天文 | Discover Magazine

• 浑浊的宇宙大爆炸 雾霾是天文学的祸害，但有一种雾霾比沮丧更令人着迷：宇宙大爆炸后不久形成的、跨越宇宙的朦胧景象。当第一颗恒星点亮时，它就消散了，所以弄清楚它何时何地发生，将有助于阐明宇宙是如何开始从黑暗走向光明这一令人惊叹的转变的。八月份，研究人员填补了这一谜团的重要一块，在宇宙朦胧的边缘发现了两个星系。

当早期宇宙冷却到足以形成原子时，亚原子粒子结合成大片的中性氢和氦云，它们能有效地吸收来自最早恒星的紫外线。“就像透过太阳镜看它们一样，”加州理工学院的天文学家乔治·乔乔夫斯基说。然而，随着时间的推移，恒星释放出的高能射线将电子从原子中剥离，将它们变成了带电的透明离子。这样，辐射就在朦胧的景象中开辟了空洞——就像瑞士奶酪上的孔一样——这些空洞不断扩大，直到透明区域合并。“这些云层从未完全被摧毁，”加州大学圣迭戈分校的天文学家大卫·泰特勒说。“最后的缕缕至今仍然存在。”

对最早恒星和星系诞生阶段的瞥视尝试，部分受到了光线吞噬云的阻碍。尽管如此，两个团队（一个由乔乔夫斯基领导，另一个由加州大学戴维斯分校的罗伯特·贝克尔领导）还是利用巨型凯克望远镜开始工作。这项努力得到了回报：每个团队都获得了关于类星体（一种活跃的星系）的良好数据，该类星体在宇宙年龄约为十亿年时发光，正是朦胧景象开始消散的时候。这些发现为这个过程发生的时间提供了迄今为止最佳的指示。乔乔夫斯基的类星体比贝克尔研究的类星体早一亿年，似乎大部分都清晰可见。年轻的星系仍然部分被遮挡，这表明面纱的揭开发生在类星体形成之间。这一转变的时间证实了宇宙学家的早期宇宙模型。

探测朦胧景象的边缘应该有助于解释类星体和星系是如何在大爆炸的混乱之后不久形成的。“目前，很难解释它们是如何如此迅速地形成的，”乔乔夫斯基说。“通过观察云层边缘的凹凸程度，我们可以学到一些东西。”在未来十年里，美国宇航局的新一代空间望远镜应该能够完全穿透这片朦胧景象，向热切的观众展示第一批星系一个接一个地点亮。——杰弗里·温特斯

• 小个子之王 冥王星是行星家族中最后的成员——遥远、昏暗，而且只有 1400 英里宽，以至于一些科学家试图将其降级为小行星。五月份，当天文学家在太阳系的同一区域发现一个大小大约是其一半的物体时，冥王星的地位变得更加不确定。一些人认为这是对冥王星行星地位的挑战；另一些人则指出冥王星更大的尺寸仍然使其脱颖而出。“你可以用这个物体作为争论双方的武器，”洛厄尔天文台（亚利桑那州弗拉格斯塔夫）的天文学家罗伯特·米利斯说，他领导的团队发现了它。

米利斯说，从其亮度和距离地球的远近来看，这个名为 2001 KX76 的物体可能横跨 600 到 800 英里。这足以超过长期以来被认为是最大小行星的谷神星。但米利斯认为这种比较具有误导性。KX76 属于柯伊伯带的一组大约 500 个已知物体，这是一个位于太阳系边缘的区域。“这些物体不是小行星；它们有不同的起源，”米利斯说。这两类天体被认为具有非常不同的成分，并且可能从未混合过。因此，柯伊伯带天体正逐渐被认可为一个完全独立的类天体。

可能存在 10 万个直径超过 60 英里这样的物体；其中一些可能与冥王星一样大。如果是这样，它们会被称为行星，还是冥王星只会被称为另一个柯伊伯带天体？“我不在乎我们怎么称呼它们，”米利斯说。“我只想找到它们。”——杰弗里·温特斯

• 月球竞赛 自 1930 年以来，没有人发现我们太阳系中的新行星，但天文学家在发现新卫星方面生意兴隆。七月，一个由法国蔚蓝海岸天文台的布雷特·格拉德曼领导的国际团队宣布了有史以来最大的收获——12 颗以前未见的卫星，每颗直径不超过 20 英里，围绕土星运行在不规则的轨道上。如果都得到证实，这些发现将使土星的卫星数量达到 30 颗，超过了长期冠军木星。

格拉德曼的团队使用了多台配备灵敏硅光探测器的望远镜来探测土星周围的大片区域。过去五年的类似努力已经将木星的卫星数量从 16 颗增加到 28 颗，天王星的卫星数量从 15 颗增加到 17 颗。哈佛-史密森天体物理学中心的布莱恩·马斯登说，这种增长远未结束：“木星周围只有八分之一的区域被搜索过，所以我们可能会发现更多。”

对土星新卫星轨道进行的分析显示，它们成群分布。格拉德曼推测，巨大的外行星在太阳系形成过程中捕获了路过的岩石或冰块。引力或随后的碰撞可能将每个块分解成一族小卫星。目前，土星是那个混乱早期发生了什么的最有代表性的例子，但木星可能很快就会重拾这个称号。——玛雅·温斯托克

• 天空中响起的涟漪诗人描述天堂时，常常会唤起钻石和黑天鹅绒的意象。但四月份宣布的两项实验结果提出了另一种比喻：大爆炸后 30 万年，宇宙就像一套钟琴一样在回响。在那早期，一团炽热的亚原子粒子汤像浴缸里的水一样翻腾，流入相对密集的空间区域，当压缩产生的热量压过引力作用时又流出。这种推拉的斗争在整个宇宙中引发了类似声音的振荡。

去年，两项南极实验，一个在气球上进行，另一个位于南极点，在来自宇宙边缘的强烈微波辐射背景噪声中探测到了这种宇宙回响的微弱迹象。“就像看着一面白墙然后减去其中的白色一样，”加州大学圣巴巴拉分校的物理学家约翰·鲁尔说，他是其中一个团队的成员。今年，更精确的测量开始揭示隐藏在声学模式中的早期宇宙的细节。泛音的大小和间距表明，宇宙的质量有 30% 是由神秘的暗物质组成的，另外 65% 是暗能量。回响的存在本身就支持了大爆炸后不久发生的快速膨胀理论。美国宇航局的微波各向异性探测器现在正在更仔细地倾听宇宙。

• 正在“减肥”的黑洞由于黑洞会吞噬路径上的一切，你可能会认为它只会越来越大。但在十月份，欧洲天文学家发现了一个正在失去动力的旋转黑洞——它被卷入了一个磁场。这个磁场减缓了黑洞的旋转，将能量传递给周围的气体云。

• 彗星近距离接触美国宇航局的“深度空间 1 号”号探测器一贯令人惊喜。科学家最初对这艘航天器寄予厚望不大，因为它主要是一个工程实验，旨在测试 12 项新技术，包括一种超高效的离子推进系统。在技术得到证明后可能取得的任何发现都将是额外的收获。然后，在“深度空间 1 号”于 1998 年发射后不久，离子驱动器未能按预期工作，甚至工程目标也似乎受到了威胁。现在，三年后，工程师和科学家都无比高兴。所有新技术最终都奏效了，而且这艘小航天器还取得了一些出色的科学成果。9 月 22 日，“深度空间 1 号”号完成了迄今为止最伟大的壮举，冲入彗星鲍里利周围的气体和尘埃中，并传回了彗核的前所未有的最佳图像。

尽管欧洲的“乔托”号探测器于 1986 年飞近哈雷彗星数百英里，但其视野被朦胧景象所遮挡。鲍里利的大部分气体和尘埃从彗核沿着一条狭窄的喷流喷出，留下了一条开放的通道，让“深度空间 1 号”号能够从 1400 英里的距离进行清晰的观测。这些图像令人惊讶：在这片云的中心是一个不规则的、冰冻的世界，大约长五英里，上面有起伏的平原、锯齿状的山峰和深邃的峡谷。“它看起来像一只脚，”帮助建造探测器相机的美国地质调查局（亚利桑那州弗拉格斯塔夫）的地质学家劳伦斯·索德布洛姆说。“有一个抬得比较高的脚跟，中间有一个低矮、光滑的区域，像脚背，还有脚趾部位有红色的、黑色的肿块。”索德布洛姆说，图像表明“脚背”正在缓慢蒸发，这意味着有一天彗星将一分为二。——杰弗里·温特斯