这一年，和宇宙亲密接触

在茫茫宇宙中，人类甚至地球都像大海中的一滴水一样渺小。在宇宙137亿年的生命中，2018年只不过是轻轻一指。

然而，人类探索宇宙的决心和努力从未改变。2018年，人类将继续探索宇宙。一系列坚实的脚印搭建了通向未来的阶梯。

好奇号发现火星上的古代有机分子

帕克太阳能探测器发射

隼鸟2号发射探索小行星龙宫

“冰块”发现姚变体发射超高能中微子的证据

KELT-9b行星的大气温度非常高。

嫦娥4号将在月球背面着陆。

(此版本的图片来自互联网)

1第一次“看见”银河系外的行星

现有的行星探测方法只能探测银河系中的行星。今年2月，美国科学家发表了一篇论文，称通过对现有探测方法的创新，首次发现了银河系外RX J1131231星系中的一组行星。

RX J1131231星系距离地球38亿光年。距离太远了，即使是最先进的望远镜也无法直接观察到它们。天文学家利用引力透镜和引力微透镜效应来寻找系外行星——星系的引力透镜效应使背景天体形成多重虚像。星系中恒星和行星产生的引力微透镜效应使得这些虚像的光度和谱线频率发生变化。

观测和模拟结果表明，在银河系的中心，有一组质量介于月球和木星之间的行星。重力微透镜创造的“望远镜”比地球和天空中最精确的观测仪器更精确，让人类第一次在其他星系找到行星的证据。

俄克拉何马大学物理与天文系教授、研究主任戴新宇在接受媒体采访时说，“这是首次在银河系外发现行星。用我们的新方法，我们现在可以研究这些行星，揭示它们的存在，甚至获得它们的质量，这将开辟新的探索领域。”

银河系中心的这颗恒星已经有70亿年了

银河系是一个中心有一个凸起的螺旋星系，直径数千光年，包含银河系恒星总质量的四分之一。那么，这些在位置和质量上都占据核心位置的恒星有多大？

今年4月，在英国利物浦举行的欧洲天文学和空间科学周上，由欧洲南方天文台领导的国际天文学家团队发布了第一份银河系大尺度年表，展示了银河系中心的复杂结构。

该小组分析了一颗恒星的化学性质、颜色、亮度和光谱信息。利用模拟和观测数据，该团队调查了数百万颗具有银河系数的恒星，并将其与分光计测量的6000颗恒星的金属含量进行了比较，最终绘制出了银河系的年龄图。

先前的研究认为银河中心由两部分组成:一部分是贫金属恒星群的球形分布；另一部分是一组富含金属的恒星，形成一条细长的带“腰”，就像一个X形的花生形棒。其中，富含金属的恒星可能是最年轻的恒星。

该小组的研究得出了不同的结论。在分析了刚刚达到核心氢燃料燃尽临界点的恒星后，该团队认为银河系中心最年轻的恒星已经存在了至少70亿年，比之前的一些研究显示的要老得多。这表明银河系中心早在70亿年前就形成了，没有大量气体流入其中形成新的恒星。

古代火星可能有生命

探索宇宙中生命的迹象不仅是为了满足人类的好奇心，也是为了缓解人类在浩瀚宇宙中的孤独。

北京时间6月8日，美国宇航局宣布了两项关于火星的重要发现。一个是好奇号探测器在火星表面的沉积岩中发现了有机分子，表明火星上可能存在古代生命。

有机分子由碳、氢组成，也可能含有氧、氮和其他元素。虽然有机分子通常与生命有关，但它们也可以通过非生物过程产生，不是生命的必要标志。

在盖尔环形山，好奇号在大约30亿年前钻进沉积岩时发现了有机分子，当时只有5厘米。这次鉴定的分子包括噻吩、苯、甲苯、丙烷、丁烯和其他短链碳，有机碳含量约为百万分之十，约为之前在火星表面检测到的有机碳含量的100倍。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的詹尼弗·艾根布罗德说，好奇号还没有确定有机分子的来源。无论这些生物是古代生命留下的记录，还是没有生命也能存在，它们都能提供与火星环境和进化过程相关的化学线索。

4“猎鹰2”抵达“龙宫”

6月27日，经过3.5年的漫长旅程，日本隼鸟2号探测器成功抵达龙宫上方约20公里处的一个预定观测点，为龙宫的一系列复杂的特写研究做准备。

根据计划，猎鹰2号将在到达预定的观察点后，在小行星“龙宫”的表面部署三架探测车和一架着陆器。它还将使用装有炸药的冲击器钻一个小弹坑，并从弹坑中收集样本。

在去“龙宫”的旅途中，猎鹰2号一直忙于拍摄“龙宫”日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的官员说，这架安装在隼鸟2号上的光学导航相机拍摄了许多龙宫的照片。其中一幅展示了900米宽的“龙宫”像夜空中的一颗星星一样闪烁。这张照片拍摄时，“猎鹰2号”距离龙宫约1500公里。

隼鸟2号是日本的第二次小行星采样任务。2010年，首个小行星取样探测器隼鸟号首次将小行星丝川的样本带回地球。一川是一颗多石(S型)小行星。“龙宫”是一颗碳质(C型)岩石小行星。许多科学家认为，这颗多岩石的小行星可能在很久以前与地球相撞时，将生命的基本元素送到了地球。

5“冰块”发现高能中微子的来源

7月13日出版的《科学》杂志封面文章称，冰立方中微子观测站发现了姚变体发射超高能中微子的证据。文章提到，2017年9月22日，冰立方探测到一个能量为290兆电子伏的中微子。目前，最强大的加速器，欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机，只能将粒子加速到7 TeV。

作为粒子世界的“隐士”，中微子也是宇宙奥秘的“告密者”。事实上，除了物理学的意义之外，研究中微子对于理解恒星的结构和演化，甚至宇宙的起源都具有重大的科学意义。因此，天文学中有一个特殊的分支叫做中微子天文学。

当来自宇宙深处的高能宇宙射线到达地球时，人们无法推断它们来自哪里。因为当带电粒子穿过空间时，星系之间的磁场会改变这些粒子的路径。理论上，中微子也将由宇宙射线源产生。捕捉中微子可以帮助科学家找到宇宙射线的来源。

到目前为止，“冰块”已经探测到大量能量高达1015电子伏的超高能中微子。科学家们正试图找出这些高能中微子是如何产生的，以及它们在宇宙中的来源。极端的宇宙现象，如银中子和伽马射线爆发，可能是它们的来源，这两种现象也可能是宇宙射线的来源。

6“帕克”奔向太阳时寻找太阳风

尽管发射推迟了一段时间，人们仍然在等待“帕克”成功发射的好消息。8月12日，帕克太阳能探测器从美国卡纳维拉尔角空军基地发射升空。“帕克”将比以往任何时候都更接近太阳，并有望在推进许多科学问题的研究中发挥决定性作用。

除了给地球提供光和热之外，一种叫做“太阳风”的高速等离子流一直从太阳表面喷涌而出，冲向太阳系的深处。当它到达地球附近时，它将与地球磁场相互作用。

在日冕中，太阳大气中的等离子体温度已经从6000摄氏度上升到几百万摄氏度。“帕克”将深入日冕加热和太阳风加速真正发生的地方，寻找日冕异常高温的原因。

科学家已经证实，速度为450-850公里/秒的快速太阳风来自日冕洞。然而，对于速度为250-450公里/秒的缓慢太阳风来自何方，仍然存在争议。帕克的观察将有助于科学家理解太阳风的起源。

通过金星的七次飞越，帕克太阳探测器最终将在7年内将其轨道高度降低到9个太阳半径以下，并在最后三次飞行中实现近距离探测日冕的目标。

元素7铁出现在外行星大气中

不仅人类发烧，星星也发烧。天文学家证实，在外行星KELT-9b的大气层中发现了铁和钛，该行星有“高烧”。这是人类历史上第一次在系外行星的大气中发现铁。这项研究发表在8月15日的英国杂志《自然》上。

尽管铁是最丰富的过渡金属元素，但天文学家从未在系外行星的大气中直接检测到铁。KELT-9b是一个非常罕见的例子。作为一颗行星，它“发热”，温度几乎相当于一颗暗星。

瑞士伯尔尼大学的研究小组在2017年7月31日至8月1日夜间，借助安装在西班牙加那利群岛拉帕尔马岛国家伽利略天文望远镜上的北方高精度径向速度行星搜索器(HARPS-N)光谱仪，确定了KELT-9b高分辨率透射光谱中的金属元素谱线。

研究人员不仅检测到中性铁原子、初级电离铁(铁和铁离子)和初级电离钛(钛离子)，还发现检测到的铁离子谱线比铁离子谱线强度更强。根据这一分析，KELT-9b大气温度超过4000 Kelt度(3726.85℃)。这一发现和行星的状态推翻了以前的知识，并将进一步促进行星化学的研究。

月球极地表面有水冰

8月21日，美国宇航局官方网站宣布，在月球极地最黑暗和最寒冷的地方，美国科学家直接观察到了表面水冰的确切证据。

来自夏威夷大学和布朗大学的科学家团队，利用美国宇航局月球矿物绘图仪(M3)提供的数据，确定了三个特定的标记，可以明确证明月球表面存在水冰。这些冰沉积物分布不均匀，可能非常古老。大多数南极冰都集中在月球陨石坑里。北极的冰更稀疏，分布更广。

该小组指出，大多数新发现的水冰位于月球极地附近的环形山阴影中，那里的最高温度从未超过零下250华氏度(约零下157摄氏度)。由于月球旋转轴的倾斜非常小，阳光永远不会到达这些区域。

M3位于印度空间研究组织2008年发射的月球一号宇宙飞船上，拥有独特的设备来确认月球上是否存在固态冰。它收集的数据不仅可以获得人们对冰的反射特性的期望，还可以直接测量冰分子吸收红外光的独特方式，从而区分液态水、水蒸气和固态冰。

9 LIGO发现迄今最大的黑洞合并事件

自2017年8月第二次观测行动结束以来，科学家们一直在升级欧洲的LIGO和处女座引力波探测器，以提高它们的灵敏度。升级后的LIGO带来了新的发现。

物理学家组织网络12月3日报道，一个国际科学家小组通过分析先进LIGO获得的观测数据，发现了最大的黑洞合并事件和由另外三个黑洞合并事件产生的引力波。前者合并成一个约80倍于太阳大小的新黑洞，这也是迄今为止离地球最远的黑洞。

由澳大利亚国立大学(ANU)广义相对论和数据分析小组组长苏珊·斯科特领导的小组发现，迄今为止最大的黑洞合并发生在2017年7月29日，距离地球约90亿光年。另外三个黑洞合并发生在2017年8月9日至23日之间，距离地球30亿至60亿光年，产生了56至66倍于太阳大小的黑洞。

斯科特指出，它们来自四个不同的双黑洞系统，这四个系统聚集在一起，向太空辐射出强大的引力波。探测这些黑洞合并事件将有助于人们进一步了解宇宙中存在多少双黑洞系统，它们的质量范围和黑洞在合并过程中的旋转速度。

嫦娥4号将访问月球背面

12月8日凌晨2时23分，中国长征三号乙在西昌卫星发射中心成功发射嫦娥四号探测器，开始了新的探月旅程。

与以往不同，嫦娥四号任务的科学目标将在月球背面完成，包括实现月球基地的低频射电天文观测、月球背面巡逻区的出现、矿物成分的探测以及月球背面巡逻区浅层结构的探测。该探测器项目的执行主任张轩说，由于过去没有其他探测器在月球背面着陆，这将是人类第一次获得有关地形和月球土壤成分的第一手数据。

与嫦娥三号相比，嫦娥四号要求更高的着陆精度，采用几乎垂直的着陆方式。嫦娥四号的首选着陆点是位于月球背面南极艾特肯盆地中部的冯卡门陨石坑。着陆区比洪湾区小得多，但月球背面有许多山和大坑，很难找到一个更大、更平坦的地方让嫦娥四号安定下来。

月球背面可以屏蔽地球的无线电干扰，这对于许多科学研究项目来说具有天然优势。根据科学目标和着陆区域的变化，研究小组为嫦娥四号配备了8个有效载荷。其中，着陆器带有一个地形摄像机、一个着陆摄像机、一个低频无线电光谱仪等。月球车配备了全景照相机、红外成像光谱仪、月球雷达等。