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人類首次行星防御實驗成功

在距地球數百萬千米外，一顆被命名為“迪莫弗斯”的衛星千百萬年來都在與另一顆稍大的小行星相互環繞。2022年9月26日，美國航空航天局（NASA）用一枚航天器撞擊了迪莫弗斯，永久地改變了它的軌道——同樣的策略也可能在將來拯救整個人類文明。

這項實驗是雙小行星改道測試（DART）計劃的一部分，其使用的航天器以6千米/ 秒的速度成功撞擊了直徑160米的迪莫弗斯。為了這次撞擊，早在2021年年底，航天器就從地球出發了，發射時重約 610 千克。它搭載了約50千克重、用于航天器制動和姿態控制的肼類推進劑，以及約60千克用于操作離子推進技術驗證機的氙。NASA 的目標是將迪莫弗斯稍稍撞向它所環繞的小行星，以縮短其軌道周期。若在未來探測到環繞地球的小行星，使用這一方法可消除其帶來的威脅。

在撞擊發生之前的幾分鐘，DART航天器搭載的衛星傳回了迪莫弗斯的圖像，人們可通過圖像清楚地看到它是一個蛋形的巖石堆。在撞擊之后的兩周，科學家整理了觀察的結果，確認該衛星大約12小時的軌道周期縮短了32分鐘。這次碰撞實驗為科學家提供了非常重要的數據，可幫助他們在之后建立小行星偏轉任務的動量模型。

根據NASA 的研究，大約有2.5萬個常見的近地小行星會對人類產生威脅。然而截至目前，天文學家只探測到其中的40%。DART 已經展現了避免此類危機的可能性，如果在預期撞擊前5年或10年發現具有潛在威脅的小行星，運用這一方法能有效保護地球。

“夸父一號”首批太陽觀測科學圖像已公布“夸父一號”全稱為“先進天基太陽天文臺”（ASO-S），是中國科學院空間科學二期先導專項研制發射的又一顆空間科學衛星，于2022年10月9日成功發射。“夸父一號”的研究目標瞄準“一磁兩暴”，即同時觀測太陽磁場和太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑和日冕物質拋射，研究它們的形成、演化、相互作用和彼此關聯，同時為空間天氣預報提供支持。

“夸父一號”成功發射后，幾臺有效載荷按照既定計劃開展了大量針對太陽的在軌測試和觀測，獲取了若干科學觀測圖像。其中，全日面矢量磁像儀（FMG）實現了我國首次在空間開展太陽磁場觀測，獲取的太陽局部縱向磁圖的質量達到了國際先進水平，為聚焦“一磁兩暴”科學目標，實現高時間分辨、高精度的太陽磁場觀測奠定了良好基礎。太陽硬X 射線成像儀（HXI）實現了我國首次太陽硬X 射線成像，提供了地球視角目前唯一的太陽硬X 射線圖像，為實現對太陽耀斑展開非熱輻射空間分布、時間結構、能譜特征觀測奠定了堅實的基礎。萊曼阿爾法太陽望遠鏡（LST）的3個子載荷中，太陽日面成像儀（SDI）首次在衛星平臺上獲得了萊曼阿爾法波段全日面像，其中日珥的演化圖像清晰完整；太陽白光望遠鏡（WST）觀測到太陽邊緣上兩個罕見的白光耀斑，萊曼阿爾法波段的觀測能力得到驗證。隨著子載荷太陽日冕儀（SCI）開機對日冕物質拋射展開觀測，萊曼阿爾法太陽望遠鏡（LST）將在日冕物質拋射的日面形成和近日冕傳播觀測方面發揮不可替代的作用。

暗物質多信使探測研究取得進展

近日，中國科學院紫金山天文臺研究團隊與中山大學合作，重新分析了反質子宇宙線在太陽系內的傳播過程和Fermi-LAT 銀心觀測數據，證實了在反質子和銀心伽馬射線中存在顯著的超出現象，并發現如果用暗物質模型解釋這些超出，所給出的模型參數正好可以同時解釋費米實驗室測得的W 玻色子超重現象。該項研究暗示這三種反常現象可能具有共同的來源，而且很可能與人們長久以來試圖探尋的暗物質有關。

多個尺度的天文學觀測證據表明，宇宙中存在大量的不發光物質，即暗物質，它們在宇宙的形成和演化過程中起著重要作用。但是人們僅探測到其引力效應，而對暗物質粒子的性質知之甚少。因此，搜尋暗物質粒子引力之外的相互作用形式是粒子物理最重要的研究課題之一，相關突破有望擴展已知的標準粒子模型，通往“新物理”。

“中國天眼”獲得銀河系氣體高清圖像

作為人類在浩瀚宇宙中的家園，銀河系的結構和組成存在很多謎團。

銀河內1500億～4000億顆恒星之間的廣袤星際空間并非虛無，而是充滿了稀薄的星際介質，這些星際介質中隱藏著有關恒星生死的奧秘，一直是天文學家不斷探索的目標。

“中國天眼”是目前世界上靈敏度最高的單口徑射電望遠鏡，因配備了高靈敏度的L 波段1 9波束制冷接收機，成為發現脈沖星、研究銀河系星際介質的利器。韓金林研究團隊于2 0 1 9年巧妙設計并啟動了“銀道面脈沖星快照巡天”項目，至今已發現5 0 0多顆脈沖星，且亮度比之前發現的脈沖星弱。他們在搜尋脈沖星的同時，同步記錄了星際氣體輻射的譜線數據，兼具高靈敏度、高頻譜分辨率、高空間分辨率的特征，是探究銀河系結構和星際生態循環的寶貴資源。近期，該團隊完成了第一批數據的處理，發布了銀河系星際空間原子氣體、電離氣體、磁場以及無線電輻射的最新研究結果，為天文學家提供了寶貴的數據資源。

可控核聚變實驗取得新突破

核聚變是兩個輕原子核相互碰撞形成重原子核，同時釋放出巨大能量的過程。這種過程發生在熱核武器以及太陽等恒星內部。

在能源領域，科學家想要獲得的是高度可控的核聚變，它有著無可比擬的優勢，比如清潔、低碳、低風險、低廢棄物、可持續等。科學家們已經通過各種不同的方式實現了核聚變反應，但從來沒有一個持續的聚變反應實現了“點火”——即聚變反應所產生的能量等于或大于輸入能量的時刻。

2022年12月，可控核聚變迎來了一個里程碑式突破：一項實驗通過將2.05兆焦耳的激光聚焦到一個胡椒粒大小的聚變燃料丸上，產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，研究人員奮斗數十年所追求的目標終于實現了。雖然這一突破并不代表我們已經解決了能源需求，但不可否認的是，這是一次偉大的成功，它標志著我們向商業核聚變邁出了重要的一步。