“不要温顺地走进这个良夜,激情不能被消沉的暮色淹没”。2014年,科幻剧《星际穿越》再次让大众把目光投向了浩瀚的星辰大海。走入茫茫黑暗的太空,科学家们对宇宙的溯源从未停息:十几个国家加上私人公司,借助太空望远镜与探测器等种种方式,在太空发掘宇宙的秘密和生命的可能。
在一篇文章中全部列举今年人类在太空事业上的所成、所见和所学是不可能的,不过有这么10件在“拓边”事业中值得一书的大事将在未来数十年被世人铭记。
1、“引力波”的发现是个计算错误?
3月,有科研人员宣布,首次发现了宇宙引力波存在的直接证据。这些研究人员使用位于南极的BICEP2射电望远镜,发现了大爆炸余辉——宇宙微波背景辐射(CMB)偏振的一个模糊的缠绕模式,他们认为这一模式是原始引力波的证据。
由于引力波可穿透任何物体,也不被任何物体所吸收,来自遥远引力辐射源的引力波,不会损失任何所携带的信息。它包含着完整而古老的宇宙信息,因此科学家们一直在努力寻找宇宙中的天然引力波,这可以帮助人类了解宇宙的诞生、甚至宇宙未来的命运。
然而这项被称为诺奖级的发现,却被来自普林斯顿大学的宇宙学家David Spergel泼了冷水。经过研究发现,这可能是科研人员计算错误导致的。更多的科学依据站在了David Spergel这一边。BICEP2射电望远镜捕捉到的信号可能只是宇宙尘埃。
2、NASA发现首颗地球大小的宜居行星
4月18日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,其开普勒望远镜已经发现了一个新的太阳系——距离地球约500光年,这个太阳系目前被称为开普勒 186(Kepler 186)。有五颗行星围绕开普勒186这颗恒星运转,其中最外面的那颗行星叫做开普勒-186f(Kepler-186f),其大小和地球差不多,而且处于这颗恒星的宜居带之内。
开普勒186这颗恒星是一颗“红矮星”。如果开普勒-186f上面确实存在生命的话,那么其生存环境与地球相比要暗得多。它从其中央恒星那里获得的能量大约只有地球从太阳那里获得的能量的三分之 一,而且正午时的光亮度仅仅大致相当于地球日落时的水平。这可能会提出一些令人感兴趣的问题,比如那里是否会像地球那样出现植物生命。
科学家表示,“开普勒-186f的发现是人类向找到与我们地球相类似的星球这个目标迈进的重要一步。”
3、“爆炸”:商业公司的梦魇
8月22日,太空探索科技公司(SpaceX)的试飞以一种激烈的方式结束,它的飞行中止系统启动,火箭的自我摧毁程序被触发而在空中爆炸。“火箭难以捉摸……”太空探索科技公司CEO、现实版钢铁侠埃隆·马斯克(Elon Musk) 在提到此次测试失败的推文中表示。
而接下来更令人难以捉摸的是10月底一周内发生两次爆炸。
10月28日下午6时22分,美国轨道科学公司研发的“天鹅座”飞船从美国弗吉尼亚州瓦勒普斯岛发射升空。但在升空后6秒钟,飞船发生爆炸,火光冲天。所幸无人员伤亡。这是该飞船首次进行夜间发射。飞船上装载着2200公斤的物资,原计划给国际空间站的6名宇航员提供补给。
仅在“天鹅座”爆炸后的第三天,10月31日,维珍航空公司的“太空飞船二号” 在美国加州试飞过程中爆炸,造成2名飞行员1死1伤。这无疑令商业太空旅游研发项目蒙上一层阴影。
4、印度进入“火星俱乐部”
2014年9月24日上午,印度“曼加里安”号火星车成功进入火星轨道。使印度成为亚洲第一个同时是世界上继苏、美和欧洲之后第4个拥有火星探测的国家(组织)。“曼加里安”号火星探测器2013年11月成功发射,携带4台科研设备和一架照相机,将分析火星大气和地质等方面特征。该轨道器研制周期15个月,成本仅7000万美元。经过近300天的航行,“曼加里安”号成功进入火星轨道。在人类探索火星的51次尝试中,只有21次获得了成功。
5、科学家首次捕捉到初期阶段的新星爆发
今年8月,天文学家首次捕捉到了新星爆发形成的热核火球的延时图像。一支由研究人员组成的国际团队记录下了这次的新星爆发。
“当被称为白矮星的致密星依靠其强引力场从附近的伴星吸收物质时,新星就会出现。”科学家如此解释,“白矮星表面形成一个巨大的氢弹,往太空抛射出一个火球,使这个曾经暗淡不明的恒星系统成为了夜空中异常明亮的新星。”
观测结果显示了喷射物质的结构如何随着气体的膨胀和冷却而演变。这次研究揭示,新星爆发的实际情况比简单模型先前预测的景象更加复杂。
6、史上最清晰影像,彻底改变行星形成理论
11月7日,天文学家又有新发现。他们利用阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA)最强大的新模式,捕捉到了行星在一颗年轻名为HL Tauri的恒星周围形成的影像。这是有史以来最为清晰、细节鲜明的行星形成影像。
“单单是这幅影像就能彻底改变行星形成理论。”ALMA项目副科学家凯瑟琳·拉哈基斯(Catherine Vlahakis)解释说。“当我们首次看到这张影像时,惊人的细节水平令我们叹为观止。HL Tauri的年龄不超过100万年,但其恒星盘看起来已经充满了正在形成的行星。”这颗恒星的原行星盘看起来比研究人员预计的更加成熟,这说明行星形成的速度比科学家们以为的要快得多。
天文学家普遍认为,年轻恒星是在气体和尘埃云中形成的。气体和尘埃在万有引力的作用下聚集,先是形成沙子,接着是卵石,然后是岩石。那些岩屑形成了恒星周围稀薄的原行星盘,小行星、彗星和行星就是在那里形成。当行星天体的质量足够大时,它们就会对岩屑盘施加自己的力量。它们沿着轨道在星云中穿行,拖拽周围的尘埃和气体,从而形成环和环缝。
7、“菲莱”登陆器登上彗星
本年度最激动人心的时刻,莫过于“菲莱”登陆器登上彗星的时候了!北京时间11月13日00:02左右, 由欧洲航天局(ESA)发射的“罗塞塔”号(Rosetta)飞船携带的“菲莱”号(Philae)登陆器成功在67P/楚留莫夫-格拉希门克彗星(Comet 67p/Churyumov-Gerasimenko)上着陆。
这是人类发射的航天器首次在一颗彗星的表面登陆。载着人类探索有关太阳系起源和地球生命孕育的好奇心,罗塞塔项目最早是在上世纪1970年代开始构思,其最初的设计是一项彗星取样返回任务。2004年3月2 日罗塞塔号搭载火箭升空,经过10年艰辛,期间3次飞过地球,1次飞过火星,沿着复杂的轨道围绕太阳运行超过60亿公里,终于得偿所愿。
菲莱号探测器的任务是检测彗核表层深处的物质,因为这些物质很可能仍保留太阳系形成初期的形态;它还要研究彗核内部的有机物性质,探究它们是不是和地球生命起源属于同种物质。
8、美猎户座飞船发射测试成功
北京时间12月6日凌晨00:30许,美国宇航局的新型猎户座飞船在经历4.5小时的测试飞行后安全返回在加州海岸外的太平洋着陆区,从而标志着人类40多年来飞行距离最远的载人飞船测试取得完全成功。
这是在过去的42年间美国宇航局第一次将一艘旨在为载人航天设计的飞船发射到超过数百英里范围之外的宇宙深空之中,而上一艘这样的飞船还是1972年的阿波罗-17号。除此之外,这也是美国宇航局在航天飞机之后所研制的首个新型飞船。
在发射现场的美国宇航局局长查尔斯·博尔顿(Charles Bolden)表示:“猎户座飞船是今天的明星。”他甚至称这一天为“火星时代的第一天”。按照计划,宇航员实际乘坐猎户座飞船的最早时间大约是在2021年。在2030年,由猎户座飞船搭载人类宇航员最终飞往火星。
9、日本隼鸟2号前往1999 JU3小行星
北京时间12月3日12:22左右,执行日本第二次小行星取样返回任务的“隼鸟-2号”探测器由一枚H-2A火箭从种子岛航天发射中心成功发射。
此次任务将旷日持久,其主要计划是前往一颗编号为1999 JU3的小行星,并在其地表取样。另外它此行还搭载了几个小型探测器,包括一个着陆器以及几个更小的类似漫游车的小型探测器——除此之外还有一个小型爆炸撞击器,其目的是在小行星表面人为地炸开一个大坑进行观察其内部情形。
与首次执行小行星取样任务的它的前身“隼鸟1 号”一样,后者在2005年抵达了距离地球约1.8亿英里(约2.9亿公里)的小行星“系川”,然而探测器最终却未能成功释放着陆器,历经波折,但最终仍然取到了少量样品并安全带回了地球。
10、好奇号新发现:火星上曾经存在过湖泊
经过对“好奇号”火星车发回数据进行的研究,NASA等机构的科学家们于12月9日宣布:在历史上的某个时刻,火星表面温度可能温暖到允许液态水湖泊的存在。
这个探究源于好奇号正在探索的夏普山,一座有层次结构的山,其位于盖尔陨石坑中的底部到山顶有3英里高。“好奇号”在夏普山最低处的沉积岩层,观测到丰富的带状沉积物。通常河流将沙子和淤泥融入湖泊,在河流入湖口处就会发生沉积。在陨石坑被沉积物填满后,沉 积物又硬化变成了岩石。在长时间内,盖尔陨石坑可能多次变成湖泊又多次蒸发干涸,层层堆积起来的沉积岩层,在随后漫长的时间里被风力侵蚀,最终形成了现在这座夏普山。
“好奇号”目前取得的数据都在支持这一推论。
而在12月18日,好奇号又测到甲烷浓度短暂飙升(先是急剧升高又回落),其在一块名为“坎伯兰”的岩石上还探测到了不同的有机化学物质。这些证据都表明,火星现在仍有化学活性,也即是古老的火星可能存在有利于生命存在的条件。