50年前，阿姆斯特朗和奥尔德林成功踏上月球表面，成为了第一批踏足月球的人类。从那之后，人类对太空的向往越发强烈。世界各地的航天机构向火星、木星、甚至更遥远的地方不断发射探测器，同时也兴建各种类型的望远镜，探索浩瀚宇宙中的无穷奥秘。
50年过去了，无论是离我们最近的月球，或是遥远的宇宙深空，天文学家都在更详尽地谱写着关于宇宙的故事。2019年即将迎来谢幕，在这一年里，天文学家对宇宙又有了更多的认识。现在，让我们从从地球出发，一同回顾今年发生在太空中的那些事：
第一站：国际空间站
许多人都曾幻想过乘坐着酷炫的宇宙飞船前往其他的太空殖民地。但这里有一个经常被忽视的重要问题，那就是如果离开地球表面，我们也可以适应长期的太空旅行生活吗？
为了了解太空旅行对人体健康造成的影响，NASA开启了一项“双子研究”，参与研究的宇航员兄弟是一对同卵双胞胎——Scott Kelly和Mark Kelly。Scott被送往国际空间站，持续生活了340天，而Mark在此期间则一直生活在地球上。
○图片来自：[1]
当Scott返回地球后，研究人员对他们的表观基因组、代谢、微生物等10项健康指标进行了比对，研究结果被发表在了今年4月的《科学》杂志上[1]。
结果表明，Scott的基因表达在长期飞行后的确发生了一些变化，但在他重返地球后，绝大部分基因都开始逐渐恢复正常表达；此外，Scott还表现出基因组不稳定性，以及一定的认知能力的下降。这些变化或许都与太空中的长时间失重、被宇宙射线照射有关。
○图片来自：[1]
这些结果对于未来的太空旅行者至关重要。
第二站：月球背面
○图片来自：中国探月工程
为什么月球岩石没有月球那么古老?
是什么创造了月球的电离层？
月球两极的水从何而来？
……
尽管月球离我们这么近，但它仍然有着太多令人着迷的问题等待被揭开。
2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器带着诸多科学目标，成功降落在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。这是人类探测器第一次实现在月球背面的软着陆。
众所周知，由于潮汐作用，月球被牢牢地锁住，使得从地球上只能看月球被固定朝向地球的一面，因此对“月球背面”的探索是天文学家内心长久以来的向往。这次嫦娥四号在月球背面的成功降落，无论是对中国探月，还是整个人类探月来说，都有着重大意义[2]。
第三站：龙宫
○图片来自：Akihiro Ikeshita /JAXA
2018年，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的隼鸟2号探测器抵达小行星“龙宫”的附近，开始了龙宫探索之旅。
今年2月22日，隼鸟2号在这颗距地球数亿公里、宽约900米的小行星表面精准着陆。为了采集岩石样本，它“霸气”十足地直接在龙宫表面炸出了一个直径十多米的坑。
JAXA在7月11日宣布，隼鸟2号第二次登陆“龙宫”，并完成了对地下岩石碎片的采集。两次着陆成功采集了龙宫表面和次表层地下的岩石样本，按照计划，它将带着这些或许保留了太阳系诞生之初样貌的样本，于2020年返回地球[3]。
第四站：火星
○图片来自：NASA/JPL-Caltech
2019年4月6日，NASA的洞察号（InSight）火星探测器的内部结构地震实验仪（SEIS）首次监测到火星地震的信号[4]。
洞察号于去年11月登陆火星，仅隔半年左右的时间就收听到了火星震动的声音，这让研究人员惊喜不已。在此之前，研究人员推测火星内部的地质活动应该处于不够活跃的状态。
更令人欣喜是的，自那之后，他们又在火星上记录了100多起与地震有关的事件。这些探测结果开启了“火星地震学”这一全新的研究领域，为理解火星的内部结构打开了一扇重要的窗口，让我们对火星的形成与演化产生新的认识。
第五站：海王星
○图片来自：NASA, ESA and J. Olmsted (STScI)
1989年，当旅行者2号航天器飞掠海王星时，发现在这颗行星周围有六颗内卫星绕其运行。今年2月，SETI的天文学家报告发现了海王星的第七颗内卫星。
在哈勃太空望远镜的帮助下，天文学家发现了这颗被旅行者2号遗漏的第七颗内卫星，并命名它为“马头鱼尾怪（Hippocamp）”。这是海王星最小的一颗卫星，平均直径约34千米。这一发现将海王星的总卫星数提高到了14颗。
天文学家推测“马头鱼尾怪”可能是由最大最外层的内卫星——普罗透斯被在被一颗大型彗星撞击后喷射出的碎片形成的。这些发现都表明，海王星的内卫星可能是由无数次的撞击事件形成的。
第六站：天涯海角
○图片来自：NASA/JHUAPL/SWRI
2019年1月1日，于2006年被发射升空的新视野号探测器创造了历史。它以每秒14公里的速度，飞掠了距离地球约66亿公里的“天涯海角”（Ultima Thule），这是人类探测器目前所触及过的最遥远、最古老的天体。
天涯海角后被正式命名为Arrokoth（意为”天空“），它位于太阳系边缘柯伊伯带，代号MU69，形状似是一个雪人。
○今年五月，新视野号团队公布了有关天涯海角的第一批研究结果。 | 图片来自：NASA
2014年，天文学家首次观测到这个太阳系中的遥远天体。据推测，在几十亿年前当它刚刚形成之时，其形状几乎就与现在无异了。这一古老而遥远的天体有着复杂的岩石群结构，保留着太阳系演化所留下的痕迹，或许它是人类在太阳系内可以触及的最古老天体。
第七站：太阳
○图片来自：NASA
在我们冲出太阳系，探索更遥远的深空宇宙之前，让我们把目光聚焦回我们的母恒星——太阳——身上。
太阳是距离我们最近、也是我们最熟悉的一颗恒星。尽管如此，它依然蕴藏着大量的谜题，例如为什么太阳的日冕温度要比太阳表面温度高得多？太阳风是如何加速的？
为了解开种种难题，NASA于2018年发射了帕克太阳探测器，前往太阳附近最极端的环境中。就在不久前，研究人员在《自然》杂志上宣布了第一批的科研结果：《揭开太阳的重重谜题》[7-10]。
第八站：LB-1双星系统
○图片来自：喻京川
当我们冲出太阳系的时候就会发现，宇宙中还有许多令人惊奇的天体，其中最引人注目的便是黑洞。有些黑洞是恒星级的，意味着它的质量是太阳的几倍到几十倍；有些黑洞则是超大质量黑洞——质量是太阳的几十万甚至是数十亿倍。
之前，科学家认为，由大质量恒星的引力坍缩形成的黑洞的质量不可能超过太阳质量的30倍。但在2019年11月28日，中国科学院国家天文台天文学家在《自然》期刊上宣布，他们通过郭守敬望远镜（LAMOST）发现了迄今为止质量最大的恒星级黑洞。
新发现的黑洞距离地球约15000光年，是LB-1双星系统的一员。它的质量是太阳的70倍，这颠覆了我们对恒星级黑洞的认知，也对现有的恒星演化模型提出了新的挑战[11]。
但在几天前，一些天文学家在arXiv上传了几篇论文，对这一结果提出了质疑，他们都以为测量黑洞质量的关键数据被误读了[12-14]。
无论最终结果如何，这种学术上的讨论都是推动科学进步的必不可少的过程。
第九站：星系M87
○图片来自：EHT
现在，让我们前往距离地球5500万光年之外的另一个黑洞。这个黑洞位于星系M87的中心，被命名为Powehi（意思是“带来无尽创造力的瑰丽的黑色源泉”），是一颗超大质量黑洞——太阳质量的65亿倍！
2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）团队宣布了他们拍摄到的第一张黑洞图像：《终于看见黑洞！》[15]。
这一具有里程碑意义的发现不仅证实了黑洞确实存在，而且图片中的黑洞剪影的大小和形状与理论预期的相符它——这再次验证了爱因斯坦的广义相对论。
未来，随着我们获得慢慢的变多的数据，我们不仅将一步步揭开黑洞周围的吸积盘和喷流的物理，也将对黑洞的形成及其在宇宙历史中的作用有更多的理解。
第十站：遥远的星系
○图片来自：CHIME
2007年，天文学家从过去的观测记录中发现了一个短促而强烈的射电信号，他们将其命名为快速射电暴（FRB）。自那之后，FRB的形成机制便成了天体物理学最大谜题之一。
对于快速射电暴研究来说，2019年是收获颇丰的一年。年初，加拿大的CHIME射电望远镜宣布发现了13个新的FRB，并且其中包含一个重复快速射电暴。
目前为止，在已公布的所有80多例FRB中，只有两例具有重复爆发特征，一例是CHIME发现的FRB 180814，还有一例是在2012年由Arecibo射电望远镜发现的FRB 121102。
今年6月，澳大利亚的一个研究团队第一次对非重复快速射电暴FRB 180924进行了精准定位——起源于36亿光年外的一个大型星系[16]。
为了解释这类神秘的现象，理论学家已经发展出了几十个理论：《神秘信号的十种可能性》。今年的种种发现都无疑将加深我们对快速射电暴的认知。
古往今来，头顶的那片璀璨星空点燃过无数人心中最初的好奇和向往。我们凭借着智慧不断地探索，认识我们在宇宙中的位置，以及寻找其他的智慧生命。
现在，我们即将走过2019年，在这一年里，我们揭开了更多隐藏在宇宙中的秘密。刚刚我们已回顾了其中的一小部分，没有提及的包括天文学家在100多光年之外的超级地球K2-18b的大气中发现了水分子的证据，在4600光年之外发现了一颗质量为太阳2.17倍的中子星，以及很可能目睹了一起黑洞吞噬中子星的事件等等。
明年，我们将迎来哈勃太空望远镜升空30周年，也将迎来中国的首次火星探测任务。除了预期中的一些进展，我们更期待看到意想不到的发现。
参考链接：
[1] https://science.sciencemag.org/content/364/6436/eaau8650
[3] https://global.jaxa.jp/projects/sas/hayabusa2/index.html
[4] www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7383
[6] https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-new-horizons-team-publishes-first-kuiper-belt-flyby-science-results
[12] https://arxiv.org/pdf/1912.04092.pdf
[13] https://arxiv.org/pdf/1912.04185.pdf
[14] https://arxiv.org/pdf/1912.03599.pdf
[15]https://eventhorizontelescope.org/latest
[16] https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aaw5903
