 2020年即将过去。无论人类经历了多少痛苦、撕裂，或是欣喜、幸福，这365天对宇宙来说依然只是最微小的一瞬间。时间可以量化，而人生不能量化；空间可以量化，而存在不能量化；结构可以量化，而感受不能量化……在确定性中，不确定性又是我们所有快乐和悲伤的源泉...... 2020年，全球疫情蔓延，不少天文台都曾短暂关闭。即便如此，科研一线的天文学家们仍然与宇宙争分夺秒取得了一些令人欣慰的进展。在此，我们选取了2020年十大天文事件，与大家分享。 【全文版“2020年十大天文事件”，尽在《中国国家天文》2020年12月号】  01嫦娥五号成功发射并采样返回 2020年即将结束之时，北京时间12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆场安全着陆，这标志着探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。历经16年，中国探月工程之前设定的“绕、落、回”三步走任务终于圆满完成。这也是继苏联利用月球24号在1976年将月球表面样本送回地球之后，人类终于再次获得了来自月球的珍贵样品，而这一次等待了44年。 01  12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。来源／中国探月 此次嫦娥五号着陆点选择在月球正面风暴洋东北角的玄武岩区域，根据中国科学院国家天文台研究员、探月工程三期副总设计师李春来在国务院新闻办举行的新闻发布会上的解释，俄罗斯和美国的九个采样点，都在月球纬度30度的范围，嫦娥五号的采样点选择了43度的风暴洋东北角的玄武岩区域，是全新的采样区域和全新的样品研究。此次最终返回采样1731克。所有样品已经于2020年12月19日由国家航天局转交给国家天文台保存解封，这里建有国内首个月球样品实验室。通过对这些全新区域、全新样品的研究，将加深我们对于月球表面的风化作用、火山作用和区域地质背景、区域地质演化方面等方面的理解。 02多国成功发射火星探测器 火星一直是人类特别向往的一颗行星。在时隔26个月之后，终于又在七、八月份再一次迎来了火星发射的窗口。尽管疫情肆虐，阿联酋、中国和美国还是分别发射了自己的火星探测器。 02  天问一号火星探测器飞抵火星（想象图） 北京时间2020年7月20日5时58分，希望号火星探测器在日本种子岛宇宙中心发射升空的，将于2021年2月9日抵达火星附近。这是阿联酋史上首次，也是阿拉伯世界首次的太空探索。就在希望号发射3天后，中国于2020年7月23日12时41分由长征五号遥四运载火箭从海南文昌航天发射场，发射了自主研发的“天问一号”火星探测器，将探测器成功送入预定轨道。自发射到12月14日，天问一号运行状态良好，飞行里程已经达到3.6亿公里，距离地球超过1亿公里，距离火星约1200万千米。天问一号计划在2021年2月到达火星，5月择机实施降轨，软着陆火星表面。同样，美国也利用这个火星发射窗口，于北京时间7月30日的晚上7点50分，在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射了毅力号火星探测器，预计于2021年2月18日到达火星。 03太阳内部CNO循环被直接验证 11月，英国《自然》杂志发表的文章，科研人员利用位于意大利的格兰萨索国家地下实验室（LNGS）中的太阳中微子探测器（Borexino），首次直接测定了CNO循环中所产生的中微子流量。此次探测实验的主要难点在于如何确定过剩信号：每100吨目标每天只有几个高于背景的计数，这归因于CNO中微子的相互作用。 03  Borexino探测器内部（左）与太阳的拼接图。利用位于意大利地下实验室的Borexino探测器，科学家首次直接探测到太阳内部碳-氮-氧（CNO）循环产生的中微子流量。来源／Borexino Collaboration/Maxim Gromov 在过去五年中，探测器热稳定方面的进展使科研人员开发出一种新的方法来减少探测体的污染率，从而能够首次作出这个测量。这一结果为利用CNO中微子直接精确测量太阳金属丰度奠定了基础。这个发现将太阳中CNO聚变的相对贡献率限定在1%左右，而非之前的7%。当然，在大质量恒星中，这还是主要的能量产生过程。这项工作为宇宙中大质量恒星将氢转化为氦的主要机制提供了直接的实验证据。 04黑洞研究获诺奖 中等质量黑洞首发现 说到黑洞，这是一个令人着迷的话题，也是最近几年在大众视野里很有存在感的一个天文前沿课题。到目前为止，天文学家通过观测已经确认几乎每一个星系的中心都存在着至少一个超大质量黑洞。在黑洞的众多研究者中，彭罗斯、根策尔和盖兹以其在黑洞存在理论和银河系中心黑洞质量测量方面做出的先驱性的贡献，在2020年被授予诺贝尔物理学奖。 04  恒星的墓地。这张图展示了多种恒星演化的归宿，其中最为显著的是引力波事件GW190521，这个黑洞并合事件后产生的黑洞，是迄今为止用引力波探测技术找到的最大质量的恒星量级黑洞。图中蓝色、紫色圆点分别为引力波探测和电磁波观测的黑洞，橙色和黄色圆点分别是引力波探测和电磁波观测的中子星。版权／LIGO-Virgo 引力波，作为一个非常有效的探测黑洞的窗口，自从被打开后，短短几年之内，就有四十多对恒星量级的双黑洞系统被发现。就在2020年9月，美国引力波激光干涉天文台的LIGO合作组织发布了2019年5月21日探测到的一例事例（被命名为GW190521），这是在第三次运行中所探测到的。两个质量分别为85和66倍太阳质量的黑洞合并成一个质量为142倍太阳质量的黑洞（根据不同的拟合方法，这个最终质量会有小的差别），其余的9倍太阳质量的能量以引力波的形式释放出来，正是因为能量如此之多，即使这对黑洞位于距离我们170亿光年，也被地球上的引力波探测器探测到了。这是首次探测到中等质量的黑洞，而这次发现也是对超大质量黑洞形成途径的一个间接支持。 05小行星采样成功并返回 小行星通常被认为是太阳系形成时的时间胶囊，自从其诞生之时起，就没有发生过变化。所以通过研究小行星，可以了解太阳系形成之初的性质，有助于理解地球水的来源以及生命起源问题。在经历了6年的太空飞行之后，日本的隼鸟2号终于在2020年12月5日在地球附近和回收舱分离，载有小行星龙宫（Ryugu）样品的回收舱在北京时间12月6日2时左右降落在了澳大利亚南部沙漠地带。此次任务预定采集样品质量是0.1克，然而最终返回的样本最终达到了5.4克以上，远超预期。 05  隼鸟2号小行星采样想象图。2019年2月，隼鸟2号进行了首次着陆、首次采样。2019年4月，向龙宫表面释放了一个撞击弹，产生了一个10米大小的撞击坑，并在2019年7月11日进行了表层之下的样本采集。版权／JAXA 另外值得一提的还有冥王号（OSIRIS-Rex），是NASA发射的一个小行星探测器，目的是前往近地小行星贝努，并将少量样本带回地球进行研究。探测器在2016年9月8日发射升空，这是美国发射的第一个从小行星样品采集并返回地球的任务。目前探测器将开始为2021年3月从贝努返回地球而做准备，到时将会是贝努小行星下一次距离地球最近的时间（即返回窗口）。返回舱计划于2023年9月24日在美国犹他州的西部沙漠中着陆。 未完待续…… 【全文版“2020年十大天文事件”，尽在《中国国家天文》2020年12月号】 作者简介 / 苟利军，中国科学院国家天文台研究员，恒星级黑洞研究团组首席科学家，中国科学院大学天文学教授。《中国国家天文》杂志执行总编，北京天文学会副理事长。2020年被授予“中国航天科普大使”称号。 郝方甲，《中国国家天文》特邀编辑，曾四次获得中国新闻奖一等奖。   点击“阅读原文”或 扫描二维码  继往开来 ~ 编辑 / 紫晓 怀尘  中国国家天文 Chinese National Astronomy 微信号：chineseastronomy 《中国国家天文》杂志由国家天文台主办。 本刊面向广大公众，提供科学性、文化性、艺术性、收藏价值兼备的天文学内容及文化生活。 新媒体投稿：cinastronomy@163.com 纸刊订阅请访问公众号下方国天商城 |
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