因此,這次中微子事件也標(biāo)志著多信使天文學(xué)新的里程碑。這一成果入選了《科學(xué)》雜志的“2018年十大突破”榜單[22]。

下一站,月之背面!下一站,天涯海角! 

或許你還沒(méi)有從忙碌而充實(shí)的2018年里緩過(guò)神來(lái),但勤奮的探測(cè)器們卻已經(jīng)開(kāi)始了新的征程。

在2019年剛剛開(kāi)始的幾天,兩件大事即將發(fā)生。

1月1日,離開(kāi)冥王星多時(shí)的NASA新視野號(hào)探測(cè)器將飛掠它的下一個(gè)目標(biāo)——柯伊伯帶天體2014 MU69,它還有一個(gè)浪漫的昵稱:Ultima Thule(拉丁語(yǔ)“天涯海角”之意)。這將是人類通過(guò)探測(cè)器近距離探訪的最遠(yuǎn)的太陽(yáng)系天體。

新視野號(hào)飛掠天涯海角的假想圖。來(lái)源:NASA/JHUAPL/SwRI

同樣是1月初,我國(guó)的嫦娥4號(hào)探測(cè)器將嘗試著陸月球背面。雖然通訊的難題已經(jīng)解決,但地形復(fù)雜崎嶇的月之背面依然兇險(xiǎn)異常——這將是人類首次挑戰(zhàn)軟著陸月球背面。

盤(pán)踞月球背面南半球的南極艾肯盆地(紅圈內(nèi))是嫦娥4號(hào)的目標(biāo)。根據(jù)LROCWAC影像繪制。

2019,新的一年,新的期待。

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