太空网评2017十大天文进展：引力波天文学的丰收年

　　北京时间12月25日消息，据国外媒体报道，对于空间科学而言，2017年是一个大年，因此要想选出今年最重要的天文大事件并非易事。但尽管如此，各大媒体依然给出了各自的答案。以下，我们参考美国太空网给出的2017十大天文事件盘点：
　　一）双中子星合并事件

　　今年的8月17日将被载入天文学史册，因为它标志着一个全新时代的开端。在这一天，天文学家们宣布他们首次同时透过光学和引力波两种手段观测到同一个天文事件。这被称作“多信使天文学”（multi-messenger astronomy）。
　　它有什么意义？这几乎就相当于一个人获得了一种新的知觉。人类自古以来就一直通过光学波段观察宇宙，而现在，他们第一次透过引力波“听见”了宇宙。当这两种方式结合起来，将产生一加一远远大于二的效果。事实上，《科学》杂志将这项发现评为了2017年年度科学突破。
　　这次双中子星合并事件是由设在美国的“激光干涉引力波天文台”（LIGO）以及欧洲的“室女座”引力波观测台各自独立观测到的，并随后由设在地面和太空中的超过70台望远镜进行了追踪观测。引力波观测的数据显示这一事件的本质是两颗中子星的相撞，而光学波段的望远镜观测则能够给出更多的细节信息，包括确认了这种中子星合并机制是产生宇宙中很大一部分重元素的机制，比如说黄金。因此可以说，这一发现确认了我们都是由中子星物质组成的。这项发现是我们借助多信使天文学手段能够取得何种进展的第一项证明。
　　二）TRAPPIST-1周围的七行星系统

　　在今年一月份，科学家们宣布在一个编号TRAPPIST-1的恒星周围发现了不是一颗行星，也不是两颗行星，也不是三颗行星——而是7颗行星！美国宇航局很快发布了这几颗行星的艺术想象图，并设想了如果人类在上面生存将会有何种体验。甚至还推断出，由于这几颗行星之间轨道距离很近，因此如果有其中一颗星星上出现生命的话，它们应该能够很容易通过小行星等渠道在不同行星之间相互传播扩散。
　　当然，科学家们从一开始就非常谨慎，不断提醒公众，要想判断这些星球上有无生命，我们还需要未来更加先进的设备做更多的观察。这一发现实际上和宇宙中可能存在生命的话题关系并不大，它更多的是提醒我们宇宙所拥有的巨大潜力。它也催促我们必须去设计研制更加先进的下一代望远镜，以便在这方面取得进展。TRAPPIST-1行星系统看上去几乎就像是从科幻书中跳出来的，它让我们知道宇宙远比我们想象的更加丰富多彩。
　　三）北美日全食

　　今年8月18日，出现了一次横贯整个北美大陆的日全食天象，这几乎是近100年来未曾有过的。宽度仅有70英里（约合112公里）的狭窄日食带从美国西北部的俄勒冈州一路向东南延伸到南卡罗来纳州。
　　日全食发生前一段时间，沿着日食带附近的美国城市，不论大小都迎来了大批来自全球各地追逐日食的游客和科学家，人们不断祈祷日食期间天公作美，不要有云。当然，更多的人们通过互联网观看了现场直播，一同领略了这次天空奇景。
　　四）土卫二的海洋

　　在今年4月份，美国宇航局的科学家们宣布在土卫二海洋中找到了或许能够为生活在那里的生命提供能量的来源——如果那里的海洋里真的存在着生命的话。卡西尼探测器在穿越土卫二极地上空时 ，获取到从土卫二冰层下方海洋通过冰裂隙喷射出的水汽样本。
　　不久之前 ，我们曾经认为土卫二就是一颗围绕土星运行的冰块星球，但现在这一观点已经被完全改变。我们认为土卫二冰层下方存在一个巨大的冰层下海洋，那里是太阳系中除了地球之外最有希望存在生命的地方。在那些海洋的底部或许和地球上一样存在一些热液喷流，根据地球的情况分析，那样的地方很有可能会孕育生命。
　　而4月份的最新发现显示，土卫二下方喷出的水汽中含有氢分子成分，这可以成为生命的能量来源。氢分子可以透过高温水体和岩石之间的反应产生，在这一过程中将能够为生命提供能够。
　　五）卡西尼探测器的“壮丽终章”

　　卡西尼飞船是美国宇航局最伟大的探测任务之一。在它围绕土星工作的13年间，它让我们对于土星和它的光环乃至卫星系统都有了大大深入的了解。卡西尼探测器的工作还让我们见识了土星卫星系统远超原先设想的复杂性和多样性。
　　美国宇航局最终被迫在9月15日结束卡西尼的使命，因为这台探测器的燃料正逐渐耗尽。在它生命的最后阶段，它为科学家们献上了它最后的大礼——通过穿越土星与它光环之间的狭窄缝隙，并最终一头冲入土星大气层之中，以这样的方式获取最后一批珍贵的数据。在此之前还从未有探测器冲入土星大气层，因此这些数据尤其可贵，科学家们目前仍在对相关数据结果进行分析。
　　六）如火如荼的引力波探测

　　今年距离科学家们宣布首次探测到引力波信号已经过去两年之久。这是100多年前由爱因斯坦的广义相对论最早预言的一种时空中的涟漪。而现在，这一研究领域正进入蓬勃发展的新时期。
　　美国政府资助的“激光干涉引力波天文台”（LIGO）在2015年作出了首次引力波发现，而在今年他们又宣布探测到来自双中子星合并的引力波信号，并且与此同时全球各地超过70架望远镜同步观测到这次事件的光学对应体。这是一次重大的历史性事件。
　　紧随其后，将引力波科学领域的关注热度推向最高峰的还是三位LIGO创始科学家被授予了今年的诺贝尔物理学奖。
　　LIGO还宣布了另外三起来自黑洞合并的引力波事件，从而使其发现的已确认黑洞合并导致的引力波信号数量达到5个。这些发现本身就非常引人入胜，但科学家们更加感兴趣的是这些探测结果让我们有了很多可供进一步研究的双黑洞系统。当我们拥有更多样本，我们将可以开始观察它们之间是否存在某些共性，或者那些差异性，而这些对于我们研究这些神秘天体，以及它们在宇宙中的地位都将拥有重要意义。
　　还有一件事必须提及，那就是设在意大利境内的欧洲引力波探测设备——室女座引力波探测器（Virgo）在今年8月份开始投入工作，并几乎立即就获得了它的首次引力波发现，与LIGO共同独立探测到一次来自黑洞合并的引力波信号。两座引力波天文台之间的合作将让我们能够更好地探测引力波信号，并缩小对其来源位置估算的误差范围。总之一句，今年是引力波天文学的大年。
　　七）首个来自太阳系外的小天体被发现

　　研究人员今年可能首次观测到了一个源自太阳系之外的小天体。这个被称作“奥陌陌”（Oumuamua）的小天体最早是在今年10月份被设在夏威夷的Pan-STARRS 1巡天望远镜发现的。
　　来自太阳系之外的小天体穿过太阳系这件事情本身并不奇怪，但问题就在于要想发现并识别出它们则是一件相当困难的事情。在这一案例中，研究人员通过观测发现这颗小天体的轨道方向并非围绕太阳的，并且轨道倾角极大。
　　八）谷神星上的生命元素

　　谷神星是位于火星与木星之间小行星带中最大的天体，目前，根据最新分类，谷神星已经被归入矮行星行列。乍一看，谷神星表面撞击坑遍布且一片荒芜，显然不可能是生命的栖息之所，但随着科学家们对这颗星球的了解越多，这里便显示越多的宜居证据。
　　在今年2月份，研究人员宣布他们在谷神星表面发现了有机物分子。科学家们认为，有机分子是构成生命的必要成分，尽管有机分子的存在本身并不代表那里就存在生命。这一发现，再加上科学家们怀疑在谷神星地表下方可能存在着一个地下海洋。两个消息一起看，液态水加上有机物分子，这就大大增加了谷神星上可能孕育生命的可能性。
　　九）首次直接观测地球大小系外行星的大气层

　　科学家们首次确认，在一颗仅比地球稍大一些的遥远系外行星上存在大气层。这颗系外行星编号为GJ 1132b，它似乎拥有一个厚度巨大且温度很高的大气层，这也验证了此前科学家们的猜测，那就是这颗行星的环境可能更像金星，而不是地球。
　　对这一系外行星大气的直接观测具有重要意义，因为此前科学家们只研究过木星大小的系外行星大气，在最小的案例中，科学家们观测到大气现象的系外行星，其质量也有地球的8倍之多。而相比之下，此次观测的GJ 1132b的质量仅有1.6倍地球质量，而半径也仅有地球的1.4倍左右。
　　对系外行星大气的观测将有望让我们了解那里是否存在生命迹象，因此科学家们一直在努力弄明白该去搜索哪些信号？哪些信号可能意味着生命的存在？以及，如何去找到这样的信号？在目前的技术手段下，对系外行星开展大气层研究仍然是极具挑战性的工作，随着新一代望远镜的研制成功并投入使用，这一领域的研究或许将得到极大的推动。
　　十）火星上存在液态水的证据面临挑战

　　在2015年，研究人员宣称他们在火星上找到了其地表存在液态水的证据。随后，美国宇航局召开新闻发布会宣布了这项消息，称所谓的“季节性复现斜坡条痕”（RSL）可能是高盐度液态水在火星地表上沿着斜坡流淌时产生的。由于水体的高盐度，其不容易结冰，从而能够在火星的极端低温低压条件下存在。
　　但也有一部分学者并不同意这一解读。今年11月份，美国联邦地质调查局（USGS）的科学家发表论文，驳斥了火星地表液态水的解读，并认为这种条痕的形成不需要水体的参与，而更可能是沙粒沿着斜坡下滑时留下的痕迹。但研究人员同时也谨慎地指出，要想最终得到确凿结论，最佳办法是对这些条痕区域的物质进行直接取样分析，但很显然这种做法在近期内还难以做到。（晨风）

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