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据美国国家地理网站报道，2009年是国际天文年。在这一年里，科学家在天文研究和太空探索领域取得了一系列重大突破。随着2009年进入尾声，美国国家地理网站盘点了年度十大太空发现，其中包括证实月球上存在水、木卫二海洋中存在类鱼生命以及大过星系的古老粒子等。
1 太阳出奇平静
太阳活动对比图。2000年7月，NASA的SOHO太阳轨道望远镜观测到太阳正处于最活跃期。2009年3月，太阳则像是一个空白的圆盘。
2009年5月，科学家发现太阳活动仍然继续处于极不活跃状态，甚至是近几十年中活跃程度最小的，而且太阳也是近100年来最暗淡的。太阳这种出奇的平静状态引发了科学家的担忧，他们认为这可能会导致下一个小冰期的到来。
上一次小冰期指的是1300年～1850年间全球气候进入一个特殊的寒冰时期，其中最寒冷的阶段出现在1645年～1715年。科学家认为，小冰期与蒙德极小期有关。蒙德极小期是指从17世纪以来记录到的、以30年为周期的太阳平静期。在蒙德极小期中，太阳圆面上只能观测到极少数的黑子。在小冰期内，通往格陵兰岛的航道几乎全部被冰雪覆盖，荷兰的运河全部结冰，阿尔卑斯山的冰河将许多山村吞没，到1695年，冰岛附近已没有任何露天的流动水面。
众所周知，太阳黑子的活动周期约为11年。在当前这个周期内，2008年太阳黑子活动仍处于低谷，到2009年本应该开始活跃起来。但是，科学家发现，在2009年前90天内有78天太阳黑子活动都很少见，而且这段时间太阳也处于近百年来最暗淡的状态。科学家由此认为，太阳如果继续平静下去，将有可能进入和当年小冰期时相似的状态，那么欧洲、美国的一些地区以及西伯利亚就有可能会骤然变冷，进入不寻常的小冰期。不过，美国亚利桑纳州罗威尔天文台天文学家杰弗里·豪尔指出，这种小冰期可能不会影响全球所有地区。
2 绿色“双尾”彗星现身夜空
2009年2月23日，一颗陌生的绿色彗星罕见地拖着两条尾巴划过地球上空。2月24日，这颗彗星距离地球最近，然后从此远去并将永远不再回来。据观测者介绍，该彗星除了拥有一条常见的彗尾之外，还有一条朝向太阳方向的逆向彗尾。这颗彗星是中国中山大学学生叶泉志在查阅一批中国台湾鹿林天文台所拍的小行星普查照片中无意发现的，因此它被命名为“鹿林”彗星。
据天文学家介绍，“鹿林”彗星可能是第一次经过太阳系。彗星外层肯定包着一层外太阳系冰冻环境中的原始冰类物质。当“鹿林”彗星暴露于太阳的光热之下时，它的冰层物质开始蒸发。这样，彗星的亮度会迅速增强甚至可能会引起它的开裂。当彗星喷射出氰化物和二价碳时，这两种气体就会在太阳的照射下，在太空的真空环境中呈现绿色。由于“鹿林”彗星几乎和地球轨道处于同一平面，但运动方向相反，因此它的速度看起来比想象中要快得多。在光电效应下，它会产生在普通彗星上看不到的第二条尾巴，即罕见的逆向彗尾。
3 NASA证实月球存在水
2009年11月13日，NASA正式宣布，月球陨坑观测和遥感卫星任务已经成功地在月球的永久阴影中发现水的存在，而且储量可观。
10月，NASA相继利用一个两吨重的火箭和LCROSS卫星对月球南极附近的凯布斯陨坑进行撞击，这两次撞击任务都是为了寻找月球上存在水的证据。两次撞击完成后，LCROSS任务团队立即搜集LCROSS卫星近红外分光仪所记录的撞击时的光谱数据，并将其与水的近红外光谱数据进行对比分析。分析结果显示，LCROSS采集的光谱数据与水的光谱数据吻合。LCROSS任务首席科学家安东尼·科拉普利特表示：“我们得到非常吻合的结果，没有其他化合物能产生如此相似的吻合。”
除了上述证据外，LCROSS的紫外线分光仪也提供了月球存在水的证据。LCROSS紫外线数据显示，月球上存在与羟基相关物质的迹象，而羟基正是水在阳光下分解的产物。据科拉普利特保守估计，由LCROSS撞击所激起的月球水量应该有0.09立方米。
4 火星存在远古湖泊证据
2009年6月18日，由NASA火星侦测轨道器所拍摄的高分辨率图像显示，火星的一条山谷中存在明显的远古湖岸线。科学家认为，这表示当地曾经存在一个与美国尚普兰湖类似大小的湖泊，该地区将是地球人探索火星远古微生物任务的主要目的地。
本图是经过艺术加工后的图片。美国科罗拉多大学科学家最早从图中发现了这条湖岸线。尽管火星表面的大多数三角洲都已被风沙所侵蚀，但是这条湖岸线由于被一条山谷所保护，因此现在还保存完好。这条山谷位于火星赤道以北，名为“Shalbatana Vallis”。科学家认为，这条湖岸线是第一个证实火星表面存在湖泊的确凿证据。据科学家估计，这个干涸的湖泊大约存在于30亿年前。
5 宇宙中存在比星系还大的粒子
2009年6月，科学家经模拟实验发现，最古老的亚原子粒子(中微子)所包含或环绕的空间可能比数千个星系还要大。
现在，我们都知道中微子是由核反应所产生的。根据量子力学理论，像中微子这样的粒子的“大小”是由它们可能存在的区域的模糊范围所定义。科学家只能通过其他事物(如原子)来探测到这些粒子。对于当今所产生的中微子来说，它们可能存在的区域范围很小。但是，在大约137亿年前，宇宙大爆炸残留的中微子的存在区域范围可能会随着宇宙的扩张而不断扩大，扩大到每个中微子都有能够存在的区域。美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校科学家乔治·福勒尔解释说： “我们所讨论的是大约100亿光年外的中微子。”
中微子不带电，质量非常轻，现在科学家仍然无法精确测量其质量。为了测量中微子的质量。福勒尔通过模拟实验发现，随着宇宙的扩张，时空结构也一直在牵引着古老的中微子，将中微子的存在区域扩展到一个极大范围。由于中微子可以穿越宇宙中大多数物质，因此科学家认为这个极大范围仍可保持完整。所以从某种意义上讲，这些宇宙中最古老中微子比数千个星系还要大。
6 类地行星或存在液态海洋
2009年4月，科学家对一颗代号为“Gliese 581d”的类地行星进行测量后发现，该行星比此前想象的更像地球，两者之间存在许多相似之处。“Gliese 581d”所处的位置非常有利于液态水的存在，即可能适宜人类居住。
4月21日，瑞士日内瓦大学天文学家迈克尔·梅耶正式宣布这一重大发现。据梅耶介绍， “它位于可居住带，支持生命的存在。在它的表面可能还有一个巨大的海洋”。“Gliese 581d” 发现于2007年，是一颗太阳系外行星。最初，天文学家认为它距离其主恒星太远，气候太冷可能不适宜居住。但是，梅耶的研究团队通过测量发现，“Gliese 581d”环绕主恒星的周期为66.8天。这一发现证明，“Gliese 581d”的轨道正处于冷恒星的可居住带。
由于考虑到“Gliese 581d”的质量是地球的7倍左右，因此科学家认为“Gliese 58 1d”不可能是单独由岩石构成。梅耶解释说：“它可能是核心部分由岩石构成，外面被一个冰层所包围，表面是大气层和液态海洋。”质量、水和轨道距离三大因素促成了“Gliese 581d”更适宜人类居住。
7 火星存在液态水
2009年2月，美国“凤凰”号火星探测器项目组科学家宣布，“凤凰”号火星探测器可能已经拍摄到火星上的第一张液态水的照片。在2008年夏天，“风凰”号刚刚登陆火星几天后就传回照片，科学家从照片中发现探测器的一个支架上存在一些神秘的斑点。一些科学家认为这些斑点就是水滴所形成的。从表面上看，这些斑点似乎呈现了水珠滴在“凤凰”号支架上后不断增大、融合并滴下的过程。
液态水滴的说法在科学家中间引起了很大的争议。“凤凰”号项目组负责人尼尔顿·伦诺认为，“凤凰”号支架上的物质可能是盐性泥浆，是在“凤凰”号登陆时溅起并附着在支架上的。泥浆中的盐分会吸收大气中的水汽，从而形成水滴。据科学家介绍，在寒冷的火星北极地区之所以能够存在液态水，是因为水中存在大量的高氯酸盐，这种盐可以起到防冻剂的作用。
8 太阳系外发现32颗行星
2009年10月19日，欧洲天文学家宣布，他们近期在太阳系外发现了32颗新行星，使得人类已知太阳系外行星总数超过了400颗。据科学家介绍，这些系外行星的质量大小不一，质量最小的行星也有地球的5倍，质量最大的是木星质量的8倍。
在过去5年中，天文学家一直在利用设在欧洲南方天文台的高精度径向速度行星搜索器开展行星探索任务。在此次发现的32颗系外行星中，还包括许多“超级地球”，比如其中有2颗质量仅仅是地球的5倍，还有2颗是地球质量的6倍。此外，这些系外行星的主恒星类型也各不相同，比如一些与木星质量相当的系外行星，它们的主恒星根本没有多少金属。此前理论认为，行星一般不会在金属稀缺的恒星周围形成。因此，这些行星的发现也颠覆了此前恒星系统的某些规律，天文学家需要重新审视行星的形成理论。
9 木卫二可能存在类鱼生命
2009年11月，美国亚利桑纳大学科学家理查德·格林博格等人经研究发现，木卫二可能存在类似于鱼类的生命。
如今许多科学家都相信，木卫二表面没有陆地，而在厚厚的冰层之下存在着一个覆盖全球的海洋，海洋深度大约为160千米。格林博格的最新研究表明，木卫二的海洋正在吸收大量的氧气，它所吸收的氧气量比此前的模拟预测结果还要多得多。科学家认为，这些氧气足够支持多种生命形态的存在，从理论上讲，目前木卫二海洋中至少应该存在300万吨类鱼生物。格林博格解释说：“尽管目前还不能说那里肯定存在生命，但我们至少知道那里的物理环境支持生命的存在。”
美国伍兹海尔深海生态学家蒂莫西·尚克认为，木卫二的海底环境与地球海洋底部的热液出口具有极大的相似性。众所周知，地球海底热液出口处存在着许多生命形态。因此，尚克坚持认为，“如果木卫二上没有生命，那才是奇怪的事”。
10 比钢铁硬100亿倍
2009年5月，美国印第安纳大学伯明顿分校科学家查尔斯·霍洛维茨领导的一支研究团队通过最新的计算机模拟实验发现，中子星的外壳是宇宙中最坚硬的物质，比钢铁要坚硬100亿倍。
对于中子星的研究，目前还有许多未解之谜，其中最重要的一个难题就是关于中子星外壳的硬度。为了测定中子星外壳硬度的临界点，霍洛维茨通过计算机系统模拟了一种磁场应力和中子星外壳小范围变形情形。霍洛维茨的模拟实验结果表明，中子星的外壳足够抵御巨大的破坏压力，它的抗压破碎临界点比钢铁要高出100亿倍。
1 太阳出奇平静
太阳活动对比图。2000年7月，NASA的SOHO太阳轨道望远镜观测到太阳正处于最活跃期。2009年3月，太阳则像是一个空白的圆盘。
2009年5月，科学家发现太阳活动仍然继续处于极不活跃状态，甚至是近几十年中活跃程度最小的，而且太阳也是近100年来最暗淡的。太阳这种出奇的平静状态引发了科学家的担忧，他们认为这可能会导致下一个小冰期的到来。
上一次小冰期指的是1300年～1850年间全球气候进入一个特殊的寒冰时期，其中最寒冷的阶段出现在1645年～1715年。科学家认为，小冰期与蒙德极小期有关。蒙德极小期是指从17世纪以来记录到的、以30年为周期的太阳平静期。在蒙德极小期中，太阳圆面上只能观测到极少数的黑子。在小冰期内，通往格陵兰岛的航道几乎全部被冰雪覆盖，荷兰的运河全部结冰，阿尔卑斯山的冰河将许多山村吞没，到1695年，冰岛附近已没有任何露天的流动水面。
众所周知，太阳黑子的活动周期约为11年。在当前这个周期内，2008年太阳黑子活动仍处于低谷，到2009年本应该开始活跃起来。但是，科学家发现，在2009年前90天内有78天太阳黑子活动都很少见，而且这段时间太阳也处于近百年来最暗淡的状态。科学家由此认为，太阳如果继续平静下去，将有可能进入和当年小冰期时相似的状态，那么欧洲、美国的一些地区以及西伯利亚就有可能会骤然变冷，进入不寻常的小冰期。不过，美国亚利桑纳州罗威尔天文台天文学家杰弗里·豪尔指出，这种小冰期可能不会影响全球所有地区。
2 绿色“双尾”彗星现身夜空
2009年2月23日，一颗陌生的绿色彗星罕见地拖着两条尾巴划过地球上空。2月24日，这颗彗星距离地球最近，然后从此远去并将永远不再回来。据观测者介绍，该彗星除了拥有一条常见的彗尾之外，还有一条朝向太阳方向的逆向彗尾。这颗彗星是中国中山大学学生叶泉志在查阅一批中国台湾鹿林天文台所拍的小行星普查照片中无意发现的，因此它被命名为“鹿林”彗星。
据天文学家介绍，“鹿林”彗星可能是第一次经过太阳系。彗星外层肯定包着一层外太阳系冰冻环境中的原始冰类物质。当“鹿林”彗星暴露于太阳的光热之下时，它的冰层物质开始蒸发。这样，彗星的亮度会迅速增强甚至可能会引起它的开裂。当彗星喷射出氰化物和二价碳时，这两种气体就会在太阳的照射下，在太空的真空环境中呈现绿色。由于“鹿林”彗星几乎和地球轨道处于同一平面，但运动方向相反，因此它的速度看起来比想象中要快得多。在光电效应下，它会产生在普通彗星上看不到的第二条尾巴，即罕见的逆向彗尾。
3 NASA证实月球存在水
2009年11月13日，NASA正式宣布，月球陨坑观测和遥感卫星任务已经成功地在月球的永久阴影中发现水的存在，而且储量可观。
10月，NASA相继利用一个两吨重的火箭和LCROSS卫星对月球南极附近的凯布斯陨坑进行撞击，这两次撞击任务都是为了寻找月球上存在水的证据。两次撞击完成后，LCROSS任务团队立即搜集LCROSS卫星近红外分光仪所记录的撞击时的光谱数据，并将其与水的近红外光谱数据进行对比分析。分析结果显示，LCROSS采集的光谱数据与水的光谱数据吻合。LCROSS任务首席科学家安东尼·科拉普利特表示：“我们得到非常吻合的结果，没有其他化合物能产生如此相似的吻合。”
除了上述证据外，LCROSS的紫外线分光仪也提供了月球存在水的证据。LCROSS紫外线数据显示，月球上存在与羟基相关物质的迹象，而羟基正是水在阳光下分解的产物。据科拉普利特保守估计，由LCROSS撞击所激起的月球水量应该有0.09立方米。
4 火星存在远古湖泊证据
2009年6月18日，由NASA火星侦测轨道器所拍摄的高分辨率图像显示，火星的一条山谷中存在明显的远古湖岸线。科学家认为，这表示当地曾经存在一个与美国尚普兰湖类似大小的湖泊，该地区将是地球人探索火星远古微生物任务的主要目的地。
本图是经过艺术加工后的图片。美国科罗拉多大学科学家最早从图中发现了这条湖岸线。尽管火星表面的大多数三角洲都已被风沙所侵蚀，但是这条湖岸线由于被一条山谷所保护，因此现在还保存完好。这条山谷位于火星赤道以北，名为“Shalbatana Vallis”。科学家认为，这条湖岸线是第一个证实火星表面存在湖泊的确凿证据。据科学家估计，这个干涸的湖泊大约存在于30亿年前。
5 宇宙中存在比星系还大的粒子
2009年6月，科学家经模拟实验发现，最古老的亚原子粒子(中微子)所包含或环绕的空间可能比数千个星系还要大。
现在，我们都知道中微子是由核反应所产生的。根据量子力学理论，像中微子这样的粒子的“大小”是由它们可能存在的区域的模糊范围所定义。科学家只能通过其他事物(如原子)来探测到这些粒子。对于当今所产生的中微子来说，它们可能存在的区域范围很小。但是，在大约137亿年前，宇宙大爆炸残留的中微子的存在区域范围可能会随着宇宙的扩张而不断扩大，扩大到每个中微子都有能够存在的区域。美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校科学家乔治·福勒尔解释说： “我们所讨论的是大约100亿光年外的中微子。”
中微子不带电，质量非常轻，现在科学家仍然无法精确测量其质量。为了测量中微子的质量。福勒尔通过模拟实验发现，随着宇宙的扩张，时空结构也一直在牵引着古老的中微子，将中微子的存在区域扩展到一个极大范围。由于中微子可以穿越宇宙中大多数物质，因此科学家认为这个极大范围仍可保持完整。所以从某种意义上讲，这些宇宙中最古老中微子比数千个星系还要大。
6 类地行星或存在液态海洋
2009年4月，科学家对一颗代号为“Gliese 581d”的类地行星进行测量后发现，该行星比此前想象的更像地球，两者之间存在许多相似之处。“Gliese 581d”所处的位置非常有利于液态水的存在，即可能适宜人类居住。
4月21日，瑞士日内瓦大学天文学家迈克尔·梅耶正式宣布这一重大发现。据梅耶介绍， “它位于可居住带，支持生命的存在。在它的表面可能还有一个巨大的海洋”。“Gliese 581d” 发现于2007年，是一颗太阳系外行星。最初，天文学家认为它距离其主恒星太远，气候太冷可能不适宜居住。但是，梅耶的研究团队通过测量发现，“Gliese 581d”环绕主恒星的周期为66.8天。这一发现证明，“Gliese 581d”的轨道正处于冷恒星的可居住带。
由于考虑到“Gliese 581d”的质量是地球的7倍左右，因此科学家认为“Gliese 58 1d”不可能是单独由岩石构成。梅耶解释说：“它可能是核心部分由岩石构成，外面被一个冰层所包围，表面是大气层和液态海洋。”质量、水和轨道距离三大因素促成了“Gliese 581d”更适宜人类居住。
7 火星存在液态水
2009年2月，美国“凤凰”号火星探测器项目组科学家宣布，“凤凰”号火星探测器可能已经拍摄到火星上的第一张液态水的照片。在2008年夏天，“风凰”号刚刚登陆火星几天后就传回照片，科学家从照片中发现探测器的一个支架上存在一些神秘的斑点。一些科学家认为这些斑点就是水滴所形成的。从表面上看，这些斑点似乎呈现了水珠滴在“凤凰”号支架上后不断增大、融合并滴下的过程。
液态水滴的说法在科学家中间引起了很大的争议。“凤凰”号项目组负责人尼尔顿·伦诺认为，“凤凰”号支架上的物质可能是盐性泥浆，是在“凤凰”号登陆时溅起并附着在支架上的。泥浆中的盐分会吸收大气中的水汽，从而形成水滴。据科学家介绍，在寒冷的火星北极地区之所以能够存在液态水，是因为水中存在大量的高氯酸盐，这种盐可以起到防冻剂的作用。
8 太阳系外发现32颗行星
2009年10月19日，欧洲天文学家宣布，他们近期在太阳系外发现了32颗新行星，使得人类已知太阳系外行星总数超过了400颗。据科学家介绍，这些系外行星的质量大小不一，质量最小的行星也有地球的5倍，质量最大的是木星质量的8倍。
在过去5年中，天文学家一直在利用设在欧洲南方天文台的高精度径向速度行星搜索器开展行星探索任务。在此次发现的32颗系外行星中，还包括许多“超级地球”，比如其中有2颗质量仅仅是地球的5倍，还有2颗是地球质量的6倍。此外，这些系外行星的主恒星类型也各不相同，比如一些与木星质量相当的系外行星，它们的主恒星根本没有多少金属。此前理论认为，行星一般不会在金属稀缺的恒星周围形成。因此，这些行星的发现也颠覆了此前恒星系统的某些规律，天文学家需要重新审视行星的形成理论。
9 木卫二可能存在类鱼生命
2009年11月，美国亚利桑纳大学科学家理查德·格林博格等人经研究发现，木卫二可能存在类似于鱼类的生命。
如今许多科学家都相信，木卫二表面没有陆地，而在厚厚的冰层之下存在着一个覆盖全球的海洋，海洋深度大约为160千米。格林博格的最新研究表明，木卫二的海洋正在吸收大量的氧气，它所吸收的氧气量比此前的模拟预测结果还要多得多。科学家认为，这些氧气足够支持多种生命形态的存在，从理论上讲，目前木卫二海洋中至少应该存在300万吨类鱼生物。格林博格解释说：“尽管目前还不能说那里肯定存在生命，但我们至少知道那里的物理环境支持生命的存在。”
美国伍兹海尔深海生态学家蒂莫西·尚克认为，木卫二的海底环境与地球海洋底部的热液出口具有极大的相似性。众所周知，地球海底热液出口处存在着许多生命形态。因此，尚克坚持认为，“如果木卫二上没有生命，那才是奇怪的事”。
10 比钢铁硬100亿倍
2009年5月，美国印第安纳大学伯明顿分校科学家查尔斯·霍洛维茨领导的一支研究团队通过最新的计算机模拟实验发现，中子星的外壳是宇宙中最坚硬的物质，比钢铁要坚硬100亿倍。
对于中子星的研究，目前还有许多未解之谜，其中最重要的一个难题就是关于中子星外壳的硬度。为了测定中子星外壳硬度的临界点，霍洛维茨通过计算机系统模拟了一种磁场应力和中子星外壳小范围变形情形。霍洛维茨的模拟实验结果表明，中子星的外壳足够抵御巨大的破坏压力，它的抗压破碎临界点比钢铁要高出100亿倍。