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倾听火星“心跳”、飞越最远天体…太空探索好精彩

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  50年前,尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成功踏上月球表面,成为首批登陆地球以外天体的人类,这一史无前例的壮举彻底点燃了人类探索宇宙的热情和梦想。自此,各国纷纷向太阳、火星、甚至更遥远天体发射探测器,也建造了各类望远镜,试图揭示浩瀚宇宙的奥秘。

  2019年即将谢幕,美国《科学新闻》周刊网站为我们讲述了科学家今年在太空书写的传奇故事。

  飞越遥远“天空”

  今年1月1日,美国国家航空航天局(NASA)的“新视野号”飞越了距地球约64亿公里的“天空”(Arrokoth),打破了其2015年飞越冥王星时创下的太阳系最遥远天体探索记录。

  “天空”比冥王星还远15亿公里,位于太阳系的柯伊伯带。柯伊伯带由碎片和矮行星组成,据信包含数十万个类似“天空”的天体。科学家相信,这些天体保留了太阳系形成之初的痕迹。

  飞越“天空”没多久,“新视野号”就陆续传回图像,不断刷新科学家的认知。起初,“天空”看起来像是被拉得又细又长;随后,科学家发现它由两颗小行星粘在一起,好似一个胖嘟嘟的雪人;而最新图像显示,它更像是两个煎饼拼接而成。

  科学家还从未见过这样的天体,揭示“天空”为何如此“相貌清奇”或有助于进一步了解行星形成早期阶段的情况。

  奇异系外行星现身

  1995年,米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹于发现了首颗系外行星飞马座51b,开启了天文学的一场革命,他们也因此荣膺2019年诺贝尔物理学奖。随着观测手段不断提升,新系外行星次第现身,科学家迄今已发现了4000多颗系外行星,其大小、形状和轨道之丰富令人惊叹,其中NASA新一代行星猎手“凌日系外行星勘测卫星”(TESS)功不可没!

  TESS于2018年7月正式“上岗”,没几个月就发现了8颗系外行星,其中包括一些“怪咖”。例如,一颗行星密度与水差不多;一颗名为LHS 3844b的行星犹如一片“熔岩世界”,在540℃的高温下嘶嘶作响;还有一种新型系外行星——“超热海王星”,这颗行星可能正在褪去炽热蓬松的外衣露出岩石内核,处于从气态巨行星“变身”为固态行星的过程中。此外,TESS还发现了一个大小介于火星和地球间的天体L98-59b,围绕地球附近一颗明亮凉爽的恒星旋转,其大小约为地球的80%,公转周期为2.25天。

  小行星变身“网红”

  小行星“龙宫”和“贝努”当属今年天文领域的“网红”,贡献了不少流量。

  日本宇宙航空开发研究机构的“隼鸟2号”于2014年12月发射升空,2018年6月底抵达“龙宫”,并于今年2月在“龙宫”着陆,开始探索之旅。

  今年2月,“隼鸟2号”顺利完成第一次着陆采样;4月,它向“龙宫”表面发射了一枚铜弹,撞出一个约10米宽的坑,并于7月再次登陆“龙宫”,收集地下岩石碎片。这是人类首次在小行星上成功完成多次着陆采样、首次采集到次表层地下样品。“隼鸟2号”目前已携带这些或许保留了太阳系诞生之初样貌的样本踏上归途,预计于2020年年底到达地球。

  此外,美国2016年发射的“奥西里斯-REx”探测器于2018年12月抵达小行星“贝努”,并于今年6月为其拍下多张详细图像。

  今年12月12日,NASA将“贝努”北极附近的“夜莺”和“鱼嘴”采样点分别选为第一着陆区和备选着陆区。据悉,2020年1到4月,探测器将多次飞越这两个采样点,以获取更清晰详实的数据。真正的采样工作将于2020年8月完成,计划采集样品60克。探测器将于2021年离开“贝努”,并于2023年将样本送达地球。

  这些样本有望揭示类似“贝努”这样的小行星是否曾经扮演“邮差”角色,将形成生命的分子带到早期地球。

  揭示火星“心跳”的秘密

  在火星探测方面,科学家今年也取得不少突破。

  2018年11月,NASA的“洞察号”火星探测器结束4.84亿公里的旅程,成功着陆火星表面。其主要任务是了解火星内部结构,探究火星震和火星内核的奥秘,成为首个监测火星“心跳”的探测器。

  今年4月6日,“洞察号”不辱使命,其内部结构地震实验仪(SEIS)首次监测到火星震。自那之后,探测器又捕捉到100多次震动,其中21次极可能是火星震。

  “洞察号”首席科学家布鲁斯·巴纳特认为,这些探测开启了一个全新的研究领域——火星震学,为理解火星深层内部结构打开了一扇重要窗口,将让我们对火星的形成和演化产生新认识。

  研究人员指出,火星震与地震成因不同。地震由地球地壳构造板块间的挤压引发;火星没有地壳构造板块,但火星缓慢降温,会造成压力在火星内部扩散,这也可能引起零星的火星震。

  当新手“洞察号”在火星表面侧耳倾听火星“心跳”时,老兵“好奇号”火星车则将满腔热情倾注于火星上奇怪的夏普山。

  夏普山位于盖尔陨石坑上方,这一地质奇观在地球上闻所未闻,科学家对此困惑不已,对这个奇怪山体如何形成争论不休。为揭示其中奥秘,“好奇号”一直在夏普山上攀爬,其上的加速计也不断测量引力。加速计读数显示,火星车下方的岩石出奇松散,说明夏普山可能由风吹来的沉积物沉积而成。

  新的一年即将到来。明年,我们将迎来哈勃太空望远镜升空30周年,中国也将实施首次火星探测任务,或许还有其他令人惊喜的发现等着我们,让我们进一步认清人类自身在宇宙中的位置。


  倾听火星“心跳” 探索最远天体

  回望2019,太空精彩纷呈

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  本报记者 刘 霞

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