據(jù)美國國家地理網(wǎng)站報道，2009年是國際天文年。在這一年里，科學家在天文研究和太空探索領(lǐng)域取得了一系列重大突破。隨著2009年進入尾聲，美國國家地理網(wǎng)站盤點了年度十大太空發(fā)現(xiàn)，其中包括證實月球上存在水、木衛(wèi)二海洋中存在類魚生命以及大過星系的古老粒子等。

1 太陽出奇平靜

太陽活動對比圖。2000年7月，NASA的SOHO太陽軌道望遠鏡觀測到太陽正處于最活躍期。2009年3月，太陽則像是一個空白的圓盤。

2009年5月，科學家發(fā)現(xiàn)太陽活動仍然繼續(xù)處于極不活躍狀態(tài)，甚至是近幾十年中活躍程度最小的，而且太陽也是近100年來最暗淡的。太陽這種出奇的平靜狀態(tài)引發(fā)了科學家的擔憂，他們認為這可能會導致下一個小冰期的到來。

上一次小冰期指的是1300年～1850年間全球氣候進入一個特殊的寒冰時期，其中最寒冷的階段出現(xiàn)在1645年～1715年?？茖W家認為，小冰期與蒙德極小期有關(guān)。蒙德極小期是指從17世紀以來記錄到的、以30年為周期的太陽平靜期。在蒙德極小期中，太陽圓面上只能觀測到極少數(shù)的黑子。在小冰期內(nèi)，通往格陵蘭島的航道幾乎全部被冰雪覆蓋，荷蘭的運河全部結(jié)冰，阿爾卑斯山的冰河將許多山村吞沒，到1695年，冰島附近已沒有任何露天的流動水面。

眾所周知，太陽黑子的活動周期約為11年。在當前這個周期內(nèi)，2008年太陽黑子活動仍處于低谷，到2009年本應該開始活躍起來。但是，科學家發(fā)現(xiàn)，在2009年前90天內(nèi)有78天太陽黑子活動都很少見，而且這段時間太陽也處于近百年來最暗淡的狀態(tài)。科學家由此認為，太陽如果繼續(xù)平靜下去，將有可能進入和當年小冰期時相似的狀態(tài)，那么歐洲、美國的一些地區(qū)以及西伯利亞就有可能會驟然變冷，進入不尋常的小冰期。不過，美國亞利桑納州羅威爾天文臺天文學家杰弗里·豪爾指出，這種小冰期可能不會影響全球所有地區(qū)。

2 綠色“雙尾”彗星現(xiàn)身夜空

2009年2月23日，一顆陌生的綠色彗星罕見地拖著兩條尾巴劃過地球上空。2月24日，這顆彗星距離地球最近，然后從此遠去并將永遠不再回來。據(jù)觀測者介紹，該彗星除了擁有一條常見的彗尾之外，還有一條朝向太陽方向的逆向彗尾。這顆彗星是中國中山大學學生葉泉志在查閱一批中國臺灣鹿林天文臺所拍的小行星普查照片中無意發(fā)現(xiàn)的，因此它被命名為“鹿林”彗星。

據(jù)天文學家介紹，“鹿林”彗星可能是第一次經(jīng)過太陽系。彗星外層肯定包著一層外太陽系冰凍環(huán)境中的原始冰類物質(zhì)。當“鹿林”彗星暴露于太陽的光熱之下時，它的冰層物質(zhì)開始蒸發(fā)。這樣，彗星的亮度會迅速增強甚至可能會引起它的開裂。當彗星噴射出氰化物和二價碳時，這兩種氣體就會在太陽的照射下，在太空的真空環(huán)境中呈現(xiàn)綠色。由于“鹿林”彗星幾乎和地球軌道處于同一平面，但運動方向相反，因此它的速度看起來比想象中要快得多。在光電效應下，它會產(chǎn)生在普通彗星上看不到的第二條尾巴，即罕見的逆向彗尾。

3 NASA證實月球存在水

2009年11月13日，NASA正式宣布，月球隕坑觀測和遙感衛(wèi)星任務已經(jīng)成功地在月球的永久陰影中發(fā)現(xiàn)水的存在，而且儲量可觀。

10月，NASA相繼利用一個兩噸重的火箭和LCROSS衛(wèi)星對月球南極附近的凱布斯隕坑進行撞擊，這兩次撞擊任務都是為了尋找月球上存在水的證據(jù)。兩次撞擊完成后，LCROSS任務團隊立即搜集LCROSS衛(wèi)星近紅外分光儀所記錄的撞擊時的光譜數(shù)據(jù)，并將其與水的近紅外光譜數(shù)據(jù)進行對比分析。分析結(jié)果顯示，LCROSS采集的光譜數(shù)據(jù)與水的光譜數(shù)據(jù)吻合。LCROSS任務首席科學家安東尼·科拉普利特表示：“我們得到非常吻合的結(jié)果，沒有其他化合物能產(chǎn)生如此相似的吻合?！?/p>

除了上述證據(jù)外，LCROSS的紫外線分光儀也提供了月球存在水的證據(jù)。LCROSS紫外線數(shù)據(jù)顯示，月球上存在與羥基相關(guān)物質(zhì)的跡象，而羥基正是水在陽光下分解的產(chǎn)物。據(jù)科拉普利特保守估計，由LCROSS撞擊所激起的月球水量應該有0.09立方米。

4 火星存在遠古湖泊證據(jù)

2009年6月18日，由NASA火星偵測軌道器所拍攝的高分辨率圖像顯示，火星的一條山谷中存在明顯的遠古湖岸線。科學家認為，這表示當?shù)卦?jīng)存在一個與美國尚普蘭湖類似大小的湖泊，該地區(qū)將是地球人探索火星遠古微生物任務的主要目的地。

本圖是經(jīng)過藝術(shù)加工后的圖片。美國科羅拉多大學科學家最早從圖中發(fā)現(xiàn)了這條湖岸線。盡管火星表面的大多數(shù)三角洲都已被風沙所侵蝕，但是這條湖岸線由于被一條山谷所保護，因此現(xiàn)在還保存完好。這條山谷位于火星赤道以北，名為“Shalbatana Vallis”。科學家認為，這條湖岸線是第一個證實火星表面存在湖泊的確鑿證據(jù)。據(jù)科學家估計，這個干涸的湖泊大約存在于30億年前。

5 宇宙中存在比星系還大的粒子

2009年6月，科學家經(jīng)模擬實驗發(fā)現(xiàn)，最古老的亞原子粒子(中微子)所包含或環(huán)繞的空間可能比數(shù)千個星系還要大。

現(xiàn)在，我們都知道中微子是由核反應所產(chǎn)生的。根據(jù)量子力學理論，像中微子這樣的粒子的“大小”是由它們可能存在的區(qū)域的模糊范圍所定義。科學家只能通過其他事物(如原子)來探測到這些粒子。對于當今所產(chǎn)生的中微子來說，它們可能存在的區(qū)域范圍很小。但是，在大約137億年前，宇宙大爆炸殘留的中微子的存在區(qū)域范圍可能會隨著宇宙的擴張而不斷擴大，擴大到每個中微子都有能夠存在的區(qū)域。美國加利福尼亞大學圣地亞哥分?？茖W家喬治·福勒爾解釋說： “我們所討論的是大約100億光年外的中微子?！?/p>

中微子不帶電，質(zhì)量非常輕，現(xiàn)在科學家仍然無法精確測量其質(zhì)量。為了測量中微子的質(zhì)量。福勒爾通過模擬實驗發(fā)現(xiàn)，隨著宇宙的擴張，時空結(jié)構(gòu)也一直在牽引著古老的中微子，將中微子的存在區(qū)域擴展到一個極大范圍。由于中微子可以穿越宇宙中大多數(shù)物質(zhì)，因此科學家認為這個極大范圍仍可保持完整。所以從某種意義上講，這些宇宙中最古老中微子比數(shù)千個星系還要大。

6 類地行星或存在液態(tài)海洋

2009年4月，科學家對一顆代號為“Gliese 581d”的類地行星進行測量后發(fā)現(xiàn)，該行星比此前想象的更像地球，兩者之間存在許多相似之處?！癎liese 581d”所處的位置非常有利于液態(tài)水的存在，即可能適宜人類居住。

4月21日，瑞士日內(nèi)瓦大學天文學家邁克爾·梅耶正式宣布這一重大發(fā)現(xiàn)。據(jù)梅耶介紹， “它位于可居住帶，支持生命的存在。在它的表面可能還有一個巨大的海洋”?！癎liese 581d”發(fā)現(xiàn)于2007年，是一顆太陽系外行星。最初，天文學家認為它距離其主恒星太遠，氣候太冷可能不適宜居住。但是，梅耶的研究團隊通過測量發(fā)現(xiàn)，“Gliese 581d”環(huán)繞主恒星的周期為66.8天。這一發(fā)現(xiàn)證明，“Gliese 581d”的軌道正處于冷恒星的可居住帶。

由于考慮到“Gliese 581d”的質(zhì)量是地球的7倍左右，因此科學家認為“Gliese 58 1d”不可能是單獨由巖石構(gòu)成。梅耶解釋說：“它可能是核心部分由巖石構(gòu)成，外面被一個冰層所包圍，表面是大氣層和液態(tài)海洋?！辟|(zhì)量、水和軌道距離三大因素促成了“Gliese 581d”更適宜人類居住。

7 火星存在液態(tài)水

2009年2月，美國“鳳凰”號火星探測器項目組科學家宣布，“鳳凰”號火星探測器可能已經(jīng)拍攝到火星上的第一張液態(tài)水的照片。在2008年夏天，“風凰”號剛剛登陸火星幾天后就傳回照片，科學家從照片中發(fā)現(xiàn)探測器的一個支架上存在一些神秘的斑點。一些科學家認為這些斑點就是水滴所形成的。從表面上看，這些斑點似乎呈現(xiàn)了水珠滴在“鳳凰”號支架上后不斷增大、融合并滴下的過程。

液態(tài)水滴的說法在科學家中間引起了很大的爭議?！傍P凰”號項目組負責人尼爾頓·倫諾認為，“鳳凰”號支架上的物質(zhì)可能是鹽性泥漿，是在“鳳凰”號登陸時濺起并附著在支架上的。泥漿中的鹽分會吸收大氣中的水汽，從而形成水滴。據(jù)科學家介紹，在寒冷的火星北極地區(qū)之所以能夠存在液態(tài)水，是因為水中存在大量的高氯酸鹽，這種鹽可以起到防凍劑的作用。

8 太陽系外發(fā)現(xiàn)32顆行星

2009年10月19日，歐洲天文學家宣布，他們近期在太陽系外發(fā)現(xiàn)了32顆新行星，使得人類已知太陽系外行星總數(shù)超過了400顆。據(jù)科學家介紹，這些系外行星的質(zhì)量大小不一，質(zhì)量最小的行星也有地球的5倍，質(zhì)量最大的是木星質(zhì)量的8倍。

在過去5年中，天文學家一直在利用設在歐洲南方天文臺的高精度徑向速度行星搜索器開展行星探索任務。在此次發(fā)現(xiàn)的32顆系外行星中，還包括許多“超級地球”，比如其中有2顆質(zhì)量僅僅是地球的5倍，還有2顆是地球質(zhì)量的6倍。此外，這些系外行星的主恒星類型也各不相同，比如一些與木星質(zhì)量相當?shù)南低庑行?，它們的主恒星根本沒有多少金屬。此前理論認為，行星一般不會在金屬稀缺的恒星周圍形成。因此，這些行星的發(fā)現(xiàn)也顛覆了此前恒星系統(tǒng)的某些規(guī)律，天文學家需要重新審視行星的形成理論。

9 木衛(wèi)二可能存在類魚生命

2009年11月，美國亞利桑納大學科學家理查德·格林博格等人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，木衛(wèi)二可能存在類似于魚類的生命。

如今許多科學家都相信，木衛(wèi)二表面沒有陸地，而在厚厚的冰層之下存在著一個覆蓋全球的海洋，海洋深度大約為160千米。格林博格的最新研究表明，木衛(wèi)二的海洋正在吸收大量的氧氣，它所吸收的氧氣量比此前的模擬預測結(jié)果還要多得多?？茖W家認為，這些氧氣足夠支持多種生命形態(tài)的存在，從理論上講，目前木衛(wèi)二海洋中至少應該存在300萬噸類魚生物。格林博格解釋說：“盡管目前還不能說那里肯定存在生命，但我們至少知道那里的物理環(huán)境支持生命的存在。”

美國伍茲海爾深海生態(tài)學家蒂莫西·尚克認為，木衛(wèi)二的海底環(huán)境與地球海洋底部的熱液出口具有極大的相似性。眾所周知，地球海底熱液出口處存在著許多生命形態(tài)。因此，尚克堅持認為，“如果木衛(wèi)二上沒有生命，那才是奇怪的事”。

10 比鋼鐵硬100億倍

2009年5月，美國印第安納大學伯明頓分?？茖W家查爾斯·霍洛維茨領(lǐng)導的一支研究團隊通過最新的計算機模擬實驗發(fā)現(xiàn)，中子星的外殼是宇宙中最堅硬的物質(zhì)，比鋼鐵要堅硬100億倍。

對于中子星的研究，目前還有許多未解之謎，其中最重要的一個難題就是關(guān)于中子星外殼的硬度。為了測定中子星外殼硬度的臨界點，霍洛維茨通過計算機系統(tǒng)模擬了一種磁場應力和中子星外殼小范圍變形情形。霍洛維茨的模擬實驗結(jié)果表明，中子星的外殼足夠抵御巨大的破壞壓力，它的抗壓破碎臨界點比鋼鐵要高出100億倍。