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 01 NASA正在为首次载人Artemis任务准备大型SLS月球火箭随着团队继续为NASA的太空发射系统(SLS)火箭进行准备以便在发射Artemis I时进行首次飞行，NASA及其在全美的合作伙伴在为Artemis II--第一次载人Artemis任务建造火箭方面取得了巨大进展。眼下，该团队还在制造和测试Artemis任务III、IV和V的主要部件。  位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心的SLS项目经理John Honeycutt说道：“SLS不仅仅是在制造一枚火箭，而是在制造几枚火箭用于探索任务和最初的Artemis发射之后的SLS飞行。Artemis I任务是一系列日益复杂的任务中的第一个，这些任务将扩展我们在月球上的存在。SLS火箭前所未有的动力和能力将把任务送到整个太阳系更远更快的地方。”凭借其两个固体火箭助推器和四个RS-25发动机，SLS产生了超880万磅的推力，进而可以将每个Artemis任务发射到地球轨道之外并继续前往月球。该火箭具有一些有史以来为太空探索而建造的最大、最先进和最可靠的硬件元素。  为了推动该机构的下一代深空任务，SLS分阶段提供推进力。在升空时，核心级及其四个RS-25发动机和双助推器发射以推动SLS离开发射台进入轨道。在进入轨道，临时低温推进级(ICPS)就会提供空间推进力，进而将NASA的猎户座飞船及其乘员送上通往月球的精确轨道。2021年7月28日，Artemis II的第一件火箭硬件--ICPS--抵达佛罗里达。它正在首席承包商波音和联合发射联盟(ULA)的设施中进行最后的准备工作并将很快被送到NASA肯尼迪空间中心附近。ICPS发射由Aerojet Rocketdyne提供的RL10发动机，进而将猎户座航天器送往月球。ULA已经在其位于阿拉巴马州迪凯特的工厂中建造Artemis III ICPS。马歇尔的SLS总工程师John Blevins说道：“SLS是一种能力很强的运载工具，专门设计并经过严格的测试从而将安全地将人员、大型货物和旗舰科学任务运送到深空目的地。从一开始，SLS火箭的建造首先是为了安全地将宇航员送入太空，同时，发展到更强大的配置，可以支持各种任务。”  NASA的每个中心和全美1000多家不同的公司都帮助建造了Artemis I SLS火箭以及将发射未来任务的SLS火箭。Artemis II和Artemis III任务的助推器和RS-25发动机--火箭的主要推进元件--正处于组装的最后阶段。在犹他州，作为助推器的主要承包商，诺斯罗普-格鲁曼的工作人员已经完成了Artemis II和Artemis III的所有助推器发动机段的铸造并开始铸造Artemis IV的段。五段式固体火箭助推器是有史以来为太空飞行建造的最大和最强大的助推器。Aerojet Rocketdyne是RS-25的主要承包商，其正在为Artemis I之后的三个SLS飞行准备RS-25发动机。这些发动机已经过测试并将在接近最后组装时跟各自的核心级集成。Artemis II的发动机已经准备好前往NASA位于新奥尔良的米休德装配设施，在那里它们将跟SLS核心级集成。Artemis III发动机正在NASA位于密西西比州圣路易斯湾附近的斯坦尼斯航天中心的工厂进行飞行准备，而且该公司已经在为Artemis IV之后的任务制造发动机。  每个212英尺高的核心级则由波音在米丘德生产。该工厂有220万平方英尺的制造空间和最先进的制造设备，这使得团队可以同时制造多个火箭级。目前，NASA和波音（SLS正在Michoud为Artemis II、Artemis III和Artemis IV建造核心级。除了核心级之外，Michoud还已经开始制造探索上级(EUS)的测试品，该测试品将从Artemis IV任务开始为火箭的Block IB配置提供动力。NASA负责SLS Block IB工作的经理Steve Wofford说道：“新工具已经在Michoud安装以便在生产核心级的同时制造探索上层级。EUS将把83000磅送到月球，这比早期Artemis任务中使用的ICPS多出40%的有效载荷，比任何现有的火箭多出70%。”来自阿拉巴马州亨茨维尔的Teledyne Brown工程公司和马歇尔的工作人员正在为Artemis II和Artemis III制造锥形运载火箭级适配器和Orion级适配器。这些适配器是核心、ICPS和猎户座航天器的重要连接点。对于Artemis III以后的任务，通用级适配器将把EUS连接到Orion航天器上并作为一个有效载荷存储舱以容纳大型有效载荷。RUAG RUAG Space USA的工程师完成了通用级适配器试验品的面板并将面板交付给位于阿拉巴马州亨茨维尔的Dynetics，该公司是该适配器的主要承包商。这家公司正在组装试验品，并准备在2022年晚些时候进行测试。有了Artemis，NASA将让第一位女性和第一位有色人种登陆月球表面，另外还将在月球上建立长期探索从而为人类的火星任务做准备。SLS和NASA的猎户座航天器以及人类登陆系统和绕月轨道上的Gateway都将成为NASA进行深空探索的基础。 02 科学家重建银河系附近进化历史：地球被1000光年宽的气泡包围地球坐落在一个1000光年宽的虚空中，周围有成千上万的年轻恒星--但这些恒星是如何形成的呢？在日前发表在《自然》上的一篇论文中，来自哈佛大学天体物理中心和史密森尼中心(CfA)及太空望远镜科学研究所(STScI)的天文学家们重建了我们银河系附近的进化历史，其展示了从1400万年前开始的一连串事件是如何导致一个巨大的气泡的产生，而这个气泡是所有附近年轻恒星形成的原因。  天文学家和数据可视化专家Catherine Zucker指出：“这真的是一个起源故事；我们第一次可以解释所有附近的恒星形成是如何开始的。”据了解，这篇论文的中心图是一个三维时空动画，其揭示了所有年轻的恒星和恒星形成区域--在地球的500光年内--都位于一个被称为本星系泡(Local Bubble)的巨大气泡的表面。虽然天文学家知道它的存在已经有几十年了，但科学家们现在可以看到并理解本星系泡的开始以及它对周围气体的影响。我们恒星的来源：本星系泡通过利用大量的新数据和数据科学技术，这个时空动画显示了1400万年前首次爆发的一系列超新星是如何将星际气体向外推的，并由此创造了一个气泡状的结构--其表面已经成熟，适合恒星的形成。今天，七个著名的恒星形成区或分子云--空间中可以形成恒星的密集区域--坐落在气泡表面上。“我们计算过，约有15颗超新星在几百万年中熄灭，进而形成我们今天看到的本星系泡，”Zucker说道。他现在是STSCI的NASA哈勃研究员。天文学家指出，这个形状怪异的气泡并没有休眠，而是继续缓慢增长。Zucker说道：“它正以约每秒4英里的速度滑行。虽然它已经失去了大部分的动力，在速度方面已经基本趋于平稳。”这个气泡的膨胀速度以及在其表面形成的年轻恒星的过去和现在的轨迹是利用ESA发射的天基观测站盖亚获得的数据得出。哈佛大学教授、天体物理学中心的天文学家Alyssa Goodman指出：“这是一个令人难以置信的侦探故事，由数据和理论共同驱动。我们可以利用各种独立的线索拼凑出我们周围恒星形成的历史：超新星模型、恒星运动和本星系泡周围物质的精美的新三维地图。”他是这项研究的论文共同作者，也是促成这一发现的数据可视化软件glue的创始人。气泡无处不在？这项研究的论文共同作者、维也纳大学教授João Alves指出：“当产生本地气泡的第一颗超新星爆炸时，我们的太阳离这个行动很远。但在约500万年前，太阳穿过银河系的路径把它带入了气泡，现在太阳几乎就在气泡的中心--只是运气好而已。”今天，当人类从太阳附近向太空望去时，他们有一个前排座位，看到气泡表面周围发生的恒星形成过程。天文学家在近50年前首次提出理论--认为超级气泡在银河系中普遍存在。“现在，我们有证据了--而我们正处于这些东西的中间的机会有多大？”Goodman问道。她解释称，从统计学上看，如果这种气泡在我们的银河系中是罕见的，那么太阳就非常不可能位于一个巨大气泡的中心。Goodman将这一发现比作一个类似于有很多洞的瑞士奶酪银河系，奶酪上的洞被超新星炸出来，而新恒星可以在由垂死的恒星创造的洞周围的奶酪中形成。接下来，包括合著者和哈佛大学博士生Michael Foley在内的研究小组计划绘制出更多的星际气泡以获得它们的位置、形状和大小的完整三维视图。绘制出气泡及它们之间的关系最终将使天文学家了解垂死的恒星在诞生新的恒星方面所起的作用以及像银河系这样的星系的结构和演变。Zucker想知道，这些气泡在哪里接触？它们是如何相互作用的？超级气泡是如何推动像银河系中的太阳这样的恒星的诞生的？ 03 NASA：一颗直径半英里的小行星将在下周靠近地球美国宇航局（NASA）宣布，一颗直径半英里的小行星将在其太空旅行期间靠近地球。这个天体正由该航天局的近地天体（NEOs）中心进行监测，该中心负责识别和跟踪有可能对我们的星球构成威胁的大型太空岩石。幸运的是，和其他近距离飞掠事件一样，NASA说我们没有什么可担心的。  据NASA称，预计将于1月18日飞掠地球的小行星被称为“7482（1994 PC1）”，它将以大约47000英里/小时的速度飞行。正如它的名字所示，这颗小行星在1994年首次被发现（通过Space Reference）；它被归类为近地天体，NASA认为它可能是危险的，因为它的轨迹允许它相对接近地球。尽管这颗小行星是一个近地天体，但它只会进入距离地球大约120万英里的范围。这是一个巨大的距离--尽管在太空方面，它被认为是一次近距离飞掠事件。专家们确信，这颗小行星在下周接近地球时不会撞击地球，而这颗太空岩石将在大约 200 年后再次飞掠地球。  除了知道这颗小行星不会撞击地球并引发一连串完全灾难性的事件之外，关于这次特殊的飞掠还有一些好消息：你将能够看到这一事件的发生，前提是你拥有一架望远镜，而且你所在地区的天气是有利的。据EarthSky报道，一个小型望远镜应该足以观察到这颗小行星飞掠地球时的情况。棘手的是，当小行星经过时，望远镜的位置必须恰到好处，而且天空必须是晴朗的。寻找小行星的确切时间取决于人们所在的位置。  报告指出，对于北美的民众来说，观测这颗小行星的最佳时间可能是美国东部时间1月18日晚上10点左右。建议业余天文学家将他们的望远镜对准 HIP 7011恒星，然后等待几分钟，仔细观察小行星是否会非常接近该恒星。将相机安装在望远镜上，捕捉长曝光的图像也可能是有用的，因为在快门打开时，它会记录下任何经过视野的东西。然而，有一个潜在的问题，那就是能见度将取决于天气--如果小行星经过时人们所在的地区是阴天，可能无法亲眼目睹它。 04 研究：从长远来看 银河系中心的超大质量黑洞是不可预测的一个神秘的“怪物”黑洞位于我们银河系的中心，经过研究人员的深入分析，超大质量黑洞人马座A（Sag A）看起来同样是不可预测的和混乱的。一个国际团队分析了15年的数据，并得出结论，人马座A在每天以及长期内都会有不规则的爆发。  牛津大学的研究人员Jakob van den Eijnden在一份声明中说：“耀斑究竟是如何发生的仍然不清楚。以前人们认为，在气态云或恒星经过黑洞之后，会有更多的耀斑出现，但目前还没有证据。而且我们也还不能证实周围气体的磁力特性发挥了作用的假设。”Jakob van den Eijnden是一篇即将发表在《皇家天文学会月刊》上的论文的共同作者。几十年来，我们已经知道人马座A是一个活跃的黑洞，是一个强大的射电、X射线和伽马射线发射源。它吞噬所有靠近它的东西时，它每天都会放出闪光，这些闪光可能比来自黑洞的正常背景辐射要亮10到100倍。研究小组利用美国宇航局（NASA）在轨的Swift观测站的观测结果，无法分辨出人马座A的“燃烧”活动在一天中或多年中的模式。例如，这个黑洞在2006年至2008年期间非常活跃，然后相对安静，直到2012年才再次看到活动的增加。研究人员在论文中写道：“产生耀斑的物理过程并不完全清楚，也不清楚耀斑率是否会变化，尽管最近的一些工作表明它在最近几年达到了前所未有的变化性。”研究小组的成员说，他们将要求在Swift上获得更多的数据和观测时间，以继续研究这个鲜为人知的天体，它也恰好是至少10万光年内最强大的力量。 05 天文学家发现巨型黑洞引起的四个巨大气泡RBS 797是一个星系团，距离地球约39亿光年。利用钱德拉X射线天文台，天文学家在RBS 797星系团的中心发现了四个巨大的空洞或气泡。包裹各个星系的热气在光学光线下是看不见的，但钱德拉在X射线下可以探测到。  科学家们以前在其他星系团中看到过许多对X射线空洞，但在同一个星系团中出现四对空洞是非常罕见的。研究人员认为这四对空洞代表了星系团中心一对超大质量黑洞基本上同时进行的爆炸活动。这组不寻常的特征可能是由两个超大质量黑洞的喷发造成的，它们紧密地围绕着对方。  星系团是宇宙中最大的结构，由引力固定在一起。它们是由数百甚至数千个单独的星系、大量的热气和看不见的暗物质组成的。弥漫在星系团中的热气所包含的质量比星系本身要大得多，并在钱德拉探测到的X射线中发出耀眼的光芒。一个巨大的星系通常被发现在一个星团的中心。 这些类型的空洞以前曾在其他星系团中出现过。科学家们认为它们是大质量中央星系中间的超大质量黑洞附近区域喷发的结果。当物质以对立方向的喷流形式飞离黑洞时，它在热气体中吹出了空洞。天文学家之前在RBS 797中观察到了东西方向的一对空洞，但是南北方向的一对空洞只在新的、时间更长的钱德拉观测中被发现。天文学家们使用了近5天的钱德拉观测时间，美国国家科学基金会的Karl G. Jansky超大型阵列望远镜已经观察到了两对喷流的证据，它们与空洞一致。这四组空穴是如何产生的？最可能的答案是RBS 797包含一对超大质量黑洞，它们几乎在同一时间向垂直方向喷发了气体。事实上，此前欧洲VLBI网络（EVN）的一次射电观测发现了RBS 797中两个仅相隔约250光年的射电点源。如果这两个源都是超大质量黑洞，那么它们是迄今为止探测到的最接近的一对。这两个黑洞应该继续向对方螺旋上升，产生大量的引力波，并最终合并。对于在RBS 797中看到的四个空洞，还有一种可能的解释。这种情况只涉及到一个超大质量黑洞，它的喷流以某种方式设法相当快地翻转方向。对钱德拉数据的分析表明，东西向和南北向空洞的年龄差异不到1000万年。 06 大型火星沙尘暴使NASA的InSight着陆器进入安全模式美国宇航局（NASA）的InSight着陆器在1月7日进入安全模式后保持稳定，并从火星向地球发送“健康”数据，此前一场大规模的区域性沙尘暴使到达其太阳能电池板的阳光减少。在安全模式下，该着陆器暂停了除基本功能以外的所有功能。  NASA任务小组于1月10日与InSight重新建立了联系，发现它的功率保持稳定，虽然低，但不太可能耗尽该着陆器的电池。据信，在2018年席卷红色星球的一系列史诗般的沙尘暴中，电池耗尽导致了NASA的“机遇号”漫游车任务的结束。甚至在最近的这场沙尘暴之前，灰尘就已经积聚在InSight的太阳能电池板上，减少了着陆器的电力供应。利用着陆器机械臂上的一个铲子，InSight的团队想出了一个创新的方法来减少一个太阳能电池板上的灰尘，并在2021年期间获得了几次能量的提升，但是随着可用能量的减少，这些活动变得越来越困难。沙尘暴会以两种方式影响太阳能电池板。沙尘暴会减少透过大气层的阳光，而且也会在电池板上积累沙尘。这次风暴是否会在太阳能电池板上留下额外的尘埃层还有待确定。  目前的沙尘暴首先被NASA火星勘测轨道飞行器上的火星彩色成像仪（MARCI）相机探测到，该相机每天绘制整个星球的彩色地图。这些地图使科学家能够监测沙尘暴，并可作为火星表面航天器的早期预警系统。InSight的团队收到的数据表明，区域沙尘暴正在减弱。沙尘暴的旋风和阵风随着时间的推移有助于清除太阳能电池板上的灰尘，正如Spirit和机遇号火星车任务一样。虽然InSight的天气传感器已经探测到许多经过的旋风，但没有一个清除了任何灰尘。InSight的工程师希望他们能够在下周命令着陆器退出安全模式。这将使着陆器的操作更加灵活，因为通信需要相对大量的能量，在安全模式下会受到限制，以节省电池电量。InSight于2018年11月26日登陆火星，以研究火星的内部结构，包括其地壳、地幔和核心。该着陆器在一年前其主要任务结束前实现了其科学目标。NASA随后根据一个由具有科学、运营和任务管理背景的专家组成的独立审查小组的建议，将该任务延长了两年，至2022年12月。 07 国际空间站工作人员开始为期一周的太空农业、人类细胞等研究工作远征66号机组周一本正式开始从事太空农业方面的研究，并观察人体细胞如何适应失重状态。两名宇航员也在为下周在国际空间站进行的2022年第一次太空行走做准备。在美国宇航局及其国际合作伙伴计划向月球、火星及更远的地方进行人类任务时，在太空中种植植物对于保持船员的健康至关重要。正如生活在太空中的人类一样，微重力影响着植物，科学家们希望了解如何在太空中成功地种植作物，以维持船员在较少来自于地球支持状态下的生存。  今天，美国宇航局飞行工程师马克·范德黑收获了生长在蔬菜设施内的培养皿中的拟南芥植物的嫩芽和根。同行的美国宇航局飞行工程师拉贾·查里收集了收获的样本，并将它们存放在科学冰箱里，以便日后分析。APEX-07，即高级植物实验-07，研究的是微重力如何影响植物的基因表达。欧空局（ESA）宇航员马蒂亚斯·毛雷尔（Matthias Maurer）周一一直在进行细胞骨架空间生物学研究。该研究在"希望"号实验舱内进行，使用生命科学手套箱来探索人类细胞的内部机制如何受到长期太空任务的影响。美国宇航局飞行工程师凯拉·巴伦也在"希望"号上工作，并安装了新的Mochii电子扫描显微镜以识别空间站上的微量颗粒。美国宇航局宇航员托马斯·马什伯恩在整个周一给小鼠喂食并清洁它们的栖息地，然后在空间站的美国段检查和清洁舱口密封圈。指挥官安东·施卡普勒洛夫和飞行工程师皮奥特·杜布罗夫在上午一起进行了一对源自俄罗斯的项目，主要研究空间如何影响心脏活动和手臂肌肉。两人后来花了一天的时间，为定于1月19日开始的太空行走准备俄罗斯Orlan宇航服。这两名宇航员将在太空真空中度过大约7个小时，为空间站的最新模块Nauka和Prichal进行装备配置工作。 08 Orbit Fab的“太空加油站”将为Astroscale的服务卫星加注燃料在一个新的伙伴关系中，“太空加油站”初创公司Orbit Fab已经与Astroscale合作，为后者的LEXI（在轨生命延续）静止轨道服务飞船提供在轨加注燃料服务，这将为可持续的轨道运营开辟新天地。  Astroscale和Orbit Fab的核心产品都是为了给卫星提供延长其使用寿命的方法。Orbit Fab设计的技术旨在使卫星在太空中很容易得到燃料，其定制的接口使其他航天器在轨道上很容易抓住并传输燃料。Astroscale正在利用其LEXI卫星向位于地球静止轨道（GEO）的现有航天器提供任务扩展，通过附加到它们身上并纠正它们的路线，或将它们重新安置到新的目标倾角。Astroscale将LEXI吹捧为“第一颗被设计为加注燃料的卫星”，这使得它成为Orbit Fab的加油接口（Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface，简称RAFTI）和巡回轨道加油机的完美目标客户。如果一切按计划进行，第一个Astroscale LEXI将在2026年之前活跃在太空中，Orbit Fab已签约为LEXI卫星提供多达1000公斤的氙气推进剂，用于补充。Orbit Fab说，它计划在未来5到10年内，在太空中有“几十个”燃料罐和航天飞机，航天器将战略性地放置在低地球轨道（LEO）、地球同步轨道和月球空间，随着NASA加强其Artemis计划，月球空间将成为更活跃的目的地。如果一切按计划进行，第一个Orbit Fab加注燃料航天器应在2023年之前进入低地球轨道。 09 盘点2022年值得期待的太空任务随着12月25日詹姆斯-韦伯太空望远镜的发射，天文学家们在高潮中结束了2021年，这是ESA、NASA和加拿大航天局的一项联合任务。听到打开复杂的太阳罩的精密驱动器工作完美显然令人松了一大口气。据悉，该太阳罩约有一个网球场那么大。  该望远镜现在正在前往距离地球150万公里的目的地的路上，一旦它在1月下旬抵达就将开始进行一系列测试。如果任务按计划进行，我们可以期待在2022年中期开始接收来自望远镜的图像。但今年的空间科学还有什么？以下是一些值得关注的任务。  月球任务NASA在2024年将人类宇航员送回月球的Artemis计划应该会在2022年开始进行。1972年，最后一位踏上月球的宇航员是乘坐Saturn V火箭到达的。现在NASA已经创造了新一代火箭即太空发射系统(SLS)，它将在3月发射Artemis 1任务时进行首次测试。这将是为期三周的猎户座航天器的无机组人员测试飞行，其中包括在月球表面100公里处的飞越。最终，SLS将把宇航员运送到月球门户(Lunar Gateway)，这是下一代国际空间站，将被安置在围绕月球的轨道上并作为前往月球表面任务的中转站。2022年，月球也将成为其他航天机构的目标。韩国希望在8月从卡纳维拉尔角发射其首个月球任务，即韩国探路者号月球轨道飞行器(Korea Pathfinder Lunar Orbiter)。俄罗斯航天局(Roscosmos)计划在7月向月球南极发射Luna 25--自1976年8月Luna 24返回近200克月球土壤以来已经过去了45年。  Psyche小行星2022年中期将会是空间探索的一个繁忙时期，因为NASA也将启动其Psyche小行星任务。Psyche在火星和木星之间围绕太阳运行，这是一颗M级小行星，由金属组成，因此它跟地球的核心相似。我们人类以前从未接近过M级小行星，也无法研究地球的核心，因为它太深了，所以一旦这项任务在2026年到达，它应该会让我们对小行星和行星的过程有一个全新的了解。  Dart任务在Psyche的旅程开始后不久，定于2021年11月发射的Dart任务应该会在9月下旬到达目的地。Dart--全称double asteroid redirection test（双小行星重定向测试）--正在前往小行星Didymos及其小卫星Dimorphos。其目的是测试在未来需要什么样的技术来拯救地球免受小行星的侵袭。Dart将故意撞向这两个天体中较小的Dimorphos以使其轨道稍微靠近较大的Didymos。这可以为将来如何转移跟地球相撞的任何小行星提供有价值的见解。  ExoMars2021年是火星任务繁忙的一年，NASA的“毅力号”探测器和中国的“祝融号”探测器相继发射，它们都继续从红色星球的表面发回令人难以置信的图像和数据。2022年9月，ESA将跟俄罗斯航天局合作，它们将发射其ExoMars任务的下一部分。该任务的第一部分即ExoMars 2016，已于2016年底将一个微量气体轨道器(Trace Gas Orbiter)送入火星周围的轨道。ExoMars 2022计划向火星表面发送一个火星车--Rosalind Franklin--以寻找过去生命的迹象。如果发射按计划进行，我们将不得不等到2023年ExoMars到达并让火星车开始漫游火星表面。总而言之，2022年看起来是一个非常令人兴奋且应该会富有成果的太空探索时期。 10 科学家发现“变形”的系外行星：形状像橄榄球在我们的太阳系中，大多数行星看起来都近似于球体。但是有一个天体系统承载着一种非常不同的行星，一个天文学家小组说它的形状更像一个橄榄球。  WASP-103b与一颗比我们的太阳更热更大的恒星（名为WASP-103）一起位于大力神星座。这颗行星绕着它的恒星运行的时间不到一天，而与恒星如此近的距离也是导致它拥有不寻常形状的原因。欧空局周二在一份声明中说：“这是第一次检测到系外行星的变形，为了解这些拥抱恒星的行星的内部结构提供了新的见解。”该团队利用欧空局Cheops太空望远镜的最新数据，以及美国宇航局（NASA）的哈勃和斯皮策望远镜的观测数据，更好地了解WASP-103b发生了什么。周二，科学家们在《天文学与天体物理学》杂志上发表了一篇论文，介绍了他们的发现。这颗系外行星的大小是木星的两倍，很可能具有类似于我们太阳系熟悉的气态巨行星的内部结构。与我们的月球对地球产生的潮汐力一样，WASP-103b由于其恒星的拉扯而经历极端的潮汐力。研究人员能够发现这颗行星的变形，这要归功于Cheops能够详细研究WASP-103b在其恒星面前移动时亮度的下降。  欧空局的一张信息图将WASP-103b与木星进行了比较，并强调了它是如何“变形”的。与木星相比，WASP-103b似乎非常“膨胀”，这可能是由于其恒星对该行星的加热造成的。“如果我们能够通过未来的观测确认其内部结构的细节，也许我们可以更好地理解是什么让它如此膨胀，”研究主要作者，天文学家Susana Barros说。“知道这颗系外行星核心的大小对于更好地了解它是如何形成的也很重要。”这颗行星膨胀的原因并不是唯一的谜团。它可能正在远离其恒星，而不是像预期的那样随着时间的推移被拉近。这需要进一步的观察来弄清楚，但是它可能正在抵制一些类似行星的命运，这些行星最终会被它们的恒星所吞噬。近年来，随着强大的望远镜对这些遥远的世界进行定位和研究，科学家对系外行星的了解已经大大增加。尽管对WASP-103b仍有许多未知之处，但通过Cheops已经揭示的细节水平是非常了不起的。 11 NASA任命Katherine Calvin为新首席科学家美国宇航局（NASA）有着悠久而传奇的记录，在历史上取得了许多最伟大的科技成就。最近，该机构成功发射并部署了詹姆斯·韦伯太空望远镜，该望远镜旨在揭开早期宇宙的秘密，包括恒星和行星的诞生，以及星系的形成。虽然有许多技术人员和专业人士的参与使韦伯这样令人难以置信的复杂机器成为现实，但在其核心，它是一个完全致力于科学发现的项目。因此，被任命为NASA的首席科学家，是一个巨大的荣誉和成就，但也伴随着巨大的责任。  此前NASA的首席科学家职位由备受尊敬的Jim Green担任，他是NASA的老员工，有超过40年的服务经验。Green留下了一个重要的职位，他曾监督NASA任务的科学方面，包括“朱诺号”木星任务，“信使号”水星任务，探索灶神星和谷神星的“黎明号”任务，以及“新视野号”冥王星任务等等。  本周NASA宣布，Green的职位将由Katherine Calvin博士接替。Calvin也将接替Gavin Schmidt担任高级气候顾问，Schmidt将回到他作为NASA戈达德空间研究所主任的角色。Calvin有一份令人印象深刻的简历。她拥有斯坦福大学的管理、科学和工程方面的硕士和博士学位，并在马里兰大学完成了计算机科学和数学的学士学位。在加入NASA之前，Calvin是美国太平洋西北国家实验室（PNNL）的地球科学家，在那里她从事全球变化分析模型的研究，并在能源部从事能源超大规模地球系统模型的研究。在NASA，她将担任局长比尔·纳尔逊和其他机构领导人的主要顾问，负责NASA的科学项目、战略规划和政策。纳尔逊说：“我很高兴欢迎Katherine加入NASA大家庭，她将利用她在人类-地球系统综合建模方面的专业知识，帮助确保拜登政府拥有实现保护我们星球这一关键目标所需的数据。我也要感谢Jim和Gavin作为首席科学家和高级气候顾问对NASA和世界的宝贵领导。” 12 “迷你怪物”黑洞的发现可能为惊人的超大质量增长提供线索天文学家利用美国宇航局（NASA）的钱德拉X射线天文台在矮星系Mrk 462中发现了一个超大质量的黑洞。这些星系中拥有此类黑洞的比例可能表明宇宙中一些最早的黑洞是如何形成和成长的。Mrk 462中的黑洞包含的质量大约是20万个太阳质量，属于超大质量类别的较小部分。这是天文学家首次在一个矮星系中发现一个被严重遮挡的超大质量黑洞。  该图显示了NASA钱德拉X射线天文台从矮星系Mrk 462中探测到的X射线。这个X射线发射很重要，因为它揭示了在这个相对较小的星系中存在一个不断增长的超大质量黑洞。这个黑洞所包含的质量--大约是太阳质量的20万倍--为天文学家提供了关于宇宙中一些最早的黑洞可能在数十亿年前如何形成和成长的信息。背景板是夏威夷的Pan-STARRS望远镜拍摄的光学图像。图像左侧有几个星系属于HCG068星系群。然而，发射大量X射线的星系是位于图像右下方的一个小得多的星系（由箭头标记）。MRK 462是一个矮星系，因为它只包含几亿颗恒星，这意味着它拥有的恒星数量只有像银河系那样的星系包含的恒星数量的1/100。矮星系中的黑洞是出了名的难找，因为它们通常太小太暗，光学望远镜无法跟踪中心恒星的快速运动。为了寻找黑洞生长的迹象，研究人员利用钱德拉观测了八个矮星系，这些矮星系以前从斯隆数字天空调查收集的光学数据中显示出黑洞活动的迹象。在这8个星系中，只有Mrk 462显示了一个正在成长的黑洞的X射线特征。此外，来自Mrk 462的高能X射线与低能X射线的比例，以及与其他波长数据的比较，表明Mrk 462黑洞被气体严重遮挡。这是天文学家首次在一个矮星系中发现一个被严重遮挡的超大质量黑洞。  以前的研究表明，在宇宙不到10亿年的时候，黑洞可以增长到10亿个太阳质量，这只是宇宙目前年龄的一小部分。一种想法是，这些巨大的天体是在大质量恒星坍缩形成黑洞时产生的，而黑洞的重量只有太阳质量的100倍左右。然而，理论工作很难解释它们如何能够迅速地增加重量，达到在早期宇宙中看到的大小。另一种解释是，在早期宇宙中，当黑洞被创造出来时，就已经有了包含数万个太阳质量的黑洞--也许是来自巨大的气体和尘埃云的坍缩。如果天文学家发现很大一部分矮星系包含像Mrk 462那样的超大质量黑洞，那么它就倾向于这样的观点：来自最早一代恒星的小黑洞“种子”以惊人的速度增长，形成了早期宇宙中十亿太阳质量的天体。一些天文学家倾向于黑洞开始生命时重达数万个太阳的观点。这是因为从巨型云团直接坍缩成中型黑洞的必要条件应该是罕见的，所以预计不会有很大一部分矮星系会包含超大质量黑洞。另一方面，预计每个星系都会有恒星级质量的黑洞。这些结果原定在盐湖城举行的美国天文学会第239次会议上公布，但由于COVID-19大流行而被取消。 13 研究称太阳曾经有尘埃环 阻止“超级地球”形成美国最新研究显示，在地球和太阳系中的其他行星形成之前，太阳曾经被类似于土星的巨大尘埃环所围绕。美国宇航局（NASA）认为，这些尘埃环可能阻止了地球成长为“超级地球”，即体积大约是地球两倍，质量高达10倍的巨大行星。天文学家发现，银河系中约30%的类日恒星有超级地球围绕其运行。  图1：阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波天线阵拍摄的假彩色图像，显示名为HD163296的年轻恒星(不是太阳)周围有尘埃环围绕超级地球在许多恒星系统中出现，给天文学家带来了很多悬而未决的问题。美国莱斯大学的天体物理学家安德烈·伊齐多罗（André Izidoro）在声明中提出疑问：“如果超级地球十分常见，为什么我们太阳系没有超级地球呢？”为了找出这个问题的答案，伊齐多罗和他的同事们创建了一个太阳系形成的计算机模型，该系统是从被称为太阳星云的尘埃和气体坍缩云团灰烬中形成的。伊齐多罗等人的模拟表明，“压力凸点”（或称气体和尘埃的高压区域）会包围着初生的太阳。这些高压区域很可能是粒子在强大引力作用下向太阳移动，加热并释放出大量蒸发气体时产生的。模拟显示，固体颗粒蒸发成气体时（被称为升华线）可能会产生三个不同的区域。在离太阳最近（或最热）的区域，固体硅酸盐变成了气体；在中间区域，冰被加热到足以变成气体的程度；在最远的区域，一氧化碳变成了气体。伊齐多罗等人发现，像灰尘这样的固体颗粒有时候会撞上这些“凸点”，并开始累积并形成环。莱斯大学物理学和天文学副教授安德里亚·伊塞拉(Andrea Isella)是该研究的合著者，他在声明中说：“压力凸点帮助收集了尘埃颗粒，这就是为什么我们会看到光环的原因。”如果不存在这些“压力凸点”，太阳就会迅速吞噬这些粒子，不会留下任何行星形成的种子。伊塞拉说：“肯定有某些东西阻止了太阳吞噬，以便让行星有时间形成。”  图2：这可能是展示了我们太阳系结构的光环图随着时间的推移，围绕太阳的气体和尘埃逐渐冷却，“升华线”逐渐靠近太阳。这个过程使得尘埃积累成小行星，或小行星大小的行星种子，然后它们可能聚集在一起形成行星。伊齐多罗说：“我们的模拟表明，压力凸点可以浓缩尘埃，而移动的压力凸点可以起到小行星工厂的作用。”伊齐多罗在声明中表示，压力凸点调节了太阳系内层可用于形成行星的物质的数量。根据模拟，距离太阳最近的环形成了内太阳系行星，即水星、金星、地球和火星。中间的环最终成为外太阳系行星，而最外层的环形成了柯伊伯带(海王星轨道以外的区域)中的彗星、小行星和其他天体。更重要的是，研究人员发现，如果他们在模拟中推迟了中环形成的时间，那么超级地球可能就会在太阳系中形成。对此，伊齐多罗说：“在这些情况下形成压力凸点的时候，大量的物质已经侵入了内部系统，可以形成超级地球。因此，这个中部压力凸点形成的时间可能对太阳系的构成至关重要。” 14 TOI-2257b：迄今发现的最偏心系外行星 每隔几周就会变得非常热天文学家已经发现了迄今为止最偏心的一颗系外行星--至少在其轨道方面如此。超级地球TOI-2257 b在技术上处于其所环绕的冷红矮星的宜居区，但这颗行星围绕太阳的拉长路径导致了一些相当极端的温度波动，这使得这个世界上的实际生活相当不现实，至少就我们所知是这样。  “我们发现TOI-2257 b没有一个圆形的、同心的轨道。... 就潜在的可居住性而言，这是一个坏消息，”来自伯尔尼大学的首席研究员Nicole Schanche在一份声明中指出，“虽然这颗行星的平均温度是舒适的，但它从零下80摄氏度（-112华氏度）到约100摄氏度（212华氏度）不等，这取决于这颗行星在其轨道上的位置，究竟是远离还是接近恒星。”这意味着，这个星球上的季节可以从字面上的沸腾热到南极的深寒。而且因为这颗行星只需要35天就能绕着它的主星走一圈，所以它很可能在短短几周内就从沸腾变成冰冷的僵硬，然后又变回沸腾。行星TOI-2257 b是由NASA的凌日系外行星调查卫星（又称TESS）空间望远镜首次发现的。Schanche领导的一个研究小组利用位于墨西哥的SAINT-EX天文台的观测数据确定了这颗行星的奇异轨道，这是迄今为止看到的围绕一颗冷色调恒星的最偏心路径。研究人员认为，一个可能的解释是，一颗看不见的巨行星在离恒星更远的地方运行，它用其引力来调整这颗小行星的轨道。这项研究和TOI-2257 b的细节已经发表在《Astronomy and Astrophysics》上。该团队希望最近发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜可能能再看一眼这颗好奇的行星。Schanche指出：“特别是，可以研究该行星的特征如大气中的水蒸气。” 15 NASA全新IXPE任务“睁开眼睛”准备迎接发现之旅NASA旗下的成像X射线偏振探测仪（IXPE）在太空中刚刚度过了一个多月，它正在工作，并且已经将宇宙中一些最热、最有能量的物体锁定完毕。作为美国国家航空航天局和意大利航天局的一项联合工作，IXPE是第一个专门研究来自爆炸的恒星和黑洞等物体的X射线的偏振的空间观测站，偏振描述了X射线在穿越空间时的方向性。位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的任务主要研究人员马丁-魏斯科普夫说："IXPE科学观测的开始标志着X射线天文学的一个新篇章。有一件事是肯定的：我们可以期待意想不到的事情。"  仙后座A号超新星遗迹IXPE于12月9日通过猎鹰9号火箭发射到地球赤道上空370英里（600公里）的轨道。观测站的吊杆提供了将X射线聚焦到其探测器上所需的距离，全套设施于12月15日成功部署。IXPE团队在接下来的三周里检查了天文台的操纵和指向能力，并调整了望远镜。在这些测试过程中，团队将IXPE指向了两个明亮的校准目标。1ES 1959+650，一个由黑洞驱动的星系核心，它有明显的喷射形态冲向太空；以及SMC X-1，一个旋转的死星，或脉冲星。这两个来源的亮度使IXPE团队很容易看到X射线落在IXPE的偏振敏感探测器上的位置，并对望远镜的排列进行小幅调整。IXPE下一步要做什么？  1月11日，IXPE开始观测其第一个正式的科学目标--仙后座A，或称Cas A--一颗大质量恒星的残骸，它在大约350年前在我们银河系的一颗超新星爆炸中形成。超新星充满了磁能，并将粒子加速到接近光速，使其成为研究空间极端物理学的实验室。IXPE将提供关于Cas A的磁场结构的细节，这些细节无法通过其他方式观察到。通过研究X射线的偏振，科学家们可以找出其磁场的详细结构以及这些粒子加速的地点。IXPE对Cas A的观测将持续约三周。IXPE每天数次将科学数据传输到由意大利航天局在肯尼亚马林迪运营的一个地面站。数据从马林迪站流向位于科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室（LASP）的IXPE任务操作中心，然后流向位于NASA马歇尔的IXPE科学操作中心进行处理和分析。IXPE的科学数据将由位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的高能天体物理学科学研究中心公开提供。马歇尔科学操作团队还与LASP的任务操作团队协调安排科学观测。该任务计划在第一年观察30多个计划目标。该任务将研究遥远的超大质量黑洞，其高能粒子射流会照亮其宿主星系。IXPE还将探测恒星质量黑洞周围扭曲的时空，并测量其自旋。其他计划的目标包括不同类型的中子星，如脉冲星和磁星。科学小组还保留了大约一个月的时间来观察其他可能出现在天空中或意外变亮的有趣物体。IXPE是美国国家航空航天局和意大利航天局之间的合作，合作伙伴和科学合作者遍布12个国家。总部位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德的波尔航空航天公司负责管理航天器的运行。 16 神秘的宇宙“蜘蛛”被发现是强大的伽马射线的来源天文学家利用位于智利的4.1米SOAR望远镜发现了第一个双星系统的例子，其中一颗正在变成白矮星的恒星正围绕着一颗刚刚完成变成快速旋转的脉冲星的中子星运转。最初由费米伽马射线太空望远镜探测到的这两颗恒星，是这类双星系统演变过程中的一个“缺失环节”。  一个明亮、神秘的伽马射线源被发现是一颗快速旋转的中子星（被称为毫秒脉冲星），它正围绕着一颗正在演化为极低质量白矮星的恒星运行。这些类型的双星系统被天文学家称为“蜘蛛”，因为脉冲星在变成白矮星时往往会 “吞噬”伴星的外部部分。天文学家使用智利Cerro Pachón的4.1米SOAR望远镜探测到了这个双星系统，该望远镜是美国国家科学基金会NOIRLab计划中Cerro Tololo美洲天文台（CTIO）的一部分。美国宇航局（NASA）的费米伽马射线空间望远镜自2008年发射以来，一直在对宇宙中产生大量伽马射线的天体进行编目，但并不是所有它探测到的伽马射线源都被分类。其中一个被天文学家称为4FGL J1120.0-2204的伽马射线源，是整个天空中第二亮的伽马射线源，直到现在还没有被识别。来自美国和加拿大的天文学家，在华盛顿特区美国海军研究实验室的Samuel Swihart的带领下，使用SOAR望远镜上的古德曼光谱仪来确定4FGL J1120.0-2204的“真实身份”。正如NASA的Swift和欧空局的XMM-牛顿太空望远镜所观察到的那样，这个伽马射线源也发射出X射线，它被证明是一个由每秒旋转数百次的“毫秒脉冲星”和一个极低质量白矮星的前体组成的双星系统。这个系统位于2600光年之外。“密歇根州立大学在SOAR望远镜上投入的时间，它在南半球的位置以及古德曼光谱仪的精确性和稳定性，都是这一发现的重要方面，”Swihart说。美国国家科学基金会NOIRLab项目主任Chris Davis指出：“这是一个很好的例子，说明一般的中型望远镜，特别是SOAR，可以用来帮助描述其他地面和天基设施的不寻常发现。我们预计，在未来的十年里，SOAR将在许多其他时变和多信使源的跟踪中发挥关键作用。”由古德曼光谱仪测量的双星系统的光学光谱显示，来自原白矮星伴星的光是多普勒位移的--交替位移到红色和蓝色--表明它每隔15小时就围绕一颗紧凑、大质量的中子星运行。Swihart说：“光谱还使我们能够约束伴星的大致温度和表面重力，”他的团队能够利用这些属性并将其应用于描述双星系统如何演变的模型。这使他们能够确定该伴星是一颗极低质量的白矮星的前身，其表面温度为8200℃，质量仅为太阳的17%。当一颗质量与太阳相似或更小的恒星到达其生命的终点时，它将耗尽用于推动其核心核聚变过程的氢。有一段时间，氦气会接管并为恒星提供动力，使其收缩和升温，并促使其膨胀和演化成一个大小为数亿公里的红巨星。最终，这颗膨胀的恒星的外层可以被吸附到一个双星伴星上，核聚变停止，留下一个与地球差不多大小的白矮星，在超过100,000℃的温度下发热。4FGL J1120.0-2204系统中的原白矮星还没有完成演化。Swihart说：“目前它是膨胀的，半径大约是质量相似的正常白矮星的五倍。它将继续冷却和收缩，在大约20亿年后，它将看起来与我们已经知道的许多极低质量的白矮星相同。”毫秒脉冲星每秒钟旋转数百次。它们是通过从一个伴星那里吸收物质而旋转起来的，在这种情况下，它们来自成为白矮星的恒星。大多数毫秒脉冲星都会发出伽马射线和X射线，通常是当脉冲星风（即从旋转的中子星发出的带电粒子流）与从伴星发出的物质相碰撞时。Swihart表示，目前已知的极低质量的白矮星大约有80个，但“这是发现的第一个极低质量的白矮星的前兆，它很可能是围绕着一颗中子星运行”。因此，4FGL J1120.0-2204是对这一自旋过程尾部的独特观察。所有其他已经发现的白矮星-脉冲星双星都远远超过了自旋上升阶段。Swihart说：“用SOAR望远镜进行的后续光谱分析，针对的是不相关的费米伽马射线源，使我们能够看到这个伴星正在围绕着什么东西运行。如果没有这些观测，我们不可能发现这个令人兴奋的系统。” 17 国际空间站宇航员正在为太空行走做准备一周后，2022年的第一次太空行走将在国际空间站(ISS)开始。两名第66远征队成员正在准备他们的宇航服，其他成员则正在进行研究和维护。ISS指挥官Anton Shkaplerov和飞行工程师Pyotr Dubrov将于美东部时间1月19日上午7点穿着他们的俄罗斯Orlan太空服离开Poisk舱。  他们将花约7个小时在太空真空中配置Prichal对接舱和Nauka多用途实验室舱。两位宇航员周三继续在他们的宇航服上设置和安装部件。NASA飞行工程师Mark Vande Hei将在下周协助太空行走者，他在下午加入了这对宇航员，另外还回顾了Poisk气闸减压/再减压的时间表。空间站的其他乘员专注于空间物理学、生命科学和实验室维护。NASA飞行工程师Raja Chari开始了他一天的工作，其为环形剪切下降实验进行硬件维护，然后为一项行为研究进行了机器人测试。欧航局宇航员Matthias Maurer则在继续收集从空间站表面拭取下来、用于分析的微生物样本。NASA宇航员Kayla Barron从空间站的大气中收集微生物样本，然后从一个二氧化碳清除系统中提取样本进行分析。在一天结束时，Vande Hei在为空间站液体系统计划的操作之前收集设备。 18 NASA开始长达数月的努力 以完成韦伯望远镜的调试校准工作美国宇航局（NASA）已经开始了长达数月的艰苦工作，将为其新发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜完成调试校准工作。该机构希望这项任务将及时完成，以便这个革命性的太空望远镜在初夏之前开始窥视宇宙。  NASA戈达德太空飞行中心的任务控制工程师开始向被称为执行器的微小电机发送他们的初始指令，这些执行器缓慢地定位和微调望远镜的主镜。主镜由18个镀金铍金属的六边形部分组成，口径为6.5米（21英尺4英寸）--比韦伯的前身、有30年历史的哈勃望远镜的集光面大得多。在韦伯太空望远镜于圣诞节发射前，这18个部分被折叠在一起，以适应携带望远镜进入太空的火箭的货舱，随后这18块六边形的镜片与其余的结构部件一起被展开了。这些部分现在必须从为发射而固定它们的紧固件上拆下来，然后从它们的原始配置向前移动大约一厘米--这是一个为期10天的过程--然后它们才能被对齐，形成一个单一的、不间断的光收集表面。戈达德的韦伯光学望远镜元件经理Lee Feinberg说，对准工作将需要另外三个月的时间。Feinberg表示，对准主镜段以形成一个大镜子意味着每个镜段“被对准到人类头发的五千分之一的厚度”。他补充说：“所有这些都要求我们发明一些以前从未做过的事情。”例如执行器，这些执行器是为了在零下240摄氏度的太空真空中逐步移动。该望远镜较小的副镜，旨在将从主镜收集到的光线导入韦伯的相机和其他仪器，也必须完成对焦，作为一个有凝聚力的光学系统的一部分进行操作。Feinberg说，如果一切按计划进行，该望远镜应该在5月准备好捕捉它的第一批科学图像，这些图像将在向公众发布之前再处理大约一个月时间。这台价值90亿美元的望远镜被NASA描述为未来十年最重要的空间科学观测站，它将主要在红外光谱中观察宇宙，使其能够透过气体和尘埃的云层观察恒星的诞生。哈勃望远镜主要在光学和紫外光波段运行。韦伯望远镜比哈勃强大约100倍，使它能够比哈勃或任何其他望远镜在更远的距离观察天体。天文学家表示，这将使人们看到以前从未见过的宇宙的一瞥--有望观测到大约137亿年前宇宙的“模样”。该望远镜是由NASA牵头，与欧洲和加拿大空间机构合作的一项国际合作。   Science视频号  按此关注微信视频号 Science科学 了解未知 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