2024年即將結(jié)束，過去的一年里天文界都有哪些人和事值得留意呢？本文從五個(gè)視角回顧了今年的天文圈大事，僅為一家之言，掛一漏萬，還請(qǐng)多多包涵。

01

進(jìn)展

哈勃常數(shù)危機(jī)[1][2]（Hubble tension）起源于近十年來對(duì)哈勃常數(shù)更為精確的測(cè)量。哈勃常數(shù)反映了當(dāng)前的宇宙膨脹速率，近年來各位學(xué)者使用最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)陸續(xù)得到了更精確的哈勃常數(shù)，但結(jié)果之間的差異逐漸明顯：基于早期宇宙數(shù)據(jù)（宇宙微波背景輻射）及標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型擬合的結(jié)果跟基于晚期宇宙觀測(cè)數(shù)據(jù)（造父變星、Ia型超新星等標(biāo)準(zhǔn)燭光）的結(jié)果相比，兩種主流方法得到的哈勃常數(shù)相差了接近5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。如果這兩項(xiàng)測(cè)量結(jié)果都是真實(shí)的，那么在統(tǒng)計(jì)學(xué)上哈勃常數(shù)仍是常數(shù)的概率只有不到百萬分之一。

治好了天文學(xué)家低血壓的「Hubble tension」︱Perivolaropoulos and Skara

有種說法[3]表示用「Hubble tension」描述哈勃常數(shù)危機(jī)其實(shí)是化用了英語「高血壓」（hypertension）一詞，而如今學(xué)界正致力于找到化解這場危機(jī)的「降壓藥」——有從修改宇宙學(xué)模型入手的，有將差異歸因?yàn)橛^測(cè)誤差及系統(tǒng)誤差的。也有學(xué)者嘗試尋找新的標(biāo)準(zhǔn)燭光，例如位列《自然》年度十大人物之一的天文學(xué)家溫迪·弗里德曼（Wendy Freedman）就看中了TRGB星與JAGB星，TRGB（Tip of the Red Giant Branch）星指的是紅巨星支上端恒星，而JAGB（J-Region Asymptotic Giant Branch）星是J區(qū)漸近支巨星，這是一類富含碳的脈動(dòng)恒星。弗里德曼將兩種處于特殊演化階段的恒星作為標(biāo)準(zhǔn)燭光，使用JWST的數(shù)據(jù)，結(jié)合Ia型超新星的數(shù)據(jù)，得到的哈勃常數(shù)正好落在兩種傳統(tǒng)方法的結(jié)果之間[4]。

不同方法測(cè)量哈勃常數(shù)的概率密度分布︱參考文獻(xiàn)[2]

天文學(xué)家期望在未來五年內(nèi)隨著一批新望遠(yuǎn)鏡（如薇拉·魯賓天文臺(tái)、中國巡天空間望遠(yuǎn)鏡等）的啟用以及蓋亞天文衛(wèi)星、JWST等現(xiàn)役設(shè)備的持續(xù)觀測(cè)，更新更全面的數(shù)據(jù)可以有助于解決哈勃常數(shù)危機(jī)。

在黑洞與類星體領(lǐng)域，今年2月發(fā)表在《自然·天文學(xué)》的一篇論文[5]中，克里斯琴·沃爾夫（Christian Wolf）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告發(fā)現(xiàn)了一顆被「遺忘」的類星體J0529-4351。該天體最早在近半個(gè)世紀(jì)前的巡天數(shù)據(jù)中就有記錄，近年的蓋亞天文衛(wèi)星也觀測(cè)到他的身影，但因亮度過高被計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)判定為普通恒星。直到去年（2023），研究團(tuán)隊(duì)先后使用位于賽丁泉天文臺(tái)的2.3米望遠(yuǎn)鏡以及歐洲南方天文臺(tái)的8.4米甚大望遠(yuǎn)鏡才證實(shí)該天體是遙遠(yuǎn)的類星體。J0529-4351是目前已知最明亮的類星體，光度達(dá)太陽的500萬億倍，距離地球約240億光年（同移距離）。類星體的中心有一約170億倍太陽質(zhì)量的活躍黑洞，正以每天吸積相當(dāng)于一個(gè)太陽質(zhì)量物質(zhì)的速度繼續(xù)增長，是迄今已知增長最快的黑洞。

夜空中的J0529-4351︱ESO/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey

2024年6月《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》的一篇論文[6]中，以天文學(xué)家漢納·于布勒（Hannah übler）為首的研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告在JWST的觀測(cè)數(shù)據(jù)中找到了迄今為止最遙遠(yuǎn)的黑洞合并事件，事件發(fā)生在距今約130億年前，即大爆炸后約7.4億年，換算為同移距離為290億光年。兩個(gè)黑洞所在的星系系統(tǒng)稱為ZS7。

JWST近紅外相機(jī)（NIRCam）拍攝的ZS7（最右），圖片中橙色區(qū)域代表

天文學(xué)家根據(jù)ZS7的光譜特征判斷兩個(gè)黑洞正處于吸積物質(zhì)的活動(dòng)狀態(tài)。得益于JWST強(qiáng)大的空間分辨率，研究團(tuán)隊(duì)將兩個(gè)黑洞區(qū)分開來的同時(shí)還計(jì)算出其中一個(gè)黑洞的質(zhì)量為5000萬倍太陽質(zhì)量。從目前觀測(cè)到的情況來看，兩個(gè)黑洞及其宿主星系完全合并還需要數(shù)億年時(shí)間。當(dāng)兩個(gè)黑洞合二為一時(shí)，產(chǎn)生的引力波將可以被未來的天基引力波天文臺(tái)（如LISA）探測(cè)到。雖然人類可能等不起ZS7的兩個(gè)黑洞完全合并，但ZS7的發(fā)現(xiàn)揭示了早期宇宙中類似的黑洞合并事件可能比過去預(yù)期的更為頻繁[7]。

目前計(jì)劃于2035年發(fā)射的空間激光干涉儀（LISA），由三個(gè)探測(cè)器組成邊長250萬千米的等邊三角形︱ LISA Consortium

37年前的1987年2月23日，17萬光年外的大麥哲倫星云中，一顆藍(lán)超巨星進(jìn)入了大質(zhì)量恒星演化過程中最后同時(shí)也是最壯麗的篇章——超新星爆發(fā)。這是自1604年開普勒超新星以來人類觀測(cè)到的最明亮也是距離最近的超新星。這是1987年出現(xiàn)的第一顆超新星，得名「SN1987A」。

圖中呈現(xiàn)星芒的亮點(diǎn)為SN1987A︱ESO

SN1987A是一顆II型超新星，按照恒星演化理論，II型超新星爆發(fā)后，原有恒星的核心會(huì)在巨大的引力作用下坍縮，形成中子星或黑洞，考慮到SN1987A的前身星具有18倍太陽質(zhì)量，我們應(yīng)該會(huì)在超新星遺跡中觀測(cè)到一顆中子星。結(jié)合歷史上天文學(xué)家已經(jīng)觀測(cè)到來自SN1987A的中微子爆發(fā)，毫無疑問在SN1987A的爆發(fā)中心會(huì)出現(xiàn)一顆密度極高的致密天體。20世紀(jì)90年代初，隨著哈勃望遠(yuǎn)鏡升空投入使用，天文學(xué)家使用這臺(tái)當(dāng)時(shí)世界上分辨率最高的望遠(yuǎn)鏡對(duì)SN1987A成像，結(jié)果并沒有找到致密天體的任何蛛絲馬跡，在別的電磁波段下也沒有收獲，理應(yīng)存在的中子星似乎「爽約」了。

哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)SN1987A的持續(xù)觀測(cè)︱Wikipedia@Mark McDonald

近年來的一些研究陸續(xù)找到了SN1987A內(nèi)部有中子星的間接證據(jù)[8]。今年的2月22日，也就是SN1987A爆發(fā)37周年前夕，一篇論文在《科學(xué)》網(wǎng)站在線發(fā)表[9]，論文研究團(tuán)隊(duì)使用JWST觀測(cè)到了SN1987中心處出現(xiàn)了高度電離的氬原子和硫原子的發(fā)射線，這是附近存在高能 X 射線源時(shí)才會(huì)出現(xiàn)的特征譜線。這一發(fā)現(xiàn)與早前的研究一同成為SN1987A中心存在中子星的有力觀測(cè)證據(jù)。

JWST于2023年在近紅外與中紅外波段下拍攝的SN1987A︱NASA, ESA, CSA, STScI, Claes Fransson (Stockholm University), Mikako Matsuura (Cardiff University), M. Barlow (UCL), Patrick Kavanagh (Maynooth University), Josefin Larsson (KTH)

嫦娥工程的順利開展使得中國在與月球相關(guān)研究上有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。2020年的嫦娥五號(hào)和2024年的嫦娥六號(hào)先后從月球分別帶回了約2kg的月壤，為月球地質(zhì)研究提供了最直接的樣本。2024年7月發(fā)表在《自然·天文學(xué)》的一篇論文中[10]，由中國科學(xué)院物理研究所陳小龍、金士鋒領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在嫦娥五號(hào)帶回的月壤中發(fā)現(xiàn)了月球上存在一種富含結(jié)晶水的礦物晶體ULM-1。這是歷史上首次在月壤中發(fā)現(xiàn)分子水。

嫦娥5號(hào)月壤樣品照片︱中國科學(xué)院物理研究所

經(jīng)分析，ULM-1的分子式為(NH?)MgCl3·6H?O，水在晶體中的質(zhì)量占比達(dá)到了41%。其晶體結(jié)構(gòu)和組成與地球上近年來發(fā)現(xiàn)的一種稀有火山口礦物相似。在地球上，該礦物是由熱玄武巖與富含水和氨的火山氣體相互作用形成[11]。ULM-1的發(fā)現(xiàn)說明水合鹽可以在嫦娥五號(hào)采樣點(diǎn)位處的月球高緯度地區(qū)穩(wěn)定存在，這給未來月球資源的開發(fā)與利用提供了全新思路。

顯微鏡下的ULM-1晶體︱央視新聞

02

上新

1月9日，中國科學(xué)院與歐洲空間局合作的愛因斯坦探針衛(wèi)星（Einstein Probe，別名天關(guān)）在中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空。天關(guān)衛(wèi)星是一顆工作在軟X射線波段的巡天衛(wèi)星，衛(wèi)星搭載了俗稱「龍蝦眼」的寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡，視野達(dá)到3600平方度，可以高效地尋找X射線瞬變體，為時(shí)域天文學(xué)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。10月31日，天關(guān)衛(wèi)星完成在軌測(cè)試，正式交付使用[12]，同時(shí)發(fā)表了X射線全天天圖，這是第一張由中國自主研制設(shè)備觀測(cè)到的X射線全天天圖。

天關(guān)衛(wèi)星獲得的X射線全天天圖︱中國科學(xué)院國家天文臺(tái)

天關(guān)衛(wèi)星在軌測(cè)試期間已探測(cè)到60例確定的暫現(xiàn)天體，上千例暫現(xiàn)天體候選體，以及480多例恒星耀發(fā)，探測(cè)到上百例已知天體的爆發(fā)。其中較為特別的有距離256億光年的伽馬射線暴EP240315a，這是目前天關(guān)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的最遠(yuǎn)天體，展現(xiàn)了衛(wèi)星具有探測(cè)早期宇宙暫現(xiàn)天體的能力。

伽馬射線暴EP240315a。它產(chǎn)生于宇宙大爆炸后約12億年的時(shí)期，不到現(xiàn)在宇宙年齡的十分之一︱中國科學(xué)院國家天文臺(tái)

5月3日，中國探月工程四期任務(wù)之一的嫦娥六號(hào)在中國文昌航天發(fā)射場升空，經(jīng)過約一個(gè)月的飛行、變軌等操作，6月2日在月球背面南極-艾特肯盆地預(yù)選區(qū)域精準(zhǔn)著陸并開展采樣工作。6月25日，攜帶著1930余克的月背土壤樣品的嫦娥六號(hào)返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域準(zhǔn)確著陸，人類首次實(shí)現(xiàn)月球背面采樣返回。

正在進(jìn)行采樣工作的嫦娥六號(hào)︱國家航天局

目前對(duì)嫦娥六號(hào)帶回月壤樣品的研究顯示其結(jié)構(gòu)較為松散，孔隙率較高。與嫦娥五號(hào)樣品相比，此次樣品中斜長石含量明顯增加，而橄欖石含量顯著減少，表明該區(qū)域的月壤明顯受到了非玄武質(zhì)物質(zhì)的影響[13]。另外對(duì)樣品中玄武巖的同位素分析顯示其年齡約為28.3億年，說明月球背面距今28億年前仍存在火山活動(dòng)[14]。

嫦娥六號(hào)返回樣品的典型圖像。（a）從嫦娥六號(hào)鏟取樣品中挑選出的部分大于1毫米的巖屑顆粒。（b-e）不同結(jié)構(gòu)特征的玄武巖屑，（f-g）角礫巖和（h）粘結(jié)巖的背散射圖像（BSE）。典型玄武巖（i 和 j）、粘接巖（k）、淺色巖屑（l）和玻璃物質(zhì)（m 和 n）顯微鏡照片︱國家航天局

10月7日，歐洲空間局的赫拉號(hào)小行星探測(cè)器在美國卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。赫拉號(hào)的主要任務(wù)是研究名為孿大星（65803 Didymos）的雙小行星系統(tǒng)[15]。2022年9月26日，美國航天局的雙小行星重定向測(cè)試（DART）任務(wù)的航天器撞擊了孿大星的衛(wèi)星孿小星（Dimorphos），使后者繞孿大星的公轉(zhuǎn)周期縮短了約32分鐘。赫拉號(hào)將會(huì)對(duì)孿大星與孿小星開展詳細(xì)勘測(cè)，特別是評(píng)估DART任務(wù)作為一種行星防御手段是否具有可復(fù)制性。赫拉號(hào)預(yù)計(jì)在2026年年底抵達(dá)目標(biāo)天體。

赫拉號(hào)任務(wù)徽章︱ESA

10月14日，美國航天局研發(fā)的木衛(wèi)二快船軌道器在美國肯尼迪航天中心發(fā)射升空。木衛(wèi)二快船的目的地就寫在名字里——木星的伽利略衛(wèi)星之一木衛(wèi)二[16]?，F(xiàn)有的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明木衛(wèi)二可能具備生命存在的條件，這也是木衛(wèi)二快船任務(wù)立項(xiàng)的主要原因之一。木衛(wèi)二快船將于2030年4月前后飛抵木星，隨后將會(huì)近距離飛掠木衛(wèi)二約50次，距離木衛(wèi)二表面最近時(shí)僅有25千米，從而深入了解木衛(wèi)二的冰質(zhì)地殼以及地殼以下可能存在的液態(tài)水海洋。

目前認(rèn)為在木衛(wèi)二的冰冷表面下，存在著一個(gè)咸水海洋，其液態(tài)水含量可能是地球所有海洋總和的兩倍多︱NASA

03

天象

對(duì)于身處國內(nèi)的天文愛好者，可以說有驚喜也有遺憾。遺憾的是今年的兩次日食可見區(qū)域沒有經(jīng)過中國境內(nèi)，錯(cuò)過了兩大最有看點(diǎn)的天象。驚喜的是紫金山-阿特拉斯彗星如約現(xiàn)身，中國人可以在國慶日看到一顆由自己國家天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的彗星。今年的英仙座流星雨和雙子座流星雨或多或少都受到月亮干擾，但兩場流星雨的「出片」效果依舊可圈可點(diǎn)。

2024年4月8日日全食︱Daniel Korona

2024年10月2日日環(huán)食︱Yuri Beletsky

國慶日的紫金山-阿特拉斯彗星︱地理科代

2024年英仙座流星雨︱One 2

2024年雙子座流星雨︱Jakub Ku?ák

04

大獎(jiǎng)

目前天文界似乎沒有一個(gè)公認(rèn)的最高獎(jiǎng)，而影響力較大的有國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)官方蓋章的三大獎(jiǎng)：格魯伯宇宙學(xué)獎(jiǎng)、科維理天體物理學(xué)獎(jiǎng)、邵逸夫天文學(xué)獎(jiǎng)；另外還有瑞典皇家科學(xué)院評(píng)選的克拉福德天文學(xué)獎(jiǎng)（以及偶爾客串的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）；最后是有天文學(xué)家「終身成就獎(jiǎng)」之稱的布魯斯獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

今年的格魯伯宇宙學(xué)獎(jiǎng)[17]得主是美國天文學(xué)家馬西婭·里克（Marcia Rieke），表彰她在天文儀器方面的開創(chuàng)工作，讓人類見識(shí)到的紅外波段下的宇宙相比過去更廣闊更清晰。里克的整個(gè)職業(yè)生涯都處在紅外天文學(xué)的最前沿，曾參與斯皮策紅外望遠(yuǎn)鏡多波段成像光度計(jì)及哈勃望遠(yuǎn)鏡近紅外相機(jī)和多目標(biāo)光譜儀的設(shè)計(jì)研發(fā)。2002年起，里克擔(dān)任JWST近紅外相機(jī)的首席研究員。JWST如今在紅外波段擁有獨(dú)步天下的分辨本領(lǐng)，讓天文學(xué)家得以窺見早期宇宙的清晰面貌，里克工作可以說功不可沒。里克同時(shí)也是去年布魯斯獎(jiǎng)?wù)芦@得者。

馬西婭·里克（Marcia Rieke）︱IAU

兩年一屆的科維理天體物理學(xué)獎(jiǎng)[18]花落加拿大天文學(xué)家戴維·沙博諾（David Charbonneau）與薩拉·西格（Sara Seager），兩人在發(fā)現(xiàn)和描述系外行星及其大氣方面做出了開創(chuàng)性工作。自20世紀(jì)90年代首次確認(rèn)存在系外行星以來，這一領(lǐng)域已經(jīng)有了長足發(fā)展，如今天文學(xué)家已有能力研究單個(gè)行星的大氣物理特征。對(duì)系外行星大氣的研究仰仗于一種基本的系外行星搜尋方法——凌星法，今年得主之一的沙博諾是該方法的先行者。1999年當(dāng)他還是一名研究生時(shí)，就成功發(fā)現(xiàn)系外行星HD 209458b的凌星現(xiàn)象，這是歷史上首次觀測(cè)到系外行星凌日。當(dāng)系外行星凌日時(shí)，其大氣將會(huì)改變母恒星的光譜，具體的影響取決于行星大氣的組成。2002年沙博諾基于這一原理使用哈勃望遠(yuǎn)鏡計(jì)算出一顆巨型系外行星的大氣成分，發(fā)現(xiàn)其大氣中存在鈉元素。西格致力于系外行星大氣的理論研究，包括預(yù)測(cè)使用凌星光譜學(xué)方法（transit spectroscopy）能夠找到何種原子與分子，特別是堿金屬氣體，并從中篩選出可以反映生物活動(dòng)的分子標(biāo)志物。兩人共同開創(chuàng)了通過凌星光譜學(xué)研究系外行星大氣的全新領(lǐng)域。

戴維·沙博諾（David Charbonneau）與薩拉·西格（Sara Seager）丨physicsworld

今年的邵逸夫天文學(xué)獎(jiǎng)[19]頒發(fā)給印度裔天文學(xué)家，表彰他在時(shí)域天文學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，包括對(duì)毫秒脈沖星、伽馬射線暴、超新星等可變或瞬變天體的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。庫爾卡尼參與發(fā)現(xiàn)了第一顆毫秒脈沖星，首次確定伽馬射線暴的距離，證明這一宇宙中最猛烈的爆發(fā)事件起源于遙遠(yuǎn)宇宙。庫爾卡尼領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)了專用于檢測(cè)瞬變天體的帕洛馬瞬變工廠（PTF）以及茨威基暫現(xiàn)源設(shè)施（ZTF），其中后者已累計(jì)發(fā)現(xiàn)數(shù)以千計(jì)的罕見天文事件。

什里帕德·拉姆錢德拉·庫爾卡尼（Shrinivas Ramchandra Kulkarni）丨Wikipedia

四年一屆的克拉福德天文學(xué)獎(jiǎng)[20]由英國天文學(xué)家道格拉斯·高夫（Douglas Gough）、丹麥天文學(xué)家約恩·克里斯滕森-達(dá)爾斯高（J?rgen Christensen-Dalsgaard）與比利時(shí)天文學(xué)家三人分享，獲獎(jiǎng)理由是「發(fā)展了星震學(xué)的方法及其在研究太陽和其他恒星內(nèi)部中的應(yīng)用」。達(dá)爾斯高與阿爾茨同時(shí)還是2022年科維理天體物理學(xué)獎(jiǎng)得主。地震學(xué)家通過研究地球在地震期間的震動(dòng)來了解地球內(nèi)部，類似的方法也可以用于天文學(xué)。太陽和恒星的內(nèi)部可以通過研究它們表面的運(yùn)動(dòng)來了解，這些運(yùn)動(dòng)是由類似于聲波的內(nèi)部振蕩引起的，相關(guān)研究稱為星震學(xué)。高夫首先將星震學(xué)方法應(yīng)用在太陽研究上，達(dá)爾斯高與阿爾茨將類似方法擴(kuò)展到更多恒星研究中，從而讓天文學(xué)家在傳統(tǒng)光譜方法之外另有門路理解恒星。

約恩·克里斯滕森-達(dá)爾斯高（J?rgen Christensen-Dalsgaard）、道格拉斯·高夫（Douglas Gough）和康尼·阿爾茨（Conny Aerts）丨ras.ac.uk

今年的布魯斯獎(jiǎng)?wù)耓21]得主是希臘裔天文學(xué)家赫里薩·庫韋利奧圖（Chryssa Kouveliotou），她同時(shí)也分享了2021年邵逸夫天文學(xué)獎(jiǎng)。庫韋利奧圖的主要研究領(lǐng)域是高能天體物理，研究對(duì)象包括伽馬射線暴和其他伽馬射線源以及X射線源。20世紀(jì)末，庫韋利奧圖領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種會(huì)出現(xiàn)多次爆發(fā)的新型伽馬射線暴，爆發(fā)具有軟能譜(典型光子能量約40keV) ，持續(xù)時(shí)間的量級(jí)從幾十毫秒到10s，間隔的時(shí)間尺度從若干秒至若干年。這種新型伽馬射線暴最初被命名為軟伽馬射線復(fù)現(xiàn)源，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)這類天體的特性符合理論假設(shè)的一種具有強(qiáng)烈磁場的中子星——磁星。磁星的磁場強(qiáng)度可達(dá)普通脈沖星的一千倍。

赫里薩·庫韋利奧圖（Chryssa Kouveliotou）丨bodossaki.gr

05

追思

每年都要告別幾位用了一輩子仰望星空的人類，今年也不例外。

1月3日，我們告別了88歲的美國天體物理學(xué)家唐納德·克萊頓（Donald D. Clayton）。克萊頓在核天體物理領(lǐng)域做出了許多開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，包括首次對(duì)在恒星中形成重元素的慢中子俘獲過程進(jìn)行了定量分析；研究超新星爆發(fā)中的放射性核過程，預(yù)測(cè)超新星將會(huì)釋放可探測(cè)到的伽馬射線輻射；解釋星際介質(zhì)的放射性豐度會(huì)如何演變，等等?？巳R頓編寫的《恒星演化與核合成原理》一書自1968年初版以來便成為核天體物理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)教材之一，書中基于基本物理學(xué)原理詳細(xì)而透徹地闡述了恒星的起源與演化。

《恒星演化與核合成原理》書影︱The University of Chicago Press

1月22日，我們告別了90歲的美國天體物理學(xué)家。20世紀(jì)60年代初，彭齊亞斯與在使用喇叭天線研究宇宙射電信號(hào)時(shí)，注意到在7厘米附近波段的微波信號(hào)要比預(yù)期更強(qiáng)。起初兩人認(rèn)為是測(cè)量誤差或是源自地球的信號(hào)干擾，為此還送走了在天線筑巢的鴿子。在與羅伯特·迪克（Robert Dicke）、等理論宇宙學(xué)家交流過后，彭齊亞斯與威爾遜意識(shí)到這一不尋常的信號(hào)很可能就是宇宙大爆炸的余輝——宇宙微波背景。兩人因該發(fā)現(xiàn)獲得1978年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。彭齊亞斯與威爾遜還合作發(fā)現(xiàn)了包括一氧化碳在內(nèi)的多個(gè)星際分子。

彭齊亞斯、威爾遜與發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景的喇叭天線︱NASA

3月8日，我們告別了84歲的中國工程院院士，著名天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡專家朱能鴻。朱能鴻自20世紀(jì)60年代起投身天文儀器研發(fā)，先后成功研制月球雙速照相機(jī)、真空照相天頂筒、1米激光測(cè)距儀、1米激光通信望遠(yuǎn)鏡、雙焦點(diǎn)大視場大口徑光電望遠(yuǎn)鏡等一大批尖端的天文光學(xué)觀測(cè)設(shè)備。1976年至1987年，朱能鴻主持設(shè)計(jì)并制成我國首架1.56米口徑天體測(cè)量望遠(yuǎn)鏡，是當(dāng)時(shí)該領(lǐng)域國際最大口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。

1986年朱能鴻在1.56米望遠(yuǎn)鏡圓頂內(nèi)工作︱shao.ac.cn

6月9日，我們告別了88歲的美國物理學(xué)家。斯通擔(dān)任旅行者計(jì)劃的項(xiàng)目科學(xué)家長達(dá)半個(gè)世紀(jì)（1972~2022）。1977年兩艘旅行者號(hào)飛船發(fā)射升空后，斯通先后協(xié)調(diào)11個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開展對(duì)木星、土星、天王星及海王星的研究。在飛船穿梭于各大行星期間，他還以噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的公共發(fā)言人身份直面媒體，向公眾介紹旅行者號(hào)的發(fā)現(xiàn)。斯通曾任加州理工學(xué)院物理、數(shù)學(xué)與天文系系主任（1983~1988）、JPL主任（1991~2001）等職，監(jiān)督了包括LIGO、凱克天文臺(tái)、TMT、伽利略號(hào)、卡西尼號(hào)、火星探路者（旅居者號(hào)火星車）在內(nèi)眾多天文航天項(xiàng)目的建設(shè)與運(yùn)行。2019年斯通獲頒邵逸夫天文學(xué)獎(jiǎng)。

旅行者號(hào)探測(cè)器︱NASA/JPL

6月22日，我們告別了97歲的美國行星科學(xué)家理查德·戈?duì)柎奶梗≧ichard Goldstein）。戈?duì)柎奶褂小咐走_(dá)干涉測(cè)量之父」的美譽(yù)，20世紀(jì)60年代在加州理工學(xué)院攻讀研究生期間，戈?duì)柎奶故褂眯麻_發(fā)的雷達(dá)系統(tǒng)朝金星發(fā)射信號(hào)，并成功探測(cè)到回波。隨后對(duì)水星、火星以及土星環(huán)的探測(cè)也獲得成功。20世紀(jì)70年代初，戈?duì)柎奶惯\(yùn)用雷達(dá)干涉測(cè)量法成功繪制了金星表面地圖[22]，由于金星表面被一層濃厚大氣籠罩，這是傳統(tǒng)光學(xué)觀測(cè)無法完成的工作。

雷達(dá)測(cè)量獲得的金星表面地圖︱參考文獻(xiàn)[22]

11月22日，我們告別了99歲的美國天文學(xué)家赫爾穆特·阿瑟·阿布特（Helmut Arthur Abt）。Abt長期從事恒星研究與學(xué)術(shù)出版工作，20世紀(jì)50年代參與美國國家光學(xué)天文臺(tái)的選址工作，其負(fù)責(zé)勘測(cè)的基特峰最終被確認(rèn)為正式臺(tái)址。1971年至1999年擔(dān)任知名天文期刊《天體物理學(xué)報(bào)》（Astrophysical Journal）主編，著名天文學(xué)家錢德拉塞卡也曾擔(dān)任此職。阿布特對(duì)中國懷有深厚感情，長期致力于支持中國天文學(xué)發(fā)展。1994年，他匿名出資設(shè)立了中國天文學(xué)會(huì)第一個(gè)重要獎(jiǎng)項(xiàng)——張鈺哲獎(jiǎng)，以鼓勵(lì)表彰取得杰出成就的中國天文學(xué)家。

2017年10月，阿布特到訪中國科學(xué)院國家天文臺(tái)，與中國師生交流︱IOP

12月13日，我們告別了86歲的中國天文學(xué)家吳月芳。吳月芳是我國恒星形成研究領(lǐng)域的重要先驅(qū)者，其研究成果包括首次證明分子外向流質(zhì)量與原恒星吸積率的關(guān)系、系統(tǒng)研究大質(zhì)量恒星形成區(qū)的引力坍縮、建立早期分子云核大樣本助力恒星形成初始條件研究，以及發(fā)現(xiàn)長碳鏈分子新產(chǎn)區(qū)并提出激波碳鏈化學(xué)等。在數(shù)十年教研生涯中，吳月芳培養(yǎng)了大批天文人才，其中多人已成為國內(nèi)各大天文機(jī)構(gòu)的研究骨干，可謂桃李滿天下。2020年，吳月芳獲中國天文學(xué)會(huì)第十五屆張鈺哲獎(jiǎng)。

在中國天文學(xué)會(huì)2020年學(xué)術(shù)年會(huì)開幕式上，北京大學(xué)天文學(xué)系吳月芳教授被頒發(fā)中國天文學(xué)會(huì)第十五屆張鈺哲獎(jiǎng)︱北京大學(xué)天文系

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今年還值得一提的天文圈新聞是中國科學(xué)院與國家航天局、中國載人航天工程辦公室在10月15日聯(lián)合發(fā)布了《國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃（2024—2050年）》[23]，這是我國空間科學(xué)領(lǐng)域第一個(gè)國家層面統(tǒng)一的中長期發(fā)展規(guī)劃。

《國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃（2024—2050年）》

規(guī)劃明確了我國空間科學(xué)至2050年的發(fā)展目標(biāo)與路線圖，具體羅列了分屬五大科學(xué)主題（極端宇宙、時(shí)空漣漪、日地全景、宜居行星、太空格物）的17個(gè)優(yōu)先發(fā)展方向，提出了短期（至2027年）、中期（2028~2035）以及長期（2036~2050）共三個(gè)階段的科學(xué)任務(wù)規(guī)劃以及發(fā)展路線圖。五大科學(xué)主題及其優(yōu)先發(fā)展方向的具體內(nèi)容引用如下：

“極端宇宙”主題。探索宇宙的起源與演化，揭示極端宇宙條件下的物理規(guī)律。優(yōu)先發(fā)展方向包括暗物質(zhì)與極端宇宙、宇宙起源與演化和宇宙重子物質(zhì)探測(cè)。擬解決的重大科學(xué)問題包括暗物質(zhì)粒子本質(zhì)和宇宙高能輻射來源，暗能量的本質(zhì)，動(dòng)態(tài)宇宙探測(cè)與暫現(xiàn)源物理機(jī)制，宇宙黑暗時(shí)代和再電離歷史，恒星及行星系統(tǒng)起源與演化，重子物質(zhì)循環(huán)與反饋等。

“時(shí)空漣漪”主題。探測(cè)中低頻引力波、原初引力波，揭示引力與時(shí)空本質(zhì)。優(yōu)先發(fā)展方向?yàn)榭臻g引力波探測(cè)。擬解決的重大科學(xué)問題包括超大質(zhì)量黑洞和種子黑洞的形成及其與宿主星系的協(xié)同演化，黑洞附近強(qiáng)引力場精細(xì)結(jié)構(gòu)及致密天體的分布和物理性質(zhì)，檢驗(yàn)早期宇宙學(xué)模型等。

“日地全景”主題。探索地球、太陽和日球?qū)樱沂救盏貜?fù)雜系統(tǒng)、太陽—太陽系整體聯(lián)系的物理過程與規(guī)律。優(yōu)先發(fā)展方向包括地球循環(huán)系統(tǒng)、地月綜合觀測(cè)、空間天氣探測(cè)、太陽立體探測(cè)和外日球?qū)犹綔y(cè)。擬解決的重大科學(xué)問題包括太陽磁活動(dòng)特性和磁周期起源機(jī)制，太陽風(fēng)擾動(dòng)的三維傳播與演化規(guī)律，太陽風(fēng)—磁層跨尺度能量傳輸和耗散的機(jī)理，磁層—電離層—熱層耦合，地球系統(tǒng)多圈層跨尺度相互作用，太陽風(fēng)—星際介質(zhì)相互作用的過程和機(jī)理等。

“宜居行星”主題。探索太陽系天體和系外行星的宜居性，開展地外生命探尋。優(yōu)先發(fā)展方向包括可持續(xù)發(fā)展、太陽系考古、行星圈層刻畫、地外生命探尋和系外行星探測(cè)。擬解決的重大科學(xué)問題包括月球深部物質(zhì)、圈層結(jié)構(gòu)及早期撞擊歷史，小行星/彗星起源與演化，火星宜居環(huán)境演化與生命信號(hào)，太陽風(fēng)與木星磁層的相互作用，冰衛(wèi)星和冰巨星宜居環(huán)境與生命信號(hào)探測(cè)，系外行星宜居性及生命特征等。

“太空格物”主題。揭示太空條件下的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和生命活動(dòng)規(guī)律，深化對(duì)量子力學(xué)與廣義相對(duì)論等基礎(chǔ)物理的認(rèn)知。優(yōu)先發(fā)展方向包括微重力科學(xué)、量子力學(xué)與廣義相對(duì)論和空間生命科學(xué)。擬解決的重大科學(xué)問題包括微重力多過程耦合新體系下復(fù)雜流體物理基礎(chǔ)理論，引力場中的量子效應(yīng)、廣義相對(duì)論高精度檢驗(yàn)與新物理探索，地球生命的空間環(huán)境適應(yīng)性和生存策略等。

參考&拓展

[1]蔡榮根,李理,王少江.哈勃常數(shù)危機(jī)[J].物理學(xué)報(bào), 2023, 72(23):273-289.

[2]陳孝鈿,王舒.距離階梯與哈勃常數(shù)危機(jī)[J].中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué), 2024(11).

[3]https://www.zhihu.com/question/603523521/answer/3446214284

[4]但另一位學(xué)者Adam Riess指出同樣JWST數(shù)據(jù)，基于TRGB與JRGB得到的哈勃常數(shù)與傳統(tǒng)造父變星的結(jié)果并無明顯差異，見 https://arxiv.org/abs/2408.11770

[5]https://www.nature.com/articles/s41550-024-02195-x

[6]https://academic.oup.com/mnras/article/531/1/355/7671512

[7]https://esawebb.org/news/weic2413/

[8]https://www.universetoday.com/150289/astronomers-think-theyve-found-the-neutron-star-remnant-left-behind-from-supernova-1987a/

[9]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj5796

[10]https://www.nature.com/articles/s41550-024-02306-8

[11]https://www.cas.cn/cm/202407/t20240725_5026943.shtml

[12]https://www.bao.ac.cn/news/gd/202410/t20241031_7411426.html

[13]https://www.cnsa.gov.cn/n6758823/n6758838/c10613328/content.html

[14]https://www.cnsa.gov.cn/n6758823/n6758838/c10633840/content.html

[15]https://www.heramission.space/

[16]https://science.nasa.gov/mission/europa-clipper/

[17]https://www.iau.org/news/pressreleases/detail/iau2402/

[18]https://www.kavliprize.org/prizes/astrophysics/2024

[19]https://www.shawprize.org/sc/laureates/2024-astronomy/

[20]https://www.crafoordprize.se/news/this-years-crafoord-laureates-can-see-inside-stars-and-describe-geometric-shapes/

[21]https://phys-astro.sonoma.edu/node/2411

[22]https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1972Icar...17..699G/abstract

[23]https://www.cnsa.gov.cn/n6758823/n6758838/c10616360/content.html

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