2023年13项创纪录的太空发现_本周突发科幻大片，总有一句适合你最新消息 JWST观测到的星团IC 348

JWST观测到的星团IC 348，它察觉了三颗“失利之星”褐矮星。(图片鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局、欧空局、加空局、STScI、本周突发科幻大片，总有一句适合你K. Luhman(宾夕法尼亚州立大学)和C. Alves de Oliveira(欧洲航天局))
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（基思·库珀）：
1.来自太阳的最强的光
在2023年创下的新天文记录中，有一项亮相是有史以来目睹的来自太阳的最高能量伽马射线，比之前目睹的还要强大一个数量级。
密歇根州立大学的天文学家Mehr Un Nisa是在《物理留言快报》上刻画这一察觉的作者之一，他在一份告示中说:“太阳比我们得知的更令人惊讶。”
此前，美国全国航空航天局的费米伽马射线太空望远镜已然探测到来自太阳的能量高达200千兆电子伏(GeV，2000亿电子伏)的伽马射线。退一步说，那是令人难以置信的精力充沛。这些伽马射线是宇宙射线与太阳大气层碰撞时形成的，宇宙射线是来自深空的粒子，差不多以光速移动。但是，位于墨西哥的高海拔切伦科夫天文台(HAWC)的观测结局已然官方超过了这一数字。

太阳的图像。(图片鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局/SDO)
HAWC能够间接探测伽马射线。当伽马射线光子进入地球大气层时，它必然会与大气分子相撞，将分子粉碎，形成亚原子粒子雨。这些雨落在HAWC上，这是一种有趣的望远镜:它由300个水箱组成，每个水箱装满200公吨的水。伽马射线和分子碰撞形成的亚原子粒子运动速度如此之快，以至于当它们进入水中时，它们实际上比光在水中的速度更快(比在真空或空气中的速度略慢)。亚原子粒子形成闪光，一种视觉上相当于音爆的东西，称为切伦科夫辐射。
HAWC的资料揭示了来自太阳伽马射线的亚原子粒子，能量约为1万亿电子伏特(1万亿电子伏特，或TeV)，少数粒子的本月一文读懂iPad，说到了心坎里能量高达近10 TeV。
“在查看了六年的资料后，察觉了过量的伽马射线，”Nisa说当我们第一次目睹它的时候，我们就像，'我们肯定搞砸了，太阳不或许在这样的能量下如此明亮。'"
尽管确切的机制尚不清楚，但宇宙射线也被觉得是这些伽马射线的缘由，它穿透了太阳可见表面以下1000公里(620英里)，在那里它们与隐藏的磁场相互作用。所以，测试这些伽马射线也许能告诉我们一些有关太阳表面下发生的事情。
但是，尽管这些伽马射线是有史以来最强的太阳射线，但它们并不是从全部宇宙中探测到的最强的射线。这一记录要追溯到2021年中国大型高海拔空气簇射天文台探测到的伽马射线，它具有令人难以置信的1.4万亿电子伏特(1.4万亿电子伏特，PeV)的能量，来自宇宙深处的某个地方。
2.船帆座脉冲星打破了伽马射线能量记录

艺术家对中间的船帆座脉冲星及其磁气圈的印象，磁气圈的边缘由亮圈标出。向外行进的蓝色轨迹代表加速粒子的路径。这些粒子经由与磁层中发射的红外光子(红色)碰撞，沿着旋转的螺旋臂形成伽马辐射。(图片来源:uux.cn/DESY科学研究评测室)
2023年探测到了更多破纪录的伽马射线，探测到的光子来自船帆座超新星遗迹内的脉冲星，其能量达到20 TeV。
脉冲星是一种旋转的中子星，由曾经在超新星爆发中爆炸的大品质恒星的残骸组成。脉冲星通常在无线电波长下可以被探测到，但其中一些也会发出伽马射线，这被觉得是由电子围绕该现象的强磁场线旋转形成的。
脉冲星发出的伽马射线可以用强度和能量的光谱来强调。在大多数状况下，这些伽马射线能量高达几百GeV，超过这个值就有一个截止值。有时，我们会目睹一颗脉冲星穿过这个截止线——蟹状星云中的脉冲星已然被观察到发出峰值为1 TeV的伽马射线。
但是业内中端机一览，蟹状星云脉冲星的顶峰已然被探测到的来自船帆座超新星遗迹中一颗脉冲星的伽马射线彻底击碎。这一察觉是由纳米比亚的高能立体操控系统(HESS)察觉的。这些伽马射线远远高于通常的GeV截止值，这意味着我们对电子如何在强磁场中加速的理解是不完整的。
3.宇宙最大的爆炸

一个巨大的炽热气体漩涡中心的黑洞。(图片鸣谢:uux.cn/约翰·a·佩斯)
依据5月份在《皇家天文学会月报》上公开的新探究，有史以来最强烈、持续时间最长、最强大的爆炸——比任何已知的超新星亮10倍，乃至如今仍在爆发——是在一个星系中察觉的，该星系的光已然向我们研究了80亿年。
编目为AT2021lwx的爆炸事情是由加利福尼亚州的Zwicky瞬态设施和夏威夷的小行星地球撞击最后警报操控系统(ATLAS)共同察觉的，该操控系统寻找天空中的瞬态事情，可以是从移动的小行星到燃烧的宇宙爆炸。
英国南安普顿大学的塞巴斯蒂安·霍尼格在一份告示中说:“一旦你得知了该物体的距离以及它在我们看来有多亮，你就可以计算出该物体在其源头的亮度。”"一旦我们达成了这些计算，我们意识到这是相当明亮的."
在它最亮的时候，2021lwx的亮度比我们的太阳亮两万亿倍。天文学家怀疑AT2021lwx不是一颗爆炸的恒星，由于这种爆炸在几周或几个月后会减弱，而是一个超大品质的黑洞，消耗着巨大的气体云——或许比太阳本身大一千倍。天文学家称之为潮汐破裂事情；过去从未目睹过如此规模的事情。气体云被黑洞相似老虎钳的重力潮汐力撕裂，发送冲击波在受折磨的云内回荡，并释放出巨大的能量。
南安普敦大学的菲利普·怀斯曼说:“随着新的设施，如薇拉·鲁宾天文台的空间和时间遗产调研在前方几年启动，我们期盼察觉更多这样的事情，并对它们有更多的知晓。”。“或许这些事情尽管极其少见，但相当活跃，是星系中心如何随时间转变的核心过程。”
4.最远的高效射电爆发

一幅插图显示了高效射电爆发逃离三个碰撞的星系并研究到银河系。(图片鸣谢:uux.cn/ESO/M. Kornmesser)
有史以来探测到的最遥远的高效射电爆发(FRB)是在2023年察觉的。
10月19日出版的《科学》杂志上的一篇报导刻画了2022年6月19日，一个FRB如何被察觉在太空中旅行了巨大的业内Xbox评论80亿年。
FRB很神秘。它们是短暂的无线电波爆发，持续时间只有几毫秒，但在这短暂的时间里，它们能释放出相当于我们的太阳30年的能量。没有人得知是什么形成了它们；人们常常目睹它们在宇宙中随机爆炸。有时，他们乃至被视为重复。磁星是极具磁性的中子星，是首要的怀疑对象。
破纪录的爆发是由澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)探测到的，该阵列由36个射电碟形天线组成。ASKAP精确定位了爆发的位置，编目为FRB 20220610A，然后允许智利的甚大望远镜跟踪并确定源是一个由两三个碰撞星系组成的操控系统，我们目睹它们是80亿年前的。
由于FRB 20220610A必须穿越这么多的空间才能到达我们这里，它遇到了许多日常在星系间空间的流氓电子。电子窃取了一些无线电波的能量(取决于波长),导致无线电通讯稍微分散。FRB的通讯越分散，经由的电子就越多。所以，色散的测量可以告诉我们隐藏的原子物质，否则无法测试。
澳大利亚Swinburne大学的Ryan Shannon在一份告示中说:“尽管我们依然不得知是什么导致了这些大规模的能量爆发，但这篇论文证实了高效无线电爆发是宇宙中的普遍事情，我们将能够运用它们来测试星系之间的物质，并更好地知晓宇宙的结构。”
5.21厘米线的最远测试

印度浦那的巨型微波射电望远镜。(图片来源:uux.cn/美国全国射电天体物理学中心)
与中性氢气有关的最遥远的无线电发射探测是在2023年做到的，察觉了来自一个星系的无线电波，我们觉得它在88亿年前就存在于宇宙中。
21厘米线，或21厘米线，是全部射电天文学中最基础的波长。它被用来探究星系和全部宇宙中氢气的分布。射电望远镜定期观测我们银河系和现代宇宙中其他星系的21厘米线。但是，遥远宇宙中的星系通常太暗，在这个波长下无法被探测到。
但是有一个星系，编目为SDSSJ0826+5630(这个名字意味着它是新墨西哥州阿帕奇角天文台斯隆数字巡天的一若干察觉的，其他数字是它的坐标)，具有长处。它的光，含有它的无线电发射，被一个介入的引力透镜放大了——这是一个巨大的物体引发的空间扭曲，在这种状况下是一个巨大的星系，位于前景中。
印度科学探究所的Nirupam Roy在一份告示中说:“这有效地将通讯放大了30倍，使望远镜能够捕捉到它。”
这个透镜化的21厘米无线电通讯是由印度的巨型Metrewave射电望远镜探测到的。含有罗伊在内的天文学家能够依据21厘米通讯的强度推断出SDSSJ0826+5630中的气体量。他们得出结论，SDSSJ0826+5630以中性氢气的形式包含的品质是恒星的两倍。
6.独创号以创纪录的速度研究

美国全国航空航天局的独创号火星直升机，由该机构的毅力漫游者于2023年4月16日取景。火星车使用Mastcam-Z仪器取景了这张增强的彩色图像。(图片鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局/JPL-加州理工/亚利桑那州立大学/MSSS)
由于是火星上唯一的直升机，美国全国航空航天局的独创号直升机只有自己的记录要打破，但它持续打破它们是对过去和如今依然是一个真正的评测性任务的长寿的证明。
9月16日,“独创号”开展了第59次飞行，这是迄今为止飞行时间最长的一次，在一个地点上空盘旋了142.59秒。然后，它在10月19日的第63次飞行中匹配了这一持续时间，在此期间，它还飞越了陆地579米(1901英尺)，这是它在一次飞行中覆盖的第三大距离(最远飞行记录是2022年4月19日的704米/2310英尺)。
自2021年2月与毅力号火星车一起抵达火星以来，截至12月17日，独创性已然飞行了67次。它在火星空气中总共停留了121.1分钟，已然飞行了15.3公里(9.5英里)，在空中高达24米(78.7英尺)。
7.美国全国航空航天局证实了有记录以来最热的夏天

一张红色、黄色和橙色阴影的地图，描绘了与1951年至1980年的基线平均值相比，2023年气象夏季的全球温度异常。(图片来源:uux.cn/美国全国航空航天局地球天文台/劳伦·多芬)
并非所有的记录都是受欢迎的成就。
美国全国航空航天局的戈达德太空探究所(GISS)证实，自1880年有温度记录以来，2023年的北半球夏季历程了最温馨的夏天，这是人类导致的全球变暖加上厄尔尼诺效应的结局，厄尔尼诺效应有助于提升海水温度。
GISS的科学家经由将全球气温与1950年至1980年间的夏季平均气温开展对比。他们察觉，六月、七月和八月的总气温比1950年至1980年的平均气温高0.23摄氏度(0.41华氏度)。仅8月份就比往年高1.2摄氏度(2.2华氏度)。这听起来或许不多，但减缓气候转变的奋斗依赖于将全球变暖维持在比工业化前平均水平高1.5摄氏度以下。
“2023年夏天创纪录的温度不只仅是一组数字——它们会导致现实全球的后果，”美国全国航空航天局治理员比尔·纳尔逊在一份告示中说。这些后果含有在加拿大、希腊和夏威夷等全国发生的巨大野火，以及席卷欧洲大陆、日本、南美和美国的致命热浪。
“不幸的是，气候转变正发生，”GISS主任、气候科学家加文·施米特说。“我们说过会发生的事情正发生，假如我们持续向大气中排放二氧化碳和其他温室气体，状况会变得更糟。”
8.南极海冰创历史新低

南极洲周围海冰数量的季节性转变。(图片鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局)
2023年有更多令人沮丧的气候讯息，美国全国航空航天局和科罗拉多大学博尔德分校的全国冰雪资料中心(NSIDC)的联合探究察觉，南极水域的海冰数量创下历史新低。另外，在北极，状况也好不到哪里去。科学家察觉它展示了有记录以来第六低的海冰测量值。
海冰范围被定义为海冰覆盖比例至少为15%的海洋区域。
科学家运用卫星资料跟踪两个半球极地区域的海冰，察觉9月10日南极海冰仅覆盖了1696万平方公里(650万平方英里)，是有史以来最低的。上一次低点出如今1986年，当时海冰覆盖面积比新近资料高出103万平方公里(39.8万平方英里)。
在北极，海冰乃至更少(尽管不是创纪录的低水平)，9月19日，冰冻水域压缩到只有423万平方公里(163万平方英里)。这比1981年至2010年期间的平均水平少了199万平方公里(77万平方英里)。
“这是南极海冰面积创纪录的新低，”NSICD的沃尔特·梅尔在一份告示中说。"与任何一个区域相比，差不多全部大陆的海冰增长都很低."
海冰的消失是人类引发的全球变暖导致温度上升的结局，这一过程或许会迅速陷入恶性循环。冰能有效地将太阳能反射回太空，所以冰越少，反射出去的太阳能就越少。反过来，地球变暖。另外，冰越少，暴露在外的深色海洋若干就越多，这样可以更有效地吸收太阳能。这最后会提升海洋温度，导致海冰缩减——等等。
9.宇航员打破在太空停留时间的美国全国航空航天局记录

弗兰克·卢比奥在海外空间站的圆顶舱。(图片鸣谢:uux.cn/前方)
美国全国航空航天局宇航员Frank Rubio无意中在2023年创造了历史，变成第一个在海外空间站度过一整年的美国人。卢比奥与宇航员谢尔盖·普罗科普耶夫和德米特里·彼得林一起发射升空，加入远征67队。这三人打算在六个月后返回地球，但是他们的联盟号太空舱发生冷却剂泄漏，这意味着他们不得不在海外空间站呆上一年多。三人最后返回地球，在太空度过371天后，于2023年9月27日在哈萨克斯坦着陆。
卢比奥打破了美国全国航空航天局宇航员马克·范德黑在2021-2022年(在太空停留355天)和斯科特·凯利在2015-16年(在太空停留340天)创下的纪录。但是，卢比奥距离全球纪录维持者——已故宇航员瓦列里·波利亚科夫还有一段距离，他在1994年至1995年间在俄罗斯和平号空间站度过了437天。
10.这颗白矮星是星际速度恶魔

一颗失控的恒星从密集的星团中被喷射出来的插图。(图片鸣谢:uux.cn/tomo hide Wada/四维数字宇宙打算(4D2U)，NAOJ)/Science/AAAS)
本年7月，天文学家认真探究了欧洲航天局(European Space Agency)的盖亚卫星(Gaia satellite)收集的恒星运动资料，揭示了有史以来最快的逃逸恒星在我们的星系中加速飞行。
察觉了六颗新的超高速恒星，其中两颗——编目为J0927-6335和j 1235-3752——是迄今为止见过的速度最快的恒星，分别以每秒2285公里(510万英里/小时)和每秒1694公里(380万英里/小时)的速度穿越太空。具体来说，J0927-6335可以在一小时内绕地球694圈——也就是说，没有克里斯托弗·里维斯的《超人》那么快，但依然相当快。
恒星是白矮星，它是相似太阳的恒星的核心，已然停止了内在的融合反应，外层已然爆裂，并且已然过期。天文学家怀疑白矮星曾经归于双星操控系统，白矮星的伴星在一次灾难性的超新星爆炸中爆炸，给了白矮星一个强大的打击。
“这些恒星相当尤其，由于它们比银河系中的普通恒星管理得快得多，”哈佛-史密森天体物理中心的卡里姆·艾尔-巴德里告诉Space.com。"由于它们比星系逃逸速度快，它们不久就会被发射到星系际空间."
11.迄今为止探测到的最古老的超大品质黑洞

艺术家对超大品质黑洞驱动的类星体的印象(图片来源:uux.cn/ESO/M. Kornmesser)
身为有史以来最昂贵的望远镜，詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)常常打破新的天文记录，其中一个突出的察觉是宇宙中已知存在的最遥远的超大品质黑洞。
JWST在一个名为CEERS 1019的星系中察觉了黑洞，我们觉得它存在于大约133亿年前(宇宙大爆炸后仅5.7亿年)。黑洞的品质大约是太阳品质的900万倍，或者说大约是我们银河系中心超大品质黑洞的两倍。
CEERS代表宇宙演化早期亮相科学，是一个探究项目，旨在运用JWST的力量，确认宇宙中最遥远的星系。CEERS团队也在探究更遥远星系中的其他几个候选黑洞，但尚未得到测试。这些超大品质黑洞是如何形成并如此高效增长的，这是一个谜。黑洞之所以可见，是由于它们正贪婪地从周围明亮的热气盘中进食。
在CEERS 1019的状况下，该星系看起来形状不规则，有三个明亮的团块，或许是由于两个或更多星系的融合导致众多物质被送往黑洞而形成的畸形。
“星系合并或许是助长这个星系黑洞促销的若干缘由，这也或许导致更多的恒星形成，”罗切斯特理工学院的Jeyhan Kartaltepe在一份告示中说。
但是，假如它的确是身为一个小的恒星品质的黑洞着手生命的话，似乎没有足够的时间让黑洞增长到900万个太阳品质。相反，科学家们推断，黑洞一定是以一颗大种子的形式着手生命的，或许它本身的品质是我们太阳的数万倍。这个潜在的种子或许是由一团巨大气体的直接引力坍缩形成的。当下这只是一个有一些间接证据的理论，但是JWST的观察让我们更接近一些答案。
12.行星还是失利的恒星？JWST察觉最小的褐矮星

这幅图像显示了褐矮星ISO-Oph 102，或Rho-Oph 102，位于Rho蛇夫座恒星形成区。它的位置用十字准线标出。这幅可见光图像是由数字化巡天2号的若干图像生成的。图片亮相于2012年11月30日。(图片鸣谢:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/数字化巡天2。鸣谢:uux.cn/大卫·德·马丁)
并不是每个新的天文记录都必须是最大的或者最遥远的。在天平的另一端，JWST察觉了迄今为止察觉的最小的褐矮星，它的品质只有木星的三到四倍，与一些行星的大小一样。
天文学家运用JWST在星团IC 348中察觉了棕矮星，以及其他品质不到木星八倍的棕矮星。IC 348在一千光年之外的英仙座分子云中被察觉。
“你会在每本天文学教科书中察觉一个基础难题，最小的恒星是什么？这就是我们试图回答的难题，”宾夕法尼亚州立大学的凯文·卢曼在一份告示中说。卢曼是一篇刻画褐矮星察觉的论文的第一作者，这篇论文发表在12月13日的《天文杂志》上。
棕矮星通常被称为失利的恒星，由于它们像恒星一样经由气体星云直接聚结而形成，但它们的体积较小，这意味着它们没有足够的品质来形成氢核聚变所需的核心温度——这是恒星的显著特征。(可是，有些棕矮星的确在短时间内顺利融合了氘。)
这颗破纪录的棕矮星不或许是在被喷射之前形成于恒星周围圆盘中的流氓行星，由于它(和IC 348本身)只有大约500万年的历史。针对一颗气态巨行星来说，没有足够的时间以传统方式在恒星周围形成，然后被喷射到深空。
13.汤加火山引发了有史以来最强烈的闪电风暴

(图片来源:uux.cn/AGU/范·伊顿等人(2023)/地球物理探究快报)
2023年夏天的一项新探究察觉，2022年1月15日Hunga Tonga-Hunga Ha'apai火山的爆发在一场持续11个小时的超级雷暴中形成了创纪录数量的闪电，跨越了一个宽度为240公里(150英里)的巨大区域。
这座火山于2021年12月首次变得活跃，但一个月后的爆发变成头条资讯。它形成了有史以来最强大的大气爆炸，更不寻常的是，喷发源，火山的破火山口，位于水下150米(500英尺)。
这次喷发每秒钟喷出50亿公斤的物质，助长了高达58公里(36英里)的羽流。
美国地质调研局的亚历克莎·范·伊顿在接纳《Space.com》访谈时说:“羽流的高度和喷发速度在理论上是有限制的，而洪加汤加的喷发打破了所有这些限制。”。
当羽状物在海面上空变平时，它形成了一个巨大的圆顶状云。并且，当溢出的羽状物质落到云上时，它导致压力波以同心圆的形式研究开来。正是在这些波纹中，充满了火山爆发的水下带电冰晶和电离火山灰，人们观察到了闪电——峰值时每分钟2600次闪光，11个小时内总共有192000次闪光。
范·伊顿归纳了这一新的闪电记录是多么的极端，他说:“我们过去从未见过如此高的闪电速度和如此高的海拔。”