尊龙凯时 - 人生就是搏!平台|网通中变私服|2021盘点 天文学10大进展(中

  2021年虽然艰难★ღღღ,但是人们探索太空和宇宙的热情和雄心依旧★ღღღ。放眼全世界★ღღღ,众多天文进展让人激动★ღღღ,在此我们回顾了2021年间的诸多进展——

  60年前★ღღღ,人类历史上第一位航天员尤里·加加林首次进入太空★ღღღ;50年前★ღღღ,首个空间站发射升空★ღღღ;23年前的1998年★ღღღ,国际空间站开始建设★ღღღ,历经13年★ღღღ,终于在2011年建成并全面使用★ღღღ。中国没有进入国际空间站进行合作的机会★ღღღ,但在国际空间站建成的同一年网通中变私服★ღღღ,中国空间站的雏形——“天宫一号”发射升空★ღღღ。经过10年的技术准备和积累★ღღღ,终于在2021年的4月29日★ღღღ,中国“天宫”空间站的“天和”核心舱成功发射★ღღღ,中国终于正式开启了属于自己的空间站时代★ღღღ。

  “天宫”空间站是由“天和”核心舱★ღღღ、“问天”实验舱和“梦天”实验舱三个舱段组成的一个T字形结构★ღღღ。两段实验舱分别长期停靠在核心舱的左右两端★ღღღ,货运飞船以及载人飞船分别对接于核心舱前后两端★ღღღ。空间站的具体任务有★ღღღ:建造以“天和”核心舱★ღღღ、“问天”实验舱和“梦天”实验舱为基本构型★ღღღ,长期在轨可靠运行的空间站★ღღღ;保证航天员长期在轨生活★ღღღ;开展多领域空间科学实验与技术试验等★ღღღ。

  “天宫”空间站的建设是中国载人航天工程“三步走”发展战略中“第三步”★ღღღ。按照计划★ღღღ,中国将在2021年至2022年期间择机进行11次飞行任务★ღღღ,包括3次空间站舱段发射★ღღღ、4次货运飞船以及4次载人飞船发射★ღღღ,完成“问天”实验舱和“梦天”实验舱与核心舱的对接★ღღღ,最终在2022年完成“天宫”空间站的建设★ღღღ,实现中国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步的任务目标★ღღღ。与国际空间站的建设相比★ღღღ,中国空间站的建设可以说更有效率★ღღღ。

  截止到2021年12月★ღღღ,中国已经成功完成了5次发射任务★ღღღ,除核心舱的发射之外★ღღღ,2021年5月29日和9月20日分别成功完成了“天舟二号”和“天舟三号”货运飞船的发射任务★ღღღ,为空间站送去了足够物资★ღღღ。2021年6月17日和10月16日★ღღღ,分别成功发射了“神舟十二号”和“神舟十三号”载人飞船任务★ღღღ,前者将3名航天员成功送到核心舱★ღღღ,在太空中待了3个月之后★ღღღ,于9月17日安全返回地面尊龙凯时 - 人生就是搏!平台★ღღღ,★ღღღ。后者送去了包括女航天员王亚平在内的第二批3名航天员乘组尊龙凯时人生就是博★ღღღ,他们在太空中驻留6个月★ღღღ。2022年★ღღღ,中国将继续发射“天舟四号”货运飞船★ღღღ、“神舟十四号”载人飞船★ღღღ、“问天”实验舱尊龙凯时APP下载★ღღღ,★ღღღ、“梦天”实验舱★ღღღ、“天舟五号”货运飞船★ღღღ、“神舟十五号”载人飞船等6次任务★ღღღ。

  在空间站建成之后的2024年前后★ღღღ,中国还准备发射一个包含光学望远镜的光学舱★ღღღ,这是一个与空间站主体部分共轨飞行的空间望远镜★ღღღ,口径为2米★ღღღ,是中国第一个光学空间望远镜★ღღღ。在太空进行观测★ღღღ,不仅可以避免大气抖动的干扰★ღღღ,还可以避免光污染等干扰★ღღღ。相比已经在轨运行30多年的哈勃望远镜★ღღღ,在成像质量和其相当的情况下★ღღღ,中国巡天空间望远镜的视场达到了哈勃望远镜的300倍★ღღღ,能够以更高的效率帮助天文学家研究宇宙演化全貌★ღღღ。

  值得一提的是★ღღღ,“天宫”空间站本身采用了多项先进技术★ღღღ,装备了强大有力的“手臂”——大型空间机械臂★ღღღ,它和人类的手臂一样拥有7个自由度★ღღღ,在太空当中进行作业以及飞船对接时非常灵活尊龙凯时 - 人生就是搏!平台★ღღღ,机械臂技术也是中国在航天技术上已经逐渐领先世界的象征之一★ღღღ。中国建设太空站的最终目标是使之成为国家级空间实验室和国际科技合作交流的平台★ღღღ,也非常欢迎其他国家的航天员进入中国空间站开展国际合作★ღღღ。

  2021年7月4日★ღღღ,神舟十二号乘组两名航天员成功出舱(视频截图)★ღღღ,并完成了空间站舱外全景相机抬升操作★ღღღ。版权/国家航天局

  相比较之前的“天宫一号”和“天宫二号”空间站★ღღღ,“天宫”是模块化空间站系统★ღღღ,与国际空间站类似★ღღღ,同属于第三代模块化空间站★ღღღ。不同的是★ღღღ,“天宫”是中国自主独自建设完成★ღღღ。在此之前★ღღღ,苏联的“礼炮号”空间站和美国的“天空实验室”属于第一代★ღღღ,中国的“天宫一号”和“天宫二号”属于第二代★ღღღ。“天宫”在距离地球390千米的轨道上运行★ღღღ,位置略低于距离地球400千米的国际空间站★ღღღ。根据规划★ღღღ,“天宫”近期目标是建成总重达到约60吨★ღღღ,在轨寿命达到10年以上网通中变私服★ღღღ,至少可以运行到2030年之后★ღღღ。

  建成运行已经有10年历史的国际空间站★ღღღ,预计在2024年退役★ღღღ,它的寿命已经超过了设计寿命★ღღღ,并出现很多部件老化的问题★ღღღ,比如最近俄罗斯舱段就出现了裂纹问题★ღღღ。但是对于这样的一个大型的★ღღღ、由多个国家建成的空间基础设施★ღღღ,人们还是尽量延长它的寿命★ღღღ,以提高其使用价值网通中变私服★ღღღ。此外★ღღღ,美国航天局希望在国际空间站正式退役之前★ღღღ,能够有一个或者多个私人商业空间站与国际空间站一同运行大约两年左右★ღღღ,以便将目前的空间实验装置转移到这些私人空间站中去★ღღღ。

  目前已经有多个私人公司在计划发射私人商业空间站★ღღღ。比如Nanoracks和旅行者太空(Voyager Space)★ღღღ,以及洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)★ღღღ,后者准备在2027年发射一个名为“星辰实验室(Starlab)”的空间站★ღღღ,蓝色起源(blue origins)公司也准备在不晚于2030年发射一个空间站★ღღღ。Nanoracks和蓝色起源公司已经从美国航天局拿到了总价值4.156亿美元(约合27亿人民币)的资金用于空间站的开发★ღღღ。另外★ღღღ,Axiom Space公司也准备在2028年发射一个空间站模块★ღღღ,先对接到国际空间站★ღღღ,等其退役后再独立飞行★ღღღ。因此★ღღღ,按照现有这些商业空间站的发射计划★ღღღ,如果保证有两年左右的共同运行期★ღღღ,国际空间站至少会被延迟到2030年左右退役★ღღღ,到时就会出现多个空间站一同运行的场面★ღღღ。

  2020年★ღღღ,曾经是世界最大单口径射电望远镜的阿雷西博望远镜在准备度过它57岁生日之际★ღღღ,两个连接中间馈源舱的缆绳先后突然断裂★ღღღ,导致其观测镜面受损★ღღღ。而在2020年的最后一个月★ღღღ,绳索突然断裂★ღღღ,整个重达900吨的馈源舱平台从空中坠落★ღღღ,重重摔在了中间的大锅上★ღღღ,碎片一地★ღღღ。阿雷西博望远镜以这样悲壮的方式结束了自己的一生★ღღღ。

  所幸的是★ღღღ,中国已经于2016年9月25日在贵州建成目前世界上单口径最大的500米射电望远镜“天眼”★ღღღ,简称FAST★ღღღ,它的综合性能达到了阿雷西博望远镜的10倍★ღღღ。经过几年的调试★ღღღ,FAST终于在2020年1月11日通过了国家验收尊龙凯时 - 人生就是搏!平台★ღღღ,投入正式运行★ღღღ。就在2020年★ღღღ,新老望远镜完成了接替★ღღღ。

  FAST的主要目标包含5个大的方面★ღღღ:脉冲星搜寻★ღღღ;宇宙中性氢的观测以及宇宙大尺度结构的研究★ღღღ;通过和其它射电望远镜组成一个VLBI系统★ღღღ,对一些活动星系核的内核进行解析★ღღღ;对一些分子谱线进行监测★ღღღ;在未来开展地外生命的搜索★ღღღ。

  对于这些既定的一些科学目标★ღღღ,FAST正在有条不紊地开展着相应的观测★ღღღ,它是目前世界上灵敏度最高的射电望远镜★ღღღ,配备19波束的接收机★ღღღ,是世界上最强大的脉冲星搜寻利器★ღღღ。FAST计划预期会发现大约1500颗新的脉冲星★ღღღ,目前已发现500余颗★ღღღ,仅在2020年就发现了200余颗★ღღღ。更值得一提的是★ღღღ,所发现的201颗新的脉冲星是中国科学院国家天文台韩金林团队利用FAST进行脉冲星快照巡天(the Galactic Plane Pulsar Snapshot survey★ღღღ,GPPS)数据发现的★ღღღ,该项目仅覆盖了FAST可观测天区一小部分★ღღღ,因此可以期待★ღღღ,接下来几年随着更多的观测★ღღღ,我们会发现更多新的脉冲星★ღღღ。

  利用中性氢的观测数据★ღღღ,南京大学的研究团队在距离银河系中心7万多光年的地方发现了一条长余1.63万光年的中性氢结构★ღღღ,其宽度有675光年★ღღღ,总质量大约相当于太阳的6.5万倍★ღღღ,形态如同一根蒲棒★ღღღ,研究人员遂将其命名为“香蒲”★ღღღ。与此同时★ღღღ,研究人员还发现了外盾牌-半人马臂的延伸部分★ღღღ。

  中国科学院国家天文台及合作者利用FAST望远镜的超高灵敏度★ღღღ,对近邻星系M106天区开展了深度的成像观测★ღღღ,在M106星系外发现了一条超长距离的气体吸积流★ღღღ,该气体流长达130 kpc(约42.3万光年)★ღღღ,连接M106及其卫星星系NGC 4288★ღღღ,这表明M106星系可从数十万光年外的矮星系上抢夺气体来维持自身的成长尊龙凯时 - 人生就是搏!平台★ღღღ。这种现象类似离银河系20多万光年外的大小麦哲伦星云流向银河系的麦哲伦流★ღღღ,但M106的吸积流长度更长★ღღღ,作用范围更广★ღღღ,也更难被捕捉到★ღღღ,这为探究星系气体吸积提供了典型的案例★ღღღ。

  在既定观测目标外★ღღღ,对一些新探测的天文未解现象★ღღღ,比如快速射电暴★ღღღ,FAST凭借着其强大的探测能力助力了研究尊龙凯时 - 人生就是搏!平台★ღღღ。2020年FAST关于银河系内快速射电暴的观测入选了2020年的《自然》和《科学》十大科学发现★ღღღ,2021年又继续在这个领域做出了一些新的发现——不仅捕获三例新的快速射电暴★ღღღ,而且在2019年8月29日到10月29日★ღღღ,FAST团队利用59.5小时的观测时间★ღღღ,共检测到了来自一个名为FRB 121102的快速射电暴1652次记录★ღღღ,这个数字超过了以往所有文献记载次数的总和★ღღღ。这一结果发表在2021年10月的《自然》杂志上★ღღღ。

  上世纪70年代的爱因斯坦X射线卫星是最早提出客座观察项目(guest observer program)的卫星之一★ღღღ,它会把其中的一部分观测时间留出来供团队之外的其他科学家申请使用★ღღღ。客座观测项目在一定程度上能够促使望远镜做出更好的科学成果★ღღღ,并逐渐成为一种通行的方式★ღღღ。从2021年3月31日起★ღღღ,FAST面向全球开放其10%的观测时间★ღღღ,总共约为450个小时★ღღღ,各国科学家均可提出申请★ღღღ,经审核后可使用FAST开展观测和研究★ღღღ。这项申请截止时间为5月15日★ღღღ,评审结果已经于7月20日公布★ღღღ,审批的观测时间已经从8月开始进行★ღღღ。

  尽管目前单个FAST的灵敏度在世界上领先★ღღღ,不过中国科学家对于FAST探测能力有着更为宏伟和长远的规划★ღღღ。按照中国科学院国家天文台武向平院士所说★ღღღ,中国将推进建设另外5台500米口径的射电望远镜★ღღღ,与FAST组成一个巨大阵列★ღღღ,从而让中国的射电观测能力领先世界50年网通中变私服★ღღღ。

  2009年建成并通过国家验收的郭守敬望远镜是中国天文学家主导的最大规模的天文巡天项目★ღღღ,其天文学全称为“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)”★ღღღ。自2012年9月正式开始巡天★ღღღ,它已经成为全世界银河系研究领域的一个主要巡天项目★ღღღ。截至2021年3月★ღღღ,LAMOST已发布1723万条光谱数据★ღღღ,超过世界上其它地基光谱巡天项目获取光谱数总和的2倍★ღღღ。

  2021年8月★ღღღ,LAMOST又发布了一批新的观测数据★ღღღ:第九年v0版本的观测数据(DR9 v0)★ღღღ,这些数据可供国内天文学家和国际合作者使用★ღღღ。最新发布的数据产品是LAMOST在2020年9月18日到2021年6月14日之间获取的★ღღღ,包括低分辨率光谱和中分辨率光谱两部分★ღღღ。其中★ღღღ,低分辨率观测了326个天区★ღღღ,光谱总数近54万条★ღღღ,中分辨率共观测了440个天区★ღღღ,中分辨率非时域光谱数据37万条★ღღღ、中分辨率时域数据187万条★ღღღ。按照LAMOST科学委员会对数据发布时间节点的规定★ღღღ,LAMOST正式巡天第9年v1版本光谱数据(DR9 v1数据集)计划于2022年3月对全世界发布★ღღღ。

  自2012年9月正式开始巡天★ღღღ,LAMOST已经成为全世界银河系研究领域的一个主要巡天项目★ღღღ。版权/陈颖为

  利用如此大量的巡天观测数据★ღღღ,国内外的科学家在银河系结构与演化★ღღღ、恒星物理研究★ღღღ、特殊天体搜寻等重要前沿领域取得一系列有影响力的研究成果★ღღღ。

  发现奇异白矮星系统★ღღღ:2021年8月★ღღღ,研究人员利用释放的数据发现了一颗之前从未被观测到的罕见新型激变变星★ღღღ,命名为LAMOST J0140355+392651★ღღღ。激变变星是一类具有双重身份的天体★ღღღ,它既是双星又是变星★ღღღ。大多数激变变星的主星为白矮星★ღღღ,伴星是晚型主序星★ღღღ。后续观测发现该新天体是一种罕见的★ღღღ、正处于演化过渡阶段的激变变星★ღღღ。它的伴星并不是处于主序阶段的正常星★ღღღ,而是一颗正在膨胀的恒星氦核★ღღღ。

  扩充多星系统星表★ღღღ:2021年11月★ღღღ,利用中分辨率光谱数据尊龙★ღღღ,来自中国科学院国家天文台等机构的研究人员发现了3133颗光谱双星以及132颗光谱三星★ღღღ,并精确测量了它们的视向速度★ღღღ,其中95%为最新发现的多星系统★ღღღ。

  扩充O型星星表★ღღღ:研究人员用巡天光谱筛选出209颗O型星★ღღღ,其中135颗是最新发现的★ღღღ。最大的具有光谱信息的银河系O型星星表(Galactic O-Star Catalog★ღღღ,GOSC)仅有590颗O型星★ღღღ,且这些O型星的数量是人类近百年来累积发现的总和★ღღღ。

  构建最大的M型亚矮星星表★ღღღ:利用巡天数据★ღღღ,研究人员构建了迄今最大的M型亚矮星星表★ღღღ,并对M型亚矮星的大气参数和运动学特性进行了研究★ღღღ,提出了证认MK分类系统中光度分类为VI型的亚矮星的参数条件★ღღღ,并分析了具有不同运动学属性的亚矮星的参数分布特点★ღღღ。

  尽管LAMOST在巡天方面取得了很大的成绩★ღღღ,但是因为它位于海拔只有960米的河北承德兴隆附近(距离县城中心几千米)★ღღღ,且受周边城市发展所带来的光污染以及环境变化的影响★ღღღ,其观测能力在一定程度上受到了限制★ღღღ。光学望远镜能否成功且高质量运行★ღღღ,台址极为重要★ღღღ。目前世界上公认的最好的两个光学台址分别位于夏威夷大岛的莫纳克亚火山山顶(海拔大约4200米)★ღღღ,以及智利北部的阿塔卡马高原地区(海拔5000米左右)★ღღღ。天文学家一直在中国各处寻找更好的天文新台址★ღღღ,目前主要集中在四个地方★ღღღ:四川稻城(海拔4600米以上)★ღღღ,新疆慕士塔格(海拔4500米以上)尊龙凯时 - 人生就是搏!★ღღღ!★ღღღ,西藏阿里(海拔5000米以上)尊龙凯时 - 人生就是搏!平台★ღღღ,以及青海冷湖(海拔4000米以上)★ღღღ。

  中科院国家天文台研究团队通过3年的连续监测★ღღღ,发现青海冷湖地区存在国际一流的光学天文新台址★ღღღ。青海海西州的冷湖地区日照丰沛★ღღღ,降水极低★ღღღ,夜空晴朗★ღღღ,历史记录的天气条件非常良好★ღღღ。研究团队通过对冷湖赛什腾山区的实地考察★ღღღ,依据沙尘垂向呈指数分布的特性★ღღღ,确定在山区4200米海拔标高点进行定点选址★ღღღ。所选中的地点为冷湖赛什腾山C区★ღღღ,视宁度中值为0.75角秒★ღღღ,意味着其受大气湍流活动影响程度和望远镜显示图像的清晰度与夏威夷莫纳克亚峰★ღღღ、智利各天文台等国际最好台址的天文台基本持平★ღღღ。而且冷湖全年可用于天文观测的晴朗夜空时长达到83%★ღღღ,也和其他国家最好台址类似★ღღღ。

  为最大限度发挥好冷湖台址的科学效益★ღღღ,中国科学院将与青海省政府联合★ღღღ,一方面尽快对台址资源进行保护★ღღღ,避免灯光污染和其他人类活动对观测带来的影响★ღღღ,另一方面统一规划和布局未来重大观测设施的发展★ღღღ。中国科学院将与青海省一道★ღღღ,力促冷湖天文台址的国际合作和开放★ღღღ,吸引国际领先的观测设施在此建设★ღღღ。

  极好的观测环境已经吸引了众多观测设备★ღღღ,四川西华师范大学的50厘米双筒望远镜(50BiN)和1米口径的SONG望远镜已经搬迁至此★ღღღ,中国科学院地质地球所用于观测行星的0.8米PAST和1.8米TINTIN望远镜也已经确定在此建设★ღღღ。“中国科学技术大学—紫金山天文台2.5米大视场巡天望远镜WFST”基建工程已经在冷湖天文观测基地正式开工★ღღღ,建成后将成为北半球具备最高巡天能力的光学时域巡测设备★ღღღ,它能够获取高精度位置和多色亮度观测数据★ღღღ,高效搜寻和监测天文动态事件★ღღღ,预期可以在时域天文★ღღღ、外太阳系天体搜寻★ღღღ、银河系结构和近场宇宙学等领域取得突破性成果★ღღღ。清华大学即将建设的宽视场光谱巡天望远镜(MUltiplexed Survey Telescope★ღღღ,MUST)是一架6.5米口径的望远镜★ღღღ,在冷湖建成后★ღღღ,其光谱巡天能力将比现有水平提高10倍以上★ღღღ。

  冷湖不仅仅适合于光学观测★ღღღ,天文学家也在这里进行亚毫米和毫米波观测条件的环境监测★ღღღ,未来这里也有可能成为亚毫米波的观测圣地★ღღღ。我们可以预见★ღღღ,在不远的未来★ღღღ,一个多波段的新的世界级天文观测基地即将从这里开始发展★ღღღ。

  苟利军★ღღღ,中国科学院国家天文台研究员★ღღღ,中国科学院大学天文学教授★ღღღ。《中国国家天文》杂志执行总编网通中变私服★ღღღ,北京天文学会副理事长★ღღღ。主要研究兴趣为高能天体物理★ღღღ。曾获得中国国家优秀科普图书奖★ღღღ、国家图书馆文津奖以及全国优秀科普微视频一等奖等奖项★ღღღ。