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1、2022十大太空故事 信息将有助于科学家们搞清晰相对论性喷流产生的机制。 为此，天文学家探讨了数一百零一个指向地球的喷流，其中54个来自射线暴，另有234个来自活动星系核。他们测量了这288个喷流的光度，由此可以确定其中由光子所携带的能量有多少。进而，可以估计出高速运动的粒子所携带的能量以及喷流向四周环境所注入的“动能”有多少。 天文学家分析了在这288个恒星质量和超大质量黑洞系统中光度和动能之间的关系，发觉它们表现出了相同的特性。喷流的总能量中有31 5%是以辐射的形式所出现的。 因此，虽然科学家们并不清晰原委是什么物理机制驱动了喷流，但它在质量差距悬殊的黑洞身上却遵循着相同的规律。 9、“
2、旅行者”1号进入星际空间 在就“旅行者”1号是否越过了太阳的日球层争辩了1年之后，科学家们于2022年9月12日宣布，位于126个天文单位处的“旅行者”1号已身处星际空间中。不仅如此，“旅行者”1号其实在2022年8月25日就已越过了这一边界。 太阳的磁场、粒子风以及辐射形成了一个可以阻挡银河系星际介质入侵的爱护罩，位于这个日球层外围的则是终端激波和太阳风层顶。“旅行者”1号于2004年穿过了终端激波，“旅行者”2号越过终端激波的时间则在2022年。 在2022年78月，“旅行者”1号发觉来自银河系的高能量宇宙线在增多，而来自太阳的粒子则在削减。不过，它并没有探测到磁场方向的改变科学家们信任这
3、是“旅行者”1号已越过太阳风层顶进入星际空间的确凿证据。由此，其团队一样认为它当时正处于一个过渡性的磁场通道中。 要是于11010年就已经停止工作的等离子体科学仪器仍在运转的话，它可以在201 2年就解决这个问题。然而，直到2022年4月9日等离子波子系统设备才获得了有劝服力的证据。它发觉从当天到5月22日“旅行者”1号四周的等离子体始终存在剧烈的振荡。 依据这些测量结果，科学家们获得了“旅行者”1号四周电子的密度，发觉它当时必定位于太阳风层顶之外，因为当时测得的电子密度比太阳风层顶中预期的电子密度高了近80倍。当他们回顾以前的数据，发觉从2022年10月23日至11月27日也出现了稍弱的振荡
4、。将这两个次振荡进行比较，天文学家就可以计算出等离子体环境随着到太阳的距离是如何改变的。综合“旅行者”1号每年向外运动约3.58个天文单位的信息，天文学家们由此得出结论，它在2022年8月25日就已进入了星际空间。 “旅行者”1号的天文学家们很谨慎，只说“它已进入了星际空间”，而非“它已经离开了太阳系”。这两者是有明显区分的：太阳的引力事实上可以延长到更远得多的地方并束缚住距离太阳10万个天文单位处奥尔特云中的彗星。以目前的速度，“旅行者”1号大约还须要28000年才能离开太阳系。 8、解开辐射带的奇妙 地球的磁场可以阻拦来自太阳的高能粒子，把它们送入两个环绕地球的环状带中。其内带的范围是从距
5、地表上方6006400千米，随着时间的推移它能维持相对稳定的形态。它的外部区域则始于地表之上约13000公里千米处，可以始终延长到64000千米远；其形态和强度在几小时到数天的时间尺度上会发生改变。这些区域被称为范艾伦带，以1958年发觉它们的科学家命名。 科学家们于2022年8月放射了两个范艾伦带探测器来对其进行探讨，进而了解为什么被束缚在其中的粒子会具有这么高的能量。这两个完全相同的探测器在各自的轨道上绕地球转动，它们会经过范艾伦带中的不同区域进而比较和测量其中辐射的改变状况。在它们最靠近地球的时候，距离地表只有600千米；当它们距离地球最远时，可以达到37300千米。 就在起先工作之后几
6、天，这两个探测器就在两个范艾伦带之间发觉了第3个辐射带。这一新的辐射带从2022年9月3日始终持续存在到了10月1日。当有物质从太阳上被抛射出时，它们会形成一道激波。当该激波击中地球磁场的时候，它会扰乱外部的范艾伦带，把粒子推送到第3个临时的辐射带中。由于能量太高无法被抛射或者散射掉，它们会逗留在新的辐射带中，自然而然地形成等离子体波。当太阳在4个星期后又产生了一波风暴之后，它就破坏了这个临时的辐射带。 范艾伦探测器还目击了范艾伦带中的能量振荡，从而帮助科学家解决了一个长期存在的问题：原委是地球磁场之外的过程，还是范艾伦带内的机制把其中的电子和质子加速到了接近光速的速度？范艾伦探测器的一大任务
7、就是区分这两种可能性。2022年10月8日和9日，它们在范艾伦带测量到了中间最高且向内外两侧递减的能量分布。这一观测结果与加速能源来自范艾伦带内部相符。 尽管范艾伦探测器无法确定详细是什么东西把粒子加速到了这么高的能量，但科学家们认为穿过范艾伦带的辐射波可能是其中的缘由。这一能量上升可能会导致地球卫星上的电子设备遭到严峻破坏，这也正是人造卫星的轨道都远离范艾伦带的缘由。了解是什么机制把粒子加速到超过光速的101%，将有助于科学家们预言类似的能量振荡会何时发生，进而更有效地来爱护地球卫星。 7、银心黑洞撕裂气体云 2022年底，天文学家们宣布，他们发觉了一个质量仅相当于3个地球的特别天体，正在接
8、近银河系中心的超大质量黑洞。这个天体当时好像正在远离地球，径直朝银心黑洞人马A*冲去。 在测量了该天体的温度为550开之后，该天体被判定为一个气体尘埃云，称为G2，而非一颗恒星。科学家们计算发觉G2会在201 3年夏天最靠近人马A*。 人马A*在一个大小约为太阳18倍的区域中拥有约430万个太阳的质量。在这么小的区域中塞入这么多的物质，会使得时空结构发生极端的扭曲，任何从这个黑洞旁边经过的东西都会感受到它强大的引力。G2会从距离人马A*130个天文单位的地方经过，但后者的引力甚至远在这个距离之外就起先撕扯它了。假如它是一颗恒星的话，在整个过程中它自身就会具有足够的引力来让自己全身而退。 从20
9、22年4月起，天文学家们便起先监测银心黑洞强大的引力对这团小气体云的影响。结果显示，G2的前端已经绕过了黑洞的远端，现在正在朝着地球运动。科学家们通过分析其所发出的光就能知晓这一点。当它远离我们的望远镜时，它所发出的光看上去会更红：而当它在朝向我们的望远镜运动时，它发出的光就会偏蓝。计算机模拟表明，人马A*的引力会在一年的时间里始终撕扯G2直到它被撕碎。 天文学家们很少有机会能目睹超大质量黑洞撕扯途经的物质，因此把大量的仪器设备对准了G2。因为其他的超大质量黑洞都极为遥远一一距离我们第2近的位于约250万光年之外的仙女星系中地面上的望远镜不具备能看清它们四周物质细微环节所需的辨别率。这些相互作
10、用可以告知天文学家们有关黑洞四周环境的信息，那里正是极端物理过程发生的地方。 6、“开普勒”失灵 2022年3月6日开普勒空间望远镜放射升空，旨在找寻太阳系外的类地行星。在近4年的时间里，它始终注视着约160000颗恒星，来探测它们亮度微小的降低。这些亮度的微小降低可能是由于一颗行星从其前方经过遮挡其光线所造成的，即“凌星事务”。在“开普勒”的数据中，科学家们已经发觉了约3500颗行星候选体，到目前为止已经确认了156颗行星。 缺憾的是，“开普勒”所收集的数据并不足以能供应更多有关太阳系外行星的深层次信息。2022年7月，它4个反应轮中一个失灵。反应轮至关重要，正是它保持着“开普勒”的精确指向
11、。运用3个反应轮仍能让“开普勒”始终对准同一天区，但2022年5月又一个反应轮失灵。“开普勒”的科学家试图修复一个失灵的反应轮，但无济于事。2022年8月15日，科学家们宣布“开普勒”发觉太阳系外行星的时日已经结束，他们正在考虑把它用于其他探讨。 在“开普勒”失灵之前，天文学家们已经在它的数据中发觉了多行星系统和地球大小的行星。他们还对所观测的恒星有了更多的了解。恒星亮度的改变并不肯定都源自行星对其的遮挡。恒星黑子、恒星耀斑以及恒星内部的脉动也会导致其辐射的改变。利用“开普勒”的数据，通过探讨这些振荡，科学家们测定了数千颗恒星的年龄和大小。 科学家们至少须要3次亮度降低才能将其视为拥有行星的候
12、选恒星。因此，假如有一颗地球大小的行星，在其表面可以有液态水存在的距离上环绕一颗类太阳恒星转动的话，将至少须要3个地球年的数据来看到3次凌星事务。“开普勒”的数据中仍有半数尚未被分析，很多行星可能还隐藏在其中。所以，尽管“开普勒”已经无法再收集太阳系外行星的数据了，但这并不意味着来自“开普勒”的发觉就会戛然而止。 5、彗星照亮夜空 人人都喜爱光明的彗星。它在天空中会造就出梦幻般的景象，让整个世界为之敬畏，并为探讨早期太阳系供应了一个试验室。相比任何天体，彗星能更有效地激发起大众对天文学的爱好，这也使得在2022年出现的两颗光明的彗星快速反应系统彗星和光科网彗星，因此成为了全世界的人们竞相观看的
13、目标。 虽然光科网彗星被誉为2022年度彗星，但占据2022年春季头条的却是另一颗彗星。它就是由全景巡天望远镜和快速反应系统在2022年6月56日发觉的C/2022 L4，又称泛星彗星。2022年3月10日该彗星从距离太阳4500万千米处飞过，当时南半球的观星者有着比北半球的更好的视角。泛星彗星的亮度最高达到了0.6等。虽然在夜空中是一个特别美丽的天体，但它的亮度仍只有光科网彗星预期峰值的1/2300。 2022年9月21日国际光学科学网络的40厘米望远镜观测到了一个暗弱的光点。进一步的分析确认它是一颗彗星，计算显示它会在2022年11月28日从距离太阳表面180万千米处仅相当于太阳直径的1.
14、3倍处飞过。 大多数彗星都起源自奥尔特云，它距离太阳20000101000个天文单位，含有数万亿颗彗星。当它们中的一个进入内太阳系时，太阳的辐射会使之升温，其所含的冰会干脆升华成气体。随着其四周气体云彗发的膨胀，彗星就会增亮。 光科网彗星会增亮到满月程度的报道很快不胫而走。然而，在其冲日前一个月，预料表明它的亮度将会达到-7.8等。虽赶不上满月，但仍将是黄昏天空中壮丽的景象。这颗彗星此前从来没有接近过太阳，因此当时没有人知道它将会如何表现。它有可能会被太阳的引力瓦解，或许会奉上更令人印象深刻的表演。 无论如何，光科网彗星已经渗透进了媒体、科学家的探讨和普罗大众的心中。 4、“新奇”号发觉曾经宜
15、居的火星环境 从工程上讲，2022年8月6日“新奇”号火星车登陆火星表面是一件特别困难的事情。着陆到这颗红色行星之上本身就是一个令人印象深刻的壮举，但接下去的事情则让人喜不自胜。2022年2月8日它钻探了第一块岩石，采集了其中的物质样本并对它们进行了化学和矿物学分析。对钻探出粉末的矿物学分析发觉了蒙脱石粘土，这佐证了火星早期拥有液态水的环境，而且这其中的水酸碱性都不高也不太咸。化学分析则检测出了生命所需的全部主要元素：硫，氮，氧，磷和碳。因此，凭借其钻取的第一个样本，“新奇”号就证明火星曾经拥有一个宜居的环境。 此外，它还发觉了其他表明曾有液态水在火星上流淌的证据。这其中就包括了与地球河床上的
16、极为相像的鹅卵石和沙子。依据嵌在砾岩中砾石的形态，可以计算出水的深度和流速。结果显示其流速与步行的速度相当，差不多每秒1米，其深度则从没过脚踝到及腰深不等。 目前“新奇”号正在驶向其所着陆的环形山中心峰的顶端。它的发觉将会接着激发行星科学家和公众的热忱。 3、尖端设备观测早期宇宙 约138亿年前，宇宙始于一个高温高密的状态，之后便始终在膨胀和冷却。在早期的宇宙中，电子、质子和光子会不断地彼此碰撞。在约37万年后，当宇宙冷却到了3000开左右，电子和质子起先结合，由此光子可在宇宙中畅通无阻地运动。在这一“最终散射时刻”的物质分布会在漫天的辐射中留下印迹。天文学家可以探讨这一宇宙微波背景辐射来了解
17、宇宙，因为它是在光与物质分别时所形成的。 几十年来科学家们始终在分析宇宙微波背景这个宝库，每一架新的望远镜都能告知我们更多有关宇宙的细微环节。最近，普朗克卫星对宇宙微波背景进行了测量，揭示了宇宙的特性。“普朗克”放射于2022年5月，在2022年3月公布了其第一幅全天宇宙微波背景观测结果图。依据这一观测结果，宇宙包含了4.9%的一般物质，26.8%的暗物质以及68.3%的暗能量。 天文学家们还运用了“普朗克”的数据探讨了宇宙的大尺度结构。宇宙微波背景中的光子须要花教十亿年的时间才能到达我们，它所经过的每一样东西的引力都会使得它的路径发生特别微小的弯曲。通过分析宇宙微波背景的这一“引力透镜”可以
18、给出从最终散射时刻到现在宇宙中全部物质的分布。 “普朗克”的科学家们希望在2022年中释放其下一批的数据并给出宇宙微波背景中另一个更加难以测量的量偏振。宇宙微波背景中的光波并不是沿着随机的方向振动的。相反，它们会遵照两种模式：E模或B模。当宇宙微波背景光子与宇宙中的电子发生碰撞时，它们会以一个特定的方向被散射，这被称为E模。然而，B模偏折的信号则小得多，从而更难被观测到。一种类型的B模偏振来自宇宙诞生之后不久超高速膨胀期中的引力扰动。 已运转近7年的南极望远镜正在找寻这些偏振信号。它于2022年7月22日宣布在宇宙微波背景中发觉了因引力透镜而导致的B模偏振。虽然这并非是天文学家们始终在找寻的暴
19、胀所留下的印迹，但它仍旧是该探讨领域一个重要的里程碑，它表明科学家们正在越来越深化地了解宇宙微波背景。 2、超新星加速宇宙线 1912年，物理学家赫斯乘坐气球飞到5350米的高空，他发觉在这一高度上的辐射比3000米高的地方增加了4倍。这些宇宙辐射来自四面八方。在过去的几十年中，科学家们已经知道，宇宙线中的90%是高能质子，电子和原子核则占据了其他的10%。然而，要找到这些粒子的源头并搞清晰它们令人难以置信的能量来源则特别困难。 我们的银河系具有磁场，而宇宙线粒子都带有电荷质子和原子核带正电，电子则带负电。当带电粒子在磁场中运动时，其路径会发生变更，因而很难追查其最初的源头。 但天文学家们另辟
20、蹊径，发觉了宇宙射线从何而来。一个快速运动的质子与星际气体中的一个质子发生碰撞会产生一个被称为中性介子的基本粒子。该粒子随后会衰变成2个射线光子，每一个都具有中心值在6750万电子伏特的特定能量。射线光子是电中性的，因而不会受到磁场的影响。假如你能观测到特定能量的射线，那么你就找到了宇宙线。 天文学家们已在超新星遗迹中找寻了这些特定的辐射。在超新星爆炸中，恒星外部层壳的物质会飞离其核心，它们会压缩和加热四周的气体，形成激波。长期以来，科学家们推想，这些激波正是质子间频繁发生碰撞的区域，因此可能是超新星加速了宇宙线。但是始终没找到有关的干脆证据特定能量的辐射。 2022年2月，天文学家们宣布发觉
21、了这些特定能量的辐射，从而证明超新星就是宇宙线的源头。费米射线空间望远镜观测了超新星遗迹IC443和W44，观测到的能谱与中性介子衰变成射线的完备相符。 那么，超新星遗迹是如何把粒子加速到如此高的速度的呢？这是因为激波波前纠缠着磁场。这些磁场会把带电粒子束缚在激波的四周，使得它们在激波处来回震荡。每一次的振荡都会使得它们获得一点点能量，如此往复几千年之后，它们最终获得了足够的能量进而逃逸，起先在银河系中传播，成为了宇宙线。 在赫斯发觉宇宙线之后一个世纪，科学家们最终搞清晰了它们的来源。但是，这并不意味着他们已经彻底了解了这些无所不在的宇宙辐射。下一步是确定这一加速度过程的细微环节并探讨宇宙线质
22、子的能量最高原委能达到多少。 1、俄罗斯上空一百零一年一遇的火流星爆炸 2022年2月15日上午9时22分，俄罗斯车里雅宾斯克的安静被隧然打破。就在此时有一颗直径1718米的流星闯进了地球大气层。地球大气层的摩擦使之减速并升温，让它变成了一个发光的火球。约35秒后，这颗流星在海拔高度为23千米处发生爆炸。它所产生的冲击波震碎了窗户、触发了汽车报警器并且吓坏了地面上的数十万人。它所产生的碎片使得约1010人受伤，所幸没有致命。 这一流星体沿着太阳的方向、以较小的14角进入地球大气，因此几乎不行能事先预警。其爆炸所释放的能量相当于44万吨TNT炸药，其碎片则散落在几十平方千米的范围之内。对其碎片进
23、行分析显示，它属于球粒陨石，是落到地球上最常见的陨石类型。 2022年2月15日这一流星爆炸事务提示了我们全部人，地球在宇宙中并不是孤立的。地球始终在与小天体发生碰撞。有时是一幢房子那么大的天体，就像2022年这一次，它会造成显著的破坏。假如来犯的天体更大，破坏则会更加严峻。 这也正是天文学家们想对直径超过140米的近地天体登记造册的缘由。但是阳光会遮挡位于其旁边的小天体。车里雅宾斯克流星事务表明，人类须要更好的方法来发觉和编目近地天体并做好应对的预案。 美国宇航局安排在2023年前往一颗小行星，对其进行采样并将样品送回地球。此后，它还公布了一个小行星俘获任务。该任务的目的是在2022年前放射一个探测器，它将捕获一颗直径710米的小行星并将其运输到月球轨道。在那里，宇航员可以对它进行取样探测。这一项目不仅将激励新的载人航天技术，还将为变更近地天体的轨迹供应重要的信息。 第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页