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国家天文台发布暗能量动力学属性检验重大成果
北京时间9月29日，国际科学期刊《自然·天文》在线发表国家天文台赵公博研究团队在暗能量研究领域取得的重要进展。该成果为探索宇宙加速膨胀背后的物理机制提供了全新视角与关键证据，同时意味着可能存在宇宙学标准模型以外的新物理。 暗能量研究是当代天文学与宇宙学最具挑战性的问题之一。自上世纪末宇宙加速膨胀的发现以来，科学界认识到，传统的引力理论与普通物质成分无法解释这一现象，必须引入一种全新的、神秘的宇宙成分—暗能量，作为驱动宇宙加速膨胀的“幕后推手”，但其真面目至今仍未被揭示，是现代物理学中最大的未解之谜之一。 在标准宇宙学模型（ΛCDM）中，暗能量通常被视为一种不随时间演化的真空能量，其状态方程恒定为-1。这一模型在过去二十多年里成功解释了大量宇宙学观测数据，被广泛接受为当前最简且有效的理论框架。然而，随着宇宙学观测技术的发展与数据精度的不断提高，人们逐渐发现，在ΛCDM模型下，不同类型的观测数据之间出现了一定程度的不自洽。这为ΛCDM模型提出了新的挑战，也为探索暗能量的性质乃至更深层的物理理论留下了巨大的空间。 DESI项目是当今全球最重要的暗能量观测计划之一，是联合了全球70余家科研机构组成的国际合作团队。DESI依托4米口径的光学望远镜，通过对数千万个天体的红移进行高精度测量，精细绘制宇宙大尺度结构的三维图谱，旨在深入揭示暗能量的物理属性。国家天文台赵公博研究员团队和邹虎研究员团队参与DESI项目已有十余年时间。赵公博团队牵头合作组利用自主开发分析方法开展暗能量性质的系统性研究；邹虎团队积极参与DESI项目的科学运行，为DESI数据释放贡献了重要的增值星表，推动了科学新发现的进展 。 此次，赵公博团队领衔DESI国际合作组在暗能量动力学属性的研究中取得了重要的科学突破。研究团队利用团队自主开发的新方法，通过深入分析DESI最新观测获得的宇宙学距离数据，并结合超新星和宇宙微波背景辐射的观测，发现暗能量的状态方程随着宇宙演化而发生变化，其信噪比超过4个标准差水平。此结果证实了此前DESI国际合作组使用不同分析方法得到的结论，即暗能量很可能存在动力学属性。此结论对传统的宇宙学常数模型构成挑战，意味着暗能量可能并非恒定不变的真空能量，而具有更复杂的演化行为。 “在这项研究中，我们发展了暗能量重构分析的新方法，利用了DESI的最新测量，结合了超新星和宇宙学微波背景辐射等观测，通过多元观测信息相互印证，有效提升了分析和结论的可靠性。”赵公博说。 这项研究不仅为揭示暗能量的物理本质开辟了全新的研究方向，也为构建更完备的宇宙学理论体系提供了关键线索。同时，为后续包括DESI全巡天、主焦点光谱巡天（PFS）、欧几里得（Euclid）和下一代宇宙微波背景（CMB）观测等重大项目，在数据分析方法与理论模型构建方面注入了新的科学动力。 赵公博表示，下一步团队将持续利用DESI后续观测数据进行更精细的分析，并与国际同行携手，力求通过高精度的测量和更完备的理论模型，对暗能量的动力学属性进行更全面、更严格的检验。国家天文台也将继续深化与国际主要天文观测机构的合作，积极推动大数据与深度学习等新兴技术在天文研究中的应用，积极新一代观测平台与核心设备，进一步提升我国在宇宙学基础研究领域的国际影响力。 DESI是一个拥有来自全球 70 多家机构、900 多名研究人员的国际项目，由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室 (Berkeley Lab) 负责管理。DESI 得到了美国能源部科学办公室及其国家用户设施——国家能源研究科学计算中心 (NERSC) 的支持。除此之外，美国国家科学基金会、英国科学技术设施理事会、戈登和贝蒂·摩尔基金会、Heising-Simons 基金会、法国替代能源与原子能委员会 (CEA)、墨西哥国家人文、科学与技术委员会、西班牙科学与创新部以及各 DESI 成员机构也为该项目提供了额外支持。DESI 合作组十分荣幸能在 I’oligam Du’ag (即基特峰，Kitt Peak) 上开展科学研究。这座山峰对托霍诺·奥欧德姆民族 (Tohono O’odham Nation) 具有特殊意义。 文章链接：https://www.nature.com/articles/s41550-025-02669-6 该研究成果获得了中国科学院基础研究稳定支持青年团队项目支持。
2025-04-09
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全球天文学家相聚之江 共绘AI赋能的开放科学未来图景
2025年4月7日至9日，“人工智能赋能的天文学开放科学会议”在之江实验室举行。本次会议在联合国教科文组织（UNESCO）“2024—2033年科学促进可持续发展国际十年”（简称“科学十年”）的框架下，由中国科学院国家天文台与之江实验室联合主办，旨在响应“科学十年”国际倡议，共同探讨人工智能时代的天文学研究及其如何推动开放科学发展。 来自西班牙、南非、印度、英国、俄罗斯、智利、巴西等22个国家和地区的240余名天文学领域国内外专家学者、青年科研工作者线上线下参会，其中包含20余位来自不同国家的天文台台长以及国内23所高校天文院系代表。 会议伊始，中国科学院国际合作局副局长王振宇、联合国教科文组织自然科学部科学政策与基础科学司司长胡少锋发表视频致辞。他们强调了开放科学、国际合作的重要性，希望各方通过愿景共享和联合科研，推动科学进步与可持续发展。 “人工智能驱动的全球分布式望远镜阵列”“人工智能模型在当今和未来天文学中的作用” “国际合作中可共享的数字基础设施及相关资源”“人工智能赋能的科普及教育”……多元的议题、不同视角下的讨论，近70场会议报告充分展示了人工智能时代全球天文学研究的最新图景。前沿探讨主要围绕两个关键词：AI赋能的天文学研究+开放科学。 在会议特邀报告中，中国工程院院士、之江实验室主任王坚以“计算与人工智能：科学、技术与工程的范式变革”为题，分享了计算和人工智能对创新带来的深刻变革。通过回顾人工智能发展的重要历史时刻，结合当前科技创新发展趋势，王坚指出，我们进入了科学研究的第三范式，也可以称之为计算驱动的科学革命，其特征是计算密集、数据驱动、模型融合相协同。王坚以之江实验室主导研发的地学领域模型GeoGPT为例，分享了实验室打造科技公共产品赋能地球科学研究、推动开放科学发展的有关实践，并期待在天文学领域加强各方合作，以计算与人工智能拓展人类的创新边界。 会上，国家天文台台长刘继峰研究员介绍了全球开放瞬变望远镜阵列（GOTTA）。GOTTA项目旨在构建覆盖全球的百余台1米级广角光学望远镜网络，通过小时级高频巡天监测，捕捉超新星、伽马暴等极端宇宙现象的早期信号，揭示强引力场下的时空本质与宇宙演化规律。GOTTA项目同时将推动AI、大数据与分布式计算技术的跨界融合，共建数据、算法、模型的标准化共享体系。当前，GOTTA项目已获得UNESCO“科学十年”批准，得到国家天文台、之江实验室等支持，吸引了南非、西班牙等多个国家的科研机构加入协作。此次会议上，GOTTA项目与南非天文台、巴西国家天体物理实验室签订合作意向书，并欢迎全球更多合作伙伴加入，共同参与望远镜建设，通过软件开发、数据镜像、后随观测与分析等合力推动项目发展。 会议期间，之江实验室与国家天文台联合研发的天文领域基础模型AstroOne面向全球天文学家开放邀请使用。AstroOne可以运用天文科学知识进行复杂的科学推理与数据分析，同时还支持观测具身智能系统，实现天文观测协同。 大会还特别设置了天文模型展示，SpecCLIP恒星光谱模型、FALCO时域光变模型、开源天文大模型星语StarWhisper、太阳大模型“金乌”等国内科研团队研发的多个天文科学模型集中亮相，全面展示AI赋能天文学研究以及推动天文科普、教育公平化的相关实践。 会议期间，国家天文台研究员罗阿理、之江实验室研究员全冬晖介绍了《人工智能赋能开放科学的天文学白皮书》及开放天文学行动计划。白皮书系统阐述了人工智能技术在现代天文学中的核心作用，提出构建全球开放科学生态系统的综合框架，同时推动科学资源的公平共享与全球协作。白皮书提出三大AI赋能的天文学研究方向，借助智能计算挖掘银河系起源与演化规律、通过射电新窗口研究动态宇宙，以及探索宇宙起源与星系演化，呼吁在天文数据、天文模型、天文设施等方面开展共建共享，通过开放天文学行动计划加强国际合作。白皮书还倡导建立暗夜保护机制，并与联合国教科文组织合作推动制定暗夜保护国际标准。 “天文是一个能够激发创造力、带来革新的完美学科。天文也是一个特殊的学科，需要大家共同合作才能够找到问题答案，期待未来更加深入的合作研究。”利兹贝克特大学教授John Baruch说道。
2025-04-09
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国家天文台共同主持成果入选2024年度中国科学十大进展
3月27日，国家自然科学基金委员会发布2024年度“中国科学十大进展”，中国科学院地质与地球物理研究所李秋立、广州地球化学研究所徐义刚和国家天文台李春来等共同主持成果“嫦娥六号返回样品揭示月背28亿年前火山活动”入选。 嫦娥六号（CE-6）是人类首次月球背面采样返回的探测任务，为揭示月球正背面的二分性演化历史提供了直接的样品证据。2024年6月28日，嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯（SPA）盆地返回的1935.3克月壤样品，安全运送至国家天文台月球样品实验室进行后续的解封、存储、处理、制备和初步科学分析等工作。通过对CE-6月壤样品进行物理、矿物化学、同位素年代学和地球化学特性的全面分析，国家天文台研究团队发现CE-6月壤的密度明显低于来自月球正面的嫦娥五号（CE-5）样品，且粒度呈双峰式分布，斜长石含量增多、橄榄石含量减少，揭示了月球背面独特的岩石成分特征。同位素分析进一步显示，月球背面至少存在28亿年前的火山活动，且其岩浆源区极度亏损，可能与月球初期结晶或月球背面巨大撞击事件有关，挑战了月球正背面地质差异的传统解释。通过该项研究成果，研究团队为解决月球背面与正面在月幔组成、火山活动和撞击历史上的差异提供了新的视角，也为理解月球不对称性的形成提供了可能的答案。 本次发布的“中国科学十大进展”主要分布在数理天文信息、化学材料能源、地球环境和生命医学等科学领域。国家自然科学基金委员会主任窦贤康介绍，“中国科学十大进展”遴选活动自2005年启动以来已举办20届，旨在宣传我国基础研究取得的重大进展，激发广大科技工作者的科研热情，促进公众了解、关心和支持基础研究。 本次活动由近140位相关学科领域专家学者从700多项基础研究成果中遴选出31项成果，邀请包括440余位两院院士在内的2700余位专家学者对这31项成果进行实名投票，评选出10项重大科学研究成果，经国家自然科学基金委员会咨询委员会审议，最终确定入选名单。
2025-03-27
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蔡奇看望文化界知名人士和科技专家 代表习近平总书记和党中央向文化工作者和科技工作者致以诚挚问候和新春祝福
新华社北京1月26日电 中共中央政治局常委、中央书记处书记蔡奇26日下午，代表习近平总书记和党中央看望文化界知名人士和科技专家，向他们致以诚挚问候，向广大文化工作者和科技工作者致以新春祝福。 蔡奇首先来到原文化部部长、“人民艺术家”国家荣誉称号获得者王蒙家中，对他长期以来为中国文学事业作出的重要贡献表示敬意，听取他对做好宣传思想文化工作特别是新时代文艺工作的建议。随后，蔡奇来到中国科学院院士、天体化学与地球化学家欧阳自远家中，亲切询问他的身体和生活状况，充分肯定他在我国探月工程等领域中作出的重要贡献，就天体化学和深空探测领域人才培养听取他的建议。在中国工程院院士、航空动力专家刘大响家中，蔡奇对他为我国航空发动机设计研究和实现跨越式创新发展作出的重大贡献表示肯定，刘大响对航空航天工程科技人才培养提出建议。在看望中国社科院学部委员、“经济研究杰出贡献者”国家荣誉称号获得者张卓元时，蔡奇肯定他对我国经济改革和发展起到的重要推动作用，对他退休后依旧积极参加有关学术交流活动、关心年轻学者成长表示感谢，并听取他对做好哲学社会科学工作、建构中国自主经济学知识体系的建议。 几位文化界知名人士和科技专家对以习近平同志为核心的党中央的亲切关怀表示感谢，对党中央建设文化强国和科技强国的决策部署表示赞同。蔡奇表示，党的二十届三中全会对全面深化文化体制机制改革作出系统部署，要深入学习实践习近平文化思想，积极推动宣传思想文化工作展现新气象新作为。科技兴则民族兴，科技强则国家强，我国要实现高水平科技自立自强，归根结底要靠高水平创新人才。广大文化工作者和科技工作者要勇担职责使命、矢志开拓创新，把个人理想和追求融入党和国家事业中，为强国建设、民族复兴伟业贡献智慧和力量。 中共中央政治局委员、中央组织部部长李干杰，中共中央政治局委员、中央宣传部部长李书磊，全国政协副主席、中央组织部分管日常工作的副部长姜信治陪同看望。中央有关部门和单位负责同志参加看望活动。
2025-01-28
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国家天文台成果入选两院院士评选“2024年中国十大科技进展新闻”
2025年1月22日，由中国科学院和中国工程院主办的“2024年中国十大科技进展新闻”评选结果在南京揭晓。“天关”卫星成功发射并取得系列成果入选该榜单。“天关”卫星首席科学家、国家天文台研究员袁为民代表团队出席发布会并领奖。国家天文台参与的“嫦娥六号首次在月球背面采样并发布首批研究成果”同时入选。“天关”卫星，即爱因斯坦探针（EP），是一颗致力于探测宇宙天体X射线爆发的空间天文卫星。该卫星的研发历经十四年磨砺，团队自主创新，研制出国际上首个大视场X射线聚焦望远镜（WXT，万星瞳）和国际上最大有效面积的深度后随X射线望远镜（FXT，风行天），其探测能力达到国际领先水平。自2024年1月9日成功发射以来，“天关”卫星已发现700多个爆发天体、上千例暂现天体候选体以及480多例恒星耀斑。此外，该卫星团队还向国际天文界发送了100多条天文警报，引导了国际上地面和空间多波段设备的后续观测。“天关”卫星所探测到的X射线暂现天体种类丰富，涵盖了恒星、白矮星、中子星、各种质量类型的黑洞、伽马射线暴、超新星等，辐射持续时间从几十秒到数月不等，跨越了6个量级。这些发现中还包括了新的爆发现象，其探测目标的多样性前所未有，极大地拓展了人类对动态宇宙的认识。“天关”卫星项目是中国科学院空间科学二期先导专项立项并实施的空间科学卫星任务之一。卫星于2024年1月9日在西昌卫星发射中心搭载长征二号丙运载火箭成功发射，并于10月31日正式完成在轨验收，交付给科学用户使用。“天关”卫星将在软X射线这一新的监测窗口开展高灵敏度实时动态巡天监测，旨在发现和探索宇宙中的X射线暂现和爆发天体，并发布预警以引导其他天文设备进行后续跟踪观测。该项目由中国科学院主导，欧洲航天局（ESA）、德国马普地外物理研究所（MPE）和法国国家空间研究中心（CNES）以国际合作形式参与。天关探测到的X射线暂现源（Credit：EP科学中心）嫦娥六号（CE-6）是人类首次月球背面采样返回的探测任务，为揭示月球正背面的二分性演化历史提供了直接的样品证据。2024年6月28日，嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯（SPA）盆地返回的1935.3克月壤样品，安全运送至国家天文台月球样品实验室进行后续的解封、存储、处理、制备和初步科学分析等工作。通过对CE-6月壤样品进行物理、矿物化学、同位素年代学和地球化学特性的全面分析，国家天文台研究团队发现CE-6月壤的密度明显低于来自月球正面的嫦娥五号（CE-5）样品，且粒度呈双峰式分布，斜长石含量增多、橄榄石含量减少，揭示了月球背面独特的岩石成分特征。同位素分析进一步显示，月球背面至少存在28亿年前的火山活动，且其岩浆源区极度亏损，可能与月球初期结晶或月球背面巨大撞击事件有关，挑战了月球正背面地质差异的传统解释。通过该项研究成果，研究团队为解决月球背面与正面在月幔组成、火山活动和撞击历史上的差异提供了新的视角，也为理解月球不对称性的形成提供了可能的答案。嫦娥六号样品研究的一系列重要发现不仅填补了月球背面样品研究的空白，并且为月球早期演化、火山活动、撞击历史和物质来源提供了宝贵线索。相关研究成果已相继发表在《National Science Review》、《Nature》和《Science》期刊，推动了月球科学领域的重大进展，开启了全月球研究的新篇章。嫦娥六号返回样品的典型图像2024年度两院院士评选的中国十大科技进展新闻还有：我国科学家研制出世界首款基于原语的类脑互补视觉芯片；我国首艘大洋钻探船“梦想”号正式入列；科学家研发出全球首个Pb级超大容量光盘存储器；我国研究人员为无液氦极低温制冷提供新方案；我国学者发表国际首个通用CAR-T治疗成果；我国研制超级显微镜，首次全景“看到”大规模细胞交互行为；我国科学家在世界上首次观察到凝聚态物质中的引力子模；第二次青藏科考钻取全球最长山地冰芯并实现系列突破。年度“中国十大科技进展新闻”评选活动至今已举办了31次。评选结果经新闻媒体广泛报道后，在社会上产生了强烈反响，使公众进一步了解国内外科技发展的动态，对普及科学前沿知识起到了积极作用。
2025-01-22
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国家天文台两项成果荣获2024年度中国科学院杰出科技成就奖
1月16日，2024年度中国科学院杰出科技成就奖颁奖仪式在京举行。中国科学院院长、党组书记侯建国颁奖，副院长、党组副书记吴朝晖宣读表彰决定。这是《中国科学院杰出科技成就奖励条例》修订后的首次评审活动，2名个人和14项成果获奖。其中，国家天文台作为唯一完成单位的 “银河系早期形成与演化”和第二完成单位的“火星多时间尺度环境演变”两项成果获基础研究奖。“银河系早期形成与演化”研究团队聚焦银河系早期形成与演化前沿，基于LAMOST数据取得原创性科学突破。发现了第一代超大质量恒星演化形成“对不稳定超新星（PISN）”的化学印记，开辟了银河系大质量端初始质量函数研究的新方向；首次提出利用恒星轨道参数和化学标签发现矮星系遗迹新方法，在轨道空间和化学空间发现银河系吸积并合矮星系观测证据；发现富锂恒星主要是经历过氦闪的红团簇星，提出氦闪是普适的锂元素形成新机制，改写了锂元素形成与演化理论。研究成果揭示了银河系早期形成与演化中的关键物理过程，对银河系前沿研究产生了重要影响。“火星多时间尺度环境演变”研究团队聚焦火星环境演变重大前沿问题，在火星多尺度水活动研究领域实现突破。创新行星雷达弱信号提取与高精度成像等方法，首次发现火星浅表精细结构分层与横向变化，揭示长期水活动历史和长尺度环境变化；首次发现低纬沙丘表面液态水关键证据，揭示风沙活动与水活动交替的短尺度环境变化，开辟火星沙丘水活动研究新方向；自主研发火星车磁场探测仪，创新数据标定方法，实现首次火星表面磁场巡测，揭示磁场变化和弱磁场是长期水活动关键约束。成果刷新了对火星水活动的认知，取得火星古磁场与古环境演变原创性认识。相关链接：https://www.cas.cn/zt/hyzt/2024cjj/jc/202501/t20250114_5044896.shtmlhttps://www.cas.cn/zt/hyzt/2024cjj/jc/202501/t20250114_5044898.shtml
2025-01-17
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多波段观测揭示磁星快速射电暴可能起源
近日，国际天文学期刊《The Astrophysical Journal Supplement Series》发表由国家天文台领导的国际团队，通过FAST“快速射电暴（FRB）的搜寻和多波段观测”优先重大项目开展的研究工作。该工作针对银河系内磁星软伽马射线暴源SGR 1935+2154开展多波段观测，发现其X射线硬度比具有与射电辐射活跃性关联的双分支模式，并为磁星FRB及射电脉冲星辐射相转换提供了统一自洽的物理图像。该工作填补了理解磁星射电辐射和FRB连接性的关键一环，揭示磁星射电辐射与X射线辐射之间的内在相关性，可能存在与典型脉冲星射电辐射不同物理的机制。磁星是高度磁化的特殊中子星，磁星射电辐射与FRB辐射机制的关系是当前天文学研究的前沿热点方向。2020年4月，CHIME和STARE-2望远镜在SGR 1935+2154探测到银河系内快速射电暴FRB 200428，首次追踪到磁星与FRB之间的联系，为揭开FRB起源谜题奠定了基础。SGR 1935+2154是唯一探测到X射线脉冲辐射、FRB，继而出现相位稳定射电脉冲发射的磁星，刷新了人们对磁星辐射的认识。银河系磁星FRB到射电脉冲星相的转换特性也成为理解FRB辐射机制的切入点。研究团队仔细分析了FAST在2020年10-11月对SGR 1935+2154长期监测数据，结合NICER和SWIFT高时间分辨率X射线观测数据，发现X射线硬度比的双分支行为与射电辐射活动性密切相关，在射电脉冲相出现时间窗口内X射线流量、硬度比存在系统性增强。综合观测结果，研究团队提出“星震-FRB-磁扭结恢复-射电脉冲辐射”解释：磁星星震产生FRB触发条件并导致辐射区磁力线扭结，磁层磁力线在数月解扭过程中形成相干条件产生射电脉冲辐射的同时，电子沿磁力线回流磁星表面轰击形成热斑，导致X射线能谱同步硬化。这一物理图像为磁星FRB以及射电脉冲延迟出现提供了统一解释，并推测部分FRB重复暴与磁星射电辐射可能源于相似物理过程。这一工作是深入理解磁星辐射供能切换机制及FRB可能起源的重要进展。该成果由国家天文台领导完成，王培研究员为论文第一作者，国家天文台/清华大学李菂教授和中国科学技术大学李剑教授为论文共同通讯作者。合作研究单位包括美国内华达大学、西班牙空间科学研究所、中山大学、之江实验室、腾讯优图实验室等。文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ad7c3f 磁星软伽马射线暴源SGR J1935+2154多波段流量监测（左图），X射线硬度比具有射电辐射活跃性关联的双分支模式（右图）
2024-12-12
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