2010年代太空大事記，那些獨屬於茫茫宇宙中的美麗與驚喜
科技日報記者 劉霞
12月27日20時45分，中國長征五號遙三運載火箭在文昌航天發射場發射升空，成功將實踐二十號衛星送入預定軌道，人類追逐星辰大海的夢想新添強大助力。
自50年前人類首次登月以來，人類探索宇宙的腳步一直未曾停歇。從發射新型系外行星「獵手」到飛越冥王星；從拍攝首張黑洞照片到告別「卡西尼」號。
2010年代即將落幕
美國太空網在12月28日的報道中
為我們梳理了過去十年宇宙中發生的重大事件
讓我們可以重新感受新發現揭示的宇宙之美
以及帶給我們的感動
2010年
「深度撞擊」拜訪第二顆彗星
太陽「行為反常」耀斑突然爆發
「深度撞擊」探測計劃任務徽標。圖片來源：NASA
美國國家航空航天局（NASA）的「深度撞擊」彗星探測器在2010年表現優異：它在2005年7月撞擊坦普爾1號彗星，並收集揚起的彗星物質後，又經過46億公里的漫長跋涉，於2010年追上哈特利2號彗星，成為首個拜訪過兩顆彗星的航天器。
「深度撞擊」航天器於2005年1月升空，2015年任務結束。科學家認為這一任務有助於揭開彗星組分、物質以及起源之謎。由於彗星是太陽系誕生之初形成的古老天體，因此，研究彗星對於了解地球水的來源以及太陽系早期歷史具有重要意義。
同樣在2010年，理應處於活動低谷周期之中的太陽，突然耀斑爆發。太陽耀斑是一種最劇烈的太陽活動，其平均活動周期約為11年。此次耀斑爆發從12月5日持續到12月9日，歷時14天。科學家們並不清楚太陽為什麼會突然「行為反常」，偏離其典型強度的模式。
2011年
「信使」號水星探測器入軌
「黎明」號揭灶神星真面目
為讓「信使號」能在靠近太陽的高溫環境中工作，工程師可謂煞費苦心。圖片來源：美國《華盛頓郵報》網站
2011年3月，「信使號」（MESSENGER）成為首個進入環水星軌道的探測器。2015年4月，「信使號」以撞擊水星的方式結束了自己的使命。在執行任務期間，「信使」號收集了有關水星地質、組分和稀薄大氣的數據。
此外，2011年7月16日，NASA的「黎明」（Dawn）號成功進入灶神星（Vesta）軌道，首次將這顆神秘小行星的「廬山真面目」呈現到世人面前：灶神星表面不僅遍布隕石坑和峽谷，甚至還像行星一般擁有山脈。在灶神星上空逗留一年多後，「黎明」號奔赴下一個目標穀神星，並於2015年3月6日進入穀神星軌道。
2007年9月，「黎明」號啟程，探測目標是小行星帶中的兩大巨頭：灶神星和穀神星。科學家認為，它們身上背負著不少有關太陽系形成與演化的奧秘。「黎明」號是人類史上第一個環繞小行星帶天體的探測器；也是第一個近距離探測矮行星的探測器，其長達11年的太空探測之旅，絕對值得人類銘記。
2012年
「旅行者1號」進入星際空間
2012年天文學領域最大的驚喜來自NASA的「旅行者1號」！
「旅行者1號」利用約35年時間與太陽系一系列行星和衛星一一告別後，於2012年8月正式離開太陽系進入星際空間。星際空間是指恆星與恆星之間、瀰漫著稀薄帶電粒子的區域。
1977年，「旅行者1號」發射升空，在長達數十年的任務中，該航天器先後向我們發回了大量太陽系的驚艷照片，其中包括1990年拍攝的著名的「暗淡藍點」。「旅行者1號」迄今已在太空中飛行超過40年，是飛得最遠的人造物體，目前距離太陽約220億公里左右。它將繼續向地球發回有關星際空間的信息，直到2025年左右。
2013年
「世紀彗星」悄無聲息死亡
「冰立方」發現超高能中微子
被譽為世紀最亮彗星的ISON於2013年11月29日凌晨抵達近日點，科學家認為這顆來自遙遠奧爾特雲的「使者」可能很攜帶最原始宇宙的信息，因此嚴陣以待，早早部署了多顆探測器同步觀測。
科學家原本期待進行一場盛大的「燈光秀」，幾天後卻發現ISON在飛越太陽時已經消失。分析認為，ISON彗星在掠過太陽時二者相距僅117萬公里左右，如此近距離使彗星溫度超過2700攝氏度，每秒損失約300萬噸物質，使直徑1.2公里的彗核很難倖存。
2013年，設在南極洲的「冰立方」中微子天文台發現了兩個能量大於1000萬億電子伏特的中微子，研究人員借用《芝麻街》里的人物名字將其命名為「伯特」和「厄尼」。這兩個來自太陽系外的高能中微子，為揭示宇宙射線之謎提供了重要信息。
過去一個世紀，宇宙射線的起源一直是困擾物理學家們的幾大謎團之一。據信，諸如超新星、黑洞或伽馬射線的爆發都可能產生宇宙射線，但其起源卻很難探測到。於是科學家「曲線救國」，轉而追尋中微子，即宇宙射線與周圍環境相互作用時產生的亞原子粒子。由於中微子不帶電荷，其行進方向不受宇宙磁場的影響，因此可通過行進軌跡追尋到其來源。
2014年
「菲萊」首次成功登陸彗星
第一張宇宙網照片問世
2014年11月12日，歐洲航天局（ESA）的「羅塞塔」號探測器成功釋放「菲萊」（Philae）著陸器，完成了人類歷史上首次彗星登陸行動。但由於一系列意外，「菲萊」沒能著陸在67P 彗星上陽光充足的預定地點，而是跌入一處陡峭懸崖的底部，無法通過太陽能給電池補充電力。儘管如此，「菲萊」仍在彗星表面堅持工作了60個小時，並在電池耗盡之前發回大部分觀測數據，向人們展示了彗星冰冷的表面以及碳等有機分子存在的證據。
「羅賽塔」與「菲萊」共耗資13億歐元，於2004年相伴升空，旨在探究太陽系起源，經過10年長達65億公里的飛行，它們到達67P 彗星。2016年9月初，「羅塞塔」找到了失蹤的「菲萊」，它也結束了自己歷時12年半的彗星探測任務，跟「菲萊」一起長眠於彗星表面。
據美國《科學》雜誌報道，2014年，天文學家利用一種被稱為「宇宙手電筒」的原理，藉助遙遠星系發出的微弱光芒，通過極靈敏的望遠鏡，拍攝了首張宇宙網的照片。照片顯示，在距地球120億光年外的地方，一個巨大的氣體網路延伸了300萬光年，在這些氣體網路的交叉點，形成了恆星和星系團，這是迄今人類能夠觀測到的最大的宇宙結構。
首張「宇宙網」照片的問世，再一次有力證明宇宙並不空曠，而是被一張互相連通的巨大氣體網路充斥著。最新研究有助科學家了解星系和超大質量黑洞的形成。
2015年
「新視野」號飛越冥王星
土衛二覆蓋全球海洋獲證實
2015年7月14日註定要載入天文學史冊：NASA的「新視野」號飛船，經過9年旅行，首次近距離飛越冥王星，這是人類有史以來第一次如此近距離觀測冥王星及其衛星卡戎。新發現或許將破解太陽系誕生之初的奧秘，讓我們重新認識太陽系。
「新視野」號傳回的數據顯示，冥王星表面有一片心形區域。科學家們曾預計冥王星的表面應該有大量撞擊的痕迹，沒想到卻觀察到了年輕的平原，說明這顆冰凍星球仍舊保持著相對活躍的地質運動，抹平了那些曾經存在的撞擊坑。
2015年9月，科學家證實，在土衛二表面覆蓋的冰層之下，確實存在一片巨大的海洋覆蓋整個衛星。研究人員發現土衛二在圍繞土星旋轉的過程中存在輕微晃動，對這一現象唯一合理的解釋就是：土衛二表面冰層並非凍結在固體內殼上，而是漂浮於海洋之上。這項發現以及「卡西尼」號先前在土衛二上發現的熱液活動，使土衛二成為太陽系內最有可能發現外星生命的地方之一。
2016年
人類首次直接探測到引力波
木衛二上疑似有「噴泉」噴出
2016年是物理學史上具有歷史意義的一年。在這一年裡，人類首次直接探測到引力波，這一重大發現也摘得2017年諾貝爾物理學獎的桂冠。
2月，美國加州理工學院、麻省理工學院以及「激光干涉引力波天文台（LIGO）」的研究人員宣布，他們利用LIGO探測器在2015年9月14日探測到來自於兩個黑洞合併的引力波信號，證明了愛因斯坦廣義相對論預言中的引力波。引力波是一種時空漣漪，黑洞、中子星等天體在碰撞過程中有可能會產生引力波。《自然》雜誌指出，愛因斯坦發表廣義相對論約100年後，科學家終於證實了它，這也給黑洞的存在提供了最直接的證據。
NASA10月26日宣布，哈勃太空望遠鏡觀測發現，在木衛二「歐羅巴」上疑似有「噴泉」從厚厚冰層之下的地下海噴出，最大高度達到200公里。即將於2021年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將進一步證實木衛二上是否有「噴泉」。此外，美國可能最早於2023年發射「歐羅巴快帆」任務，對木衛二展開詳細觀測。如獲證實，木衛二將是太陽系內第二個已知有「噴泉」噴發的行星衛星。「卡西尼」號探測器曾於2005年在土星衛星土衛二上首次發現「噴泉」噴發。
2017年
「卡西尼」號壯麗謝幕
「天外飛仙」奧陌陌來訪
日曆翻到2017年，天文學家又一次給我們帶來驚喜。2017年10月，LIGO、歐洲「室女座」（Virgo）引力波探測器等共同宣布，人類首次探測到來自雙中子星併合的新型引力波，並「看到」這次併合事件發出的電磁信號。科學家通過引力波光學信號的觀測和光譜分析確定，中子星並和確實是宇宙中金銀等元素的主要起源地。
2017年9月15日，NASA確認「卡西尼」號土星探測器已沖入土星大氣墜毀，完成其長達13年的土星探測使命。飛行20個年頭，穿越78億公里，這個1997年從地球發射升空的行星際探測器，22次穿越土星環，在與土星13年的共舞期間，發現了土星的6顆衛星、讓人類第一次看清土衛六的表面、證實土衛二存在地下海洋。但天下無不散之筵席！由於燃料即將耗盡，為避免對土衛二等土星衛星造成污染，項目團隊讓它以沖向土星大氣的方式結束自己壯麗輝煌的一生。
2017年10月，科學家發現並確認了首顆來自太陽系外的天體「奧陌陌」（Oumuamua），研究表明，雪茄形狀的「奧陌陌」是一顆小行星。「天外來客」「奧陌陌」預計還有幾年時間才會離開太陽系，對它的研究有望為我們了解太陽系以外世界提供線索。
2018年
開普勒太空望遠鏡正式退役
系外行星「捕手」TESS升空
2018年6月，火星爆發劇烈沙塵暴，「機遇」號火星車的太陽能板無法產生足夠的電量維持其運轉，導致失聯。2019年2月，NASA正式宣布，「機遇」號已經「死亡」。
在登陸火星的15年間，「機遇」號從火星表面拍攝大量照片並傳回數據，讓科學家近距離地看到火星上幾十億年前水的痕迹。
「機遇」號與孿生姊妹「勇氣」號都於2004年登陸火星，預期壽命都只有90天，但 「勇氣」號堅持7年後於2011年結束使命；「機遇」號堅持了15年，在火星上共行駛42.65公里。
2018年10月末，NASA稱，開普勒太空望遠鏡在耗盡所有調整姿態用的肼燃料後，已正式退役。開普勒太空望遠鏡是世界上首個專用於搜尋太陽系外類地行星的航天器，在9年觀測任務期間，發現了數千顆系外行星。
開普勒於2009年3月升空，主要對天鵝座方向上的15萬顆恆星進行持續觀測。但2013年5月11日，望遠鏡出現關鍵故障，無法對原來的天區進行精確定位，從2014年開始，開普勒望遠鏡進入K2階段。在兩次任務期間，開普勒共確認2681顆行星，還幫太陽系找到了「兄弟」——遠在2545光年外開普勒-90，這是一顆與太陽相似的恆星。
儘管開普勒已光榮退休，但NASA的行星狩獵活動仍在繼續，2018年4月發射升空的「凌日系外行星勘探衛星（TESS）」 已實現完美交接。TESS旨在對地球附近最明亮的恆星展開調查，預計將在2年的任務期內掃描20萬顆恆星。在第一年末，TESS已確認28顆系外行星（其中一些似乎處於所謂的宜居帶）。
TESS和開普勒收集的數據將為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡提供參考，後者將研究系外行星大氣，以了解這些潛在宜居世界的更多信息。
2019年
迄今首張黑洞照片問世
小行星探測精彩紛呈
今年1月1日，「新視野」號飛越了距地球約64億公里的「天空」，打破了其4年前飛越冥王星時創下的太陽系最遙遠天體探索記錄。「天空」比冥王星還遠15億公里，位於太陽系的柯伊伯帶。柯伊伯帶由碎片和矮行星組成，據信包含數十萬個類似「天空」的天體。科學家相信，這些天體保留了太陽系形成之初的痕迹。最新圖像顯示，「天空」像是兩個煎餅拼接而成。
日本宇宙航空開發研究機構的「隼鳥2號」探測「龍宮」藝術圖。圖片來源：日本宇宙航空開發研究機構官網
今年2月，日本宇宙航空開發研究機構的「隼鳥2號」順利完成第一次著陸採樣；4月，它向「龍宮」表面發射了一枚銅彈，撞出一個約10米寬的坑，並於7月再次登陸「龍宮」，收集地下岩石碎片。這是人類首次在小行星上成功完成多次著陸採樣、首次採集到次表層地下樣品。「隼鳥2號」目前已攜帶這些或許保留了太陽系誕生之初樣貌的樣本踏上歸途，預計於2020年年底到達地球。
此外，美國2016年發射的「奧西里斯－REx」探測器於2018年12月抵達小行星「貝努」，並於今年6月為其拍下多張詳細圖像。
今年的「壓軸戲」非4月份首張黑洞照片問世莫屬。科學家聯合遍布全球的8個射電天文台，通過甚長基線干涉測量技術，模擬出口徑和地球直徑相當的望遠鏡——事件視界望遠鏡。這一望遠鏡拍攝下的首張黑洞照片，使人類第一次看見了位於星系中心的引力巨獸。這個黑洞位於名為梅西耶87（M87）星系的中央，質量是太陽的65億倍。天文學家計劃今年再接再厲，為銀河系中央超大質量黑洞拍照。
相比宇宙138億年的芳華
人類的十年只是彈指一揮間
這些重大的天文學事件
並不會消逝於歷史的長河中
而是會永遠發出熠熠光輝
照亮我們前進的道路
來源：科技日報
編輯：岳靚
審核：朱麗
