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 01 对红外暗云的研究发现恒星形成早期阶段的证据红外暗云（IRDC）是天空中看到的冷尘埃和气体的黑暗斑块，与我们银河系中温暖尘埃的明亮漫射红外线光芒形成鲜明对比。IRDC通常质量大，温度低，而且富含促进气体引力塌缩成恒星所需的分子，因此IRDC是研究恒星诞生的天然场所。即使经过几十年的研究，科学家们仍不清楚形成大质量恒星的详细过程，部分原因是这些恒星往往形成得比较快，并伴随着特别强烈的辐射。  一种理论上的设想是，气体中的湍流支持着物质对抗坍缩，直到核心成长到足以克服它；另一种设想是，低质量的恒星首先形成，并通过吸积作用成长为更大质量的恒星。赫歇尔太空望远镜以五个远红外波长（所有这些波长都比光学波长长一百多倍）对大部分天空进行了调查，其中非常冷的星际尘埃--只有几十度开尔文--的发射最为突出。许多IRDC的区域非常冷，以至于赫歇尔探测器的灵敏度不足以在这些波段中最短的70微米看到它们，这些区域被称为 “70微米暗区”。哈佛-史密森天体物理中心 (CfA)的天文学家团队利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）研究70微米暗区，在那里看到了年轻的、高质量的团块。这项调查研究了十几个IRDC，初步结果报告说，大约一半的核心小于大约一个太阳质量--没有发现大于30个太阳质量的核心。IRDC G023.477+0.114是调查中的十二个IRDC之一，位于大约一万六千光年之外。它包含了大约1000个太阳质量的物质，被选中是因为它被认为是一个有潜力形成高质量恒星的大规模无星云。光谱测量发现，它的稠密气体没有湍流，这意味着湍流（至少在这种情况下）不是支持核心防止坍缩成恒星的一个因素。对新的ALMA测量结果进行的彻底分析，其空间分辨率约为十分之一光年，发现该结构中有11个核心，并测量了它们的质量，范围约为1至20个太阳质量。观测还在分子发射线图像中发现了四个准直的外流，这是一个迹象，表明恒星形成已经开始，即使在这个早期发展阶段。因此，这个IRDC不能再被认为是前恒星性质的。天文学家根据观察到的11个核心的特性测试了恒星形成的两个主要理论方案，并发现了与一个甚至两个方案都一致的例子。科学家们认为，这个样本量仍然太小，无法得出任何明确的结论，但是对70微米暗区研究中IRDC的全部样本中的核心的分析最终将提供足够的统计数据来约束这些模型。 02 海洋物理学解释木星上令人难以置信的极地气旋美国宇航局（NASA）卫星拍摄的木星上的极地气旋的图像使科学家们能够研究驱动它们的力量。围绕木星及其79颗卫星飞行的是朱诺号航天器，这是一颗由美国宇航局资助的卫星，它将来自太阳系中最大行星的图像传回给地球上的研究人员。这些照片为海洋学家提供了1月10日发表在《自然-物理学》上的一项新研究的资料。该研究描述了木星两极的丰富湍流和驱动大型气旋的物理力量。  主要作者Lia Siegelman是物理海洋学家和加州大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所的博士后学者，在注意到木星极地的气旋似乎与她在读博士期间研究的海洋涡流有相似之处后，她决定继续这项研究。利用这些图像的阵列和地球物理流体动力学中使用的原理，Siegelman及其同事为长期以来的假设提供了证据，即潮湿的对流--当较热的、密度较小的空气上升时--驱动这些气旋。Siegelman说：“当我看到木星气旋周围丰富的湍流与所有的丝状物和较小的涡流时，它让我想起了在海洋中看到的涡流周围的湍流。这些在高分辨率的卫星图像上特别明显，比如说浮游生物的繁殖。”Siegelman表示，了解木星的能源系统（其规模远大于地球的能源系统）也可以帮助研究人员了解在地球上发挥作用的物理机制，突出一些可能也存在于地球上的能源路线。  她说：“能够研究一个如此遥远的星球，并找到适用于那里的物理学，是非常迷人的。这就提出了一个问题，这些过程对我们自己的‘暗淡蓝点’是否也适用？”朱诺号是第一个捕捉木星两极图像的航天器；以前的卫星围绕着木星的赤道区域运行，提供了木星著名的大红斑的视图。朱诺号配备了两个摄像系统，一个用于拍摄可见光图像，另一个使用朱诺号红外极光成像仪（JIRAM）捕捉热信号，朱诺号航天器上的一个仪器由意大利航天局支持。Siegelman及其同事分析了一系列捕捉木星北极地区的红外图像，特别是极地涡旋群。从这些图像中，研究人员可以通过追踪图像之间云层的移动来计算风速和风向。接下来，研究小组从云层厚度的角度解释了红外图像。热区对应的是薄云，在那里可以看到木星大气层的更深处。冷区域代表厚的云层，覆盖了木星的大气层。  这些发现为研究人员提供了关于该系统能量的线索。由于木星云层是在较热的、密度较小的空气上升时形成的，研究人员发现，云层内快速上升的空气作为一种能量来源，为更大尺度的环极和极地大气旋提供能量。朱诺号于2016年首次抵达木星系统，为科学家们提供了对这些半径约为 1000 公里或 620 英里的大型极地气旋的第一印象。有八个这样的气旋出现在木星的北极，五个出现在木星的南极。自从五年前的第一次观测以来，这些风暴一直存在。研究人员不确定它们是如何起源的，或者它们已经循环了多长时间，但是他们现在知道，湿润的对流是维持它们的原因。研究人员在观察到木星上风暴中的闪电后，首次假设了这种能量转移。朱诺号将继续围绕木星运行至2025年，为研究人员和公众提供该行星及其广泛的卫星系统的新图像。https://www.nature.com/articles/s41567-021-01458-y 03 “新视野号”任务让一些科学家呼吁恢复冥王星的行星身份今天许多活着的人得知，我们的太阳系有九颗行星，其中包括冥王星。然而这在2006年发生了变化，当时国际天文学联盟投票决定将冥王星降为“矮行星”，这使得我们只剩下八颗国际公认的行星。这一决定的理由是基于行星的标准，即行星必须是球形的，围绕着太阳运行并清除了其邻近区域的其他物体。冥王星被认为不合格则因为第三个因素。据悉，它被一些被称为“类冥天体”的天体所包围，这些天体是柯伊伯带的天体，跟冥王星的轨道相似。这一标准已经成为更广泛的分类辩论中的一个关键症结。一组科学家不仅挑战冥王星的降级地位，而且还呼吁大大扩展构成行星的定义以被外界认为降级冥王星的决定更多地建立在天文学上。他们的论文认为，内部的八（或九）颗行星被赋予了一种特殊的地位，这种地位源于19世纪的占星术，因此缺乏坚实的科学基础。相反，科学家们认为，构成行星的定义应该远没有那么排斥，事实上应该扩大到包括一些围绕太阳运行的实质性天体--这将使实际数量达到150个左右。在这篇新的科学论文发表之前，随着NASA“新视野号”任务，冥王星再次成为国际焦点，该探测器在2015年和2016年传回了这颗可能的行星及其五颗卫星的惊人图像。它揭示了冥王星比以前所怀疑的更像行星。  新视野号的图像显示，冥王星不仅仅是一个冰冷的冰球，而且构造活跃，有地下海洋，有相对稳定的大气层，甚至可能仍有火山活动。这再次引发了关于天文学家在将冥王星降为矮行星时是否过于草率的辩论。呼吁将冥王星恢复为行星的科学家认为，不仅冥王星在技术上是一颗行星，它的卫星也是如此，事实上，太阳系中所有围绕八颗正式认可的行星运行的卫星也是如此。此外，他们认为，除了冥王星之外，还有许多跨海王星的物体(TNOs)也应该被重新归类为行星。在这些TNOs中，有像Eris这样的矮行星，它的大小跟冥王星、Haumea、Makemake相似。此外，还有Orcus、Quaoar、Gonggong和Sedna。这篇论文背后的科学家们的普遍想法是，通过承认这些围绕太阳运行的其他物体为行星，它将重塑大众对我们太阳系的理解并认为它比广大公众目前所认为的要广泛和复杂得多。 04 埃隆·马斯克分享SpaceX星际飞船发射和捕获塔的视频SpaceX公司创始人埃隆·马斯克对下一代星际飞船的雄心勃勃的愿景是快速重复使用：发射它，回收火箭助推器后进行翻新，随后再快速发射另一艘星际飞船。这一愿景的一部分涉及一个相当疯狂的工程：一个发射和捕获塔。  上周日，马斯克在Twitter上发布了一个关于该塔的视频，上面简单地写着：“星际飞船发射和捕获塔。”这段31秒的视频让人们对这个结构有了一个直观的了解，它有一个机械臂，可以在猎鹰重型助推器完成“护送”星际飞船离开地球的任务后，将其“捕获”。  这座塔位于SpaceX在得克萨斯州的Starbase设施，目前正在开发中，同时SpaceX正在努力使星际飞船原型首次进入轨道。SpaceX公司正在将星际飞船打造为一种多用途飞行器，可以将人类带到月球和火星，也可以作为地球上不同地点之间的交通工具。马斯克希望在今年年初让星际飞船进入轨道，并在2022年进行多达12次的测试飞行。SpaceX仍在等待美国联邦航空管理局（FAA）是否会颁发发射许可证，让执行轨道任务的星际飞船从得克萨斯州起飞。马斯克将这个捕获机器臂称为“Mechazilla”。该塔的设计也是为了支持发射活动。NASAspaceflight.com的Chris Bergin一直在跟踪该塔的测试，并分享其视频。  星际飞船的原型发射有成功的也有失败，所以发射塔在最终看到行动时也可能面临一些紧张的时刻。正如马斯克去年在Twitter上所说：“不能保证成功，但让人兴奋 ！” 05 “复杂但令人印象深刻的工程杰作”：韦伯望远镜主要部署工作完成1月8日，詹姆斯·韦伯太空望远镜团队成功地完全展开了其标志性的6.4米镀金涂层主镜，完成了该望远镜所有主要部署工作的最后阶段，为科学操作做准备。  “韦伯望远镜的成功展开，是一个复杂但令人印象深刻的工程杰作。我想代表欧空局（ESA），为这一成就真诚地祝贺我们在美国宇航局（NASA）的同事。韦伯是一个由NASA领导的国际合作项目，欧空局以仪器、科学团队的形式提供了关键的贡献，非常重要的是，在圣诞节那天从欧洲库鲁航天发射场成功发射。”欧空局局长Josef Aschbacher说：“我感谢NASA、CSA和我们的欧洲团队，包括CNES、阿丽亚娜航天公司和阿丽亚娜集团，感谢他们的这种出色合作。”在发射前，韦伯望远镜主镜的两翼被折叠以适应欧空局提供的阿丽亚娜5号火箭的整流罩。在一个多星期的其他关键航天器部署之后，韦伯团队开始远程展开有史以来发射到太空的最大主镜的六角形镜段。  这是一个为期多天的过程，1月7日展开镜子的第一面（左舷），1月8日展开镜子的第二面（右舷）。位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所的任务操作中心地面控制，在格林尼治标准时间13点53分/欧洲中部时间14点53分开始部署右舷镜。一旦主镜的第二侧板在格林尼治标准时间18点17分/欧洲中部时间19点17分伸出并锁定到位，所有的部署就宣布完成。这个世界上最大和最复杂的空间科学观测站现在将开始释放和移动其18个主镜段，以调整望远镜的光学系统。地面团队将指挥分段镜背面的126个执行器就位，并弯曲每个镜面--这一对准过程将需要数月时间才能完成。然后，科学仪器将经历一个校准期，然后在今年夏天提供韦伯的第一批图像。  很快，韦伯望远镜还将进行第三次中段修正燃烧--这是计划中的三次路线修正中的一次，以将航天器精确地置于离地球150万公里的第二拉格朗日点（L2）周围的轨道上。这是韦伯望远镜的最终轨道位置，它的遮阳板将保护它不受来自太阳、地球和月球的光线干扰，这些光线可能会干扰红外光的观测。韦伯望远镜有望观测135亿年前的宇宙，以比以往更高的分辨率捕捉天体的红外光，并研究我们自己的太阳系以及遥远的世界。“我们很高兴复杂的望远镜的展开成功了。现在我们屏住呼吸，等待光学系统的对准，仪器的调试，以及最后迷人的第一个科学结果，”欧空局科学部主任Günther Hasinger教授说。 06 NASA任命新首席科学家和高级气候顾问Katherine Calvin将担任NASA的新首席科学家和高级气候顾问。根据该机构于当地时间周一发布的新闻稿，Calvin的职责包括在国家和国际科学界代表该机构并担任航天局局长及其他领导人在科学项目、战略规划和政策方面的主要顾问。  Clavin在Jim Green于1月1日退休后担任首席科学家一职，他在NASA工作了40多年。她还将接替Gavin Schmidt担任永久性的高级气候顾问，Schmidt在今年2月NASA为实现拜登-哈里斯政府的气候目标而设立该职位后一直担任代理职务。该机构加入了拜登的国家气候工作组以协助政府解决与气候变化有关的问题。“气候变化是我们国家--以及我们的星球--面临的最大挑战之一，”Calvin在新闻稿中说道，“NASA是气候和地球科学的世界领导者。我很高兴能成为帮助推进这一重要科学任务的团队的一员。”Clavin来到NASA之前曾在马里兰州学院园区的太平洋西北国家实验室联合全球变化研究所担任地球科学家。 07 美国宇航局为Artemis I登月任务进行的综合测试继续进行工程师和技术人员继续在美国宇航局肯尼迪航天中心的车辆装配大楼内完成综合测试，作为发射阿特米斯一号（Artemis I）任务的准备工作之一。12月17日，该团队完成了通信端到端测试，以确保火箭、航天器和地面设备能够与发射和任务控制中心的控制台进行通信。  这种通过无线电频率对通信系统的验证，确保了发射团队能够在地面以及飞行过程中监控太空发射系统（SLS）火箭和猎户座飞船。测试使用了VAB中的天线，另一个靠近发射台的天线将覆盖发射的最初几秒钟的通信工作，还有一个更强大的天线，使用跟踪数据中继卫星和深空网络的天线。12月20日，探索地面系统团队进行了一次倒计时排序测试，以展示地面发射软件和地面发射排序器，它检查坐在发射台上的飞行器的健康和状态。模拟的发射倒计时测试了SLS和猎户座的反应，确保排序器可以顺利运行。在发射日，地面发射定序器移交给火箭和航天器，自动发射定序器在发射前30秒左右接管。工程师们在推出前增加了第二次定序器测试，以查找在初次测试中发现的仿真器和飞行硬件之间的差异。  上周，工程师和技术人员在火箭核心级通电测试中发现问题后，成功地从四个RS-25发动机中的一个发动机控制器上拆下并更换。工程师们现在正在进行标准的发动机控制器诊断测试和检查，包括控制器加电和飞行软件加载。随后，该团队将努力完成所有剩余的SLS飞行前诊断测试和硬件收尾工作，以便在2月中旬推出，在2月底进行湿式彩排。NASA将在湿式彩排测试成功后确定一个目标发射日期。SLS将是世界上最强大的火箭，也是唯一可以在一次任务中把猎户座、宇航员和物资送至月球的火箭。通过阿特米斯任务，美国宇航局将让第一位女性和第一位有色人种登陆月球，并建立长期探索，为火星任务做准备。SLS和猎户座，以及商业载人着陆系统和将环绕月球的网关，是NASA进行深空探索的骨干资产。 08 哈勃太空望远镜捕捉到壮观的螺旋形星系NGC 976壮观的NGC 976星系懒洋洋地缠绕着螺旋臂，其充满了来自NASA/ESA哈勃太空望远镜的这张图片。据悉，这个螺旋状星系位于白羊座，距离银河系约1.5亿光年。尽管它看起来很平静，但NGC 976曾是已知的最猛烈的天文现象之一--超新星爆炸的东道国。  这些灾难性的暴力事件发生在大质量恒星的生命末期，其可以在短时间内照亮整个星系。虽然超新星标志着大质量恒星的死亡，但它们也负责创造重元素，这些重元素被纳入后来的恒星和行星中。超新星对于天文学家测量遥远星系的距离也是一种有用的帮助。超新星爆炸抛向太空的能量非常均匀，这使得天文学家能够根据从地球上看它们时的亮度来估计它们的距离。这张图片--使用哈勃第三代广域相机的数据制作而成--来自于哈勃对附近星系的大量观测，这些星系拥有超新星及被称为造父变星的一类脉冲星。蛇夫座变星和超新星都被用来测量天文距离，包含这两种天体的星系提供了有用的天然实验室，这两种方法可以相互校准。 09 天文学家发现银河系中“金属”含量最低的恒星结构太阳的98.5%是由氢和氦这两种轻化学元素组成的，而剩下的1.5%是由其他较重的元素组成的，如碳、氧和铁。这些较重元素在恒星中的丰度被称为“金属性”，并在不同的恒星中有所变化。现在研究人员发现，银河系有一个由金属性极低的恒星组成的独特的恒星结构，其重元素含量只有太阳的金属性的1/2500。这远远低于宇宙中任何其他已知的恒星结构。  这一发现是由斯特拉斯堡天文台（法国国家科学研究中心CNRS/斯特拉斯堡大学）的一名CNRS研究员领导的国际团队做出的，涉及到星系、恒星、物理和仪器实验室（巴黎天文台-PSL/CNRS）和J-L Lagrange实验室（CNRS/蓝色海岸天文台）的科学家，于2022年1月5日发表在《自然》杂志上。  这组恒星都属于银河系中一个名为C-19的恒星结构。这一发现不仅挑战了天文学家们目前对这些恒星群形成的理解和模型，排除了仅由这些恒星组成的结构的存在，它还为了解恒星形成的最早年代和非常遥远的过去的恒星结构的发展打开了一个独特而直接的窗口。由于重元素是由连续几代大质量恒星产生的，C-19恒星非常低的金属性表明，它们只是在宇宙诞生后很短的时间内形成的。 10 地球面临的现实威胁：几颗小行星正在向其飞来我们目前正在经历着一个即将到来的全球灾难的故事，但跟大流行病和气候变化的报道不同，这场全球灾难是由一颗巨大的小行星--或彗星或者两者都是--撞击产生。  考虑到最近Netflix电影《不要抬头》中的事件，这可能会感到特别不吉利，在这部电影中，地球受到了一颗“行星杀手”小行星的威胁。  但我们到底应该需要多担心--如果这样的东西真的击中了我们会发生什么？对此，来自英国开放大学的行星与太空科学教授Monica Grady指出，根据他个人的经验，杀手级小行星往往会在夏季袭来。也许现在大家已经厌倦了关于奥密克戎COVID变体的传播和相关问题的新闻，所以杀手小行星（或彗星）会带来令人耳目一新的变化。一些英国报纸则转向了诺查丹玛斯--16世纪的一位占星家。有几家报纸在2021年底报道，诺查丹玛斯预测，世界将于2022年在跟太空物体的巨大撞击中结束。Grady表示，在众多媒体的报道中，他最喜欢的是由《太阳报》发布的，文章描述了仅在一月份就有五个小行星向地球飞来的内容。“今年所有预测的小行星都将跟地球擦肩而过，距离很远，它们非常不可能击中我们的星球，”文章写道。实际上，我们已经这份名单中的前两个小行星（2021 YQ和2021 YX）已经于1月5日分别以130万和240万英里的距离飞过地球。  Grady指出，影片《不要抬头》只是一个寓言，其拥“行星杀手”的全球灾难性影响来展现气候变化的全球灾难性影响。这是一个关于腐败、贪婪及政治和企业自身利益被置于人类健康和福利之上的故事。虽然这部有趣的电影有嘲笑了美国右翼政治、向政党捐款对政策（和政治家）的影响、现代技术收集有关健康、习惯和生活方式信息的能力日益增强及技术巨头对这些信息的利用，但它并没有戏谑科学：彗星的发现是在某种程度上是现实的。这也是应该的，因为NASA NEOWISE小行星追踪计划的首席研究员Amy Mainzer为该片的科学顾问。在电影中，天文学家将他们的发现报告给行星防御协调办公室，正如电影所显示的，这是一个由NASA运作的真实组织。那么电影内容是否真实？地球在过去曾被大型小行星撞击过--这就是为什么今天没有巨大的恐龙在地球上游荡。并且它每天都被成吨的灰尘和陨石轰击着。可以肯定的是，“行星杀手”将在未来出现--而且国际政府对此的重视程度远远超过影片中的表现。拥有一套行之有效的报告新小行星和彗星的协议就是我们人类如何知道这个月接近地球的小行星。另外还有一些计划来减轻小行星跟地球相撞的潜在后果。这些通常依赖于偏转小行星的路线，因为试图在最后一分钟将其击落是不可行的--这将需要太多的能量。NASA的DART任务已于去年11月发射，这是一项技术测试任务，它将进一步帮助阐明如何最好地偏转威胁地球的小行星。 11 TOI-2257 b：有史以来发现的最偏心的围绕冷星运行的系外行星“红矮星”是小型恒星，它比我们的太阳要冷得多。在这样的恒星周围，液态水有可能出现在比我们太阳系更接近恒星的行星上。一颗系外行星和它的恒星之间的距离是探测它的一个关键因素：一颗行星离它的主星越近它被探测到的概率就越高。  在最近发表在《Astonomy & Astophysics》杂志上的一项研究中，由伯尔尼大学空间与宜居性中心CSH的Nicole Schanche博士领导的研究人员报告称，他们发现了围绕附近红矮星运行的系外行星TOI-2257 b。Nicole Schanche同时还是伯尔尼大学与日内瓦大学共同管理的国家行星研究中心的成员。一个特殊的望远镜是解决方案的一部分离我们太阳系很远的系外行星无法用望远镜直接观测--它们太小，反射的光线太少。然而检测此类行星的一种方法是凌日法。这涉及到使用望远镜来寻找当行星从恒星前面经过时发生的恒星亮度的下降。对恒星亮度下降的反复观测可以精确测量出行星围绕恒星的轨道周期，而过境的深度可以让研究人员确定行星的直径。当跟来自其他方法的行星质量估计相结合时可以计算出行星密度。行星TOI-2257 b最初是由NASA的凌日系外行星调查卫星TESS太空望远镜的数据识别的。这颗小星被观察了四个月，但观察之间的间隔意味着不清楚亮度的下降是否可以用一颗轨道为176、88、59、44或35天的行星的凌日来解释。  研究人员在用Las Cumbres天文台的全球望远镜对这颗恒星进行观测之后，排除了一颗轨道周期为59天的行星导致亮度下降的可能性。“接下来，我们想弄清楚35天的轨道周期是否有可能，”Nicole Schanche指出。位于墨西哥的SAINT-EX望远镜由CSH和NCCR PlanetS共同合作，是专门为更详细地研究红矮星及其行星而建造的。SAINT-EX全称Search And characterIsatioN of Transiting EXoplanets。该项目是为了纪念著名作家、诗人和飞行员Antoine de Saint-Exupéry（Saint-Ex）而命名的。SAINT-EX观测了TOI-2257 b的部分凌日并能确认这颗系外行星围绕其恒星的准确轨道周期，即35天。“另一个35天后，SAINT-EX能够观测到整个凌日，这为我们提供了关于该系统属性的更多信息，”参与数据处理的、来自CSH的论文共同作者Robert Wells说道。一颗具有不规则轨道的温带行星凭借其35天的轨道周期，TOI-2257 b绕着主星运行，在这个距离上，行星上有可能存在液态水，因此可能存在有利于生命出现的条件。位于小型红矮星附近的这种所谓“宜居区”的行星更容易研究，由于它们的轨道周期更短，因此可以更经常地被观测到。TOI-2257 b的半径（比地球大2.2倍）表明，这颗行星是相当气态的，大气压力高，不利于生命的存在。  “我们发现TOI-2257 b并没有一个圆形的、同心的轨道，”Nicole Schanche指出，“事实上，它是有史以来发现的最偏心的围绕冷星运行的行星。就潜在的可居住性而言，这是个坏消息。虽然这颗行星的平均温度是舒适的，但它的温度从-80℃到约100℃不等，这取决于这颗行星在其轨道上的位置，是远离还是靠近恒星。”对这一令人惊讶的轨道的一个可能解释是，在该系统的更远处，有一颗巨大的行星潜伏着，这扰乱了TOI 2257 b的轨道。进一步测量恒星的径向速度的观测将有助于确认偏心率并寻找在凌日时无法观察到的可能的额外行星。使用JWST进行观测的候选者12月25日成功发射的詹姆斯-韦伯空间望远镜(JWST)将彻底改变对系外行星大气的研究。为了优先考虑用JWST进行观测的优秀候选者，研究人员开发了一个传输光谱学指标(TSM)，从而对不同的系统属性进行评估。TOI-2257 b在TSM方面的定位很好，是最有吸引力的海王星以下的目标之一。Nicole Schanche总结称：“特别是，这颗行星可以被研究出大气层中的水蒸气等特征的迹象。” 12 霍金关于大爆炸的最终理论对多元宇宙规模提出了制约霍金教授与鲁汶大学的托马斯·赫托格教授合作研究的关于宇宙起源的最后理论于2018年发表在《Journal of High Energy Physics》上。该理论是在霍金于2018年早些时候去世前提交发表的，它以弦理论为基础，预测宇宙是有限的，且远比目前许多关于大爆炸的理论说得简单。  资料图赫托格教授的工作得到了欧洲研究理事会的支持，他在2017年7月霍金教授75岁生日之际在剑桥大学举办的一次会议上首次宣布了这一新理论。现代大爆炸理论预测，我们本地的宇宙是随着一阵短暂的膨胀而出现的--换句话说，在大爆炸本身之后的一小部分时间里，宇宙以指数的速度膨胀。然而人们普遍认为，一旦膨胀开始，有些地区的通胀就不会停止。人们认为，在宇宙的某些区域，量子效应可以使膨胀永远持续下去，因此从整体上看，膨胀是永恒的。这样，我们宇宙的可观测部分就只是一位好客的袖珍宇宙，一个膨胀已经结束、恒星和星系形成的区域。“通常的永恒膨胀理论预测，在全球范围内，我们的宇宙就像一个无限的分形，它有着不同的袖珍宇宙的马赛克，被一个膨胀的海洋分开，”霍金在2017年的一次采访中说道，“当地的物理和化学定律可以从一个袖珍宇宙到另一个袖珍宇宙而有所不同，这将共同形成一个多元宇宙。但我从来都是多元宇宙的粉丝。如果多元宇宙中不同宇宙的规模很大或无限大，那么理论就无法得到检验。”霍金和赫托格在他们的论文中指出，这种将永恒膨胀作为大爆炸理论的说法是错误的。赫托格表示：“关于永恒膨胀的通常说法的问题是，它假设了一个现有的背景宇宙，该宇宙根据爱因斯坦的广义相对论演化并将量子效应视为围绕此的小波动。然而，永恒膨胀的动力学抹去了经典和量子物理学之间的分离。因此，爱因斯坦的理论在永恒膨胀中崩溃。”“我们预测，我们的宇宙在最大的尺度上是合理平滑和全球有限的。所以它不是一个分形结构，”霍金说道。霍金和赫托格提出的永恒膨胀理论是基于弦理论得出。他们所使用的方法采用了弦理论中的全息概念，该概念假设宇宙是一个巨大而复杂的全息图：某些三维空间的物理现实可以在数学上简化为表面上的二维投影。霍金和赫托格发展了这个全息论概念的一个变种，即在永恒膨胀中投射出时间维度。这使他们得以描述永恒膨胀而不必依赖爱因斯坦的理论。在新理论中，永恒膨胀被简化为一个在时间开始时定义在空间表面的永恒状态。赫托格表示：“当我们向后追踪我们的宇宙的演变时，在某一点上我们到达了永恒膨胀的门槛，在那里我们熟悉的时间概念不再有任何意义。”霍金早期的“无边界理论”预测，如果你回到宇宙的起点，宇宙会像球体一样缩小和关闭，但这个新理论代表了离早期工作的一步。“现在我们说，在我们的过去有一个边界，”赫托格说道。赫托格和霍金利用他们的新理论得出了关于宇宙全球结构的更可靠的预测。他们预测，在过去的边界上，从永恒膨胀中出现的宇宙是有限的，这远比永恒膨胀的旧理论所预测的无限分形结构简单。他们的结果如果被进一步的工作证实，则将对多元宇宙范式产生深远的影响。霍金指出：“我们并没有沦落到一个单一的、独特的宇宙，但我们的发现意味着多元宇宙的大幅缩减，进而变成了一个小得多的可能宇宙的范围。”这使得该理论更具预测性和可测试性。赫托格现在计划在我们的太空望远镜可以触及的较小尺度上研究新理论的影响。他认为，原始的引力波--时空的涟漪--在永恒膨胀的出口处产生，从而构成了测试该模型的最有希望的“烟雾弹”。我们的宇宙自始至终都在膨胀，这意味着这种引力波会有很长的波长，在目前LIGO探测器的范围之外。但它们可能会被计划中的欧洲天基引力波观测站LISA听到或在未来测量宇宙微波背景的实验中看到。 13 研究揭示银河系最近的一次大碰撞现代宇宙学的特点之一是它对星系如何演变的描述：通过与其他系统的碰撞和合并的分层过程。在宇宙中，没有哪个地方比我们自己的银河系更能清楚地看到这种积累。目前，银河系附近的“邻居”之一——人马座矮星系，正在受到潮汐破坏（矮星系的恒星质量不到像银河系这样的正常螺旋星系的1%，而且往往更少）。  另外两个附近的矮星系，大麦哲伦星系和小麦哲伦星系（分别拥有银河系1%和0.7%的恒星质量）正在向我们坠落。同时，大量的球状星团环绕着银河系，标志着先前的合并所产生的影响。甚至更古老的合并记录可以从银河系恒星光晕中的恒星的位置和运动中提取出来，这些恒星（直径约10万光年）的大致球形分布比大约100-120亿年的时间还要长。同时，距银河系最近的大星系——仙女座，比这些小矮星要远十倍；预计再过50亿年就会与它合并。天文学家利用盖亚任务和对银河系光晕中的恒星进行的新的H3调查表明，银河系的最后一次大合并是在大约80-100亿年前与一个被称为盖亚-恩克拉多斯(Gaia-Enceladus)的矮星系合并，银河系光晕中大约有一半的恒星来自该系统。  盖亚航天器于2013年发射，目标是通过勘测银河系约1000亿颗恒星中的1%，绘制出精确的三维地图。哈佛-史密森天体物理中心 (CfA)天文学家Rohan Naidu、Charlie Conroy、Ana Bonaca、Rainer Weinberger、Nelson Caldwell、Sandro Tacchella、Jiwon Han和Phillip Cargile及其团队利用盖亚的结果，结合AZ的6.5米MMT望远镜对银河系外围的新调查（"H3调查"），以前所未有的细节拼凑银河系恒星的历史，以确定银河系最后的合并性质。证据已经令人信服地表明，一个单一的矮星系在大约80-100亿年前与银河系合并了。被称为盖亚-恩克拉多斯（GSE）的天体今天还剩下什么，是通过其恒星运动和成分从内环的恒星中推断出来的。然而，仍然不确定的是，GSE是否与我们的银河系正面相撞，或者相反，它在逐渐合并之前绕着银河系运行，如果是这样，这个轨道是什么样子。天文学家们通过对盖亚测得的光晕进行建模，再加上与恒星年龄和成分的比较，来解决这些问题。他们表明，GSE 包含大约5亿颗恒星，并没有围绕银河系运行，而是以逆行方向（即与银河系的旋转运动相反）接近它。他们还得出结论，大约 50% 的银河系当前的恒星光晕和大约 20% 的暗物质晕来自它。银河系包含有大约130亿年的恒星，尽管这些恒星可能是在银河系形成后被捕获的。然而，随着这项研究的完成，几乎可以说明银河系在过去100亿年里的全部增长情况。 14 研究：用冲压喷气推进器进行星际旅行仍只能属于科幻小说在关于跟地外文明接触的科幻小说中，有一个问题：什么样的推进系统可以使其在星际间的巨大距离上架起桥梁？使用普通的火箭是做不到的，如那些用于前往月球或火星的火箭。关于这一点，已经提出了许多或多或少的推测性想法--其中之一是“巴萨德收集器(Bussard collector)”或“冲压发动推进器(Ramjet propulsion)”。它涉及在星际空间捕捉质子，然后将其用于核聚变反应堆。  物理学家和科幻小说作家Peter Schattschneider现在正在跟他在美国的同事Albert Jackson一起更为详细地分析了这个概念。然而不幸的是，结果令星际旅行的爱好者们感到失望：它无法像这种推进系统的发明者罗伯特·巴萨德(Robert Bussard)在1960年想的那样工作。该分析已发表在科学杂志《Acta Astronautica》上。收集氢气的机器Peter Schattschneider教授称：“这个想法绝对值得研究。在星际空间，有高度稀释的气体，主要是氢气--约每立方厘米一个原子。如果你在航天器前面收集氢气，就像在一个磁性漏斗中，那么你在巨大磁场的帮助下用它来运行一个核聚变反应堆并加速航天器。”1960年，巴萨德发表了一篇关于此的科学论文。九年后，这样的磁场首次在理论上被描述出来。“从那时起，这个想法不仅让科幻迷们兴奋不已，而且在技术和科学的宇航界也引起了极大的兴趣，”Peter Shcattschneider说道。Peter Schattschneider和Albert Jackson现在仔细研究了半个世纪后的方程式。作为计算电子显微镜中的电磁场的研究项目的一部分，这个在维也纳工业大学开发的软件意外地被证明是非常有用的：物理学家们能够用它来证明磁性粒子捕集的基本原理确实有效。粒子可以在提议的磁场中被收集并被引导到聚变反应堆中。通过这种方式，可以实现相当大的加速--达到相对论的速度。巨大的尺寸然而当计算出磁漏斗的尺寸时，访问我们的银河系邻居的希望很快就消失了。为了达到1000万牛顿的推力--相当于航天飞机主推进力的两倍--漏斗必须有近4000公里的直径。一个技术先进的文明也许能够建造这样的东西，但真正的问题是磁场的必要长度。漏斗的长度必须要达到约1.5亿公里--那是太阳和地球之间的距离。因此，在拥有对遥远未来进行星际旅行希望的半个世纪之后，现在很明显，冲压喷气发动机虽然是一个有趣的想法，但将仍只是科幻小说的一部分。若想有朝一日拜访我们的宇宙邻居，我们将不得不想出别的办法。 15 双子座天文台拍摄到一张“发光的单翼蝴蝶”下面这张优雅的照片是由美国国家科学基金会 NOIRLab 计划中的国际双子座天文台从智利拍摄的，看起来像蝴蝶的翅膀一样精致。实际上，它是一个被称为蝘蜓座（Chamaeleon）红外星云的结构，它位于巨大的 Chamaeleon I 暗云的中心附近，是我们银河系中最近的恒星形成区域之一。  这张由双子座南方望远镜拍摄的令人叹为观止的可见光图像，看起来就像一只蝴蝶准备从屏幕上飞走一样。这个看似飘渺的物体是蝘蜓座红外星云的气体外流。之所以这样命名是因为它在某些红外光波段很亮，尽管它也可以在可见光下看到，就像这张照片一样。  隐藏在这个反射星云的核心位置，也就是这张图片的中心，是星云的发动机，一颗低质量的恒星（质量小于我们的太阳），被一条黑暗的垂直带子遮住了。尽管它被遮挡住了，但这颗年轻的、冷的恒星发射出了快速移动的气体流，这些气体在星际云中开出了一条隧道，而这颗年轻的恒星就是从这里形成的。恒星发出的红外光和可见光沿着这条隧道逃逸，并从隧道壁上散落下来，形成了飘渺的反射星云。图像中心右侧的亮红色物体标志着一些快速移动的气体流在与星云中较慢移动的气体碰撞后亮起。它被称为 Herbig-Haro（HH）天体，被命名为 HH 909A。沿着这颗恒星流出的轴线，在图像的左右边缘之外，还发现了其他赫比格·哈罗天体。天文学家们认为蝘蜓座红外星云中心的暗带是一个环星盘--一个围绕恒星运行的气体和尘埃库。环星盘通常与年轻的恒星有关，提供建造行星所需的材料。在这张图片中，圆盘之所以显示为一条带子，而不是一个圆，是因为它是边缘的，只向地球上的观察者展示了一条边缘。天文学家认为，这个星云的中心恒星是一个嵌入盘中的年轻恒星物体。 16 詹姆斯·韦伯太空望远镜完成了镀金主镜的展开 顺利完成了主要部署工作詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）已经完成了其主镜的展开，从而结束了在两周时间内进行的一系列主要部署工作。所有这些部署都需要完美地进行，以使这个耗时数十年的大型太空望远镜能够发挥作用。  JWST的两侧有两个主镜板，它将用来收集来自遥远宇宙的红外光。每一块都由三枚镀金的六角形镜子组成。就在最左边的镜板展开的一天后，最右边的镜板今天也已成功展开并完成两边的锁定，从而就完成了由18面镜子组成的21英尺宽的JWST阵列。  JWST在圣诞节当天发射进入太空，由于全尺寸的镜子太大，无法装在火箭上，科学家们将其设计为允许其组件折叠的方式，这是以前从未做过的。JWST到达太空后随之开始了被认为风险和不确定性较大的展开过程。  本周早些时候，该航天器完成了其最复杂的障碍：部署JWST用来阻挡来自太阳的光线并保持其仪器低温的遮阳板。随着JWST现在处于最终形态，科学家们将开始调试镜面以确保它们对准，并继续校准其仪器，使其准备好揭示宇宙的秘密。  再过两周，JWST将到达它在深空的最终目的地。虽然我们不得不等到夏天才能得到JWST的第一批图像，但这很可能是值得等待的。 17 韦伯太空望远镜：两个主镜翼中的第一个已经完成展开韦伯的标志性镀金主镜正在形成其最后的形状。今天，两个主镜翼中的第一个，或称侧板，被成功地展开并锁定。每个侧板上都有三个主镜段，它们被设计成向后折叠，以减少韦伯升空旅程中的轮廓面积。  展开左面镜翼的过程大约在美国东部时间上午8:36开始。在美国东部时间下午2点11分左右，工程师们确认该面板已完全固定并锁定到位，部署工作已经完成。现在，左翼面板已经锁定到位，地面团队将准备明天部署和锁定右翼（右侧）的面板。所有展开工作完成后，韦伯将结束其主要部署工作序列。 18 NASA毅力号火星车的岩石样本系统被碎石卡住了火星环境对我们的机器人探险家实际上并不友好，细微而又尖锐的尘土堵塞设备，破坏它们的轮子，扰乱它们的探测器，而现在它又向美国宇航局的毅力号探测器提出了新的挑战。一些鹅卵石大小的碎片卡住了该机器的岩石样本收集系统。  起初的一切都很顺利，12月29日，毅力号钻开了一块绰号为Issole的岩石，并提取了它的样本。"然而，在将包含样本的钻头转移到漫游者的钻头转盘（该转盘储存钻头并将管道传递给漫游者内部的管道处理硬件）的过程中，我们的传感器显示了一个异常，"负责采样和贮存的首席工程师路易斯-詹杜拉在周五的一篇博文中写道。当漫游车发现在收放样品的过程中遇到异常阻力后停止了采样活动。正如团队在周五的推文中所表达的那样，结果是碎片阻碍了漫游者的机械臂正确交付装满样品的管子，密封和储存工作不得不停了下来。    毅力号是第一个尝试用密封管收集火星样本的漫游车，这也是任务的关键部分，该任务还在寻找红色星球上古代微生物生命的迹象。美国宇航局正计划在未来派出另一组登陆火星的任务，以采集这些样本并将其带回地球进行研究。漫游者团队通过拔出钻头和管子来指挥机器回溯，并同期拍下了一些图像，以帮助诊断这个问题。詹杜拉写道："这些最新的下行链路图像证实，在钻头转盘内有几块鹅卵石大小的碎片。"NASA预计这些卵石是从样品管里掉出来的。  虽然碎片带来了挑战，但现在还没有理由担心。詹杜拉说，转盘的设计者已经考虑到了这种可能性，但需要时间来研究出一个解决方案，让卵石"以一种可控的、有序的方式退出去"。当涉及到解决红色星球的脾气问题时，美国宇航局已经证明是足智多谋的。毅力号团队计划慢慢地处理这个问题，以确保取样系统是有用的，并为未来的工作做好准备。 19 人类终于能够测试霍金关于暗物质起源的理论在20世纪70年代，霍金提出，暗物质，即构成宇宙中大多数物质的无形物质，可能是由大爆炸最早时刻形成的黑洞构成。现在，三位天文学家提出了一个理论，不仅解释了暗物质的存在，而且还解释了宇宙中最大黑洞的出现。这份研究报告的共同作者、耶鲁大学的天体物理学家普里亚姆瓦达-纳塔拉詹（Priyamvada Natarajan）在一份声明中说："我个人认为这个想法超级令人兴奋的是，它优雅地将我所从事的两个真正具有挑战性的问题，即探测暗物质的性质和黑洞形成与增长统一起来，并一举解决了它们。更重要的是，一些新的仪器，包括刚刚发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜，可以产生最终评估霍金这个著名概念所需的数据。  暗物质占宇宙中所有物质的80%以上，但它不会以任何方式与光直接互动。它只是漂浮在巨大的周围，影响星系内的重力。它很容易让人想到黑洞可能是生产这种难以捉摸东西的原因。毕竟，黑洞是出了名的黑暗，所以用黑洞填满一个星系，在理论上可以解释所有对暗物质的观察。不幸的是，在现代宇宙中，黑洞只有在大质量恒星死亡后才会形成，然后在其自身引力的作用下坍塌。所以制造黑洞需要许多恒星，这需要一堆正常物质。科学家们通过对早期宇宙的计算，知道宇宙中有多少正常物质，在那里形成了第一批氢和氦。而且，根本没有足够的正常物质来制造天文学家观察到的所有暗物质。霍金在1971年提出，黑洞是在大爆炸最初的混乱环境中形成的。在那里，小块的物质可以自发地达到制造黑洞所需的密度，在第一颗恒星闪烁之前就已经充斥着宇宙。霍金提出，这些"原始"黑洞可能是暗物质的来源。虽然这个想法很有趣，但大多数天体物理学家却专注于寻找一种新的亚原子粒子来解释暗物质。更重要的是，原始黑洞形成的模型遇到了观测上的问题。如果在早期宇宙中形成了太多的黑洞，它们就会改变早期宇宙剩余辐射的图景，也就是所谓的宇宙微波背景（CMB）。这意味着该理论只有在古代黑洞的数量和大小相当有限的情况下才有效，否则它将与CMB的测量结果相冲突。.2015年，当激光干涉仪引力波天文台发现第一对碰撞的黑洞时，这个想法又被重新提起。这两个黑洞比预期的要大得多，解释其大质量的一种方法是说它们形成于早期宇宙，而不是在垂死的恒星的心中。在最新的研究中，Natarajan、迈阿密大学的Nico Cappelluti和欧洲航天局的Günther Hasinger深入研究了原始黑洞的理论，探索它们如何解释暗物质并可能解决其他宇宙学挑战。为了通过目前的观测测试，原始黑洞必须在一定的质量范围内。在新的工作中，研究人员假设原始黑洞的质量大约是太阳质量的1.4倍。他们构建了一个宇宙模型，用这些相当轻的黑洞取代所有的暗物质，然后他们寻找可以验证（或排除）该模型的观测线索。研究小组发现，原始黑洞可能在宇宙中发挥了重要作用，它为第一批恒星、第一批星系和第一批超大质量黑洞（SMBHs）提供了种子。观测结果表明，恒星、星系和SMBHs在宇宙学历史中出现得非常快，也许快得无法用我们在当今宇宙中观察到的形成和增长过程来解释。如果原始黑洞真的存在，它们很可能是所有超大质量黑洞形成的种子，包括位于银河系中心的那个。而且这个理论很简单，不需要用新粒子的动物园来解释暗物质。这项研究表明，在不引入新粒子或新物理学的情况下，就可以解决现代宇宙学中从暗物质本身的性质到超大质量黑洞的起源等谜团。到目前为止，这个想法只是一个模型，但它是一个可以相对较快地被测试的模型。詹姆斯-韦伯太空望远镜在推迟多年后于圣诞节发射，专门用来回答有关恒星和星系起源的问题。下一代引力波探测器，特别是激光干涉仪空间天线（LISA），准备揭示更多关于黑洞的信息，包括原始黑洞。这两个太空天文台加在一起，应该给天文学家提供足够的信息来拼凑第一批恒星的故事，并可能发现暗物质的起源。 20 研究发现恒星形成速度可能比想象的快10倍天文学家长期以来一直认为，像太阳这样的恒星种子需要数百万年的时间才能形成。大部分由氢气组成的云在重力作用下凝聚成前恒星核心，其密度足以坍缩并引发核聚变，而磁力则将物质固定在原地并减缓这一过程。但是，使用世界上最大的射电望远镜进行的观测正在对这一漫长的酝酿期表示怀疑。研究人员已经放大了一个巨大气体云中的预恒星核心，它是数百个小恒星的托儿所，并发现由于弱磁场的作用，这个小胚胎的形成速度可能比想象的要快10倍。  研究恒星的诞生以及引力和磁力之间的拉锯战一直是一个挑战，因为磁场可能比地球的磁场要弱10万倍。检测它们的唯一直接方法来自于一种叫做泽曼效应的现象，在这种现象中，磁场导致所谓的光谱线以一种取决于磁场强度的方式分裂。这些光谱线是原子或分子发射或吸收特定波长的光的明亮或黑暗图案。对于气体云来说，泽曼分裂发生在射电波段，所以需要射电望远镜。而且碟子必须很大，以便放大空间的一个小区域并揭示如此微妙的效果。此前，研究人员曾使用波多黎各的阿雷西博射电望远镜来研究Lynds 1544，这是金牛座分子云中一个相对孤立的恒星胚胎，距离地球仅450光年。他们测量了远离核心的气体飘渺层中的磁场，那里的磁力比重力更重要。他们还分析了核心内部更强的磁场，因为核心的密度是外层的10000倍，所以重力仍然占主导。当时缺少的是对核心和外层之间的中间区域的检查。现在，泽曼效应一个新的追踪器，即一条特殊的氢吸收线已经成为焦点，它由五百米孔径球面射电望远镜（FAST）探测到，这是一个建在中国西南部一个天然盆地内的巨大盘子。在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中，研究人员报告说，中间区域的磁场强度为4微高斯，不比外层高，如果标准理论起作用，磁场需要强得多才能抵御云层密度的100倍增长，但是这并没有发生。研究显示，引力在云中，而不是在密集的核心获胜，云中是恒星开始形成的地方。这一发现意味着气体云可以比以前认为的快10倍地演变成恒星胚胎。利用FAST探测到的泽曼效应追踪器，天文学家甚至可能能够测量新诞生恒星周围的气体和尘埃吸积盘的磁场强度，这将帮助科学家更好地了解行星形成的初始条件。 21 科学家发现地球和火星是由失踪的太阳系物质形成通过观察陆地和陨石样本中的同位素变化范围，劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）的一位科学家和合作者已经发现，地球和火星是由来自内太阳系的行星胚胎碰撞形成的。  岩质行星可能是由两个根本不同的过程形成的，但目前还不清楚哪一个过程建造了我们太阳系的陆生行星。这些行星要么是由来自内太阳系的行星胚胎之间碰撞形成的，要么是由来自外太阳系向阳漂移的毫米级"卵石"吸积形成的。在新的研究中，研究小组表明，地球和火星的同位素组成主要来自于内太阳系行星体的吸积，包括来自未被陨石采样的最内盘物质，只有少数行星的质量来自外太阳系物体。这项研究发表在12月22日的《科学进展》杂志上。这项研究的数据驳斥了岩石行星的卵石吸积起源，但与太阳系内部胚胎的碰撞生长相一致。地球和火星中外太阳系物质的这一低比例表明盘中存在一个持续的尘埃漂移屏障，并突出了太阳系中岩石行星形成的具体途径。确定这两个过程中的哪一个支配了我们太阳系陆生行星的形成，对于理解太阳系的结构和动态演化，以及将太阳系的行星形成置于一般行星形成过程的背景中，例如在系外行星系统中观察到的那些行星，都是至关重要的。岩石行星吸收外太阳系物质的数量可以通过核合成同位素反常来确定。这些异常产生于太阳原行星盘内太阳系前物质的异质分布，并提供了一个行星建筑材料遗产的记录。这些同位素异常，允许科学家区分非碳质（NC）和碳质（CC）陨石，这些陨石通常被认为分别代表在太阳系内部和外部聚集的行星体。研究小组利用最近观察到的NC陨石中相关的同位素变化，表明地球和火星都纳入了陨石中未取样的材料，确定了这种丢失的行星建筑材料的来源和同位素组成，并利用这些信息来评估地球和火星吸积的CC材料数量。 22 欧洲航天局将发射JUICE探测器 寻找木星卫星上的生命迹象欧洲航天局不久将派出JUICE，或JUpiter ICy moons Explorer，执行侦察木星及其79颗卫星中三颗卫星的任务。这三颗卫星是欧罗巴、卡利斯托和加尼美德。计划于2023年4月发射的JUICE将从阿丽亚娜5号火箭上起飞，然后开始为期7.6年的旅程最终到达这个气体巨行星。来自金星和地球的引力将助调整这个探测器的速度和轨迹，它将携带一些有史以来飞往外太阳系最强大的遥感和地球物理仪器。上个月荷兰欧空局测试中心使用一个1:18比例的JUICE模型测试JUICE将使用的一个仪器RIME，也被称为冰月探测雷达。RIME将使用穿冰雷达和一个52英尺长的天线来绘制这些卫星的地下结构，最深约5.6英里。  为了测试，该模型被放置在一个内有金属墙的房间里，金属墙阻挡了传入的无线电信号，而黑色的、带刺的泡沫涂层则吸收了内部的无线电信号，或传出的信号。这种二分法帮助JUICE团队既模拟了太空的广阔空旷，又模拟了飞船在任务中可能遇到的挑战。自20世纪70年代初以来，空间探测器一直被派去研究木星，但明年，JUICE将是第一个围绕该行星卫星运行的探测器。这项任务以及美国宇航局的JUNO服务期限最近被延长到2025年，将使木星周围的空间探测器总数达到10个，使其成为我们宇宙邻居中被人类访问最多的地点之一。木星及其卫星仍然是受欢迎的研究目的地，原因之一是它们在木星系统中的位置以其广泛的环境多样性而闻名。卡利斯托（Callisto）、欧罗巴（Europa）和木卫二（Ganymede）这些地点科学家已经怀疑其中有内部海洋，通过探测器访问，我们可以了解到一些细节，揭示出关于冰雪世界可居住性的新线索。除了调查这些宜居环境可能产生的条件之外，该航天器的主要目标将是观察木星的大气层和磁层，即由该行星的磁场主导的区域。但这也是事情会变得棘手的地方。为了实现任务的成功，JUICE将必须能够经受住如此接近这个气体巨头的物理压力。木星更大的磁层，或辐射带，是如此强大，它可以对航天器上携带的敏感仪器造成重大损害。为了确保避免这种情况的发生，JUICE在设计时特别考虑到了木星的恶劣环境。数百磅厚的铝屏蔽层保护着它最敏感的区域，而且通过永不低于木卫二的轨道，它计划在其大部分任务操作中保持在该星球的主要辐射带 |
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