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国家天文台召开AIMS望远镜研制总结暨未来科学规划研讨会
10月17日，中国科学院国家天文台举办AIMS望远镜研制总结暨未来科学规划研讨会，此次会议以国家重大科研仪器研制项目“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”（简称AIMS望远镜）通过结题验收为契机，旨在系统总结项目成果，并规划AIMS未来科学方向。除参与AIMS研制的相关专家学者外，会议还邀请了太阳物理、空间物理、空间天气等领域的专家学者，共同探讨AIMS望远镜的科学潜力与前景研究。 AIMS望远镜作为全球首台中红外波段太阳磁场专用观测设备，自2015年启动研制以来，实现了多项关键技术突破：太阳磁场直接测量方法的突破，通过12.3微米中红外波段观测，利用超窄带傅立叶光谱仪直接测量塞曼裂距，将磁场测量精度提升至优于10高斯量级，解决了太阳磁场测量百年历史中的一个瓶颈问题。核心部件全面国产化，望远镜采用离轴光学系统设计，红外光谱和成像终端（含探测器芯片）及真空制冷系统等全部部件均为国产，体现了我国天文仪器的自主创新能力。首次实现中红外波段太阳光谱和成像的常规观测，调试及试观测期间，AIMS已成功获取多个中红外波段的太阳耀斑数据，为揭示太阳剧烈爆发中物质与能量转移机制、研究磁能积累与释放提供了新数据支持。 本次研讨会聚焦三大方向，内容紧扣科研实际需求。AIMS课题负责人邓元勇研究员、技术负责人王东光研究员分别回顾总结了AIMS从选题立项、方案设计、选址青海冷湖赛什腾山（海拔4000米）到技术攻关的研制历程，分享调试阶段解决杂散光干扰、探测器稳定性等难题的经验。相关科研人员介绍了AIMS目前科学数据的采集和积累情况：探讨如何利用AIMS数据，优化太阳磁场演化物理图像等课题，并推动与国内外太阳物理团队的协作研究。会议还探讨了AIMS科学研究的未来规划，针对AIMS仪器、数据特色，提出中红外波段观测与多波段联测的协同方案，进一步探索太阳磁场的未解之谜。 AIMS望远镜的建成不仅填补了国际中红外太阳磁场观测的空白，也为后续大型天文设备在高海拔地区的建设提供了重要参考。此次研讨会的召开，标志着AIMS望远镜从建设阶段正式转入科学产出阶段，其观测数据有望为我国太阳未来前沿研究、太阳活动空间天气预报提供重要支撑。会议现场AIMS望远镜团队合影
2025-10-20
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嫦娥六号揭示月表及次表层水的分布特征
目前认为月球水（OH/H2O）的来源主要有三种可能：太阳风氢离子注入、彗星或陨石撞击引入以及月球原生（内部）水。其中太阳风氢离子注入是月表水的重要来源，但太阳风驱动月表水形成与分布的机制和演化过程，尤其是月表以下的次表层水分布特征，仍然缺乏直接观测。 北京时间2025年9月22日，《自然·天文》 (Nature Astronomy) 在线发布我国嫦娥六号的一项重要研究成果。中国科学院国家天文台李春来研究员和刘建军研究员领导的团队，与中国科学院上海技术物理研究所和夏威夷大学等单位合作，利用嫦娥六号就位光谱探测数据，首次揭示了月表及次表层水含量及分布特征。 研究发现嫦娥六号着陆区月表水含量大约是嫦娥五号着陆区的两倍，着陆器发动机羽流在下降过程中扰动了月表以下毫米至厘米级深度（次表层）的细粒风化层，并使其在着陆区附近重新分布。次表层细粒风化层重新分布后，展现出独特的温度和水含量分布特征：着陆区数米范围内不同位置的温差约30K，距着陆点近的区域温度高水含量低，距着陆点远的区域温度低水含量高；次表层平均水含量为~76 ppm，低于月表水含量（~105 ppm）；同时观测到月表水含量随地方时的变化而变化，越接近中午水含量越低。上述观测结果揭示了月表及次表层水含量与物质成分、粒径大小、深度以及地方时有关，强化了太阳风和撞击翻耕作用在月表水的形成及演化过程中的重要作用，也为月表水资源利用提供了新的视角。 嫦娥六号在月面开展光谱探测过程中，研究团队提出在着陆区由近及远选取若干受着陆器羽流影响程度不同的区域，并在不同地方时对这些区域进行多次光谱探测（图1a和1b）。经过地面数据处理和水含量计算，发现嫦娥六号就位光谱数据存在很有意思的现象：一是光谱可明显分为两组，第一组在波长＞2μm光谱范围内受到显著的热效应影响，表明该组月壤温度较高（~340-360K），另一组没有受到明显的热效应影响，表明该组月壤温度较低（低于330K），两组月壤光谱温度相差~30K（图1c）。二是具有高温且低水含量的月壤光谱分布在着陆器附近，而具有低温且高水含量的月壤光谱则分布在远离着陆器的位置（图2a和2b）。在距着陆器＜5米的探测区域内，月表温度为何会有如此大的变化？水含量分布为何与温度和距着陆器距离有关？图1：嫦娥六号就位探测的地形特征和就位光谱数据获取图2：嫦娥六号就位光谱数据反演的月表温度和水含量分布特征 研究团队经过分析研究提出了一种月面双层水含量分布模型来解释上述现象。由于月球无大气，其表面细粒风化层具有很好的绝热性，使得月表以下的次表层存在明显的热梯度，即从表面至~1cm深度，月壤温度会下降~30-50K。此外，细粒月壤较粗粒月壤具有更高的面积体积比，因而太阳风注入形成水的效率更高，使细粒月壤具有更高的水含量。着陆器在下降过程中，羽流首先侵蚀着陆区最上层的细粒成熟月壤，并向各个方向吹扫，在着陆区形成中心侵蚀区和四周沉积区。随着着陆器不断下降，羽流会继续从更深的次表层（~1cm）吹出细粒月壤（图3a-c）。 当着陆器距月表较高时，中心侵蚀区（区域I）被吹走的表层和次表层具有低温且高水含量的细粒月壤沿月表低速移动，这些颗粒更多地沉积在距着陆点较近的下坡沉积区（区域II），如0009、0010、0012和0015。此时沉积区热的表层月壤与羽流吹扫过来较冷且高水含量的次表层细粒月壤混合，导致该沉积区具有低温高水含量的特点。当着陆器高度继续降低时，羽流会对侵蚀区释放更多的压力，吹走侵蚀区相对更深和更冷的次表层细粒月壤，使它们更多地沉积在距着陆器更远的下坡沉积区（区域III），如0008和0021。此时该沉积区热的表层月壤与侵蚀区吹过来的更深更冷的次表层细粒月壤混合，导致该沉积区相对中心侵蚀区具有更低的温度和相对较高的水含量。值得注意的是，更远沉积区域III的水含量明显低于较近的沉积区域II，表明月球次表层存在水，但低于最上层月表的水含量（图3d）。图3：着陆器羽流在下降过程中暴露月表以下毫米至厘米级深度（次表层）细粒风化层过程的示意图。 这项研究建立了月表及次表层细粒风化层的双层水含量分布模型，提出了月表及次表层的细粒风化层可能是月球水资源利用的重要目标。中国科学院国家天文台的刘斌高级工程师、曾兴国高级工程师和中国科学院上海技术物理研究所的徐睿副研究员为该论文的共同第一作者，刘建军研究员和李春来研究员为论文的通讯作者。 文章链接：https://www.nature.com/articles/s41550-025-02668-7
2025-09-22
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国家重大科研仪器研制项目（部门推荐）“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”结题验收会在北京召开
2025年9月3-6日，国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）数理科学部组织专家在北京和青海冷湖，对中国科学院国家天文台邓元勇研究员主持的国家重大科研仪器研制项目（部门推荐）“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”进行了结题验收。自然科学基金委党组成员、副主任江松，中国科学院科技基础能力局局长卢方军，中国科学院国家天文台党委书记汪洪岩等出席会议。自然科学基金委数理科学部副主任倪培根主持开幕式，专家组组长、中国科学院云南天文台韩占文研究员主持验收会议。 江松在致辞中指出，国家重大科研仪器研制项目面向世界科学前沿和国家重大需求，以科学目标为导向，对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器及核心部件的研制进行资助，在基础研究领域发挥了巨大作用。本项目克服了重重困难走到今天，得到了中国科学院和依托单位的高度重视与支持。验收不仅是一个阶段性工作的总结，更是新的起点。希望各位专家按照项目计划书所列指标严格把关，高质量完成仪器验收工作；同时，希望该仪器作为天文领域的重要利器，能够支撑更多重大科学发现，做出更多原创性成果。卢方军局长表示，项目团队敢于挑战，在高海拔、艰苦的环境下坚持不懈，完成仪器设备的研制，充分体现了科学家精神。 汪洪岩代表项目依托单位承诺，将做好设备的后续运行维护与数据开放共享，力争产出一批具有国际影响力的重要成果。 验收专家组审阅了项目结题材料，听取了项目负责人邓元勇的项目完成情况汇报，监理组的监理汇报，以及各验收组的技术测试、档案审查和财务验收汇报。经质询和讨论，专家组一致认为项目组完成了项目计划规定的全部研制工作，技术指标达到或优于任务要求，建议该项目通过结题验收。 自然科学基金委办公室（科研诚信建设办公室）、计划与政策局、财务局以及数理科学部相关部门工作人员，项目推荐部门中国科学院，依托单位中国科学院国家天文台和合作单位上海技术物理研究所、西安光学精密机械研究所等相关人员参加会议。 （国家自然科学基金委数学物理科学部颜景志、何成供稿） 国家自然科学基金委新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/T2E_bofTOKsE5QVdns7ofA
2025-09-09
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星辉映初心 笃行致苍穹—国家天文台举办2025年毕业典礼暨学位授予仪式
6月26日，国家天文台2025年毕业典礼暨学位授予仪式在台多功能厅举行。 中国科学院院士、国家天文台学位委员会主席武向平，中国科学院院士汪景琇，国家天文台党委书记汪洪岩，台长、党委副书记刘继峰，纪委书记欧云，与62位毕业生代表、30余位导师及学位委员代表，60余位毕业生家属代表，及北京大学天文系，清华大学物理系和天文系，北京师范大学天文系，中山大学物理与天文学院，高能物理研究所，北京天文馆等兄弟单位的特邀嘉宾共同见证了86位毕业生的庄严时刻。百余人通过线上方式观看了典礼活动。典礼由欧云主持。 刘继峰代表国家天文台向顺利完成学业的毕业生表示祝贺，向毕业生的导师和亲友表示感谢。他对所有毕业生寄语：“仰望星空，心怀远志；脚下有根，路才会长；无论在哪里，你们都很重要”。他希望同学们无论继续从事天文科研，都要以奋斗者的姿态，不惧挑战、不畏平凡，在追求梦想的道路上不断前行。”刘继峰台长致辞欧云书记主持 博士毕业生代表崔翔翰、硕士毕业生代表管威和本科毕业生代表赖羿丞同学依次发表了毕业感言，回顾了他们在中国科学院大学和国家天文台的宝贵学习经历，，分享了同学之间、师生之间的友谊和情谊，感谢国家天文台为大家提供的一流的科研平台、良好的科研和人文环境，积累了人生的宝贵财富。他们表示作为国家天文台的毕业生，未来他们将是面向公众、面向国家的科学思想传播者，也是推动祖国天文事业和时代发展的建设者。 国家天文台优秀校友、中山大学物理与天文学院教授、中国空间站工程巡天望远镜粤港澳大湾区科学中心主任林伟鹏教授分享了他在天文研究和教学岗位上深耕25年的宝贵经验和感悟，他希望同学们首先要坚守初心，勇敢迈出第一步。其次要脚踏实地，认真扎实地做事。第三要谦逊好学，保持学习的态度。第四要与人为善，培养团队合作精神。第五要充满活力，保持对生活的热爱。无论是否继续从事天文学研究，都要继续仰望星空，保持对宇宙奥秘的好奇之心！ 国家天文台韩金林研究员作为导师代表发表了精彩而感人的发言，表达了导师们对即将走上社会的学子们的嘱咐与期望。国家天文台优秀校友、北京大学物理学院天文系主任张华伟教授作为兄弟单位领导代表致辞，感谢国家天文台为中国天文事业输送了大批优秀人才，并对同学们表达了殷殷祝福。 汪洪岩为获得2025年度北京市优秀毕业生、中国科学院大学优秀毕业生的陈智威、崔翔翰、杨宗霖三位同学以及本科优秀毕业生赖羿丞同学颁发了获奖证书。 国家天文台学位委员会主席、中国科学院院士武向平研究员宣读了学位授予决定，武院士向获得学位的86名同学表示热烈的祝贺，向悉心指导和辛勤付出的导师们表示衷心的感谢和敬意。 台学位委员会委员为毕业生们扶正流苏，完成学位授予的庄严时刻。同学们分组依次走上主席台，接受师长们的拨穗，体会到获得学位的喜悦与收获。现场响起热烈的掌声。特别是不远千里来参加毕业典礼的亲友们，更是深感欣慰、与有荣焉。 毕业典礼在毕业生歌曲联唱中落下帷幕。
2025-07-22
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嫦娥六号月球背面岩石揭示月球内部“异常贫瘠”之谜
2025年7月9日，国际学术期刊《自然》正式发表了中国嫦娥六号（CE6）月球背面采样任务的又一重大科学成果。这项研究由中国科学院国家天文台和中国科学院地质与地球物理研究所共同完成。科研团队对嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地（SPA）带回的玄武岩样品进行了深入分析，揭示了月球背面月幔深部物质的“超亏损”特征，并提出了其成因的两种可能模型，为全面了解月球早期的壳-幔演化历史提供了关键信息。 月球正反面为何大不同？背面样本是解谜钥匙 月球的正面和背面差异巨大，正面相对平坦，有广阔的玄武岩平原；背面则高地遍布，月海稀少，月壳也更厚。科学家提出了很多理论来解释这种“二分性”，比如月球形成早期岩浆洋（LMO）冷却结晶不均匀、月幔内部物质对流不对称，正背面巨型撞击作用的差异等等。然而，过去所有的月球采样任务都只在月球正面进行，月球背面样本的缺乏使得背面深部月幔特征一直是未解之谜。2024 年 6 月 25 日，嫦娥六号任务成功实现了人类首次月球背面采样，从SPA盆地内月海区域带回了珍贵的月球背面样本。这为研究月球背面的深部月幔物质打开了一扇前所未有的窗口。 嫦娥六号玄武岩揭示“超亏损”月幔 研究团队对CE6返回样品中距今约28亿年的玄武岩屑进行了详细分析，包括观察岩石结构、矿物成分和特殊的“化学指纹”（Sr-Nd同位素，图1）分析。结果发现，形成这些玄武岩的“初始原料”—即月球内部的深处物质（称为月幔源区），其状态极其“贫瘠”，科学上称为超亏损。这意味着它非常缺乏那些容易熔融、随岩浆上涌的元素（即不相容元素）。 图1：月球玄武岩的月幔源区Rb-Sr(a)和Sm-Nd(b)同位素演化模型。CE-6玄武岩源区亏损的Nd同位素组成可能通过以下两种方式产生的：（i）继承自亏损的原始月幔；（ii）后期熔体抽取造成的亏损。 两种模型解释“超亏损”成因，指向月球演化关键谜题 为了解释这种极端的“超亏损”特性是如何形成的，研究团队提出了两种可能的模型： 1.“先天贫瘠”：在月球形成初期，整个月球是一个巨大的岩浆海洋。这个岩浆海洋在冷却结晶时，重的矿物（如橄榄石、辉石）沉到底部，形成下月幔；轻的矿物（如长石）浮到顶部形成月壳。在这个过程中，不容易进入早期结晶矿物的元素被带走了（不相容元素），留下深部的残余物质本身就非常“贫瘠”（亏损不相容元素）。这些深部的残余物质，只需要小比例的部分熔融（1%-1.5%）和较高的分离结晶作用（66%-75%）就可以形成嫦娥六号玄武岩浆。 重要意义：如果这一模型成立，意味着CE-6玄武岩可能就来自这种深部、未受后期事件显著扰动的、由岩浆洋直接结晶形成的超亏损月幔。这种超亏损状态是月球形成初期就“天生”的。月球正背面深部的月幔物质，在最初的岩浆洋形成时可能是相似的、对称的。我们目前看到的月球正背面的显著差异，可能只是后期月质作用改造结果的“表面现象”。 2.“后天改造”：月球背面经历了巨大的SPA撞击事件，后期强烈的火山活动影响并改造了相对浅部的月幔区域，相当于做了一次“大抽血”—大量岩浆（熔体）被抽取出来并喷发到表面或侵入到地壳中（图2）。 被抽走岩浆后剩下的月幔物质，其不相容元素几乎被榨干了，变得极度“贫瘠”，形成了超亏损状态。这种被改造过的月幔，只需要经过更小比例的部分熔融（7‰-1.0%）和更低程度的分离结晶作用（0-40%）就可以形成嫦娥六号玄武岩浆。 重要意义：如果该模型成立，表明SPA盆地形成时的巨型撞击事件，不仅重新塑造了月球的表面形态，还深刻影响了月球内部的物质组成，造成挥发性元素丢失以及同位素分馏。这为理解太阳系内其它类地天体的早期壳-幔分异演化提供了新的思路，巨型撞击作用不仅仅能重新塑造其表面形貌，也可能时行星内部物质演化的重要推手。 图2：南极-艾特肯（SPA）撞击对深部月幔的影响及随后CE-6玄武岩的形成模型。a，约43.3亿年前SPA盆地形成。流体力学模拟表明，月球内部约250千米的上层发生了熔融，撞击熔体在SPA底部聚集，形成约50千米厚的熔岩席。b，约28亿年前CE-6玄武岩喷发。Rheological barrier代表岩石圈底部。SPA内绝热的巨厚月壤/月壳的移除可能会导致更快的冷却速率以及更深的流变屏障。CE-6玄武岩的月幔源区可能经历了熔体提取，也有可能未受影响。 中国科学院国家天文台周琴副研究员为该论文第一作者，国家天文台李春来研究员和地质与地球物理研究所吴福元院士、杨蔚研究员为论文共同通讯作者。研究团队强调，无论嫦娥六号玄武岩源区是月球最初形成的“先天状态”，还是后期巨型撞击作用的“改造结果”，SPA盆地下方发现的这种“超亏损”月幔，都是人类首次直接获取月球背面深部物质特性的关键证据，为我们了解月球早期内部如何分层、冷却和演化提供了独一无二的信息，是揭开月球正背面巨大差异之谜的关键一步。 月球背面影像图（制图：李春来、刘建军、杨蔚、地面应用系统、国家天文台）
2025-07-10
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天关卫星发现新型暂现X射线天体并揭示与超新星的神秘关联
近日，中国科学院主导的国际合作空间科学卫星“天关”（Einstein Probe，EP）取得重要突破，成功捕捉到编号为EP240414a的一个转瞬即逝的宇宙X射线信号，为揭示恒星死亡过程提供了全新视角。研究成果于2025年6月26日发表在国际科学期刊《自然·天文》。EP240414a艺术想象图（Credit : OPENVERSE/EPSC） EP240414a源自约40亿光年外的一个大质量恒星的塌缩式终结，巨大的能量释放产生的瞬时辐射爆发仅持续约150秒，却蕴含了恒星核心塌缩与能量释放的重要信息。出乎意料的是，这次大质量恒星塌缩，并没有产生以往天文学家通常所观测到的、更高能的伽马射线暴，而是发出了频率低得多的软X射线辐射。因此，只有在软 X 射线波段同时具有大视场和高灵敏度的天关卫星能够独家捕获EP240414a。 研究团队通过X射线、光学和射电等多波段联合观测，确认EP240414a后期演化为Ic宽吸收线型超新星SN 2024gsa，并首次揭示此类超新星中存在弱相对论喷流——类似伽马射线暴中的、聚束于一个小角度以接近光速运动的物质外流，但速度和辐射强度低于伽马暴。借助天关卫星的大视场和高灵敏度，科研人员得以在爆发最初阶段捕获由喷流驱动的微弱X射线信号，对喷流与环境物质相互作用的动力学演化进行精准跟踪，为深入理解喷流形成及超新星的爆发机制提供了关键观测依据。 对此类暗弱的相对论喷流的观测，填补了对介于传统伽马射线暴与普通超新星这两类常见的天体爆发之间新现象的研究空白，提供了对恒星死亡过程的全息认识。该爆发事件发生在其宿主星系外围，提示了EP240414a可能属于一类尚未被系统研究的由沃尔夫－拉叶星（大质量恒星演化的晚期阶段）爆炸所导致的短暂X射线爆发。 “这类快速X射线暂现天体犹如宇宙中转瞬即逝的烟火，其短暂的存在时间（通常仅持续数百秒）使得探测和研究工作极具挑战性。”论文第一通讯作者北京师范大学高鹤教授表示，“这就像发现了一类‘温和版伽马射线暴’，它们可能比我们想象的更普遍，过去由于缺乏大视场X射线监测设备，这类事件长期未被系统观测到。" “这项激动人心的研究代表了天关卫星上天后发现的第一颗与超新星成协的X射线爆发事件，开启了通过宽场X射线巡天发现超新星的全新时代。天关的观测将为超新星高能辐射以及大质量恒星演化研究提供全新的机遇。” 论文共同通讯作者清华大学王晓锋教授表示，“这些研究工作离不开来自国际团队的合作”。 作为中国首个宽场X 射线巡天卫星，天关卫星于2024年1月9日在西昌发射场升空，主要任务是监测和发现宇宙中的暂现天体。此次成果得益于天关卫星革命性的微孔龙虾眼X射线聚焦成像技术，使得卫星在具有大的观测视野的同时，也具有高出国际上同类设备 1-2 个数量级的探测灵敏度和定位精度。其视场可同时覆盖整个天空的十一分之一，相当于约1.8万个满月大小区域。正是这种看得更远、更暗弱的大视场监视能力，使得天关可以捕捉到这类转瞬即逝的暗弱宇宙X射线信号。 “EP240414a这一成果展现了天关卫星发现新天体和现象的能力，预期天关将获得更多关于极端宇宙的新发现。”EP首席科学家，论文共同通讯作者，中国科学院国家天文台研究员袁为民说。 本项研究由中国科学院国家天文台、北京师范大学、华中师范大学、清华大学和美国内华达大学等多家科研机构联合完成，特别是得到了美国加州伯克利大学Filippenko教授团队的大力支持。论文第一作者为国家天文台孙惠副研究员、李文雄研究员和华中师范大学刘良端副研究员；共同通讯作者包括北京师范大学高鹤教授、清华大学王晓锋教授、国家天文台袁为民研究员及美国内华达大学拉斯维加斯分校张冰教授。 论文信息： A fast X-ray transient from a weak relativistic jet associated with a type Ic-BL supernova by Sun et al. 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41550-025-02571-1峰值能量与各向同性能量关系图（Amati关系）。EP240414a相较于经典伽马射线暴及部分低光度伽马暴呈现显著偏离特征。 超新星SN 2024gsa光学波段光度演化图，其爆发后20天的凯克望远镜光谱观测证实该源为宽线Ic型超新星。
2025-06-26
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中国科学家发现罕见掩食脉冲星
北京时间2025年5月23日，国际学术期刊《科学》在线发表中国科学家一项最新研究成果。中国科学院国家天文台韩金林研究员带领团队利用中国天眼FAST发现了一个罕见的毫秒脉冲星，与伴星以3.6小时的周期相互绕转，且有六分之一的时间被伴星遮挡（即掩食，犹如日食或月食）。这一发现对恒星演化理论、致密星吸积物理和双星并合引力波源研究具有重要意义。 天文学家对于单个恒星如何演化已有相对清晰的认识。但在浩瀚的银河系中，大多数恒星都是成对出现，以双星系统的形式共同演化，过去几十年里，双星系统如何交互和演化一直是天文学领域的前沿难题。 恒星演化理论认为，质量越大的恒星演化速度越快。在双星系统中，较大质量的恒星一般会率先演化，最后塌缩成密度极高的致密星，比如中子星或黑洞。在这个阶段，较小质量的伴星应该会继续演化。但这颗伴星在演化时，物质会被致密星吸积，伴星会因为质量流失而体积膨胀，甚至膨胀到把致密星揽入怀中，一起在公共的氢元素包层中演化约1千年。 在这个过程中，具有强引力的致密星一方面贪婪吸积伴星的物质，使其自转加快。另外一方面，致密星与伴星相互绕转的过程中，把公共的氢包层全部吹散，留下伴星中心燃烧的内核。这时的伴星主要靠燃烧的氦元素发光，温度有几万度。 千年之后，经历这一过程的双星最终留下快速自转的致密星与高温氦星，在非常紧密的轨道上相互绕转。然而，这类特殊的双星系统在宇宙中存活时间仅约一千万年，对于138亿年的宇宙而言，如同夜空中稍纵即逝的流星。 根据该团队所做的模拟分析，银河系千亿颗恒星中，这样的系统在银河系中仅有几十个。因此，它们极为罕见，且难以观测。所以，天文学家推断的双星系统共公包层演化的理论也长期缺乏直接观测证据的支持。 中国天眼FAST的灵敏度极高，是发现脉冲星的利器，对观察处于极短周期轨道上的脉冲星更为敏锐。2020年5月，韩金林研究员团队利用FAST对银河系进行脉冲星深度搜索时，发现了一颗自转周期为10.55毫秒的毫秒脉冲星PSR J1928 + 1815。2020年11月，利用FAST进行了几次后随观测后，证实它处于一个半径仅50万公里的致密轨道，相互绕转的轨道周期仅为3.6小时。它与伴星相互绕转时，有大约六分之一的时间被伴星遮挡。据推测，这个伴星的质量至少有1个太阳那么重，远超出一般掩食脉冲星的伴星，但狭小的轨道根本容不下一个像太阳这样的恒星。根据多方面的限制推断，这个伴星不是普通恒星，也不是演化后的致密伴星，而应该是经历过公共包层演化的氦星。脉冲星信号掩食是氦星甩出的星风物质遮挡引起的。 这一罕见天体的发现可以为天文学研究带来多方面的突破。首先，对于探索多年的恒星演化理论而言，这个双星系统就是双星公共包层演化阶段之后、处于致密轨道的特殊双星。这项发现有助于完善和深化我们对双星演化具体过程的理解，比如两颗星如何靠近导致轨道收缩、两颗星之间如何进行物质交流、中子星的自转如何加速到几个毫秒，公共氢元素包层如何被致密星吹散等等。其次，这个中子星在公共包层里应该在很短时间里吸积了大量物质，使脉冲星自转加快。如何吸积？如何散热？新发现的这个致密双星可能是中微子散热机制理论的一个重要例证。另一方面，新发现的稀有双星可以演化成为引力波源，为致密双星并合和引力波的产生机制提供了新的限制。 该论文审稿人之一，美国国家射电天文台的脉冲星双星研究专家Scott Ransom表示，“这是个独特的致密双星系统，具有极高的科学价值，有望在多个不同领域——如恒星群体演化、引力波源预测、双星和恒星演化过程、深度光学/红外的氦星观测等方面引导出很多有趣的研究课题，使得我们对双星演化中公共包层阶段这一目前仍知之甚少的领域有更深入的认识”。 该研究成果是中国科学院国家天文台与青岛理工大学、南京大学、云南天文台、中山大学、广州大学、新疆天文台、北京大学和西南大学的专家团队在国家自然科学基金委员会、中国科学院和科技部多个项目支持下共同完成的。 论文地址：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado0769
2025-05-23
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国家天文台揭示嫦娥六号着陆区的厘米尺度地质特征
北京时间2025年5月7日，国际科学期刊《自然•通讯》（NatureCommunications）在线发布了我国月球探测领域的一项重要成果。中国科学院国家天文台李春来研究员领导的科研团队利用嫦娥六号任务的高分辨率影像数据，成功构建了毫米至厘米级分辨率的高精度地形数据集，不仅精确定位了嫦娥六号的着陆点，还深入分析了着陆区的厘米尺度地质特征，如表面粗糙度、环形坑形态、月壤厚度、石块丰度等，揭示了该区域的表面暴露历史和物质来源等新认识。 嫦娥六号于2024年6月2日6时24分成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地(SouthPole-Aitken, SPA)内的东北部，位于阿波罗盆地的南缘，并成功采回了1935.3克月球样品。这是人类历史上首次从月球背面进行样品采集和返回，受到全球月球科学界的高度关注。这些月球样品的研究成果，有望为月球地质演化和月球背面物质成分的研究提供关键证据，而通过遥感数据获取着陆区的精细地质背景和可能的物质来源等关键信息，对于月球样品的实验室研究至关重要。 中国科学院国家天文台的科研团队利用嫦娥六号降落相机序列图像、全景相机近景立体图像等数据，构建了一套高精度的着陆区地形数据集。通过该数据集，研究人员精准定位了嫦娥六号的着陆点，坐标为（153.9776°W, 41.6251°S,-5273 m）。同时，团队还开展了厘米尺度的地质特征分析，研究发现嫦娥六号着陆点位于直径约51米的C1环形坑西南缘，该区域属于月海玄武岩区域。通过对比，发现该区域的表面粗糙度、环形坑的深径比、月壤的厚度及石块丰度等地质特征，处于嫦娥四号和嫦娥五号着陆区之间，表明该区域经历的表面暴露时间大致介于这两者之间，且这一结论与三者的地质年龄相吻合。 在物质来源方面，研究发现，嫦娥六号着陆区不仅存在明显的二次溅射痕迹，遥感影像中还可清晰看到多条溅射辐射纹。这些发现表明，着陆区的物质主要由本地月海物质和外来溅射物混合而成。通过数学模型分析，研究人员指出，嫦娥六号着陆区的物质主要来自附近的C1坑，代表了着陆点月壤中的本地月海物质，厚度为35cm，约占着陆点处物质体积的30%-35%。此外， Chaffee S坑也可能贡献了部分的溅射物，厚度为~5-16cm，代表了着陆点月壤中的外来物质，其挖掘的可能源自月球深部的富含镁元素的溅射物应该包含在CE-6返回样品中。 这项研究为嫦娥六号月球样品的物质来源提供了关键的科学依据，为未来的月球样品实验室研究和精细解析奠定了基础。中国科学院国家天文台的严韦高级工程师、曾兴国高级工程师为该论文的共同第一作者，任鑫研究员和左维研究员为论文的通讯作者。 论文地址：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59443-5
2025-05-09
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国家天文台FAST运行和发展中心荣获中国科学院第六届科苑名匠称号
4月27日，中国科学院工会委员会在京举办庆祝“五一”国际劳动节暨中国科学院第六届科苑名匠发布活动。中国科学院党组成员、秘书长孙晓明出席活动并为科苑名匠颁发奖牌，中国教科文卫体工会副主席、分党组成员郑晋平出席活动。中国科学院直属机关党委常务副书记、院工会主席房自正公布获奖名单。 国家天文台FAST运行和发展中心荣获科苑名匠称号。 孙晓明代表中国科学院党组向中国科学院第六届科苑名匠团队和个人表示热烈祝贺。她指出，全院广大职工要以科苑名匠等先进典型为榜样，学习他们技能报国的赤子情怀、精益求精的工匠精神、敢为人先的创新锐气、协作共进的团队意识和扎根一线的实干风范，为加快抢占科技制高点注入不可替代的技术力量。各级党群组织要找准与科技创新中心工作的结合点、切入点、着力点，团结引导广大职工心系“国家事”、肩扛“国家责”，为实现高水平科技自立自强和建设世界科技强国作出应有的更大贡献。 郑晋平对科苑名匠活动给予充分肯定。他指出，中国科学院工会聚焦发现和培养高水平技能人才，组织开展科苑名匠推选活动，连续两届在大国工匠创新交流大会上专区展出，为高技能人才展示技能、交流经验、成长成才搭建了舞台。希望中国科学院工会大力弘扬劳模精神、劳动精神、工匠精神，深化科苑名匠品牌活动，用心用情关心关爱科技工作者，为全国教科文卫体系统工会工作提供更多可借鉴可复制的新鲜经验。 中国科学院第六届科苑名匠共6名个人和13个团队。活动现场发布了科苑名匠宣传片，讲述了他们勇毅前行的奋斗故事和精益求精的工匠精神。
2025-04-30
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