谁有2008年的天文大事,要最完整的!

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谁有2008年的天文大事,要最完整的!

谁有2008年的天文大事,要最完整的!
2008年天文大事回眸
文/国家天文台 邹振隆
来源：《天文爱好者》杂志（www.amateurastronomer.cn）
1. 中国首幅全月球影像图公布
2007年10月24日,中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”升空.到2008年7月1日,成功完成全月球图像数据的获取工作,原始数据总量达到1.3TB.11月12日,中国第一张涵盖南北极地区的全月球影像图正式公布,专家认为,这是世界上已公布的月球影像图中最完整、最清晰、层次最分明、位置最准确的一幅.
此外,《中国科学G辑》2008年11期还发表了平劲松等由“嫦娥一号”321万个激光测高数据得到的全月球地形模型.完全根据激光测高数据建立全月球地形模型在世界上尚属首次.测量高程精度从以前的130米提高到31米,空间分辨率也有较大改善.测得月球上最深处位于南极艾肯盆地区域（东经211.375°,南纬61.375°）,深度达9.23千米；最高处位于科罗列夫坑（西经157°,南纬4.5°）以北地区（东经201.375°,北纬5.375°）,高约9.84千米,均大于1994年美国克莱门汀月球探测器激光高度计测得的±8千米高程变化值.月面影像和全月地形图为进一步进行月球的地形地貌构造、内部结构和演化研究提供了重要信息,也为选择将来的着陆点、月球基地等提供了科学依据.
图1a：中国首次月球探测工程全月球影像图
图1b：中国首次月球探测工程全月球地形图（版权所有：国家天文台月球与深空探测应用中心）2. 凤凰号发现火星上存在水的证据
2008年5月25日,美国航空航天局的“凤凰号”火星探测器在火星北极地区成功着陆.它的科学使命是研究火星极地气候、环境及土壤,研究火星地表及表面下层环境中存在生命的可能.经过艰辛的努力,它终于把一大片表层土壤清理干净,露出了浅浅掩埋着的冰面.6月中旬,凤凰号在火星地表开挖沟槽,取土化验.拍回的照片显示沟渠底部出现了神秘的白色物质,有可能是盐,也可能是水冰.几天之后,这些物质逐渐消失,从而证明它们是冰冻的水——这是迄今为止火星上存在水冰的最直接证据.凤凰号上微型实验室的分析也表明,火星土壤存在能维持生命的无机盐类,含有氯、镁、钠、钾等元素.此外,凤凰号还在火星上观察到了霜冻现象,并在高空云层中观察到了降雪.
11月2日地面控制人员最后一次收到凤凰号的信号.10日NASA宣布,由于气象原因导致太阳能电池板无法获得工作所需的能量,凤凰号使命结束.

图2：凤凰号拍摄的火星土壤照片.左图阴影中的几块白色物质在几天后消失（右图）,显示水冰已蒸发.

3.太阳风处于50年来最低点
在9月23日NASA总部召开的发布会上,太阳物理学家宣布：从20世纪90年代中期起,太阳风的平均压力降低了20%以上.现在处于50年前开始监测以来的最低点.这一结果是1990年发射的尤利西斯卫星的太阳风传感器SWOOPS得到的.尤利西斯在独特的轨道上环绕太阳飞行,可以经过太阳的极区与赤道,从而总览太阳风的活动.尤利西斯还发现,这段时期太阳的内部磁场减弱了30%以上,而高能（10亿电子伏）电子的数目增加了20%.增加的粒子对地球表面的人来说没有威胁.因为厚厚的大气层与行星磁场为我们的安全提供了保护.但任何增多的宇宙线都可能会带来一些后果.如果这一趋势持续下去,月球上或者是飞往火星途中的宇航员会受到更多的太空辐射.无人太空探测器与地球高轨道卫星因宇宙线轰击而发生仪器故障并重启的风险会增加.另外,有一些存在争议的研究将宇宙线流量与地球云量和气候变化联系了起来.这样的联系在接下来的几年间,可能会得到验证.
图3：尤利西斯测量的全球太阳风压.绿色曲线给出1992-1998年期间的太阳风情况,而蓝色
曲线表示2004-2008年间较小的太阳风压.背景影像由SOHO卫星摄（图片来自NASA）

4. 首次直接拍摄到太阳系外行星系统的像
天文学家用夏威夷莫纳克亚山口径8米的双子北望远镜和口径10米的凯克望远镜拍摄到太阳系外行星系统的第一张影像.这在搜寻和认证系外行星系统方面是一个里程碑.　
这个行星系统围绕着一颗年轻恒星HR 8799转动,该星距离我们140光年,大小是太阳的约1.5倍,光度是太阳的5倍多.三颗行星中,有两颗大约是木星质量的10倍,另一颗是木星的7倍,分别距离中央恒星约24、37和67AU（天文单位）.整个行星系统就像太阳系按比例放大的版本.
该系统中的两颗行星是2007年10月用双子北望远镜初次发现的,后用凯克望远镜II观测得到证实,并发现了更加靠近恒星的第三颗行星.在两次观测中,采用了自适应光学技术实时改正大气扰动,使分辨率高达0.4角秒,才得到这个太阳系外多行星系统的具有历史意义的红外影像.
用人为方法挡住中央恒星的明亮光芒,让我们可以直接看见这些行星,以及它们的大气层中复杂的云结构,进而使用光谱仪分别研究它们的温度和组分,这对研究太阳系的形成和演化具有重要意义.
　
图4：带有多个行星的系外行星系统的红外像,明亮的中央恒星HR 8799被人为方法挡住了,图中央的伪彩色像是剩下的残余噪声.

5. 发现地外行星存在水的确切证据

12月11日《自然》杂志报道,美国科学家在距地球63光年的一颗行星的大气层中发现了水蒸汽存在的确切证据.他们的发现可能帮助寻找能够支持生命存在的系外行星.
这颗行星每2.2天围绕名为HD189733的恒星转一圈,其表面温度超过900摄氏度,质量类似木星,称为HD189733b,是一颗热木星.科学家们用美国宇航局的红外斯必泽空间望远镜对这个系统进行了仔细观测,累计时间长达120小时.当这颗行星走到恒星后面被遮住时,斯必泽接收到的只是恒星的辐射,而当它走到前面时,行星大气层中的气体会改变来自恒星辐射的波长,产生一个独特的‘指纹 ’.科学家通过把两种情况下得到的结果相减,从而在HD 189733b大气层中发现了水蒸汽存在的确切证据.
在其他独立的研究中,哈勃太空望远镜还在HD189733 b大气层中探测到了甲烷和二氧化碳分子.尽管这个行星温度过高使生命无法存活, 但这些分子和水都是维持生命所必需的要素.这些发现证明,同样的方法也可以用于观测可能支持生命存在的其他行星,这对人类寻找地球以外生命家园的长期努力来说无疑是非常重要的.
图5 艺术家想象中的太阳系外行星系统.左上为母恒星,因为透视效应而显得较小.

2008年天文大事回眸（2）
文/国家天文台 邹振隆 研究员
6月15日,NASA的斯必泽巡天项目组公布了迄今最大、最详细的银河系照片.这张长达55米的巨图由斯必泽空间望远镜拍摄的80万张照片拼接而成.涵盖银经120°,银纬2°的天区范围,分辨率比以前最好的图高出100倍.
由于我们自身位于银河系之内,加之银河平面内大量尘埃和气体的遮挡,因而用传统的光学手段很难直接了解银河系的真实模样.波长较长的红外光可以穿透尘埃,但是会被地球大气吸收.运行于地球大气外并装备了红外眼的的斯必泽空间望远镜则具有看透整个银河系的能力.通过仔细分析它获得的数据,可以充分证明：银河系是一个拥有两个主要旋臂的旋涡星系,这两个旋臂分别称为人马臂和英仙臂.事实上,如果天文学家从别的星系来观测我们的银河系,会发现银河系拥有两个旋臂,而且还是一个含有中心棒的旋涡星系.在以前的研究中,曾经认为银河系拥有4个旋臂.天文学家估计太阳位于银河系边缘距离三分之一的位置,处在一个较小的旋臂（猎户臂）之内.
图6 斯必泽空间望远镜拍摄的迄今最精确的银河系照片

7. 雨燕号抓到爆发伊始的超新星
超新星爆发是宇宙中能量最强的恒星爆炸事件.由大质量恒星核或白矮星致密星核坍缩引发,一个旋涡星系平均在一个世纪内才会发生一次.但在壮观的旋涡星系NGC2770中发生的事件打破了这个常规.在下面的影像中,有两颗仍然明亮的超新星（SN2007uy和SN2008D）,但是1999年发现的超新星(SN1999eh)已经在原来的位置上看不到了,其位置就在星系旋臂边缘用圆圈标明的地方.这三个超新星现在都被认为是星核坍缩型,其中的SN2008D,是首次由雨燕号卫星的仪器(XRF) 在2008年1月9日监测到极高能X射线（或低能伽马射线）爆发而发现的.
由于超新星爆发非常突然,绝大多数都是在亮度已经开始下降以后才被人们发现,因此具有亮度极大乃至以前数据的为数很少,而爆发初期的数据对研究超新星爆发的性质、演变过程乃至宇宙学应用都至关重要,所以雨燕号这次抓拍到的数据弥足珍贵.
NGC2770位于距离我们大约9千万光年远的天猫座内,是迄今为止拥有如此高能超新星事件的最近星系.
图7：NGC2770内的超新星

8. 发现迄今最远的伽马暴
9月13日6时47分,美国宇航局的雨燕号卫星检测到一次伽马暴,1分钟后,星载X射线望远镜探测到X射线余辉,测定了它的准确位置.16分钟后,欧南台位于智利的2.2米望远镜发现其光学和近红外余辉,用多色测光法初步估计其红移在6以上,接着经4台8米望远镜组成的甚大望远镜（VLT）拍摄的光谱最后证实为6.7.这表明该伽马暴距离地球128亿光年,是迄今发现的距离最远的伽马暴,已接近可观测宇宙（137亿光年）的边缘.
半年前的3月19日6时12分,雨燕号还检测到另外一次伽马暴,它的余辉达到了肉眼可见的亮度,比此前记录到的最明亮超新星爆发还亮250万倍.这个伽马暴还打破了肉眼可见最遥远天体的记录——它距离地球75亿光年,而此前肉眼可见的最遥远天体“仙女座星系”距离地球仅290万光年.
伽马暴是宇宙中除大爆炸本身以外最猛烈的爆发,2004年发射的雨燕号已经探测到了数百个伽马暴.参加研究的国际团队中包括张冰等一批中国科学家.

图8：伽马暴GRB080913位于光学和近红外照片的中央圆圈内（引自arXiv:0810.2314）

9. 发现神秘暗物质粒子的可能信号
据11月20日出版的《自然》杂志报道,以中国科学院紫金山天文台研究员常进为首的一个国际研究小组发现,从宇宙空间轰击地球大气的高能电子有着惊人的过剩现象.这些宇宙线的来源尚不确定,但有很大可能是由暗物质组成的.银河系内的宇宙线粒子是被远方的超新星爆发以及其他的剧烈事件加速到近光速的亚原子粒子,主要由质子和重原子核组成,混合物中还搀杂着少量的电子与光子.
常进与同事们为了研究能量最高的宇宙线,将先进薄电离热量计（ATIC）搭载于南极放飞的气球上.在多次长时间飞行中,ATIC在3000至8000亿电子伏的能量范围（为质子静止质量的数百倍）中记录下了70个额外的电子.“额外”的意思是高于根据银河系背景推测出的数目.观测数据可以用太阳系附近存在暗物质云或是团块来解释.如果这种暗物质是质量约620 GeV的卡卢査-克莱因粒子（这种设想的粒子是自身的反粒子）,当它们碰到一起湮灭时,就会产生与观测能谱一致的电子.
由于大量天文观测显示暗物质占宇宙物质总量的85%,但并未通过物理方法直接探测到,所以人们对其性质所知甚少.本年早些时候意大利、俄罗斯、德国、瑞典之间的一个国际合作卫星PAMELA报道了类似能量的高能正电子超额现象,与南极气球观测结果可以说是互为支持.
图9：探测到高能宇宙线电子的南极气球实验

10. 首次目击一颗恒星绕银心走完一圈
据12月10日欧洲南方天文台（ESO）网站报道,德国马普地外物理研究所的天文学家利用位于智利的甚大望远镜（VLT）在揭示银心之谜的研究中取得重大进展.由于受星际尘埃的阻挡,在传统的光学波段很难看到银河系的中心.而在从1992年开始到2008年这个跨度16年的项目中,德国天文学家利用能透过尘埃云的红外线,清晰地看到了银心区域的恒星,又由于采用自适应光学技术使恒星位置测量精度达到0.0003角秒,比过去提高6倍,从而准确测定了28颗恒星的轨道,特别是人类历史上首次目睹了其中一颗恒星（名为S2）沿着开普勒轨道绕银心运行了一整圈.根据万有引力定律,这显示一个400万倍太阳质量的黑洞一定存在于银河系中心.
由于这项成果提供了一个最好的实验证据,证明超大质量黑洞确实存在,并且为其附近恒星的形成和演化提供了线索,负责该研究项目的莱恩哈德·根舍教授荣获2008年邵逸夫奖. “邵逸夫奖”是按邵逸夫本人意愿而设,于2002年11月宣告成立,以表彰获得对人类产生深远影响的突破性成果的科学家.该奖设“天文学奖”、“生命科学与医学奖”以及“数学科学奖”三个奖项,每项奖金一百万美元,每年颁奖一次,今年为第五届颁发.
图10：红外波段的银河系中心图像

2008.12.28(ZHR不定，可能会有十几） 小熊座流星雨 辐射点在北天极附近 3月4日元宵节当天，将发生月全食这一难得的天文现象，这是自1990年以来