这一年，宇宙“面目”愈发清晰

　　这一年，宇宙“面目”愈发清晰

　　深邃的星空，埋藏着无数奥秘，叩问2020年的宇宙苍穹，阵阵回响唤起惊奇与敬畏无数：人类首次在银河系外发现氧气、绘制迄今最大宇宙三维地图、发现“不可能存在”的中等质量黑洞……宇宙的秘密，正在一点点被揭开。或是身边的天文奇观，或是地外的生命迹象，我们总在追问的路上，渴望收获更多。

　　宇宙还我们以新知，并以更多未知引领我们遥望未来。银河系边界探清后，“身边”的星系究竟有多少？借助引力波首次探测到中等质量黑洞后，人类是否能破解超大质量黑洞形成的谜团？

　　回望2020，我们以一趟时光穿越之旅，再次与宇宙对话。  

　　本报记者 金 凤

　　氧气现身河外星系

　　氧在宇宙中的丰度仅次于氢和氦。此前，天文学家曾认为氧分子在恒星间的空间内应普遍存在，但一直未有证据表明银河系外也有氧气。

　　这一“悬疑”今年2月1日《天体物理学》杂志刊发的一篇文章被解开。在距地球5.6亿光年的“马卡良231”(Markarian 231)星系内，中外科学家联手发现了氧气。据悉，这是人类首次在银河系外发现氧气，也是迄今为止在太阳系外探测到氧气最多的一次。

　　“马卡良231”位于大熊星座。此前，天文学家在银河系内的猎户座星云和蛇夫座星云都探测到过氧气。据推算，“马卡良231”的氧气比重是猎户座星云内氧气比重的100倍。科学家推测，“马卡良231”内经历了比猎户座星云更强烈的氧气形成过程。

　　天文学家表示，在地外物质的光谱中发现氧气、水等存在的条件，不能就此断言其所处的环境中一定存在着生命；看不到这些“标志物”，也未必没有存在生命的可能性。

　　上述研究论文第一作者、中国科学院上海天文台研究员王均智表示，这次在银河系外发现氧气，有助于进一步加深对宇宙物质组成的认识，对于星际介质中氧气的形成和消耗等相关理论提出了挑战。

　　“此次研究是科学家首次在银河系外发现氧气，但氧气在星际空间的含量为何普遍远低于预期，仍是未解之谜。”500米口径球面射电望远镜(FAST)首席科学家李菂表示。

　　首次揭示月背地下结构

　　月球背面的冯·卡门撞击坑所在地——南极—艾特肯盆地，是太阳系中最古老的撞击坑之一，形成于40亿年以前，保留了原始月球的岩石，这里也是月球上已知最深的盆地。

　　2019年1月3日，嫦娥四号探测器在冯·卡门撞击坑底部成功着陆。之后，“玉兔二号”月球车利用全景相机、红外线光谱仪、测月雷达等先进仪器，对月球背面展开科学探索研究。

　　2020年2月27日凌晨，国际科学期刊《科学·进展》在线刊载了中国“玉兔二号”月球车为冯·卡门撞击坑做的“CT”结果。

　　由中国科学院国家天文台研究员李春来、苏彦领导的科研团队，利用“玉兔二号”月球车上的测月雷达，首次揭示出月球背面着陆区域地下40米的分层结构，发现地下物质由低损耗的月壤物质和大小不同的大量石块组成。这是人类首次揭开月球背面地下结构的神秘面纱。

　　具体来说，研究团队沿“玉兔二号”行走的106米路径，在深度40米的范围内，识别出3个地层单元。

　　其中，第一单元为月表到地下12米的细粒月壤，内嵌有少量石块，这一层形成于多个撞击坑互叠的溅射物之上；第二单元为地下12米到24米的溅射物沉积层，其内部存在大量石块，甚至形成了碎石层和碎石堆；第三单元为地下24米到40米，是更古老的溅射物在不同时期沉积和风化的产物。

　　研究人员表示，该研究可帮助人们了解月球撞击和火山活动历史，有望为月球背面的地质演化研究带来新的启示。

　　探明银河系边界

　　天文学家早就知道，银河系中最亮的部分是呈薄煎饼状的恒星盘，太阳便身处其中，其宽约12万光年(1光年约为94600亿千米)，恒星盘之外是气体盘。一块巨大的暗物质光晕包裹着这两个圆盘，并延伸到远远超出它们的范围之外。但由于这个暗晕不发光，因此科学家很难测量银河系的直径。

　　3月23日，美国《科学新闻》网站报道了一项来自英国科学家的研究，英国达勒姆大学天体物理学家艾丽丝·迪森及其同事利用银河系附近星系计算得出结论：银河系的精确直径为190万光年，误差不超过40万光年。

　　为找到银河系的边界，迪森团队利用计算机模拟了银河系和其附近大星系——仙女座星系并排出现的情况。结果表明，位于巨大星系暗晕边缘之外的附近小星系的速度会显著下降。