傾聽火星“心跳” 探索最遠天體

　　回望2019，太空精彩紛呈

　　今日視點

　　本報記者 劉 霞

　　50年前，尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林成功踏上月球表面，成為首批登陸地球以外天體的人類，這一史無前例的壯舉徹底點燃了人類探索宇宙的熱情和夢想。自此，各國紛紛向太陽、火星、甚至更遙遠天體發射探測器，也建造了各類望遠鏡，試圖揭示浩瀚宇宙的奧秘。

　　2019年即將謝幕，美國《科學新聞》周刊網站為我們講述了科學家今年在太空書寫的傳奇故事。

　　飛越遙遠“天空”

　　今年1月1日，美國國家航空航天局(NASA)的“新視野號”飛越了距地球約64億公里的“天空”(Arrokoth)，打破了其2015年飛越冥王星時創下的太陽系最遙遠天體探索記錄。

　　“天空”比冥王星還遠15億公里，位于太陽系的柯伊伯帶。柯伊伯帶由碎片和矮行星組成，據信包含數十萬個類似“天空”的天體。科學家相信，這些天體保留了太陽系形成之初的痕跡。

　　飛越“天空”沒多久，“新視野號”就陸續傳回圖像，不斷刷新科學家的認知。起初，“天空”看起來像是被拉得又細又長；隨后，科學家發現它由兩顆小行星粘在一起，好似一個胖嘟嘟的雪人；而最新圖像顯示，它更像是兩個煎餅拼接而成。

　　科學家還從未見過這樣的天體，揭示“天空”為何如此“相貌清奇”或有助于進一步了解行星形成早期階段的情況。

　　奇異系外行星現身

　　1995年，米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲于發現了首顆系外行星飛馬座51b，開啟了天文學的一場革命，他們也因此榮膺2019年諾貝爾物理學獎。隨著觀測手段不斷提升，新系外行星次第現身，科學家迄今已發現了4000多顆系外行星，其大小、形狀和軌道之豐富令人驚嘆，其中NASA新一代行星獵手“凌日系外行星勘測衛星”(TESS)功不可沒！

　　TESS于2018年7月正式“上崗”，沒幾個月就發現了8顆系外行星，其中包括一些“怪咖”。例如，一顆行星密度與水差不多；一顆名為LHS 3844b的行星猶如一片“熔巖世界”，在540℃的高溫下嘶嘶作響；還有一種新型系外行星——“超熱海王星”，這顆行星可能正在褪去熾熱蓬松的外衣露出巖石內核，處于從氣態巨行星“變身”為固態行星的過程中。此外，TESS還發現了一個大小介于火星和地球間的天體L98-59b，圍繞地球附近一顆明亮涼爽的恒星旋轉，其大小約為地球的80%，公轉周期為2.25天。

　　小行星變身“網紅”

　　小行星“龍宮”和“貝努”當屬今年天文領域的“網紅”，貢獻了不少流量。

　　日本宇宙航空開發研究機構的“隼鳥2號”于2014年12月發射升空，2018年6月底抵達“龍宮”，并于今年2月在“龍宮”著陸，開始探索之旅。

　　今年2月，“隼鳥2號”順利完成第一次著陸采樣；4月，它向“龍宮”表面發射了一枚銅彈，撞出一個約10米寬的坑，并于7月再次登陸“龍宮”，收集地下巖石碎片。這是人類首次在小行星上成功完成多次著陸采樣、首次采集到次表層地下樣品。“隼鳥2號”目前已攜帶這些或許保留了太陽系誕生之初樣貌的樣本踏上歸途，預計于2020年年底到達地球。

　　此外，美國2016年發射的“奧西里斯－REx”探測器于2018年12月抵達小行星“貝努”，并于今年6月為其拍下多張詳細圖像。

　　今年12月12日，NASA將“貝努”北極附近的“夜鶯”和“魚嘴”采樣點分別選為第一著陸區和備選著陸區。據悉，2020年1到4月，探測器將多次飛越這兩個采樣點，以獲取更清晰詳實的數據。真正的采樣工作將于2020年8月完成，計劃采集樣品60克。探測器將于2021年離開“貝努”，并于2023年將樣本送達地球。

　　這些樣本有望揭示類似“貝努”這樣的小行星是否曾經扮演“郵差”角色，將形成生命的分子帶到早期地球。

　　揭示火星“心跳”的秘密

　　在火星探測方面，科學家今年也取得不少突破。

　　2018年11月，NASA的“洞察號”火星探測器結束4.84億公里的旅程，成功著陸火星表面。其主要任務是了解火星內部結構，探究火星震和火星內核的奧秘，成為首個監測火星“心跳”的探測器。

　　今年4月6日，“洞察號”不辱使命，其內部結構地震實驗儀(SEIS)首次監測到火星震。自那之后，探測器又捕捉到100多次震動，其中21次極可能是火星震。

　　“洞察號”首席科學家布魯斯·巴納特認為，這些探測開啟了一個全新的研究領域——火星震學，為理解火星深層內部結構打開了一扇重要窗口，將讓我們對火星的形成和演化產生新認識。

　　研究人員指出，火星震與地震成因不同。地震由地球地殼構造板塊間的擠壓引發；火星沒有地殼構造板塊，但火星緩慢降溫，會造成壓力在火星內部擴散，這也可能引起零星的火星震。

　　當新手“洞察號”在火星表面側耳傾聽火星“心跳”時，老兵“好奇號”火星車則將滿腔熱情傾注于火星上奇怪的夏普山。

　　夏普山位于蓋爾隕石坑上方，這一地質奇觀在地球上聞所未聞，科學家對此困惑不已，對這個奇怪山體如何形成爭論不休。為揭示其中奧秘，“好奇號”一直在夏普山上攀爬，其上的加速計也不斷測量引力。加速計讀數顯示，火星車下方的巖石出奇松散，說明夏普山可能由風吹來的沉積物沉積而成。

　　新的一年即將到來。明年，我們將迎來哈勃太空望遠鏡升空30周年，中國也將實施首次火星探測任務，或許還有其他令人驚喜的發現等著我們，讓我們進一步認清人類自身在宇宙中的位置。