人類首次行星防御實(shí)驗(yàn)成功

在距地球數(shù)百萬千米外，一顆被命名為“迪莫弗斯”的衛(wèi)星千百萬年來都在與另一顆稍大的小行星相互環(huán)繞。2022年9月26日，美國航空航天局（NASA）用一枚航天器撞擊了迪莫弗斯，永久地改變了它的軌道——同樣的策略也可能在將來拯救整個(gè)人類文明。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是雙小行星改道測試（DART）計(jì)劃的一部分，其使用的航天器以6千米/ 秒的速度成功撞擊了直徑160米的迪莫弗斯。為了這次撞擊，早在2021年年底，航天器就從地球出發(fā)了，發(fā)射時(shí)重約 610 千克。它搭載了約50千克重、用于航天器制動(dòng)和姿態(tài)控制的肼類推進(jìn)劑，以及約60千克用于操作離子推進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的氙。NASA 的目標(biāo)是將迪莫弗斯稍稍撞向它所環(huán)繞的小行星，以縮短其軌道周期。若在未來探測到環(huán)繞地球的小行星，使用這一方法可消除其帶來的威脅。

在撞擊發(fā)生之前的幾分鐘，DART航天器搭載的衛(wèi)星傳回了迪莫弗斯的圖像，人們可通過圖像清楚地看到它是一個(gè)蛋形的巖石堆。在撞擊之后的兩周，科學(xué)家整理了觀察的結(jié)果，確認(rèn)該衛(wèi)星大約12小時(shí)的軌道周期縮短了32分鐘。這次碰撞實(shí)驗(yàn)為科學(xué)家提供了非常重要的數(shù)據(jù)，可幫助他們在之后建立小行星偏轉(zhuǎn)任務(wù)的動(dòng)量模型。

根據(jù)NASA 的研究，大約有2.5萬個(gè)常見的近地小行星會對人類產(chǎn)生威脅。然而截至目前，天文學(xué)家只探測到其中的40%。DART 已經(jīng)展現(xiàn)了避免此類危機(jī)的可能性，如果在預(yù)期撞擊前5年或10年發(fā)現(xiàn)具有潛在威脅的小行星，運(yùn)用這一方法能有效保護(hù)地球。

“夸父一號”首批太陽觀測科學(xué)圖像已公布“夸父一號”全稱為“先進(jìn)天基太陽天文臺”（ASO-S），是中國科學(xué)院空間科學(xué)二期先導(dǎo)專項(xiàng)研制發(fā)射的又一顆空間科學(xué)衛(wèi)星，于2022年10月9日成功發(fā)射。“夸父一號”的研究目標(biāo)瞄準(zhǔn)“一磁兩暴”，即同時(shí)觀測太陽磁場和太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質(zhì)拋射，研究它們的形成、演化、相互作用和彼此關(guān)聯(lián)，同時(shí)為空間天氣預(yù)報(bào)提供支持。

“夸父一號”成功發(fā)射后，幾臺有效載荷按照既定計(jì)劃開展了大量針對太陽的在軌測試和觀測，獲取了若干科學(xué)觀測圖像。其中，全日面矢量磁像儀（FMG）實(shí)現(xiàn)了我國首次在空間開展太陽磁場觀測，獲取的太陽局部縱向磁圖的質(zhì)量達(dá)到了國際先進(jìn)水平，為聚焦“一磁兩暴”科學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高時(shí)間分辨、高精度的太陽磁場觀測奠定了良好基礎(chǔ)。太陽硬X 射線成像儀（HXI）實(shí)現(xiàn)了我國首次太陽硬X 射線成像，提供了地球視角目前唯一的太陽硬X 射線圖像，為實(shí)現(xiàn)對太陽耀斑展開非熱輻射空間分布、時(shí)間結(jié)構(gòu)、能譜特征觀測奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡（LST）的3個(gè)子載荷中，太陽日面成像儀（SDI）首次在衛(wèi)星平臺上獲得了萊曼阿爾法波段全日面像，其中日珥的演化圖像清晰完整；太陽白光望遠(yuǎn)鏡（WST）觀測到太陽邊緣上兩個(gè)罕見的白光耀斑，萊曼阿爾法波段的觀測能力得到驗(yàn)證。隨著子載荷太陽日冕儀（SCI）開機(jī)對日冕物質(zhì)拋射展開觀測，萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡（LST）將在日冕物質(zhì)拋射的日面形成和近日冕傳播觀測方面發(fā)揮不可替代的作用。

暗物質(zhì)多信使探測研究取得進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院紫金山天文臺研究團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)合作，重新分析了反質(zhì)子宇宙線在太陽系內(nèi)的傳播過程和Fermi-LAT 銀心觀測數(shù)據(jù)，證實(shí)了在反質(zhì)子和銀心伽馬射線中存在顯著的超出現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)如果用暗物質(zhì)模型解釋這些超出，所給出的模型參數(shù)正好可以同時(shí)解釋費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室測得的W 玻色子超重現(xiàn)象。該項(xiàng)研究暗示這三種反?，F(xiàn)象可能具有共同的來源，而且很可能與人們長久以來試圖探尋的暗物質(zhì)有關(guān)。

多個(gè)尺度的天文學(xué)觀測證據(jù)表明，宇宙中存在大量的不發(fā)光物質(zhì)，即暗物質(zhì)，它們在宇宙的形成和演化過程中起著重要作用。但是人們僅探測到其引力效應(yīng)，而對暗物質(zhì)粒子的性質(zhì)知之甚少。因此，搜尋暗物質(zhì)粒子引力之外的相互作用形式是粒子物理最重要的研究課題之一，相關(guān)突破有望擴(kuò)展已知的標(biāo)準(zhǔn)粒子模型，通往“新物理”。

“中國天眼”獲得銀河系氣體高清圖像

作為人類在浩瀚宇宙中的家園，銀河系的結(jié)構(gòu)和組成存在很多謎團(tuán)。

銀河內(nèi)1500億～4000億顆恒星之間的廣袤星際空間并非虛無，而是充滿了稀薄的星際介質(zhì)，這些星際介質(zhì)中隱藏著有關(guān)恒星生死的奧秘，一直是天文學(xué)家不斷探索的目標(biāo)。

“中國天眼”是目前世界上靈敏度最高的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，因配備了高靈敏度的L 波段1 9波束制冷接收機(jī)，成為發(fā)現(xiàn)脈沖星、研究銀河系星際介質(zhì)的利器。韓金林研究團(tuán)隊(duì)于2 0 1 9年巧妙設(shè)計(jì)并啟動(dòng)了“銀道面脈沖星快照巡天”項(xiàng)目，至今已發(fā)現(xiàn)5 0 0多顆脈沖星，且亮度比之前發(fā)現(xiàn)的脈沖星弱。他們在搜尋脈沖星的同時(shí)，同步記錄了星際氣體輻射的譜線數(shù)據(jù)，兼具高靈敏度、高頻譜分辨率、高空間分辨率的特征，是探究銀河系結(jié)構(gòu)和星際生態(tài)循環(huán)的寶貴資源。近期，該團(tuán)隊(duì)完成了第一批數(shù)據(jù)的處理，發(fā)布了銀河系星際空間原子氣體、電離氣體、磁場以及無線電輻射的最新研究結(jié)果，為天文學(xué)家提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源。

可控核聚變實(shí)驗(yàn)取得新突破

核聚變是兩個(gè)輕原子核相互碰撞形成重原子核，同時(shí)釋放出巨大能量的過程。這種過程發(fā)生在熱核武器以及太陽等恒星內(nèi)部。

在能源領(lǐng)域，科學(xué)家想要獲得的是高度可控的核聚變，它有著無可比擬的優(yōu)勢，比如清潔、低碳、低風(fēng)險(xiǎn)、低廢棄物、可持續(xù)等?？茖W(xué)家們已經(jīng)通過各種不同的方式實(shí)現(xiàn)了核聚變反應(yīng)，但從來沒有一個(gè)持續(xù)的聚變反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)火”——即聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的能量等于或大于輸入能量的時(shí)刻。

2022年12月，可控核聚變迎來了一個(gè)里程碑式突破：一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)通過將2.05兆焦耳的激光聚焦到一個(gè)胡椒粒大小的聚變?nèi)剂贤枭?，產(chǎn)生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，研究人員奮斗數(shù)十年所追求的目標(biāo)終于實(shí)現(xiàn)了。雖然這一突破并不代表我們已經(jīng)解決了能源需求，但不可否認(rèn)的是，這是一次偉大的成功，它標(biāo)志著我們向商業(yè)核聚變邁出了重要的一步。