盘点21世纪10年代重大天文学事件首张黑

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(图片：NASA)

21世纪10年代正式结束了，这十年期间发生了哪些重大太空科学事件?

从TESS的崛起，到冥王星的飞掠任务，再到卡西尼任务的戏剧性结束，过去十年发生了许多令人难以置信的科学事件。

年：见证了一场宇宙追逐和宇宙射线

深度撞击号宇宙飞船(DeepImpactspacecraft)无疑是年最成功的航天器，在观测过一颗彗星之后，它还对第二颗彗星进行了追踪。年，在深度撞击号对坦普尔1号(Tempel1)彗星进行了造访之后，NASA意识到这艘航天器仍然有足够的燃料去造访另一颗彗星。于是在飞越了29亿英里(46亿公里)之后，它遇到了哈特利2号(Hartley2)彗星。

令研究人员惊讶的是，这颗花生形状的彗星实际上非常活跃，它不断地从表面喷出含有氰化物的气体。这次额外的飞越任务使得“深度撞击”航天器成为第一个在一次任务中访问两颗彗星的航天器。

太阳活动周期为11年，而一个特别弱的周期在年结束。于是在年，太阳活动开始变得强烈，伴随出现一些非常强大的太阳耀斑，并持续到年。这些太阳耀斑和爆发可以产生令人眼花缭乱的极光。

科学家们不太确定为什么太阳似乎偏离了它的典型强度模式，但他们怀疑这个现象类似于地球的厄尔尼诺现象。

年：两个任务成功个进入轨道

经过6年半的旅程之后，美国宇航局在年宣布信使号(Messenger)宇宙飞船已经安全进入水星轨道。这项复杂的操作使得信使号成为第一颗绕水星轨道运行的人造卫星。信使号宇宙飞船在轨道上收集了水星地质、组成和稀薄大气的数据。

除此之外，美国宇航局在年发射的黎明号(Dawn)宇宙飞船也到达了火星和木星之间的小行星带，对小行星带最大的其中一颗岩石——灶神星(Vesta)进行观察。这颗小行星是黎明号宇宙飞船的其中一个观察对象。

从黎明号在年的一些初步观察数据中，科学家们了解到，这块巨大的太空岩石有着破碎的表面、山脉和深深的陨石坑。这次访问任务的总体目标是收集灶神星的近全球可见和红外图像(near-globalvisibleandinfraredimages)，以便更多地了解小行星的结构和组成。

年：向旅行者1号告别

年，年发射的旅行者1号最终飞出了太阳的影响范围，进入了星际空间。在长达数十年的任务中，宇宙飞船发回了令人叹为观止的太阳系照片，包括它在年拍摄的著名“淡蓝点”照片。在超越了先驱者1号宇宙飞船之后，旅行者1号创下了人造物体在太空中飞行的最远距离。(即使在年，这艘宇宙飞船仍然在继续向地球传递其宇宙之旅的数据。)

年：地面爆炸和发现

年11月28日(美国感恩节)，艾森彗星经过太阳，并发生解体。科学家们原以为这颗彗星的巨大内核会发出耀眼的光芒，因此艾森彗星最初也被称为“世纪彗星”，但这颗彗星最后也只是逐渐变暗消失。

这些观测结果证明了探测和预测彗星有多么困难。经过进一步观察之后，科学家们得出结论，彗星的核可能比最初估计的要小得多。但尽管如此，这颗彗星的缓慢飞行速度仍然让科学家们能够在它消失之前对彗星行为进行更多研究和了解。

出乎意料的是，这一年也有另外一次解体事件。年2月，一颗56英尺(17米)宽的流星在俄罗斯车里雅宾斯克市上空英里处爆炸。科学家表示，这次爆炸相当于47万吨TNT的爆炸，造成该地区数百人受伤，多栋建筑物受损。科学家们说，这次撞击可能是自年以来最强烈的一次地面流星撞击了(在年，一个40米宽的天体在西伯利亚上空爆炸并夷平平方公里的森林)。

虽然这种撞击并不是经常发生，但也不是特别罕见，科学家们对此也无能为力。相反，科学家们会继续致力于识别和防卫可能会造成更大破坏的小行星撞击。

同样在年，科学家们在地球上发现了宇宙射线的证据。由于这些射线很难被探测到，科学家们转而观测这些射线留下的中微子，但中微子本身也是出了名的难以探测，因为它们几乎从不与物质发生作用，不过在这次观察宇宙射线的时候，位于南极洲的冰立方天文台发现了中微子。

这些中微子以《芝麻街》(SesameStreet)中人物的名字“伯特”(Bert)和“厄尼”(Ernie)命名，虽然与年探测到的一个事件所产生的中微子能量相比，它们产生的能量比要大得多，但仍不足以为科学家提供射线起源的确切信息。天体物理学家得出结论，这些宇宙射线最可能的来源可能是超新星、黑洞或伽马射线爆发。

年：成功着陆彗星和新全家福

年，欧洲航天局(ESA)对一颗彗星的表面进行了拜访，这还是史上第一次，这艘名为“菲莱”(Philae)的航天器在着陆之后进行了简短的观察。这是一次具有挑战性的着陆任务，因为彗星是一个非常遥远的小目标，而菲莱着陆器为了着陆，不得不从较大的“罗塞塔”飞船上跳下来。

不幸的是，“菲莱”落在了彗星的阴影区域，无法使用太阳能电池板，在电量耗尽之后，着陆器很快进入休眠模式。但在此之前，“菲莱”探测到彗星拥有冰冻表面和碳等有机分子。

同样在年，科学家们首次能够拍摄宇宙网络的图像。虽然星系似乎是我们宇宙的中心，但与太空中的其他物质相比，它们实际上非常小。利用类星体发出的光作为手电筒，科学家们得以更好地观察这些宇宙尘埃卷须。

这一发现非常很吸引人，但它同时也为科学家们追踪暗物质的方式提供了一个更好的模型，因为人们相信暗物质反映了我们能够观察到的普通物质。

年：冥王星飞越任务

年，NASA的新视野号宇宙飞船成功飞越了这颗冰冷的矮行星。这是我们第一次近距离看到冥王星和它的卫星卡戎(Charon)。值得注意的是，科学家们发现冥王星表面有一颗可爱的心形图案，而且它和卡戎的地质活动可能比科学家们最初想象的还要更活跃。科学家们原以为会发现一个类似于月球表面的麻子表面，结果却发现了一个相对年轻的表面，这种平滑的表面使得科学家们相信，冥王星的地表可能最近被某种类似冰的东西重塑过。

年9月，科学家们证实，在土卫二上观测到的间歇泉就是土卫二地下存在全球海洋，而不是一个孤立湖泊的证据。在土卫二环绕土星轨道上探测到轻微抖动之后，科学家们确定了这一点。这一发现，以及卡西尼号以前在土卫二上发现的热液活动，使得土卫二成为未来生命搜寻任务的主要候选天体。

年：有了前所未有的发现

年对于物理学来说是历史性的一年。科学家们首次发现了引力波存在的证据。引力波是爱因斯坦提出的理论，指的是物体碰撞时产生的时空褶皱，但以前从未人类被探测到。为了观察引力波，科学家们使用了一个叫做LIGO的大型激光干涉仪(激光干涉仪引力波观测台)和它在华盛顿和路易斯安那州的兄弟探测器。

年，科学家们探测到两组引力波，它们都是由数百万年前的黑洞碰撞引起的，随后一直在宇宙中回荡。这些发现在年获得了诺贝尔物理学奖。

在年的另一个奇怪的发现中，哈勃太空望远镜在木卫二欧罗巴的南极发现了水蒸汽喷泉，高达英里(公里)。这样的间歇泉最早是在年被发现的，但天文学家认为这那次只是一次偶然的现象。

科学家们早就知道木卫二的表面下有一片冰冷的海洋，但间歇泉喷发的证据意味着探测器有可能可以直接分析木卫二的水，并在其中寻找微生物生命的迹象。NASA的欧罗巴快帆任务(EuropaClipper)将于10年后发射，届时它将进一步研究这些可能性。

年：一些重大的发现和悲伤的告别

对于天文学家来说，年8月17日是改变人生的一天。当天，科学家们对两颗极高密度中子星的碰撞进行了观察，依靠的正是碰撞产生的引力波和光。这是科学家们第五次观测引力波，同时也是他们第一次通过其他测量手段观测到这样的碰撞事件。

意大利、智利的天文台和NASA的太空望远镜进行了大规模的国际合作，使科学家能够通过光的观测来追踪天空中的引力波信号，并确定碰撞事件的位置。研究小组还证实碰撞产生了金等重元素。

几天后的8月21日，人们聚集在科学博物馆和开放空间，观看百年一遇的美国日全食。该日全食事件横跨美国的东海岸到西海岸，日全食带宽度达70英里。

而在离地球更远的地方，年还见证了卡西尼号(Cassini)使命的终结。卡西尼号宇宙飞船于年发射，它的任务是绕土星轨道运行，并对土星及其众多卫星进行观察。在13年的任务期间中，卡西尼号发现了6颗土星卫星、土卫二上的间歇泉和土卫六上的湖泊，同时还为土星拍摄了众多美丽的照片。

但天下无不散之筵席。在环绕土星十多年后，卡西尼号耗尽了燃料，它的任务团队也决定给卡西尼号任务一个轰轰烈烈的结尾。年9月15日，卡西尼号在土星的大气层中像流星一样燃烧，正式结束了这一次任务。这一个操作使得附近的卫星免受污染，并为科学家们提供了对土星前所未有的超近距离观测。

年10月，科学家发现了第一个已知的星际小行星通过我们的太阳系。一组科学家模拟了这颗后来被命名为“Oumuamua”的星际小行星的路径，并确定了它并不是起源于我们的太阳系。长久以来，科学家们一直认为外星天体可以和我们的太阳系发生接触，而这次则是人类首次观测到这样的星际天体。

年：重大任务的兴衰

对于航天任务来说，年是既振奋又悲伤的一年，振奋是迎来了激动人心的新任务，悲伤是告别了一些备受宠爱的旧任务。

在火星表面待了近15年之后，年6月10日，“机遇号”火星探测器终于与地球失去了联系，一场席卷全火星的沙尘暴导致“机遇号”探测器进入低功率模式。在此之后的数月，“机遇号”任务团队一直在捕捉漫游车可能发出的信号，直到年1月底，“机遇号”团队才确定任务结束。

4年，“机遇号”和它的孪生探测器“勇气号”登陆火星，计划预期寿命为90天，但这两辆漫游车都超长服役。勇气号在火星表面生存了7年，而机遇号则生存了近15年，在火星上总共航行了26.5英里(42.65公里)，并一直进行着重要的地质分析。这次任务的结束感动了参与任务的团队和众多太空爱好者。

同一年，另一项标志性的任务——寻找系外行星的太空望远镜开普勒(Kepler)也宣告结束。这项任务在9年3月发射升空，目的是观察太阳系外可能隐藏着什么样的行星。尽管“开普勒”在年早期遭遇了一次故障，导致望远镜结束了最初的任务，但科学家们后来得以重新控制该望远镜，并将其转入第二阶段任务，即所谓的K2。

由于没有足够的燃料，开普勒望远镜任务在年11月结束，在两次任务期间，开普勒望远镜发现了颗系外行星。即便是现在，仍有数百颗候选系外行星有待后续观测的确认。

经过一系列的时间安排，开普勒的继任任务在年4月发射升空后已经开始运行。与开普勒一样，凌日系外行星勘测卫星(TESS)的设计宗旨就是搜寻系外行星。TESS正在头两年的运行中扫描两个半球的天空，这将持续到年夏天。在任务的第一个年末，TESS已经发现了28颗确认系外行星(其中有几颗似乎还在所谓的宜居带)和颗潜在系外行星。

如果运气好的话，TESS和开普勒收集的这些系外行星数据将为詹姆斯·韦伯太空望远镜提供大量的数据。詹姆斯·韦伯望远镜计划于年发射，除了进行其他研究之外，它还将研究系外行星的大气，以了解更多关于这些潜在宜居星球的信息。

年

年，科学家们以一次令人难以置信的远距离飞越任务迎来了新年。当时，新视野号飞过了一个名为MU69的柯伊伯带天体。现在，这个天体的正式名称是Arrokoth，它是一个在寒冷黑暗的外太空领域中旋转的“双叶煎饼”状天体。现在，研究小组的科学家们正在试图确定这艘飞船能否再进行多一次飞越任务。

其他宇宙飞船在今年也进行了令人难以置信的太空岩石拜访任务。在年初，日本的“隼鸟2号”环绕着一颗名为“龙宫”的小行星飞行;在年期间，它收集了几个小行星样本，在龙宫表面制造了一个人工陨石坑，然后开始返回地球的旅程，将于明年晚些时候抵达。而NASA的一项类似小行星任务OSIRIS-REx则花了整整一年时间研究它自己的太空岩石——本努(Bennu)小行星，并制定了从它身上收集样本的战略。

这一年的4月，一项国际合作还发布了人类有史以来第一张黑洞图片，捕捉了全世界的想象力。这一个壮举需要把整个地球变成一个巨大的望远镜，即“视界望远镜”，并处理大量的数据。研究小组发布的黑洞照片是M87星系中心的黑洞，但与此同时，科学家们也一直在处理银河系中心黑洞的数据。