2016天文故事 【国际篇】

拾10——2016年火星任务计划：搁浅与成功

ExoMars/Exobiology on Mars

每隔两年零一个月，就会迎来一次“火星发射窗口”，2016年3月便是其中一次。NASA和ESA原计划在此次窗口分别发射“洞察力”火星着陆器和“ExoMars”探测器。然而由于探测器上的一个真空部件发生泄漏，NASA的研究人员取消了本次发射，并将发射时间定在两年之后。ExoMars探测器在3月份成功发射并在10月份到达火星，它由一个火星轨道飞行器（TGO）和一个着陆器（Schiaparelli）构成，目的在于寻找火星上的生物生命标记。10月19日，Schiaparelli在着陆过程中发生事故坠毁，但TGO工作良好。按原定计划，ESA也将在2020年继续发射着陆器前往火星。

玖9——银河系中心制造极端粒子

©J. BOLMONT/Collaboration HESS/CNRS PHOTOTHEQUE

高能立体望远镜系统（HESS）在非洲纳米比亚境内的沙漠腹地，是由1架28米望远镜和4架12米望远镜组成的观测阵列。2016年，HESS发现一些高能粒子是来自于我们的星系中心，这意味着在那里有足够强烈的天体活动来制造出这些高能粒子。HESS并不能直接探测这些粒子，而是探测它们与介质相互作用后产生的次级辐射光子。此次得到的数据显示，这些粒子是来自于银河系中心30光年内的高能质子，后者能有1015倍于可见光的能量，得益于银河系中心的超大质量黑洞。

捌8——第九大行星和诡秘的外太阳系

©NASA/JPL-Caltech/The Juno spacecraft arrive at Jupiter in 2016  

在过去的一年中，行星科学家找到了在冥王星轨道之外存在一个大行星的线索，在距离太阳50到100个天文单文（1天文单位等于日地平均距离）的轨道带上，加州理工学院的科学家研究了12个小天体的运动，发现至少有一半研究对象的轨道在穿过黄道面的时候会经过相同的一个区域，计算表明，这只有0.007%的可能是随机现象。最可能的是有一颗10个地球质量的行星在影响着这些天体。因此科学家正致力来找出它的“真身”。此外，另一群研究者发现了两颗新的矮行星，其中一颗“2015 RR245”尺寸颇大，达到770千米；另一颗“Niku”的轨道较为奇特，几乎垂直于黄道面。

柒7——正在丢失的夜空

©Mark Esguerra/Los Angeles 

据统计，在2016年，世界上83%的人口，处在光污染的笼罩之下，超过三分之一的人，看不到银河的样子。对于生活在市区的人来说，这个消息并不值得惊讶，但只要人们走出城市，来到没有人为光污染的地方，才能明白自己失去了什么。直接用肉眼看到银河，看到猎户座的闪光，看到昴星团和漫天星星点点，你才会觉得自己跟宇宙离得有多么近。

陆6——重返木星之旅

©NASA/JPL-Caltech/The Juno spacecraft arrive at Jupiter in 2016 

7月4号晚上，木星迎来了一位小伙伴——“朱诺”号探测器。经过漫长路径的跋涉，“朱诺”接近木星时的速度达每小时13万英里。探测器进行了多次轨道机动，10月份下降到了一个周期为14天的科学轨道。对于“朱诺”来说，它将创造人类在木星这颗太阳系内行星之王上持续探测时间最长的记录，此前在木星轨道上待的最久的是“伽利略”号探测器，在其殒身于木星大气层前只停留了13天。除了多色相机与极光红外测绘器之外，“朱诺”另有7块探测设备预计将工作至2018年2月，届时，她将在探索沉寂了数百万年的木星风暴之谜之后脱离轨道。

伍5——射电暴

©Duncan Lorime/West Virginia University/The first fast radio burst datar

约十年前，西弗吉尼亚大学的天文学家Duncan Lorimer和他的同事确认了一个奇怪的信号，由澳大利亚“帕克斯”射电望远镜接收到的。信号只持续了几毫秒，看上去是从银河系外发出来的，因为接收到信号时望远镜的方向并不对应银河系内的天体。鉴于其信号能量很强，持续时间短，科学家们便将其称之为“快速射电暴（FRB）”。此后，2013年，天文学家又在“帕克斯”的观测数据中发现了更多的快速射电暴。美国的“阿雷西博”“绿岸”等望远镜释放的数据中也相继发现了FRB的踪迹。不过，科学家们看着空空如也的宇宙深处，不清楚到底是什么天体现象会是这种匪夷所思的信号来源。当初接收到信号的天空位置，似乎此后再也没有发生过FRB。直到2015年，天文学家在“阿雷西博”的数据中发现了一个FRB竟然有“涟漪”：在相同的位置，望远镜随后又记录到了十余次相同的射电暴信号。这些结果在今年年初被发表出来，引起了相当强烈的反响，至少有百余个模型来解释这个现象。但总而言之，天文学家们认为它们来自遥远的河外星系，精确地确认其来源地就成了研究的关键点。

肆4——柯伊伯带的秘密

After Pluto/New Horizons set to meet deeper space object

“新视野”号探测器在2015年就是各种“十大天文”的热门话题，2016年依然如此！10月，“新视野”飞跃冥王星，紧接着科学家们分析了它传回的数据，给了我们更清晰的冥王星面貌。其中最大的发现就是，矮行星在过去的数百万年时间里一直是活跃的。冥王星表面的多边结构调查显示，星体内部有物质从温暖地带向冰冷地带流动。氮冰浮动在别的冰层之上，并且一直在缓慢地更新着。一直以来，“新视野”继续在太阳系外围——遥远的柯伊伯带进行着探索工作。7月1号，NASA向外界指出他们将把探测器的任务拓展5年，届时，“新视野”号将不仅探测柯伊伯带的内侧边缘，而会向这个地带更深处前进，恰如其名，探测器将给人类带来新的视野。

叁3——可重复使用火箭平稳着陆

© Loren Grush/SpaceX successfully lands its rocket

私营公司涉足航天发射已经不是什么新闻了，然而过去的一年里他们迈出了里程碑的一步：火箭回收。利用NASA积累已久的成熟技术，美国的SpaceX公司和蓝色起源公司实现了运载火箭第一级的回收。前者在陆地和大海上分别做到了火箭的平稳着陆，尤其是在大海上着陆引人注意：风浪较大，但人迹罕至故可以降低风险。而蓝色起源公司把回收后的火箭成功发射并再回收，虽然再次发射只是验证了回收火箭的可用性，不过一旦此技术稳定成熟的话，将会为每次发射节省数百万至上千万美元。

贰2——遇见新邻居：比邻星b

©M. KORNMESSER/ESO/Impression Shows a View of the surface of the planet Proxima b

每一年，关注天文的人们都对系外行星津津乐道，的确，过去的数年时间里天文学家们发现了数百颗系外行星，其中不少还是“类地行星”。在2016年，一颗系外行星的发现为系外行星家族的繁荣锦上添花：比邻星b，或者叫做半人马座阿尔法Cb。这颗行星的与众不同之处在于，它是太阳最近的恒星邻居——比邻星内的行星。数据显示其绕比邻星运行周期为11.2天，质量在1.3到3个地球质量之间，距离恒星只有0.05天文单位；并且，它很有可能像月球被地球潮汐锁定一样，永远只有一面朝着比邻星。基于这些数据，天文学家认为该星很可能拥有固态表面和大气层，甚至会存在表面液态水；不过恶劣的光辐射环境也可能会使一切生命存在的可能化为泡影。无论如何，知道在最近的恒星系统里有这么一个地球的小伙伴存在，人们的心也是欣慰和欣喜的。

壹1——引力波天文学的开始

Gravitational Wave Astronomy

2015年有关于引力波被观测到的谣言流传在天文界中，终于在2016年被证实：先进激光干涉仪引力波天文台（Advanced LIGO）的观测到了引力波信号。这一发现，把百年前的广义相对论理论引力关于引力波的预言和半个世纪前就开始的引力波探测技术实验带向了高潮。LIGO由两座独立的激光干涉设备组成，分别位于美国的路易斯安那州Livingston和华盛顿州Hanford，它们在2015年9月14日当天分别探测到了相同的信号，期间相隔7毫秒——也就是说引力波先后到达两座探测设备。在此后，科学家们尽可能地排除了一切信号来自于人为影响和地球扰动的可能，并在2016年早期公布了这个发现，接着又公布了另外一个信号，同样由两台设备先后探测到。根据信号的特征，科学家们人为它们都是来自于两个黑洞的合并。在未来的研究计划中，LIGO将联合欧洲的探测团队进行引力波的探测和研究，并期待空间探测设备的到来。