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小行星探测新历史欧洲木星探测启程奥西里斯王号（OSIRIS-REx）是美国航天局发起的一项小行星研究和样本返回任务，访问了碳质近地小行星贝努（101955 Bennu）。样本于2023年9月返回地球，将为科学家们提供宝贵信息，以更深入地了解太阳系的形成和演化、行星形成的初始阶段，以及地球生命形成的有机化合物来源。完成主要任务后，探测器计划转型为OSIRIS-APEX，将飞越小行星阿波菲斯（99942 Apophis）。奥西里斯王号于2016年9月8日发射，2017年9月22日飞越地球，2018年12月3日与贝努会合。2020年10月20日，奥西里斯王号在贝努成功采集样本，2021年5月10日离开贝努，并于2023年9月24日将样本送回地球，随后开始执行探测99942 Apophis的扩展任务，预计将于2029年4月抵达小行星阿波菲斯。贝努小行星被认为是太阳系诞生以来的“时间胶囊”，含有原始碳质材料，这是生命必需的有机分子的关键元素，也代表了地球形成前的物质。以往在陨石和彗星样本中发现的氨基酸等有机分子表明，生命的一些关键组分可能在太空中自然合成。在贝努小行星样本回收不久后，2023年10月13日，美国航天局的灵神星探测器（Psyche mission）发射升空，前往位于火星与木星之间的小行星主带，探访富含金属的小行星灵神星。这颗小行星由加斯帕里斯于1852年发现，属于M型小行星，可能富含铁、镍等金属。灵神星探测器的发射和飞行计划标志着对太阳系中最大金属小行星的首次探索。通过这次任务，科学家希望了解行星核心形成和太阳系早期的物质积累历史。探测器预计在2026年借助火星引力助推，2029年到达灵神星。2023年4月14日，欧洲空间局在法属圭亚那的圭亚那航天中心发射了木星冰卫星探索者号（Juice）。这是一艘星际探测器，旨在研究木星的三颗伽利略卫星——木卫三、木卫四和木卫二。人们认为这些卫星冰冷的表面下藏有大量液态水，可能成为潜在的宜居环境。冰质木卫探测器预计在四次引力助推和八年的旅行后，将于2031年7月抵达木星。2034年12月，探测器将进入木卫三的轨道，执行近距离科学任务。

国台与世界图书出版公司举行战略合作研讨会并签署战略合作协议 2023年12月29日，国家天文台（以下简称“国台”）与世界图书出版有限公司（以下简称“世图”）战略合作研讨会暨战略合作协议签订仪式在国台举行。世图执行董事、党委书记、总编辑陈建军，副总编辑徐国强，副总经理吴琪，国台副台长赵公博，国台科学传播领导小组副组长、纪委书记欧云，国台老领导和相关专家严俊、刘晓群、郝晋新、高亮等人出席了会议，参加研讨并见证签约的还有世图和国台信息化与科学传播中心工作人员。研讨会和签约仪式由欧云主持。图1. 欧云主持会议首先，在参会领导和工作人员的共同见证下，国台副台长赵公博、世图党委书记陈建军分别代表国台和世图在战略合作协议上签字。这标志着两家单位将携手共进，为天文学的发展提供新的动力。这项协议将通过加强双方的资源共享和合作，助力天文学的研究、教育、普及和产业发展。图2. 国台副台长赵公博、世图党委书记陈建军签署战略合作协议图3. 国台副台长赵公博、世图党委书记陈建军交换协议国台和世图将在天文、航天、天体物理学方面的科普图书及学术专著上进行图书、有声书、期刊、音视频产品和文创产品等多维度的合作，共同策划和开展天文、航天、天体物理学相关的科普和学术活动，在中小学共同举办天文科普教育及知识竞赛等活动，推动“科学家和科学精神进校园”，宣传天文学家事迹，举办读书会。接下来，国台和世图与会的领导和专家对双方未来开展合作的领域和内容进行了深入研讨，就近期和中长期合作目标达成了一致意见。双方都高度重视本次建立的战略合作关系，期待在战略合作协议框架下，积极投入优势资源和力量，尽快推动实质性的合作项目开展。图4. 国台副台长赵公博发言图5. 世图党委书记陈建军发言图6. 与会人员合影未来，国台与世图将会共同努力，不断拓展合作领域，提升合作效果，共同开创新的发展局面。

天珠和墨子始建成Euclid和EP显威力圆环阵太阳射电成像望远镜，昵称为“千眼天珠”，坐落于四川省甘孜藏族自治州稻城县噶通镇，是中国重点科技基础设施项目的一部分，属于空间环境地基综合监测网（子午工程二期）的核心设施，以其庞大的规模和先进的技术而全球闻名，是目前世界上最大的综合孔径射电望远镜之一。该射电望远镜由313个直径6米的天线组成，这些天线均匀分布在一个直径1千米的圆环内，核心的定标塔为整个观测系统提供了精确的定标基准。它覆盖的射电频段从150MHz到450MHz，专门用于对太阳爆发活动进行成像和频谱观测，是世界上首个能实现高分辨率“射电相机”功能的设施。“千眼天珠”也可以用于探测脉冲星、快速射电暴和小行星的监测预警。 2023年9月，中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台共同建设的墨子大视场巡天望远镜（WFST）也在青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖镇的冷湖天文观测基地正式启动巡天观测。该望远镜是目前全球成像巡测能力最强的大视场光学巡天望远镜之一，也是冷湖基地中已建成的口径最大的望远镜之一，其启用标志着时域天文学研究的新机遇。WFST能够捕捉短暂的天文现象，如快速射电暴和伽马射线暴。它还能与国内其它大型天文观测设施协同工作进行多波段观测。它计划进行为期六年的巡天任务，将为探索宇宙提供新视角和大量科学数据。空间光学望远镜方面，2023年7月1日，欧洲空间局（ESA）和欧几里得联盟联合发射了广角太空望远镜——欧几里得（Euclid）空间望远镜。欧几里得的主要目标是通过测量宇宙加速膨胀来研究暗能量和暗物质。它将观测不同距离的星系形状，并研究它们的红移，这将有助于深化对暗能量促使宇宙膨胀的理解。2023年11月7日，欧几里得发布了首张全彩宇宙图像，展示了其创建迄今最广泛的3D宇宙地图的潜力。在X射线领域，中国即将发射一颗名为爱因斯坦探针（EP）的X射线卫星，专注于时域天文学和高能天体物理，主要任务是在软X射线波段进行大视场时域巡天监测，系统性地探测宇宙中的高能暂现天体，监测其活动性，并深入研究它们的本质及所经历的物理过程。

最近中子星被发现有益追踪宇宙环境中子星是宇宙中极端致密的天体。2023年3月，北京大学和中国科学院国家天文台合作，利用郭守敬望远镜（LAMOST）光谱数据和新疆天文台南山望远镜的测光数据，发现了一个质量约0.98倍太阳质量的致密星和一个晚期主序星组成的双星系统。该研究结合多波段观测分析推测该致密星可能是一种被称为“X射线暗弱孤立中子星”（XDINS）的天体，这也是此类天体首次在双星系统中被观测到。这一成果已发表在《天体物理学报通信》(ApJL)上。 XDINS是指中子星在耗尽所有可能能源后，仅以残余热能辐射的天体，主要以软X射线热谱辐射，并伴有紫外线，通常处于射电静默状态，因此难以发现。根据盖亚（Gaia）卫星的视差观测，这个含有中子星候选体的双星系统距地球仅约385光年，是目前已知距离地球最近的中子星候选体之一。目前，全球仅发现了七颗这种类型的中子星，它们距离地球大约在391至1630光年之间，自转周期约为5至10秒。这次新发现的XDINS是首次在双星系统中观察到这类天体。同时，2023年12月初，厦门大学和国家天文台的科研团队结合了LAMOST的视向速度数据、凌星系外行星巡天卫星（TESS）提供的周期性光变数据，以及加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）的高分辨率光谱资料，共同揭示了距地球大约416光年的致密天体。它与一颗K7型主序星共同构成一个单线谱双星系统。紫外和光学等分析排除了这是一颗冷的大质量白矮星的可能性，因此这颗致密天体很可能是一颗中子星。此外， Gaia卫星的天体测量数据分析表明，大约250万年前它与太阳系的历史最近距离约为160光年。如果该中子星年龄约为250万年，那么它的超新星爆炸过程中产生的放射性元素可能已经沉积到地球上，有望被探测到。这项研究成果表明，利用LAMOST时域巡天光谱可以寻找地球附近的中子星或恒星级黑洞，有助于了解太阳系周围的宇宙“生态环境”。这一结果发表在12月的《中国科学：物理学力学天文学》英文版上。#天文#

蜘蛛脉冲星的新型特征快速射电暴的磁场反转自1967年首次发现脉冲星以来，天文学家已探测到超过3000个此类天体。双星系统中，脉冲星通过吸收邻近伴星的物质来维持其高速旋转，随着脉冲星不断吸收其物质，两星逐渐靠近，旋转速度进一步加快。这种现象促使天文学家将脉冲星的这两种演化阶段分别命名为“红背蛛脉冲星”（redback pulsar）和“毒蜘蛛脉冲星”（black widow pulsar），统称为“蜘蛛脉冲星”。在过去，科学家们只能观测到这两种状态的脉冲双星系统，中间状态由于其极短的轨道周期和两星的接近距离而难以探测，使得其演化路径缺乏实证支持。今年，中国科学院国家天文台的研究团队与国际合作伙伴利用FAST发现了一个轨道周期仅53分钟的脉冲双星系统PSR J1953+1844，是目前已知周期最短的脉冲双星系统。这一发现证明了该系统正处于从红背蛛到毒蜘蛛状态的演化中间阶段。这项成果已在2023年6月《自然》杂志上发表。与此同时，2023年5月《自然》杂志上发表的另一项研究显示，蜘蛛脉冲星系统的另一特性是它们通常存在于双星系统中，其产生的辐射会烧蚀伴星的等离子体，导致脉冲星的射电辐射出现发射延迟或遮蔽。 2023年，美国科学家首次在另一个星系中观测到FRB的磁场反转现象，揭示了其源周围的罕见天文环境，其中磁场随时间扭曲、转向和波动。这次观测到的FRB位于四十亿光年外的矮星系中心，产生的能量爆发持续仅几毫秒。团队利用绿岸望远镜和帕克斯射电望远镜对FRB 20190520B进行了观测，发现其磁场高度可变且会反转方向，这是首次在FRB中发现磁场反转的证据，也支持了至少部分FRB起源于双星系统的理论。当FRB射电闪光从源头向外传播时，其偏振揭示了磁场的存在。来自大质量恒星大气层的剧烈波动和流动的等离子体风，在我们视线上提供了不断变化的磁场。虽然这一发现并未解开FRB源的谜团，但它为我们理解FRB爆发周围的邻域提供了更多信息。该研究发表在2023年5月的《科学》杂志上。值得一提的是，FRB 20190520B于2019年首次由中国FAST观测到，随后美国的甚大射电阵（VLA）和FAST在2019年对该天体进行了跟踪观测。此后，天文学家还使用加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）来定位FRB源的宿主星系。 #天文#

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速度声学振荡：第一代恒星与暗物质性质的双料探针在我们的宇宙中，暗能量约占70%，暗物质约占25%，而我们熟悉的、构成恒星和星系以及它们之间的介质的普通物质仅占约5%。这些普通物质都属于重子。其实，即便是普通物质，我们也不能说已经完全了解。比如，还有所谓的“丢失的重子（missing baryon）”问题。对于暗能量和暗物质，则更几乎是“两眼一抹黑”。我们知道暗能量驱动了宇宙加速膨胀、暗物质主宰了宇宙的引力场，为重子气体聚集形成星系提供了必要的“温床”。但是，目前为止，所有基于引力效应之外的暗物质探测实验都没有发现它们存在的确切证据。目前很少有人怀疑暗物质的存在，但它还是笼罩在神秘之中，因为它似乎处处在显示存在感（引力），却又处处在跟人们捉迷藏（电磁力）。暗物质究竟是不是一种粒子？它们除了引力之外还有没有别的相互作用？它们是冷的，温的，还是热的？为了回答这些问题，人们需要一些“探针”来把暗物质的效应转换成可以观测的信号。近些年，速度声学振荡（Velocity Acoustic Oscillations, 简称VAO）作为一种有潜力的宇宙学探针，引起了越来越多的关注。 “速度声学振荡”是个听起来有点陌生的词，不过，“重子声学振荡”（Baryon Acoustic Oscillations，简称BAO）现象已为很多人所熟悉，并在宇宙学测量中广为应用。其实，二者源自同样的物理过程。我们知道，宇宙的演化历史中经历过复合时期、黑暗时期、黎明时期、再电离时期等阶段，直至演化为今天的宇宙。在复合时期之前，宇宙中的重子处于等离子体状态，跟光子紧密地耦合在一起，大量的光子为这种光子-重子流体提供了很大的压强。在这种压强和引力的共同作用下，声波在宇宙中形成了如水面涟漪一样的密度场结构，并在退耦之后仍在重子气体中保留了下来。但暗物质相互作用微弱，没有压强，只在引力作用下运动，这个过程造成了宇宙早期暗物质跟重子的速度之间存在差异。在复合时期，这个速度差异的典型幅度大概是每秒30千米，随着宇宙的膨胀而衰减。到了宇宙黎明时期，降低到了约0.5千米每秒。而到了今天，则降低到了约30米每秒。这个重子气体与暗物质之间的速度差有什么可观测的效应呢？它可以影响第一代恒星的形成。第一代恒星主要形成于宇宙黎明时期，它们的宿主暗物质晕的质量都比较小，一般也就几十万倍太阳质量，这和今天宇宙中动辄上万亿倍太阳质量的星系暗晕不可同日而语。在这样小的暗物质晕里面形成恒星是不太容易的，因为要形成恒星，需要暗物质晕从周围的环境中获得足够的重子气体，而重子跟暗物质之间的速度差会阻碍这一过程。在速度差大的区域内，暗物质晕更难获得气体，也就更难形成第一代恒星。因此，第一代恒星的多少实际上就反应了速度差的大小。理论上来说，如果能够观测到第一代恒星在不同位置的数量变化，扣除掉密度场对这种变化的影响，就可以推出速度场的结构来。但实际上这是很困难的，因为距离遥远，要直接观测到这些小暗晕中的少量第一代恒星本身并不容易。万幸的是：中性氢产生的波长为21厘米的谱线给了我们另外的观测机会！富含氢元素的星系际介质可以产生21厘米信号，当然宇宙早期产生的这些21厘米信号今天已经随着宇宙膨胀红移到了更长的波长，但我们仍可观测它们。而第一代恒星产生的莱曼光子和它们死亡之后形成的黑洞产生的X射线都会影响21厘米信号，从而在21厘米信号里留下自己的“蛛丝马迹”。也就是说，借助第一代恒星，再借助21厘米信号，本来难以测量的速度场，有机会在宇宙黎明时期露出真容。在这个过程中，第一代恒星的作用就像显影剂一样，把不可见的重子和暗物质之间的速度差，转换成了可见的21厘米信号的亮温度。而这一信号，有可能被正在建造中的世界上最大的射电望远镜平方公里阵列（SKA）所探测到。

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高频引力波探测依旧纳赫兹引力波将打开爱因斯坦的广义相对论预言了质量和能量会扭曲空间和时间，这种扭曲可以由两个黑洞或中子星的并合产生，直接导致引力的波动，即我们所熟知的引力波现象。目前已探测到的引力波基本都是由恒星级质量（约几到几十个太阳质量）的黑洞或中子星并合产生的，频率一般在千赫兹量级，大约是每秒钟绕转500次。但是另一种超低频引力波，即两个超大质量黑洞产生的时空涟漪，互相旋转一次大概需要十几年的时间。因此，即使是引力波发现的首发选手和主力军——长度达4千米的激光干涉引力波探测台（LIGO）也无法探测到这一类引力波现象。要探测到纳赫兹引力波需要更大尺度的干涉技术和仪器。天文学家可以借助星系中的星体来完成这一壮举。这里用到的一项关键技术叫做脉冲星计时阵（pulsar timing array, PTA)。 2023年6月28日，五个彼此基本独立的国际合作团队都宣称探测到了纳赫兹引力波的存在，这里面包括了中国（CPTA）、欧洲（EPTA）、澳洲（Parkes PTA)、美国（NANOGrav）和印度（InPTA）的团组。中国的观测结果尽管时间跨度最短，但是用到了收集信号灵敏度很高的500米口径球面射电望远镜（FAST），所以在这次发布当中置信度最高，达到了4.6σ。尽管这些工作看到的引力波信号有强有弱，但在这一频率可能存在的随机超低频引力波背景，预示着我们即将打开观测纳赫兹引力波的一扇窗口。由于脉冲星发射的脉冲信号非常规律，天文学家可以极准确地预计下一次脉冲到来的时间。但是，一旦受到超低频引力波信号的干扰，脉冲信号到达地球的时间就会出现微小的扰动。当收集到多个脉冲星信号不同程度的扰动，天文学家可以通过数据分析和信号源反向建模，寻找到超低频引力波的信号。目前认为这些引力波背景的来源最可能的是超大质量黑洞的并合；然而，由于暂时没有更强的信号支持可靠的信号源，暴胀和宇宙弦造成这类信号的可能性依然存在，相关的理论和建模工作仍在持续进行中。可以预计，在积累了更多数据的将来，很有希望探测到证据确凿的纳赫兹引力波发射源。

小行星撞击超预期未来防御奠定基础美国航天局（NASA）发起的双小行星改道测试任务（DART）是一个宇宙探索项目，主要目的是测试一种行星防御技术，即通过高速撞击改变目标小行星的轨道，以评估此技术在抵御地球潜在小行星撞击威胁时的应用效果。 DART探测器是人类历史上首次尝试通过人造物体改变天体轨道的实验。探测器的目标是名为孪小星（Dimorphos）的卫星小行星，它围绕小行星孪大星（65803 Didymos）运转。2022年9月26日，DART探测器与孪小星发生了预定的高速撞击，提供了关于小行星撞击反应的宝贵数据，展示了人类航天技术的成就。 2023年4月，DART撞击的数据和分析结果发表在《自然》杂志上，5篇相关的学术文章对DART任务进行了深入全面的讨论，并强调了任务的主要目标——孪小星——在双小行星系统中的地位以及撞击过程中的关键细节。通过成功的撞击，DART任务证实了动能撞击技术作为一种有效的行星防御手段的潜力。天文学家进一步分析了小行星的物理特性，形状、表面特征，以及撞击事件的详细过程。研究人员发现DART撞击导致了孪小星轨道周期的减少了大约33.0±1.0分钟，不仅展示了撞击本身的影响，还表明除了DART本身携带的动量外，撞击过程还向小行星传递了额外的动量，进一步证实了撞击器作为行星防御技术的有效性，并成功演示了通过高速撞击来改变小行星轨道的实际可能性。哈勃空间望远镜（HST）对DART 撞击后孪小星弹射物进行了观测，揭示了撞击后弹射物在15分钟到18.5天内的复杂演化过程。这一过程中，弹射物最初主要受到双星系统的引力作用影响，随后逐渐受到太阳辐射压力的影响。研究还发现了低速弹射物形成的持续尾流，其形态与之前观察到的被撞击后产生尾巴的小行星相似。DART任务为我们展示了如何通过人造撞击来改变潜在威胁小行星轨道的重要知识，并为未来的行星防御策略制定提供了宝贵的实证经验。

黑洞“甜甜圈”与全景照黑洞喷流进动首发现 2019年，科学家首次公布了位于M87星系中心超大质量黑洞的真实图像，由事件视界望远镜（EHT）项目实现，联合了分布在全球不同地方的八架射电望远镜，形成了等同于地球大小的虚拟望远镜网络，使科学家能够直接观测到黑洞的事件视界，并揭示其周围的环形结构。在2023年，科学家通过PRIMO算法（principal-component interferometric modeling）对M87中心黑洞图像进行重建，获得了更清晰、环形更细更亮的M87黑洞图像。这一成果对于测量M87黑洞的质量测量具有重要意义。而在2023年5月，天文学家也发布了有关于M87黑洞的全景照。此次所利用的数据，是天文学家在2018年利用全球毫米波VLBI阵列（GMVA），辅以阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）和格陵兰望远镜（GT），对M87中心进行的不同视角和分辨率的观测。观测结果揭示，M87的紧凑射电核在3.5毫米波长下呈现出一个环状结构，比2017年使用EHT的1.3毫米波长观测到的环大50%左右。这表明在更长波长下，吸积流对环的形成有显著贡献。这次观测也更详细地揭示了 M87黑洞的喷流特性；喷流的辐射轮廓非常明显，且喷流轴线上有一个显著弯曲，可能是由黑洞引力场的影响或喷流的重新对准造成的。此外，观察到喷流边缘的不对称发射，可能与吸积流相关的风或喷流自身结构变化有关。这些观测结果对理解黑洞及其周围环境的复杂物理过程极为关键。此外，2023年9月，天文学家还在《自然》发文说明黑洞存在着进动现象。通过分析2000年至2022年间的数据，研究团队发现M87黑洞喷流在其位置角度上呈现出周期性振荡现象，表现出大约11年的进动周期，与黑洞自身旋转引起的伦塞-西凌（Lense-Thirring）进动现象相符合。这一发现为我们理解超大质量黑洞周围的动态环境以及喷流的物理机制提供了重要信息。

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【科研进展】上海天文台天马望远镜团队磁星观测研究再获新进展近期，中国科学院上海天文台的天马望远镜团队充分发挥天马望远镜“一镜双频”的观测优势，通过分析天马望远镜在2019年1月开始对磁星XTE J1810-197开展的跨度900余天的2.25/8.60 GHz双频同时观测数据，首次发现该星在本次爆发以来的中间脉冲辐射（通常认为是来自另一个磁极的辐射）；精确刻画出其平均脉冲轮廓随时间和频率的变化情况并进行系统分类；明确指出其在2020年6月15日从正常辐射状态变为“毛刺状”爆发辐射状态并一直保持至本项目观测结束；并以翔实观测结果揭示了该磁星自转、流量、谱指数的变化规律。该研究为原本观测资料稀缺的磁星提供了有效的特色鲜明的双频同时观测数据，将进一步推动磁星辐射以及演化模型的发展与完善。相关成果发表在《天体物理学报》（The Astrophysical Journal）上。磁星（magnetar，又译磁陀星）是宇宙中一类具有超强（可达1014-1015高斯）磁场的年轻中子星，其磁场强度是目前地面实验室所能获得的最强磁场的上亿倍。迄今，天文学家仅发现了32颗磁星及其候选体，其中仅有6颗在射电波段被探测到周期性脉冲辐射。相比于已发现的3500余颗射电脉冲星样本，其数量可谓极其稀少。和通常脉冲星相比，磁星表现出剧烈的高能辐射、多变的平均轮廓、不稳定的自转等特性。由于其奇特的观测特性和物理特性，磁星观测研究对探究中子星演化、揭示快速射电暴辐射等一系列科学问题均具有重要意义，因而被全球各大天文望远镜作为重要观测目标。磁星辐射多变，其不同频率脉冲辐射被认为来自不同的高度区域。脉冲轮廓形状是其辐射区结构、强弱情况的直观反映（如图1右侧彩色图示），因而在多个频段上对揭示磁星辐射区域和辐射机制具有重要意义。为提高观测信噪比，天文学家通过叠加成千上万个脉冲的办法获得磁星的平均脉冲，其轮廓形状可以更加清晰地反映辐射区的宏观结构。为实现这些研究目标，天文学家采用了多频段、同时段的观测方法——非同时的多频观测难以确定有关变化是源于时间还是频率。但是，通常情况下多频同时观测需要协调多个望远镜配合完成，并非“手到擒来”，因而相应的此类观测资料也比较稀缺。图1，脉冲星（含磁星）辐射示意图：脉冲星就如快速旋转的灯塔，起源于其磁场两极的“束状”辐射每扫过观测者一次便可探测到一个脉冲；脉冲轮廓形状为其辐射束子结构的直观反映，通常认为高频比低频辐射更靠近星体表面。（该图在Yogesh Maan & Avinash A. Deshpande和John H. Seiradakis & Richard Wielebinski示意图基础上综合加工而成）近年来，中国科学院上海天文台的天马望远镜团队对银心黑洞附近磁星PSR J1745-2900和最年轻磁星Swift J1818.0-1607均取得重要研究成果。近期，该团队又在对磁星XTE J1810-197观测研究中取得新进展。XTE J1810-197于2003年被发现，是第一颗被探测到射电波段辐射的磁星。但它在2008年底进入射电沉寂期，直至2018年12月才再次被探测到射电辐射。天马望远镜团队充分发挥天马望远镜“一镜双频”的优势，从2019年1月开始，对XTE J1810-197开展了900余天的2.25/8.60 GHz双频同时观测研究。天马望远镜团队通过分析这些长达900余天观测数据的平均脉冲轮廓随时间和频率的变化情况，首次发现了XTE J1810-197在2018年爆发后的中间脉冲辐射。该磁星的中间脉冲辐射在10年前那次爆发中较为常见，但本次爆发以来尚未有报道。数据分析表明，尽管XTE J1810-197的平均轮廓变化复杂，呈现出单峰、双峰、三峰以及多峰脉冲等类型的结构，但这些“峰”所处在的相位较为固定——主要在该星辐射区的7个区域出现。研究团队认为，这7个区域的平均轮廓的变化是由辐射区域的等离子团块等有关成分的辐射强弱及开关状态的变化所导致的。本研究所获得的194例双频平均轮廓可分为12种类型（图2），可见不同成分随频率变化不一致，即使同一成分其在2.25 GHz和8.60 GHz上随着时间的变化也不一致。

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子午工程二期关键设备之一：太阳全日面矢量磁像仪随着我国航天和空间技术的发展，对自主空间环境保障提出了日益迫切的需求。为此，我国科学家提出了“子午工程”构想，利用东经120°子午线和北纬30°线附近布局多种探测设备，于2012年完成了子午工程I期的建设。在此基础上，2019年又启动了子午工程II期，通过31个台站、近300台套监测设备沿东经100°和120°、北纬30°和40°形成 “井”字型布局，组成空间环境地基综合监测网，将实现我国天地一体化的空间环境监测，并保障我国的空间环境安全。在子午工程II期中，针对太阳活动源区监测的关键设备之一便是由中国科学院国家天文台承担研制的“全日面矢量磁像仪”（Solar Full-disk Multi-layer Magnetograph, SFMM），旨在对灾害性空间天气事件的源头——太阳磁场与磁活动进行监测。SFMM由中国科学院国家天文台邓元勇研究员负责，孙英姿博士任主任设计师，历经四年研制，安装在江苏省连云港市赣榆太阳观测站，于2023年10月通过工艺验收，随即正式开始观测运行（图1）。 SFMM由全日面磁场望远镜和全日面色球望远镜两套系统构成，通过四条谱线在两套终端实现太阳光球和色球的窄带单色像、全日面磁场及速度场观测（光球线FeI 532.4nm、色球线 Hβ 486.1nm、色球线Hα 656.3nm和色球线CaII 854.2nm）。四条谱线的形成高度从太阳光球层到中高色球层。测试期间获得的单色像（图2）表明，Fe I 532.4nm像清晰地展示了米粒特征、黑子半影纤维等光球结构；Ca II 854.2nm线⼼心像清晰展示了了低色球太阳大⽓在700-800公⾥高度附近的黑子周围辐射增强和超⽶米粒⽹网络结构（伯纳德对流⾃自组织现象）；Hβ486.1nm和Hα 656.3nm像则展示了太阳大气在2000-3000公里高度附近的谱斑、暗条、日珥等色球结构。这些不同波段的图像揭示了日面不同类型太阳活动从光球到色球的三维空间分布。这也是国际上首次准同时实现高时间分辨率全日面光球和色球的成像观测、磁场观测和速度场观测，为太阳活动监测、太阳爆发前兆、太阳爆发事件的追踪监测提供了高质量的科学数据。 SFMM对黑子、耀斑、暗条、谱斑等太阳特征结构进行高时空分辨率观测，并对光球和色球多层大气进行高灵敏度的磁场和速度场测量。如图3所示，光球和色球纵向磁图均清晰地展示了活动区、宁静区网络组织对应的磁场大小、极性及空间分布，对比光球和色球纵向磁图，色球磁图特征更为弥散，光球和色球速度场均可以看到太阳自转带来的红、蓝多普勒位移分布。SFMM的硬件和软件系统均由国家天文台怀柔观测基地自主设计和建造，其核心技术特点是在“0.1Å极窄带滤光”成像基础上进行成谱观测，并附加斯托克斯参数I、Q、U、V的偏振测量，通过反演可以得到太阳光球与色球多个高度上的矢量磁场。在SFMM的研制过程中，我们突破了核心部件液晶滤光器关键技术，首次实现液晶双折射滤光器的工程应用，成功实现多谱线立体观测。从上世纪六十年代我国发展视频磁像仪开始，怀柔观测基地在磁像仪研制方向上一直秉承“点源——线源——面源——体源”的总体布局思路。最终实现在太阳大气不同层次对应的不同谱线上同时实现高分辨率面源动态观测，并且空间各点具备光谱轮廓及完整偏振信息。目前，全液晶波片双折射滤光磁像仪非常接近这一目标。相对于传统的旋转波片型滤光器，它完全取消机械传动结构，这种新型滤光器具备很多优点：同样通光孔径和窄带指标下，重量和核心长度约缩减至原来的一半；单谱线轮廓上任意两点波长调节从秒量级缩减至毫秒量级；扫描谱轮廓的时间瓶颈不再是过去的执行步骤，而是单帧积分时间（以Hβ轮廓上红蓝翼采81个波长点的单色像为例，从过去的10分钟缩减至2分钟以内）。SFMM的顺利建成标志着我国天文领域多波长可调滤光器再次达到世界领先水平，为获取太阳大气多层次、更丰富、更完整的物理参数开辟了一条新的技术路线。未来可服务于我国太阳极轨探测、环日探测、太阳立体探测等空间项目。 SFMM具备快速成谱成像特点，它能在极短时间内可获取丰富的立体物理信息，从而在太阳活动监测、太阳爆发前兆、太阳爆发事件的跟踪观测方面具有明显优势，满足子午工程空间环境监测的任务需求。设备长期稳定运行之后，所积累的全日面磁场和速度场科学数据对于太阳磁场演化、日震等科学研究方面也具备重要的应用价值。 #天文#

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夸父一号数据接入国家空间天气业务系统 2021年7月5日风云三号E星成功发射，并于9月2日正式发布我国首批空间太阳高分辨率监测图像。同年10月，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成功发射，经过近十个月的在轨测试与调试，于2022年8月30日正式对外发布首批观测成果。也是在2022年，我国首颗由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”成功进入太空。现在，暨风云三号E星、羲和号太阳探测科学技术试验卫星之后，“夸父一号”卫星数据接入国家空间天气监测预警中心业务系统，为监视太阳活动，开展空间天气预警预报提供基础数据。夸父一号卫星以第25太阳活动周为契机，实现了我国综合性太阳卫星探测零的突破，其所获取的莱曼阿尔法波段太阳图像，以及在360纳米波段对太阳开展全日面观测，都是我国首次。我国的空间天气业务长期得到高校科研院所的支撑，能力在不断提升，围绕“国之大者”的气象事业在高质量发展的道路上不断前进。

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🐭🐭想问下大佬们，国际上有什么关于贫金属星研究的教材吗？ RT

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简单几步，将2024年天象导入你的手机日历时光飞逝，一年将尽，一年将始，【2024手机天象日历】如期而至——让我们新年继续一起观星！星辰常伴。2024天象的特点是：直接用双眼直视的目标比较平淡，而对望远镜观测者比较友好。下方请马褂老师为大家粗略盘点一下。◯日全食明年最值得地球人期待的天象首先是4月份的日全食，虽然需要跑到北美观看，但亮点在于：1. 全食最长时间为4分33秒。自从09年的中国长江大日食以后，这次全食时长能排到第三名，但排名前二的10年和19年两次观测地在南美，这次相对更容易些。2. 这次日全食期间，太阳系行星都排布在太阳两侧，是不是能给它们拍个全家福呢？比较亮的金星木星肯定可以拿下的，其它暗的就看临场条件了。（还有些较暗的目标在旁边，比如昴星团、12P彗星、M31等……） ☄︎大彗星第二可以期待的天象是今年初发现的紫金山-阿特拉斯彗星，编号C/2023 A3，它将于明年的9月27日经到近日点，亮度达到0等，日出前位于东方；10月12日经过近地点并转为昏星，亮度达到-1等，日落后挂在西方的天空。非常有利于大众进行观测。——不过彗星的预报有很大的不确定性，届时能不能看到它闪亮登场，还需要保持跟踪。 ≈极光第三可以期待的天象，就是趁太阳活动大年，再来个极光大爆发之类的情况。不过这比彗星预报还不可预期，只能完全拼运气了。★≡流星雨此外，三大流星雨全都受到日光或月光的干扰，小流星雨也只有两场观测指数略好一些，略有遗憾。★行星行星、月亮和深空天体，有几次极近的机会，以下几次的条件好一些：· 01月20日月亮与昴星团极近· 04月11日火星与土星极近· 04月11日月亮与昴星团极近· 08月15日火星与木星极近掩食:· 07月25日凌晨月掩土星· 10月15日凌晨月掩土星· 10月20日凌晨月亮进入昴星团· 12月14日凌晨月亮进入昴星团以上天象目视即可，望远镜观测效果更佳，明年可算得上是一个“望远镜友好年”。还有一类适合望远镜的观测目标，是我关注了两三年的一个题材：“月面上的英文字母” 这是月面地貌的一种光影效果。每当农历初七或者初八的时候，月面明暗交界线附近的黑影区域内，会有些山脊被照亮而显示类似“V”、“X”字母（用照相机的长焦镜头也能拍到）。这种效果取决于阳光的照射角度，通常只有几个小时的观测窗口期。所以每个月是初七还是初八出现，并不一定。再加上朔望月的周期是29.5天，这个月能看到，下个月可能月亮还没升起或已经落下。后来我发现用Stellarium软件能模拟出这个效果，于是今年把它列入了天象历中。和往年一样，日历分为入门【基础版】和发烧【扩展版】。【如何导入手机】复制日历文件地址，使用浏览器打开并下载（电脑下载可通过微信传输助手发送到手机上），选择“其它应用打开”中的系统日历app即可导入。如果第一次使用本日历，建议先下载【测试版】安装测试。

国之重器硬核所在·墨子巡天望远镜今年9月，中国科学技术大学-中国科学院紫金山天文台大视场巡天望远镜——墨子巡天望远镜正式启用。墨子巡天望远镜位于海拔4000多米的青海冷湖天文观测基地，也是目前全球光学时域巡天能力最强大的设备。“墨子巡天”，“巡天”是什么意思？为什么要巡天呢？把星光变成照片 “墨子”彰显硬核实力墨子巡天望远镜近日刚拍摄到最新仙女座星系照片。仙女座，是从地球上人类肉眼能看到的最远星系。来自仙女座的光，走了252万年，才到达地球。让我们沿着星光凝视地球的轨迹，从逆向来看墨子巡天望远镜的眼睛，认识它的各种硬核能力。墨子巡天望远镜总设计师孔旭：我来介绍一下，这是我们望远镜的圆顶，上面有个天窗，星光就从天窗到达望远镜的本体。接下来，我们到望远镜的圆顶里面，详细了解星象的成像过程。星光从望远镜的天窗进来，直接打到望远镜的主镜。当“镜头盖”徐徐打开，主镜正式亮相。它的口径是2.5米，厚度为12厘米，像一张巨大的CD碟片。表面映出的钢架倒影，清晰得就像钢架本身一样。墨子巡天望远镜总设计师孔旭：（主镜）上是一层银色的铝反射膜。星光打到镜面上以后，通过反射膜，反射到主焦装置上去。镜面可以随时调整形状，使得它任何时候都能完美地成像。这是我们一个硬核技术——薄镜面面型主动矫正技术。光学望远镜的观测波段在360纳米到920纳米之间，波长越短，对镜面的平整度的要求就越高。热胀冷缩、重力乃至气流，都会小小地改变镜面的形状。镜面越大，保持精度越困难。墨子巡天望远镜总设计师孔旭：在镜面背后看不见的地方，有54个主动的光学支撑点，它们可以根据镜面的形状来实时改变力的大小，面型主动矫正技术，每照一张照片，镜面都主动改变一次形状。它能达到多高的平整度呢？相当于一个足球场大小的平面，起伏不超过一根头发丝。每三个晚上，墨子巡天望远镜就能巡测一遍整个北天球。作为望远镜的核心，这块宝贝主镜该如何养护？方法比想象中简单。墨子巡天望远镜总设计师孔旭：如果灰尘比较少，我们就用风吹把它（灰尘）吹掉，如果特别脏的话，我们就给它重新镀膜。主镜面的正上方，是望远镜的主焦装置，它看上去和相机镜头很相似。星光先照到望远镜的主镜，再反射到主焦装置，穿过内部的七块透镜，达到主焦相机。这台主焦相机，也包含了相当硬核的技术。墨子巡天望远镜总设计师孔旭：它就相当于我们人眼的视网膜。这个相机有一个很大的特点，它的靶面很大。一般相机成像面（边长）也就两厘米大小，这个望远镜的相机的靶面很大，（边长）是32.5厘米，是国内最大靶面的相机，同时在国际也属于先进。墨子巡天望远镜的探测器由9块10厘米见方的电荷耦合器件CCD拼接而成。每一块CCD上都排布着9000行9000列的像元。它能拍出的照片尺寸惊人，清晰度极高。一张照片，需要90块4k超高清的电视显示屏才能把照片的全尺寸显示出来，10公里外的一个乒乓球都能看清。薄镜面面形主动矫正技术和大靶面CCD拼接相机，由项目团队在国外技术封锁、无从借鉴的情况下努力开发，他们用最短的时间，实现了核心技术的原创突破，大大提高了我国的时域天文观测能力，达到国际先进水平。运行百天墨子巡天望远镜获16500幅图像今年9月17日，由中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台联合研制的墨子巡天望远镜正式启用，到现在已过百天。正式启用以来，墨子巡天望远镜都有哪些发现呢？继续跟随记者去了解。总台央视记者卞晓妍：这里就是墨子巡天望远镜的控制室了，所拍摄的照片，工作人员不仅可以在这里实时查看，而且在数千公里之外，中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台实验室内，研究人员也可以实时查看这些照片。墨子巡天望远镜总设计师孔旭，正和工作人员一起看望远镜拍的新照片。这是目前世界上拍到的最大视场的仙女座星系高分辨率图像。墨子巡天望远镜总设计师孔旭：这张是首光仪式（9月17日）发布的图片，是望远镜早期拍摄的图片。这张是后来，望远镜性能进一步提升以后拍的照片。可以看到后来拍摄的照片把星系外面比较暗的区域都拍摄出来了。说明我们望远镜在经过一段时间的调试后，性能得到进一步提升。 2023年9月17日首光仪式以来，墨子巡天望远镜已经拍摄16500幅图像，并在黑洞潮汐撕裂恒星事件、伽马暴、变星和小行星监测等领域取得了一系列早期科学成果，获得6万多颗小行星的20万次位置观测数据，新发现近地小行星4颗。

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土星环要消失了？！如果你有一架性能优良的望远镜，就能通过它看到太阳系壮丽的环状行星——土星。但有些文章却声称，土星环正到2025年就会消失。这到底是怎么回事？难道我们再也看不到土星环了吗？答案是否定的。诚然，到2025年，地球人将几乎看不见土星环，但不必恐慌，因为它很快就会重新出现。众所周知，地球会公转。地球围绕太阳运动时，会交替地将南北半球朝向太阳。当我们所在的半球更多地向太阳倾斜时，昼长夜短，并经历春天和夏天；而当半球偏离太阳时，昼短夜长，经历秋天和冬天。从太阳的角度来看，地球似乎在上下“点头”，交替地展示南北半球。从我们的角度看土星也是如此。土星和地球一样也有季节，但比我们的季节长29倍多。地球赤道倾斜23.5度，土星赤道倾斜26.7度。所以，当土星绕着地球运行29.4年的轨道时，从地球和太阳上看，它似乎也在上下“点头”，将不同的半球朝向我们。土星环的轨道在土星赤道的正上方，所以它们也倾斜于土星轨#天文#道的平面。而土星环由碎冰、尘埃和岩石组成，非常薄（大多数地方只有几十米厚），因此在某些土星季节里，从远处看它就像消失了一样。你可以试试看拿起一张纸，旋转到纸面与视线平行，纸就几乎从视野中消失了。这就是土星环“消失”之谜的答案。

旅行者1号出事了旅行者1号遇到大麻烦了！现在，工程师们正在努力解决旅行者1号上计算机飞行数据系统（FDS）出现的问题。由于这个故障，旅行者1号虽然能接收并执行从地球发出的指令，却无法再把科学或工程数据传回地球。FDS能将科学仪器的数据以及有关航天器健康、状态的工程数据合并成一个以1和0（或二进制代码）组成数据“包”，由遥测调制单元（TMU）发送回地球。最近，TMU开始传输重复的1和0，就好像被“卡住了”一样。在排除了其他可能性之后，旅行者1号团队确定问题的根源在于FDS。上周末，该团队试图重启FDS，使其恢复到问题出现前的状态，但旅行者1号仍然没有返回可用的数据。#天文#

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多种尺度的太阳活动周期性众所周知，太阳是一颗相对比较安静的恒星，也正因为如此，地球才能成为人类温馨的家园。同时许多人也知道，太阳上存在许多丰富多彩的活动现象，太阳黑子、日珥、谱斑、耀斑、日冕物质抛射、各种喷流等等。而且这些活动现象的发生还具有平均时间尺度约为11年的周期性，即太阳Schwabe活动周。但是，你知道吗？太阳活动除了11年的Schwabe活动周外，还存在多种尺度的周期性。图1中黑色曲线的每一个峰即代表一个太阳Schwabe活动周。这里我们给出了自1700年以来的29个Schwabe活动周及其编号。虽然每个Schwabe活动周的周期都大约在11年左右，但是不同周期的最大年均黑子相对数（ASN）差别很大，最大值几乎超过最小值的3倍。对这29个Schwabe活动周进一步分析，可以发现它们还存在一个时间尺度大约为103年的周期性，称之为世纪周，如图1所示。自1700年以来，太阳已经经历了3个完整的世纪周（分别编号为G1、G2和G3）。拟合结果还表明，世纪周还存在一个线性增长项，即图1中拟合函数中的最后一项（+0.06y），有逐渐走强的趋势。利用这一长期变化趋势，可以预测未来太阳活动周的基本特征。例如，2011年我们据此预测第24太阳活动周正好位于世纪周G3和G4之间的谷点，是近百年里最弱的Schwabe活动周。图2给出了到2023年10月为止的观测结果。两相对比，可以发现，上述预测结果与实际进程是非常吻合的，尤其是有关第24周峰年的双峰结构与预测也是非常吻合的。迄今为止，根据第25周上升相的演化情况可知，该周明显比第24周强，这也与前面的预测结果基本一致。除了上述太阳Schwabe活动周、世纪周外，还有其他时间尺度的周期性吗？利用每日太阳黑子相对数进行分析（Tan & Cheng, 2013），我们发现太阳活动其实还存在尺度大约为89天、117天、146天、236天、400天等的准周期成分。把这些准周期成分与太阳系行星运动的汇合周期比较，我们发现它们似乎与行星运动有关。例如89天的太阳活动周期就与水星-木星绕日公转的汇合周期（89.8天）非常接近，117天的太阳活动周期则与水星-地球绕日公转的汇合周期（115.9天）接近，146天的太阳活动周期则与水星-金星绕日公转的汇合周期（144.6天）接近，236天的太阳活动周期则与金星-木星绕日公转的汇合周期（236.9天）接近，而400天的太阳活动周期则与地球-木星绕日公转的汇合周期（398.9天）非常接近。这些周期性特征表明太阳系的行星运动所产生的引潮力很可能对太阳活动产生一个调制作用。当然，这种调制作用并不很强，所以上述周期并不非常显著。实际上，除了上述从几十天到几百天的周期性外，太阳活动还存在一种非常明显的、大约为25-30天的周期性，我们任意画一段时间长度在一年左右的每日黑子相对数（DSN）的变化曲线，就能清晰显示这种周期性特征，如图3。显然，这和太阳的自转周期有关。还有更短的周期吗？当然有，比如日震学研究发现，太阳上还存在周期为5分钟、160分钟等的本征振荡，而且这种振荡也能对太阳活动体，如黑子、日珥、冕环、甚至耀斑环的相关辐射产生调制，形成准周期性的活动特征。近年来，随着大量高分辨率的地基和空间太阳望远镜的投入使用，人们已能从光学图像、紫外和极紫外图像、软X射线流量、以及宽带射电频谱等多波段观测中获得与太阳爆发相关的结构特征，发现了时间尺度从几十分钟到几十毫秒的准周期脉动现象。研究发现，其中周期从几秒到几分钟的准周期脉动结构一般均与太阳磁化等离子体环中的磁流体（MHD）振荡有关，包括Kink模或Sausage模振荡。这些MHD振荡将引起等离子体环中的磁场强度、方向、等离子体密度、温度等参数的周期性变化，进而导致辐射强度也发生周期性变化。上述MHD振荡的周期主要取决于等离子体环的空间尺度、扭曲特征、等离子体密度等参数。因此，利用上述准周期脉动结构的观测和研究，可以诊断辐射源区的物理参数，为研究太阳爆发的起源、触发、演化及其对影响提供重要的依据。时间尺度短于一秒，甚至为毫秒级的准周期脉动结构则往往与等离子体中的微观过程有关，例如撕裂膜振荡或波-粒相互作用、波-波相互作用等非线性耦合过程。这类过程往往与非热高能粒子的加速和传播过程相关联，引起的辐射则多为射电相干辐射（如图4）。

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祝凯旋！太赫兹实验设备随中国第40次南极考察内陆队奔赴昆仑站 12月16日当地时间上午9时30分，中国第40次南极考察内陆队出征仪式举行，29名队员将分别前往泰山站、昆仑站和格罗夫山地区，开展相关科学考察。当日下午，中山站区域卸货作业圆满完成。接下来，“雪龙”号将前往长城站，继续执行卸货及科考任务。（以上摘转自：人民日报客户端）中国科学院紫金山天文台副研究员张翼龙是中国第40次南极考察内陆队4名天文队员之一。他于12月1日随“雪龙号”抵达中国南极中山站，并在参与完成相关任务后，于12月16日随内陆队奔赴中国南极昆仑站，继续开展南极内陆太赫兹天文试观测和信号收发测试等实验。本次太赫兹实验由紫金山天文台和中国极地研究中心联合组织实施，实验设备由紫金山天文台牵头，中国科学院理化所、中国电科集团54所、中国工程物理研究院和上海师范大学联合研制。

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