你曾在哪里见过银河？或许是在古人的诗赋中“星汉西流夜未央”“迢迢牵牛星，皎皎河汉女”亦或是“星汉灿烂 若出其里”。那个时代，没有城市的霓虹闪烁，银河似水流般横亘于天际静静流淌着，星汉闪耀，波光粼粼，神秘且神圣地，遥寄着地球人类最美好的希冀与幻想。 1610年，伽利略历经无数次的改进，将望远镜对准了银河的方向。人类于苍穹的姿态，不再仅仅是抬头仰望，而是试着，渴望着，将望远镜作为渺小我们的延伸，从光年之外， 探索 那变幻莫测的银河系。先有伽利略发现银河是由大量恒星构成的。后来，20世纪初，哈勃等天文学家发现，宇宙中存在着数十亿，甚至上千亿的星系。每一个星系中又孕育出上千亿个如太阳般的恒星，恒星周围又常伴着行星。 探索 着，仰望着，人类不禁为银河系中的巨大气云团——星云驻足且震撼。 人类在星空下徘徊酝酿，慨叹自然力量的鬼斧神工——星云。“星云”二字何其浪漫，以细碎的星团聚在一起形成漫无姿态的云，丛星明灭，凝成朵云。当人们仰望银河之时，人间浪漫就已有五分。天文学家对于浪漫的星云从不陌生，星云是银河系中的巨大气云团。色彩斑斓的星云是自然界调色师从不失手的作品。温度和化学成分的偏差造就了五彩斑斓的星云，然而人类的生理局限性导致我们在光线强度太低的时候失去分辨颜色的能力。地球上的人类不会让浪漫从指缝溜走，也不容许美好片刻不留，他们用相机记录星轨，用曝光技术将银河系中的天然艺术——星云以相片这一方式将美好永恒定格。 哲学家让人类问自己一个问题：你从哪里来？天文学家给出答案：宇宙是恒星诞生的摇篮。地球是银河系的一颗恒星，也就是说银河系的存在是人类物种起源的起点。银河系孕育星云，星云孕育恒星，恒星通过物质凝结的方式诞生。恒星又孕育生命，我们人类是生命的其中一种形式。天文物理学家有一种极其浪漫的说辞：星空是你身上每一颗原子的故乡。星空下，我们诞生，人类于星空，是在共鸣与感恩中暗生向往。 古希腊时，我们认为地球是宇宙的中心。16世纪，我们意识到太阳是宇宙的中心。后来，我们发现太阳只不过是银河系中亿万颗恒星中的一颗。地球，其实距离银河系的边缘更近，而并非中心。千百年来，地球一直在找寻自我在宇宙中的正确位置。我们找到了，地球只不过是靠近银河系边缘的一颗小小恒星。但又如何？何不承认自己只是一粒小小尘埃，不过，人类的伟大之处在于我们永远是那一粒温热且浪漫的尘埃。 参考文献 [1] 茜尔维·沃克莱尔.与宇宙对话[M]. 北京联合出版社， 2120210567徐心玥（指导教师闻新） 2022年5月10日
天文学家通过对星际气体云的影响探测到一个隐秘黑洞。这个中等质量的黑洞是预计潜伏在银河系中的一亿多个安静黑洞之一。这些结果为寻找其他隐藏黑洞提供了一种新的方法，帮助我们理解黑洞的生长和演化。黑洞是一种引力如此之大的天体，任何天体，包括光，一旦落到视界之外都无法逃逸。由于黑洞不发光，天文学家必须从它们的引力对其他物体的影响来推断它的存在。黑洞质量范围从大约太阳质量的5倍到几百万倍太阳质量的超大质量黑洞。天文学家认为，小黑洞会合并并逐渐成长为大黑洞，但从来没有人发现过质量是太阳数百或数千倍的中等质量黑洞。博科园-科学科普：日本国家天文台竹川俊也领导的一个研究小组注意到hhn ，一团气体云奇怪地移动在距离地球25000光年的人马座星系中心附近。他们使用ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)对云进行高分辨率观测，发现它正在一个巨大的不可见物体周围旋转。Takekawa说：详细的运动学分析显示，一个巨大质量，3万倍于太阳的质量，集中在一个比我们太阳系小得多的区域。这一现象以及在那个位置没有任何观测到的物体，强烈地暗示了一个中等质量黑洞。通过分析其他异常云，希望能发现其他安静的黑洞。庆应义塾大学(Keio University)教授、该研究小组的共同负责人冈友治(Tomoharu Oka)补充道：这个中等质量黑洞的发现意义重大，它距离银河系中心的超大质量黑洞只有20光年。在未来，它会落入超大质量黑洞，就像现在的气体一样。这支持了黑洞增长的合并模型。这些结果作为Takekawa等人发表在《天体物理学快报》上《银河系中心另一个中等质量黑洞的迹象》。根据阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列的高分辨率分子线观测，在银河系中心区域发现了绕着一个看不见的大质量物体旋转的分子气体流。这些流也可以复制的形态和运动学两开普勒轨道在一个单点的质量(±)×104⊙。也发现离子化气体靠近轨道气体的内部，表明离解冲击和/或光离子化。研究结果为银河系中心游荡的中等质量黑洞提供了新的环境证据，这也表明高速致密云可以作为我们银河系中大量存在的安静黑洞探测器。博科园-科学科普｜研究/来自: 国立自然科学研究院 参考期刊文献:《天体物理学快报》 DOI: 博科园-传递宇宙科学之美
对于“是否有外星人”存在这个问题，宇航员们似乎因为曾经进入太空，比我们普通人更有机会与外星人“ 亲密接触”,因此他们多了一些发言权。
宇航员们相信“外星人”存在吗？
最近，中国第一位航天员杨利伟亲述曾在太空遇到神秘的敲击声：“这个声音也是突然出现的，并不一直响，而是一阵一阵的，不管白天还是黑夜，毫无规律，不知什么时候就响几声。不是外面传进来的声音，也不是飞船里面的声音，而仿佛是谁在外面敲飞船的船体。无法描述它，不是叮叮的，也不是当当的，而是更像拿一个木头锤子敲铁桶，咚 咚 咚 咚”。
这是否是外星人造访我们的飞船?
2014年，笔者曾组织举办第27届太空探索者协会年会的社会活动日(北师大分会场)，航天员刘旺和部分美国、俄罗斯和日本的宇航员都应邀参加了这个活动。
会议交流期间，刘旺曾经告诉我，他相信有外星人的存在，但是没有说为什么。而最近航天员杨利伟的爆料，让我明白了背后可能的原因。此外,一些美国航天员也相信外星人的存在。
图注: 第27届太空探索者协会年会(北师大分会场)
本文将首先介绍国际和国内搜寻地外文明的历史及现状，再从天体物理角度对杨利伟爆料的神秘敲击声给出可能的解释。
漫长的地外文明搜寻之路
在如此深邃的宇宙里，
人类是唯一的智慧生命吗？
地球是宇宙中最特殊的星球吗？
在宇宙中是否还有其他的生命？
这些生命会以怎样的形式进行演化？
人类是如此渴望知道这些问题的答案，以至于从未停止过对地外文明的搜寻。
从最早试图在地球上建造巨大的结构来引起外星人的注意，被动得等待外星人发现人类，到一百多年前，尼古拉·特斯拉认为他的无线电传输系统可以用来联系火星上的生物（参考文献【1】），人们搜寻外星人的方法随着科技的进步经历着一系列深刻重大的变化。
1931年，美国的无线电工程师卡尔·央斯基接收到了来自银河系中的射电辐射，打开了射电天文学这一新窗口，为人们探索宇宙增加了一条重要途径。
1959年，物理学家莫里森和科可尼在《自然》杂志上发表了一篇论文（参考文献【2】） ，他们认为如果宇宙中存在其他智慧生命，并且他们的科技发展水平与人类相当，或许人类能够从众多的射电信号中，找到外星人发出的信号。他们认为这个信号的波长很可能是525px（），这一波长正是宇宙中最常见的中性氢发出的辐射。
图注: 中性氢原子的21 厘米谱线产生机制示意图
这篇文章的发表一时间激起千层浪，从此人们对于外星人的搜寻不再是盲目的，可谓是为现代搜寻地外智慧生命奠定了科学基础。
笔者的师大物理宇宙学团队也基于2014年发表在PRL上的文章，计划使用我国FAST望远镜，观测宇宙深处中性氢的21 厘米射电谱线测量宇宙膨胀的加速度。
1.搜寻地外智慧生命（SETI）实验
1960年，康奈尔大学的射电天文学家、被称为“SETI之父”的弗兰克·德雷克（Frank Drake）开启了第一个现代搜寻地外智慧生命（Search for Extra-terrestrial Intelligence，以下简称SETI）的实验，该实验被称为“奥慈玛计划（Project Ozma）”。基于莫里森和科可尼的文章，他利用绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope)的85英尺射电望远镜，观测天仓五和天苑四这两颗恒星在这一频率的射电信号。当然，现在我们都知道在这次实验中，德雷克并没有找到他想找到的信号。然而德雷克并没有放弃，第二年，他发表了著名的德雷克公式，从统计上揭示了银河系中能够与外界交流的文明的数量。
图注: 笔者与德雷克的合影
1971年，NASA支持了德雷克等人进行SETI研究，他们设计了由多达1500个小型射电望远镜组成的地基射电望远镜阵列。然而由于造价过高，并没有实际建成，但是他们所做的研究工作为之后大量的SETI工作奠定了基础（参考文献【3】）。
1972年，美国先驱者10号探测器发射时携带了德雷克与康奈尔大学的天体物理学家卡尔·萨根共同设计的人类发往太空中的第一条物理信息（参考文献【4】）。这块镀金铝板上标记出了地球在太阳系中的位置，如果先驱者10号探测器能够遇到地外生命，那么他们就有望通过这条信息与我们取得联系。
然而地外生命也许并不是友好的，我们是否应该主动发送地球以及人类的信息给可能的地外生命，也一直是一个备受争议的话题。
德雷克目前是SETI研究所（参考文献【5】）的成员之一。SETI研究所是一个非盈利性组织，它成立于1984年，所需资金大部分来自于私人捐赠，他们所用的艾伦射电望远镜阵列以微软的共同创始人保罗·艾伦的名字命名，保罗·艾伦为这个望远镜阵列提供了一半的经费支持。
图注: 笔者访问SETI研究所
然而，耗费了大量人力物力的艾伦射电望远镜阵列并没有搜寻到外星人的蛛丝马迹，随着2011年美国政府资金支持的停止，艾伦射电望远镜阵列陷入了停工的局面。
图注：艾伦射电望远镜阵列(图片来源于网络)
与SETI研究所隔着旧金山湾相望的加州大学伯克利分校SETI研究中心（参考文献【6】），他们负责的SERENDIP(Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations：搜寻临近地球的地外智慧生命发出的射电信号)项目是世界上运行时间最长的SETI项目。
得益于互联网技术突飞猛进的发展，伯克利SETI研究中心也展开了SETI@home的项目（参考文献【7】），利用全球900万志愿者联网的计算机共同搜寻地外文明。SERENDIP最初是依附于其他观测项目之上的，从阿雷西博射电望远镜拿到观测数据之后，他们将这些数据分段，分别发给SETI@home的各个志愿者，利用每个志愿者电脑待机休息的时间对数据进行处理，找出非自然产生的射电信号以及潜在的目标信号，再反馈给SETI研究中心的科学家们。这种模式的优势是进行SETI研究的科学家们不需要单独申请望远镜的观测时间，能与其他项目实现双赢。
图注： SETI@home分布式计算项目
2.突破创新计划 (Breakthrough initiatives)
突破创新计划（参考文献【8】）是俄罗斯富翁尤里·米尔纳于2015年创立的探索宇宙、搜寻地外智慧生命，鼓励公众从行星的角度进行辩论的项目。其董事会成员包括著名的科学家史蒂芬·霍金以及Facebook的CEO马克·扎克伯格。尤里·米尔纳在英国伦敦皇家学会举行的新闻发布会上宣布了突破创新计划的成立, 当时物理学家史蒂芬·霍金、英国皇家天文学家马丁.瑞斯(Martin Rees)[据说他非常相信地外文明的存在]、“SETI之父”的弗兰克·德雷克、美国加州大学伯克利分校()天文系席教授高尔夫·摩西(Geoff Marcy)[他曾经发现了上千颗系外行星，是诺贝尔奖的热门候选者；但是不相信地外文明的存在，曾经和突破聆听计划的PI，同时也是伯克利SETI@home的首席科学家Dan Werthimer教授进行过关于是否有地外文明的辩论；目前他已经从天文系辞职]、 突破聆听的主要负责人Andrew Siemion以及基金会主席Peter Worden参加了成立仪式。
图注: 突破创新计划新闻发布会
突破创新计划由突破聆听(Breakthrough Lisen)、突破摄星(Breakthrough Strashot)以及突破信息(Breakthrough Message)三个项目组成。
（1）突破聆听
突破聆听计划是历史上最大规模的搜寻地外智慧生命的项目。
史蒂芬·霍金与尤里·米尔纳于2015年7月共同启动了突破聆听项目。尽管霍金本人认为向太空主动暴露人类的信息并不是明智之举，但是他对于人类主动搜寻地外智慧生命的项目仍然持积极态度。
突破聆听计划将在十年内投入1亿美元的资金，支持SETI研究。其中一部分经费用于购买望远镜的观测时间，另一大笔经费将会用来升级望远镜的后端设备。有了更多的望远镜观测时间以及更好的设备，突破聆听计划将会得到优于以往近百倍的观测结果。鉴于NASA已经决定今后不再给SETI研究任何的经费支持，对于SETI研究的科学家们来说，突破聆听项目的启动是一个重大利好消息。
2015年，伯克利SETI研究中心幸运的得到了俄罗斯富翁尤里·米尔纳10年内共计1亿美元的资金支持，继续搜寻地外文明。突破聆听计划的PI，同时也是伯克利SETI@home的首席科学家丹·沃斯莫(Dan Werthimer)教授，将与突破聆听的主要负责人安德鲁·西蒙(Andrew Siemion)一起[曾经是Dan Werthimer的博士后]，带领伯克利的SETI研究团队一同聆听天外来音。
Dan Werthimer教授与中国也有一段不解之缘，早在上个世纪八十年代，他就在北京师范大学天文系进行了为期一年的访问交流，与北师大的师生建立了深厚的情谊。2014年笔者访问美国加州大学伯克利分校()天文系和劳伦兹国家实验室(LBNL)时，与Dan建立了更加密切的合作关系。2015年，在笔者邀请下，Werthimer教授对北师大进行了学术访问，并做了风趣幽默、通俗易懂的报告，报告介绍了SETI研究的历史与发展。在此良机下，笔者带领的北师大SETI研究团队也积极得加入到了SETI的研究中,并且已经开始处理绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope)的数据。
图注: 笔者与DAN的合影以及DAN在北师大的海报
突破聆听计划主要利用位于美国西弗吉尼亚州的100米口径的绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope)和位于澳大利亚的64米口径的Parkes射电望远镜，监听来自外星文明传来的信号。绿岸射电望远镜是世界上最大的全方位可移动望远镜，Parkes射电望远镜是南半球第二大的射电望远镜。在突破聆听项目开启之前，做SETI研究的科学家们通常一年之内只能得到一两天的观测时间，而现在，他们得到了望远镜每年20%-25%的观测时间。
图注：国台和SETI签订协议
2016年10月，中国科学院国家天文台也与突破基金会签订战略性合作协议，国家天文台台长严俊和突破奖基金会主席及“突破计划”执行主任Pete Worden代表双方分别签字。根据合作意向，国家天文台500米口径球面射电望远镜FAST将加入“突破聆听”（Breakthrough Listen）项目，与位于美国的绿岸望远镜及位于澳大利亚的Parkes天文台共同合作，寻找地球以外智慧生命的线索。双方将有可能交换观测计划、探测方法和数据，并快速进行跟踪观测及数据分析。
未来，位于三个国家的三个世界一流的望远镜将一起交换观测计划，共享观测数据。
图注： 笔者参观绿岸射电望远镜
图注：Parkes射电望远镜
除了射电波段的研究，突破聆听还有一部分资金用于美国加利福尼亚州利克天文台的米光学望远镜，进行光学波段的研究，旨在探测地外文明发出指向地球的激光信号。
图注：笔者访问美国加利福尼亚州利克天文台
突破聆听计划主要观测的频率范围是1-10GHz，在这个范围内的射电信号不受宇宙源或地球大气的影响，可以用地面望远镜进行观测。大型望远镜的观测时间是十分宝贵的，因此科学家们总是期望从一批观测数据中可以得到多项科研成果。SETI研究得到的观测数据，还可以用于研究脉冲星、恒星日冕物质抛射等研究领域。这些数据将会公开发表，可能是历史上公开发表的数量最多的数据。
（2）突破摄星计划
突破摄星项目计划建成一个依靠光压驱动的纳米级宇宙飞船，其速度高达到光速的15%，这样的飞船能够在发射后20年到达距离太阳系最近的恒星——半人马座α星，又称为比邻星——为我们传来最近发现的比邻星的行星 Proxima b的图像。据此，可以帮助我们探测该恒星系统是否还有其他行星，我们还可以分析它们的磁场等一系列的性质。
（3）突破信息计划
如果说突破聆听计划是被动的接收外星人的信号，那么突破信息计划则是人类主动、有意识地给地外文明发送信息的项目。
突破信息计划的研究还包括将信息发送到宇宙深空的伦理学。同时，它还发起了高达一百万美元奖金的竞赛，竞赛的内容是设计一个可能会发送到地外文明手中的来自地球的数字化信息。这条信息应该是代表整个人类的文明程度和我们地球的特征。在是否应该主动向外界发送关于地球和人类信息的高水平深层次辩论结果出来之前，该项目暂时不会向外界发送任何信息。
突破计划的三个项目相辅相成，期待它能为我们带来振奋人心的发现。在未来的十到二十年之间，人们或许有望找到外星人发出的蛛丝马迹。另一方面，不论是否真的有外星人存在，突破创新计划都将在天文特别是射电天文学方面，极大的推动科学技术的发展。
3.突破聆听计划研讨会
2016年10月5-6日，在绿岸天文台召开了突破聆听计划研讨会，笔者也参加了这次会议，并且作了SETI in China 的学术报告。
会议由突破聆听计划项目主办，绿岸天文台承办。突破聆听基金的负责人Jamie Drew、突破聆听项目的PI Dan Werthimer教授、该项目的主要负责人Andrew Siemion以及现代SETI项目的奠基人Frank Drake教授均出席了本次研讨会。
图注：笔者与Dan Werthimer和Andrew Siemion
研讨会上探讨了突破聆听计划的研究目标、策略，并且广泛探讨了现代搜寻地外智慧生命的方法。从SETI实验所需的射电望远镜后端接收机以及数据储存、传输等硬件设备，到数据处理的方法，特别是对与其他研究项目一起进行联合观测研究的可能性进行了讨论。
此外，还有部分利用开普勒卫星进行光学波段研究的学者到场做了精彩的报告，主要是有关系外行星的搜寻工作。随着系外行星样本的不断增加，将会增加我们对于系外行星的认识，对于宜居行星分布情况也将会有进一步的了解。
对于宇宙中是否存在其他智慧生物，虽然短时间内可能不会有结果，但是学者们大多抱有积极乐观的态度。
即使最终不是专门研究SETI的科学家发现了地外智慧生命的，就像历史上许多重大天文观测发现一样（有心栽花花不开，无心插柳柳成荫），那仍将是令人激动的结果。
与会者还参观了绿岸望远镜的观测室以及后端设备室（非美国公民需要登记批准后才能进入）。在这里，观测人员可以同时控制天文台中的多架望远镜进行观测，后端设备室有两排插满了5TB硬盘的架子，存储了突破聆听计划的观测数据并对其进行了预处理。当找到了研究人员所感兴趣的信号之后，会把这部分数据发往加州大学伯克利分校的空间科学实验室进行进一步的处理。由于每天观测都会产生大量数据，剩下的没有发现感兴趣信号的数据就会被删除掉。德雷克教授感慨道，他在二十世纪六十年代最早做SETI实验的时候，是不敢想象今天的海量数据的。
杨利伟在太空是遇到外星人了吗?
最后，让我们再回到这个问题，杨利伟在太空是遇到外星人了吗？
笔者的看法是，杨利伟遇到外星人的可能性很小。
到目前为止，还没有接收到来自外星人的信号，并且也没有外星人造访地球的确切事实。以目前我们所知的科学技术水平，银河系内的外星人即使乘坐以光速飞行的飞船在短时间内都无法到达我们地球。从理论上讲，一种可能可以使我们从一个区域在短时间内到达另一个区域，那就是《星际穿越》电影里面描述的虫洞，这也是我的博士导师沈有根先生研究了一辈子的天体物理领域。
图注：虫洞示意图
如上图所示，外星人可以通过虫洞在短时间内从宇宙一个遥远的区域到达我们这里，而不需要经过漫长的路程。2015年初，来自意大利和美国的一个国际研究小组声称，基于对银河系的最新研究和理论，在我们的银河系可能存在可以通往遥远时空的巨大门户-虫洞，像热映电影《星际穿越》中所展现的那样，其大小足以让一艘宇宙飞船经过。相关论文发表在《物理学报》杂志上。这项研究表明人类将有可能通过虫洞穿越时空到达及其遥远的地方。因此，如果杨利伟遇到的确实是外星人，那么这些外星人所行走的路线只有一条：虫洞。这条虫洞连接我们地球附近区域和银河系内某个遥远的地方或者河外星系的某处区域，而且这个虫洞的入口或许在马航MH370飞机失事区域。
一个美好的愿望是马航MH370飞机仍然在这条虫洞中穿越。虽然我们感觉两年过去了，而MH370飞机由于在虫洞中穿行，其时间变慢，机上的乘客一直活着，他们感觉只是过去了几个小时，不久的将来他们或许通过其他的虫洞返回到我们的地球。
参考文献
[1] Seifer, Marc J. (1996). "Martian Fever (1895–1896)". Wizard : the life and times of Nikola Tesla: biography of a genius. Secaucus, New Jersey: Carol Pub. p. 157. ISBN 33865102.
[2] Cocconi, Giuseppe & Philip Morrison (1959). "Searching for interstellar communications"(4690):844~.
[3] "Project Cyclops: A Design Study of a System for Detecting Extraterrestrial Intelligent Life" NASA. 1971.
[4] Carl Sagan; Linda Salzman Sagan & Frank Drake (1972-02-25). “A Message from Earth”. Science. 175 (4024) : 881-884
[5]
[6]
[7]
[8]
出品：科普中国
制作：北京师范大学天文系 宇宙之美科普团队 张同杰 李时雨
监制：中国科学院计算机网络信息中心
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天文学家通过对星际气体云的影响探测到一个隐秘黑洞。这个中等质量的黑洞是预计潜伏在银河系中的一亿多个安静黑洞之一。这些结果为寻找其他隐藏黑洞提供了一种新的方法，帮助我们理解黑洞的生长和演化。黑洞是一种引力如此之大的天体，任何天体，包括光，一旦落到视界之外都无法逃逸。由于黑洞不发光，天文学家必须从它们的引力对其他物体的影响来推断它的存在。黑洞质量范围从大约太阳质量的5倍到几百万倍太阳质量的超大质量黑洞。天文学家认为，小黑洞会合并并逐渐成长为大黑洞，但从来没有人发现过质量是太阳数百或数千倍的中等质量黑洞。博科园-科学科普：日本国家天文台竹川俊也领导的一个研究小组注意到hhn ，一团气体云奇怪地移动在距离地球25000光年的人马座星系中心附近。他们使用ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)对云进行高分辨率观测，发现它正在一个巨大的不可见物体周围旋转。Takekawa说：详细的运动学分析显示，一个巨大质量，3万倍于太阳的质量，集中在一个比我们太阳系小得多的区域。这一现象以及在那个位置没有任何观测到的物体，强烈地暗示了一个中等质量黑洞。通过分析其他异常云，希望能发现其他安静的黑洞。庆应义塾大学(Keio University)教授、该研究小组的共同负责人冈友治(Tomoharu Oka)补充道：这个中等质量黑洞的发现意义重大，它距离银河系中心的超大质量黑洞只有20光年。在未来，它会落入超大质量黑洞，就像现在的气体一样。这支持了黑洞增长的合并模型。这些结果作为Takekawa等人发表在《天体物理学快报》上《银河系中心另一个中等质量黑洞的迹象》。根据阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列的高分辨率分子线观测，在银河系中心区域发现了绕着一个看不见的大质量物体旋转的分子气体流。这些流也可以复制的形态和运动学两开普勒轨道在一个单点的质量(±)×104⊙。也发现离子化气体靠近轨道气体的内部，表明离解冲击和/或光离子化。研究结果为银河系中心游荡的中等质量黑洞提供了新的环境证据，这也表明高速致密云可以作为我们银河系中大量存在的安静黑洞探测器。博科园-科学科普｜研究/来自: 国立自然科学研究院 参考期刊文献:《天体物理学快报》 DOI: 博科园-传递宇宙科学之美
在人类仰望星空之前，宇宙就已经存在了千万亿年。
人类似乎一直都对宇宙 探索 抱有极大的兴趣。自古以来， 人们都没有放弃过对于万丈星空的观测和记录 。带着对于宇宙这一神秘而未知空间的好奇，人类发明了各种各样的天文观测工具，改良了无数的天文观测方式，从望远镜到射电天文观测，人类 逐步了解到天文规律和宇宙中的各种射线信号波，并从中抽丝剥茧，试图弄懂宇宙的起源和根本原理 。
后来，随着航天技术的迅猛发展，人们得以真正踏足于宇宙之中，才知人类于宇宙而言，不过是沧海一粟、井底之蛙。甚至，以人类现在最顶尖的 科技 水平都飞不出自身所处的太阳系；而 太阳系对于更为广袤浩瀚的银河系来说，也只不过是边缘地带的一颗不起眼的星系 。
所以，虽然我们人类居住的地球对于银河系来说更加渺小而不起眼，但是银河系仍然是我们的居住所在，是人类在这无边星海里的一个归属。
然而，美国科学家的一个惊人发现，却让众人大跌眼镜。据称， 银河系旋臂已经发生断裂，银河系可能正在解体 。这是怎么回事呢？难道我们人类所居住的 银河系已经不再安全了吗？ 末日是否即将来临？
先让我们了解一下人类所居住的银河系究竟是怎么一回事。
银河系，是太阳系的所处星系，呈椭圆形，具有巨大的盘面结构，由五条相互对称的旋臂组成， 每条旋臂之间相距四千五百光年 ，作较差自转。银河系所具有的恒星数量共计在一千亿到四千亿之间，是 太阳质量的万亿倍 ，大概已经有100亿年的形成 历史 ， 形成于宇宙大爆炸之后的38亿年 。
银河系由内向外分别由 银心、银河、银盘、银晕、银冕 组成，越靠近银河中心的恒星越老，通常都是星球末年期的白矮星，而银河外围都是年轻和新生的恒星，我们的太阳以及太阳系就是其中的一员， 我们在地球上可以用肉眼观察到的行星全是来自银河系 。
我们天文所观测到的 “银河” ，也是 银河平面上的带状弧光 ，这些光是银河平面上其它行星和天体累积的光亮。在冬季观测银河，可以看到由天狼星和南河三、参宿四构成的 “冬季大三角” 。
银河系还有两个 伴星系 ，分别是 大麦哲伦星系和小麦哲伦星系 。而银河系本身也正在通过缓慢吞噬周边矮星系的方式来壮大自己，目前，银河系的范围已经膨胀增加了百分之五十，巨大的体积使得它 更加容易与周围的星系发生碰撞 。
并且，根据人们的观察发现，M31仙女星系正在以每秒三百公里的速度朝银河系缓慢挪动，大概需要 三十亿到四十亿年后 ，仙女星系就会与银河系发生碰撞。所幸的是，太阳系或许不会因此受到影响，相反，这两个星系碰撞以后可能又会花上几十亿年的时间来互相合并，变成一个更大的星系。
银河系有五条主旋臂，五条旋臂呈螺旋状结构排列并旋转，尽管旋臂之间经常会发生合并分支和扭曲，但总体结构还算是非常稳定， 在暗物质的“骨骼支撑下”，平稳地运行并不断壮大自己 ；且太阳系所处的旋臂位置也十分 安全且温暖 ，不会受到来自银河系心的强烈辐射，也不会被轻易地甩入茫茫宇宙，因此科学家们一直认为不用对银河系过于担心。
直到科学家们忽然发现， 银河系旋臂已经发生断裂！ 一篇研究银河系射手旋臂的高俯仰结构论文，向我们揭示了悬臂断裂的具体情况。
在此之前，由于人们对于恒星演化的认知局限性，天文研究人员在绘制银河系地图的时候都面临了一些困难和疑惑，以至于银河系地图都不够精准和完善。直到最近因为 天文测量技术的逐步完善 ，人们对球状星云团的分析研究才知道银河系银心的位置并根据恒星位置将旋臂结构进行定位， 形成了如今较为普遍认知的银河系结构图 。
而这篇论文的研究团队，则在原先银河系结构图的基础上进行更加深入的研究升级和不懈努力，并 绘制出的号称“最精确”的全新银河系3D结构模型图，向我们展示出银河系的真实模样 。
在这个全新银河系结构图之中我们可以看到， 银河系的船底-人马旋臂上有一个断裂，这个断裂的“碎片”是一组额外伸出的恒星和气体云，它的方向与旋臂的主要旋转和结构方向都存在着巨大的差异 。
据悉， 人马座臂的俯仰角仅为十二度左右，而这部分“碎片”的俯仰角则有六十度 ，因此，看上去这块“碎片”的星云里的恒星都在 试图逃逸出银河系 ，造成了人马旋臂“断裂”的现象。
但是也有科学家认为，这条突出的“碎片”可能只是旋臂上类似于枝丫的特殊结构，具有一定的规律性和秩序性。无独有偶，在其它螺旋星系的旋臂上其实也存在类似的“断裂”结构。所以，可以推测出， 这种“断裂”的“碎片”也只是银河系发育过程的正常部分，不值得人们大惊小怪 。
虽然目前这坨旋臂上的“断裂”并不会造成解体，但是银河系可能也会因为其它潜在的危险因素而解体。因为，科学家研究发现，银河系边缘的恒星运动速度产生的离心力已经远超过银河系中心能提供的引力，这意味着 银河系边缘的恒星迟早会脱离银河系中心的引力单独行动，从而造成银河系的解体 。
但是这个担心并没有发生，很快，人们就证实了暗物质的存在，而银河系之所以在运行过程之中没有分解散架，正是因为宇宙之中无处不在的暗物质为星系提供了一部分引力，充当了星系的骨架。所以， 银河系不会轻易解体 。
而科学家仍然没有放过对于银河系即将毁灭的蛛丝马迹， 有科学界在观测LA型超新星时发现这个星系的天体远离速度超过预期 ，经过研究发现，这是因为 与暗物质性质相斥的暗能量正在加速宇宙的膨胀 ，如果这样的膨胀不会中止，那么最终会把所有星系都扯碎撕裂。不过，宇宙膨胀导致星系撕裂可能还需要一个十分漫长的时间，甚至远超于人类对于时间的理解和想象。
而银河系未来真正要面临的难题，是 三十多亿年后与仙女星系的合并 ，并有可能形成新的旋臂或星系。
不过，也有人认为， 黑洞可能会吞噬银河星系 。这是因为银河系的中心一个巨大质量的黑洞，位于人马座A之中，其体积是 太阳质量的四百万倍 ，距我们大约有亿光年之远，这颗大质量黑洞正在慢慢地吞噬着周围的行星，甚至可以征服整个银河星系内的所有天体。
值得注意的是，这颗大质量黑洞的平均密度却低于一般黑洞。因此其体积增长潜力也更大，据悉， 这颗黑洞的吞噬力也随之增长了三倍 ，在其增长的过程中，视界附近的 潮汐力会明显减弱 。而这个位于人马座之中的黑洞在吞噬周围物质的过程之中，物质落入黑洞会摩擦生热产生光亮，引起人马座A的亮度变化。
虽然谁也不知道黑洞最终会发展成什么样，但是如果黑洞继续进行增长扩大，确实会吞噬掉整个银河系，而我们太阳系和地球也绝对不会幸免。只不过，与暗能量撕裂宇宙所担心的那样， 目前黑洞还并不能把我们怎么样，等到它膨胀到足以威胁太阳系的程度，我们人类可能都已经灭绝了 。
讨论完毁灭银河系的一万种方式，我们不妨再来看看“银河系绕一圈，地球就会毁灭一次”的传言，来 探讨地球这颗人类最后的底线和家园，其命运走向会如何变化 。
地球围绕太阳一圈是一年，月球绕地球一圈是一天。那么太阳系绕银河中心转一圈则需要用“银河年”这个单位来计算。据悉， 一个银河年大约等于亿个地球年，根据地球目前的寿命来算，地球已经经历了大约20个银河年 。
而地球每经历一次银河年的节点，似乎就会发生一次毁灭性打击。譬如距今刚好亿年前， 毁灭一代霸主-恐龙的事件就很好地佐证了这个“银河年诅咒”的说法， 而恐龙的灭绝正是因为地球遭受了不可磨灭的毁灭性打击。
再往前推一个“银河年”，正是海洋动物盛行的时期，但最终也因为 地球的极端气候导致许多海洋物种的灭绝，催生了海洋生物走上陆地的演化之路 。似乎也在印证“银河系年诅咒”。
不过，银河系绕一圈，地球就毁灭一次的说法并不严谨。因为 一个银河年并不是导致地球物种毁灭的根本原因 ，而地球物种的毁灭也不全是按照银河年的规律而毁灭的，所以， 强行将两者联系在一起的说法并不算可靠 。
所以，人们对于银河系旋臂断裂的担忧，也正显示出 人类将地球的命运与银河系的命运联系起来 。人类对银河系未来的无限遐想和猜测，都是人类对自身未来命运的担忧与人类在宇宙之中所处地位的生存迷茫。
虽然所有会让银河系乃至地球毁灭的猜想都离人们很远，远超于人类对目前时间尺度的认知，但是 人类却仍然试图弄懂所有使得自身命运走向灭亡的可能性 ，这其中也折射出 人类对于宇宙本质和原理认知的局限 。不过，正是由于这些未知，才促使我们人类 科技 和文明的进步，以发展到足够强大的地步在面临危及存亡的末日局面时也能活下去。
《银河补习班》中，邓超饰演的父亲，相信自己的孩子，支持自己的孩子，告诉孩子要做他自己心中想要成为的人，支持孩子的理想！我觉得这正是对父母很好的启示，家长需要与孩子沟通，通过兴趣引领成长，适当支持孩子的努力！我认为这样的教育，应该被众多家长所知道！
分析其中的飞逝成为变成学霸的，应该是通过自己的不懈努力蜕变的。
这部电影启示观众的一点就是，父子之间不一定就没有话题或者存在代沟，生活是需要沟通的，只有在沟通中相互理解相互交流，才能正确的教育好孩子。
因为题材有些敏感，所以根本就不敢拍出太现实的东西。
宇宙是所有空间结构所有时间结构共同堆构的整体时空结构。无比宏大，银河系无比庞大，在宇宙中还算不上一粒尘埃。无比玄妙，充满了无数种不同时空，每个时空都有自己不同的时间场、时间周期、空间大小、空间形状，拥有适合自己的各种规律。平行时空互相联系，比如太阳系九大行星九个时空都有各自的轨道，顺序排列，与人体太极结构的形脏神脏九脏腑对应，排列顺序也一样。上古中国人会用全息多维思维，知道宇宙和万物都具有全息多维时空，很容易找到他们的全息对应。纵向时空也是一样。比如地球是个土星，中心却是近6000度的铁水；太阳系是个九大行星围着的这样一个大土盘子，中心是太阳，太阳表面也是6000度铁水，也都与人体太极结构有全息对应关系，另一种太极，另一种排列顺序以及不同的太极数字。宇宙时空有无穷无量的这种横向纵向全息对应的子时空，也都与人体太极结构对应。因为宇宙就是一个巨人。宇宙大物都是小粒子堆构而成，演化而成，如同种子树叶演化成大树，宇宙由人体演化而来，经过无数次质变。人体由一个受精卵细胞演化而来也是这样。宇宙真象无穷无量，提示人向善立大志。
我们都生存在同一个地球上，而地球又是宇宙中的一颗行星。宇宙是千变万化的，这一刻是这样的，下一刻就截然不同了。宇宙是神秘的，那一颗颗星系让我们眼花缭乱。 从我的知识体系中，我知道：在200年前，人们一直认为天空中有5个行星，加上地球就是6个。五大行星再加上太阳，月球，就被称为“七曜”。岁月流逝到了1781年3月31日这天，在英国，有个叫威廉·赫歇耳的天文学家用自己的望远镜，看到了在土星之外那颗蓝色的天体——天王星。这个发现，突破了千百年来的传统观念，为人类在探索宇宙的道路上，迈出了了不起的一步，起了解放思想的作用。这让我我想起了李四光说过的：真理，哪怕只见到一线，我们也不能让他的光辉变得暗淡。”正是因为这样，才会有如此重大的发现，这一切都归功于科学家们坚持不懈的努力。 宇宙，既美丽神秘，却又危险，各种星系中，最危险的就是黑洞了，“黑洞”顾名思义，就是不会发光，黑洞洞的。他虽然在宇宙中，但它并不是“星”，而是空间的一个区域，一种特别的天体。它具有强大的引力场，以致任何东西，甚至是光都不能从中逃逸，成为宇宙中一个吞噬物质和能量的“陷阱”。黑洞绝非是永久的隐蔽而毫无生气的物体。由于它的电荷和角动量，黑洞是一个动力学系统，能够受力和施力，能够吸收和提供能量，也就是说它是随着时间变化的，而且它的表面积绝不会随着时间减少，而会随着对物质和辐射的捕获而大。当两个黑洞相撞并成为另一个黑洞。这个面积就一定会大于两个之和。更让人惊奇的是，有一种黑洞会缩小叫量子黑洞。多么神奇啊！宇宙中竟然有如此多的奥秘，这正是人类科学的结晶，只有我们相信科学，探索科学，才能学到更多的知识！
太阳表面也是6000度铁水?! 第一次听说这么奇怪的理论啊,不知道您是哪儿得到的?比如太阳系九大行星九个时空都有各自的轨道，顺序排列，与人体太极结构的形脏神脏九脏腑对应，排列顺序也一样?! 现在太阳系是8大行星!
宇宙就是天地万物的总称。宇宙一词最早出现于战国时代尸校的《尸子》一书中。尸佼认为：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”这样，我们可以知道“宇”是表示空间，“宙”是表示时间。空间和时间的概念，随着历史的演进而逐渐发展。宇宙的界限，随着天文学的进步而逐渐扩大。我们的祖先由于受条件的限制，只能用眼睛观测大地万物，因而错误地认为宇宙是有边界的，所以人们常说“近在眼前，远在天边”。虽然先祖关于宇宙边界的认识有失偏颇，但他们在2300多年前就巧妙地把时间和空间结合在一起，这一点是值得肯定的。而欧洲在中古以前，还是把空间与时间割裂开来的。关于宇宙的思想，我们的祖先要比当时的西方人丰富得多。随着科学技术的发展，观测工具日益先进，人们对宇宙的认识逐步加深，从太阳到太阳系，再扩展到银河系，河外星系、星系团、总星系。现已能观测到200多亿光年的宇宙深处，这个范围内包含了10亿个以上的星系。“物理宇宙”即从物理现象上进行解释的宇宙。它在空间上是无边无沿的，在时间上是无始无终的，部分为人们所见，即“观测到的宇宙”，大部分是人们的观测所不能及的。宇宙分为凝聚结构宇宙与耗散结构宇宙，凝聚结构的宇宙是无生命的宇宙，那时的宇宙是一个巨大的黑洞，所有的物质能量都向宇宙的核心收缩，慢慢的凝聚成一个巨大的物质能量团。这时的宇宙中的物质（质量体）转化成能量的速度远远的小于能量转化成物质的速度，所以宇宙便凝聚成一个超巨物质能量团。宇宙的这种状态并不能长久维持，当宇宙收缩到一定的程度后，由于其内部的温度与压强的升高，物质转化成能量的速度慢慢的变快，而能量转化成物质的速度慢慢的变慢，当这种变化到了一个临界点后，整个宇宙便发生逆转，逐渐物质转化成能量的速度远远的大于能量的速度，整个宇宙开始急剧澎涨，达到一定的程度后，宇宙便发生大爆炸，于是宇宙便开始释放与辐射能量，这便是耗散宇宙的开始，耗散宇宙便是生命宇宙。因此，宇宙是散则生，聚则死；而生命是聚则生，散则死。宇宙与生命是如此的辨证统一的。在以地球为中心的40万亿公里的范围内，没有第二个可供人类生存的星球了
二十世纪三十年代，天文学家就开始讨论银河系广阔的星际空间存在磁场的可能性。四十年代起，发现了一些确凿的证据,表明星际空间确实存在磁场。但是,对星际磁场的较可靠的测量却是六十年代以后的事。 磁场存在的观测证据 主要有四个方面。如题:
请别把科普小品文、娱乐猎奇文章和论文弄混淆了， 论文是不适合给大众看的。
银河系中首次发现超强磁场新天体
银河系中首次发现超强磁场新天体，这一新发现为搜寻低频暂现源打开了一扇新的窗口。有助于科学家们全面了解恒星的演化和死亡。 银河系中首次发现超强磁场新天体。
深邃浩瀚的星空，充满了太多科学奥秘，人类探索的脚步从未停歇。通过分析平方公里阵列（SKA）低频先导望远镜的巡天观测数据，中外天文学家首次在银河系发现一颗具有超强磁场的新天体，距离太阳系约4200光年。
27日，国际权威期刊《自然》（Nature）杂志在线发表了这项研究成果。
平方公里阵列（SKA）是由全球十多个国家合资建造、世界最大的综合孔径射电望远镜，因接收总面积约“1平方公里”而得名，于2021年7月正式启动建设。在SKA建成前，有几个先导望远镜已经在运行。其中，低频先导望远镜“默奇森宽场阵列（Murchison Widefield Array，MWA）”位于澳大利亚。
中国科学院上海天文台科研人员张翔与澳大利亚合作者、科廷大学国际射电天文研究中心（ICRAR-Curtin）的Hurley-Walker博士等中外科研人员，通过分析MWA的巡天观测数据，意外地发现一颗位于银河系内具有超强磁场的新天体—一个具有异常缓慢周期性辐射的射电暂现源。
据张翔介绍，这颗暂现源于2018年初出现，其爆发周期为18分钟左右，比已知最长的脉冲星爆发周期长9倍，每次爆发持续30-60秒，也包括短时标
这一发现是人类在银河系银道面区域，首次探测到的长周期暂现源，为搜寻低频暂现源打开了一扇新的窗口。“如果能继续探测到更多具有类似特征的暂现源，并揭示其物理性质，就意味着在银河系内存在一类具有超强磁场的长周期星体，这将有助于人类全面了解恒星的演化和死亡。”张翔说。
这一超强磁场新天体的发现，得益于高灵敏度的SKA低频先导望远镜，以及根据SKA数据特点定制的SKA计算集群。张翔说：“这个项目的原始数据量巨大，数据处理中间过程产生的数据量更大，超过1000万个图像文件，处理过程极其复杂，对数据处理的要求极高。”
随着这一超强磁场新天体的发现，以平方公里阵列（SKA）及其先导望远镜为代表的新一代射电望远镜，正以更深入更广泛的观测能力，迎来射电暂现源研究的新时代。目前，中外研究团队正利用“默奇森宽场阵列（MWA）”开展系统性的搜寻，以发现更多这种类型的星体，并建立一个大样本进行统计研究，从而填补磁星研究的空白。
银河系还存在多少新天体？科研人员又有了新发现。
近日，中科院上海天文台张翔助理研究员与她的澳洲合作者、来自科廷大学国际射电天文研究中心的Hurley-Walker博士等通过分析SKA先导望远镜的观测数据，发现了一个具有异常缓慢周期性辐射的射电暂现源。研究团队认为该射电暂现源可能是一个超长周期的磁星或拥有超强磁场的白矮星。相关研究成果在线发表于1月27日的《自然》杂志上。
这一发现为搜寻低频暂现源打开了一扇新的窗口。张翔解释，由于这是在银道面区域长周期暂现源的首次探测，如果能继续探测到更多具有类似特征的暂现源并揭示其物理性质，则意味着在银河系内存在一类具有超强磁场的长周期星体，有助于全面了解恒星的演化和死亡。
SKA将这样探索世界
国际大科学计划和大科学工程，已成为世界科技创新领域重要的全球公共产品和提升本国创新能力的重要合作平台。
平方公里阵列（Square Kilometre Array, SKA）作为一个国际大科学工程项目，是由全球多国合资建造和运行的世界最大规模综合孔径射电望远镜，集大视场、高灵敏度、高分辨率、宽频率范围等性能于一身，因接收总面积约“1平方公里”而得名。台址位于南非及南部非洲8国、澳大利亚的无线电宁静区域，已于2021年启动建设，这也是人类有史以来建造的最大射电望远镜，建成后将比目前最大的射电望远镜阵列JVLA的灵敏度提高约50倍，巡天速度提高约一万倍。
2019年，我国作为创始成员国签署《成立平方公里阵列天文台公约》，根据公约，自去年6月26日起，我国正式成为SKA天文台成员国。
这种大科学装置项目，对帮助科学家发现成果至关重要。
中科院院士、中国SKA首席科学家武向平曾介绍，SKA是下一代最先进的射电望远镜，科学研究目标包括宇宙中第一代发光天体如何形成、脉冲星搜寻和引力理论检验、星系形成与演化、暗能量性质、宇宙磁场、引力本质、生命分子与地外文明等，其中任何一个问题的突破，都将是自然科学的重大变革。
“和古时候的天文学家通常在晚上探测不同，有了这些望远镜，我们现在基本也不用值夜班了。”张翔告诉第一财经记者，因为望远镜基本上都是靠电脑操作的，望远镜在夜间也在不断地拍各种照片积累数据，而这些数据会传输到附近的超算中心，经过第一波的处理后，会再通过类似海底光缆传送到世界各地的其他中心，便于当地科学家们处理这些数据。
金叶子/摄
本次成果中，论文的第二作者、上海天文台张翔主要承担的是这项工作中的偏振校准和偏振数据分析，并制作了论文中的三幅关键图像。
她介绍道，由于该项目的原始数据量巨大，数据处理中间过程产生的数据量更大（超过1000万个图像文件），数据处理过程复杂，数据处理软件对计算集群的访存输入输出（IO）带宽、数据IO带宽、高并发任务和高并行化处理都有极高要求。
基于上述SKA偏振数据处理的特点和极高要求，上海天文台作为MWA的正式成员，利用自主研发的中国SKA区域中心原型机，联合国际SKA科学团队针对SKA重点科学目标开展了一系列科学研究。
值得注意的是，在本项研究工作中，中国SKA区域中心原型机承担了该项目部分MWA数据的计算和存储，参与了宽波段偏振数据的处理，完成了部分偏振图像的分析，并与澳大利亚SKA区域中心的计算设备共同完成了其他数据处理任务。
中国SKA区域中心原型机 金叶子/摄
上海天文台研究员、中国SKA区域中心原型机负责人安涛介绍，中国SKA区域中心原型机自2019年11月建成至今已连续两年获得中国十大天文科技进展，并被SKAO（平方公里阵列天文台）认可为“国际首台SKA区域中心原型机”，未来将为SKA先导望远镜的大型巡天项目提供计算资源和技术支持，帮助全球SKA科学家产生更多原创成果。
先导设备的作用
本次发现成果的，是SKA低频望远镜的先导设备MWA （Murchison Widefield Array），位于澳大利亚西部的默奇森射电天文台（MRO）。上海天文台作为正式成员单位参加MWA的II期运行，并获取相关数据及科学资源。
作为SKA低频望远镜的先导项目，MWA将探索宇宙再电离、河内与河外星系巡天、时域天文物理、太阳与电离层等方向的科学研究
“MWA有巡天观测模式，这是一种扫描式的观测，这些观测的数据积累下来，科学家就能做进一步数据的挖掘。”张翔介绍说，正是通过研究这些数据，他们才发现了一个具有异常缓慢周期性辐射的致密暂现源。
这颗暂现源于2018年初出现，其爆发周期约为18分钟左右，比已知的最长的脉冲星爆发周期长9倍。该暂现源的'长周期和低频波段的高偏振度均无法用已知脉冲星的理论模型和观测特征来解释，由此排除了它是一颗普通脉冲星的可能性。“我们认为它更有可能是一颗磁星（Magnetar）或者是一个拥有超强磁场的白矮星。”
中国SKA区域中心原型机 金叶子/摄
“我们正在开展系统性的搜寻，以发现更多的这种类型的星体，并建立一个大样本进行统计研究，从而填补磁星研究的空白。”张翔说。
近日，上海天文台张翔助理研究员与她的澳洲合作者、来自科廷大学国际射电天文研究中心（icrar-curtin）的hurley-walker博士等通过分析ska先导望远镜的观测数据，发现了一个具有异常缓慢周期性辐射的射电暂现源。研究团队认为该射电暂现源可能是一个超长周期的磁星或拥有超强磁场的白矮星。相关研究成果在线发表于1月27日的《自然》杂志上。
高频射电天空因超新星爆发、伽马射线暴、黑洞吸积盘耀发等暂现天体而熠熠生辉，但低频射电天空却表现得异常安静。然而，这种平静正在被打破。以平方公里阵列（square kilometre array, ska）及其先导望远镜为代表的新一代射电望远镜，正以比以往更深入、更广泛的观测能力，迎来射电暂现源研究的新时代。
上海天文台的张翔助理研究员与hurley-walker博士等通过分析位于澳洲的ska低频先导望远镜默奇森宽场阵列（murchison widefield array，mwa）的巡天观测数据，发现了一个具有异常缓慢周期性辐射的致密暂现源。这颗暂现源于2018年初出现，其爆发周期约为18分钟左右，比已知的最长的脉冲星爆发周期长9倍，每次爆发持续30-60秒左右，也包括短时标（<秒）的爆发，而在更多情况下，观察到的是比较平滑的以小时为单位演变的轮廓，在爆发期间，它是150 mhz波段南天最明亮的30个射电源之一。
科研团队在随后的光学、红外、高能观测中，均未发现它的对应体。对其射电脉冲的色散测量表明，这个暂现源位于银河系内，与太阳系的距离约4200光年。偏振测量显示出，此暂现源的线偏振度约为90%，超过了150 mhz波段中同一观测模式下的所有已知脉冲星（由于观测方法导致的平滑效应，此模式下观测到的脉冲星线偏振度不超过70%），表明该暂现源存在超强磁场。该暂现源的长周期和低频波段的高偏振度均无法用已知脉冲星的理论模型和观测特征来解释，研究人员由此排除了它是一颗普通脉冲星的可能性。这颗致密暂现源一经发现，即引起国际科学界对其性质的广泛热议。该研究团队认为，它更有可能是一颗磁星（magnetar）或者是一个拥有超强磁场的白矮星。
这一发现为搜寻低频暂现源打开了一扇新的窗口：由于银道面区域有复杂的射电辐射结构和较强的星际闪烁，在以往的大多数低频射电巡天项目中，对暂现源的搜寻往往局限于远离银道面的区域，没有对周期为几分钟到几小时的暂现源进行过系统搜寻。这一发现是在银道面区域长周期暂现源的首次探测，如果能继续探测到更多具有类似特征的暂现源并揭示其物理性质，则意味着在银河系内存在一类具有超强磁场的长周期星体，有助于全面了解恒星的演化和死亡。该团队正在开展系统性的搜寻，以发现更多的这种类型的星体，并建立一个大样本进行统计研究，从而填补磁星研究的空白。
这一暂现源的发现得益于高灵敏度的ska低频先导射电望远镜，以及根据ska数据特点定制的ska计算集群。论文的第二作者、上海天文台张翔承担了这项工作中的偏振校准和偏振数据分析，并制作了论文中的三幅关键图像。由于该项目的原始数据量巨大，数据处理中间过程产生的数据量更大（超过1000万个图像文件），数据处理过程复杂，数据处理软件对计算集群的访存输入输出（io）带宽、数据io带宽、高并发任务和高并行化处理都有极高要求。基于上述ska偏振数据处理的特点和极高要求，上海天文台作为mwa的正式成员，利用自主研发的中国ska区域中心原型机，在国家科技部、中国科学院、ska中国办公室和上海市科委的支持下，联合国际ska科学团队针对ska重点科学目标开展了一系列科学研究。在本项研究工作中，中国ska区域中心原型机承担了该项目部分mwa数据的存储，参与了宽波段偏振数据的处理，完成了部分偏振图像的分析，并与澳大利亚ska区域中心的计算设备共同完成了其他数据处理任务。
天文学家通过长期观测发现，在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域，这种奇异天文现象的主要特征是：1、这个区域有很强的磁场和引力，不断吞噬大量的星际物质，一些物质在它周围运行轨迹会发生变化形成圆形的气体尘埃环；2、它有很大的能量，可以发出极强的各类射线辐射；3、由于它极大的引力作用，光线在它附近也会发生弯曲变化。的确，通过观测到的大量间接征兆可以证实它的存在，却无论如何没能直接看到它。于是一些天文学家想象的认为它是一种恒星塌缩后，质量、密度很大的暗天体，美国物理学家惠勒给它取了一个有趣的名字“黑洞”。
在进入宇航时代的今天，世界各国已拥有各种先进的天文观测设备，如大口径配有极灵敏接受器的光学望远镜，大型射电天文望远镜，突破了地球大气层包围的哈勃空间望远镜等。天文观测已触及到距地球100亿光年以外的遥远天体，从河外星系到宇宙尘埃都可以一览无余，甚至像几万公里外一支小蜡烛那么微弱的光也能观测到，而唯独对“黑洞”却无能为力，确有些不合逻辑。如果它真是一种质量、密度很大，磁场、引力极强的“天体”，为什么至今看不到它的庐山真面目呢？ 原因很简单，“黑洞”并不是一种实体星球，而是宇宙天体运动时产生的各种“磁场旋涡”现象，它的能量、射线辐射主要都是由磁场力作用产生的，因为它的构成物质密度非常稀薄，光线发射极其微弱，所以根本无法在远距离用光学仪器观察到它的形状，按其形态和性质说来它倒真是一个名副其实的“黑暗磁场旋涡洞”。
设想如果“黑洞”是一种物质构成密度非常大的“天体”，那么，在“黑洞”与物质密度相对极小的宇宙空间两者应该是有分界面的。根据光的反射、折射原理，当光投在两种物质的分界面时会有反射和折射现象的，这一点已经从宇宙中所有不发光天体都能够反光得到证实，无一例外。所以，从“黑洞”不能反射光线这一点说明“黑洞”虽然有很强的吸引力，但是它的物质构成密度非常稀薄，还不足以达到反射光线的程度（并不是光线由于被它吸引无法脱离而不能反射）。当光线与它相遇时，只能是穿它而过了，没有明显的光反射和折射现象。因此也就无法通过光学观测直接看到它的形状，而只能用其它天文观测方式，通过“黑洞”急速旋转运动中产生的极强各类射线辐射来证实它的存在。科学家通过哈勃望远镜上的高速光度计在1992年对天鹅座X-1的一批观察数据进行分析时，发现了两个迅速衰减并很快消失的紫外线脉冲阵列。这种现象与理论预言的物质落进黑洞视界时释放辐射的特征正相符合。至于光线在“黑洞”附近会发生弯曲的现象，是因为光波本身就是一种频率很高的电磁波，光现象本质就是一种电磁现象，所以，光线在“黑洞”附近由于受其磁场引力作用而发生弯曲现象是很自然的。
宇宙中一切天体都不是孤立存在的、所有物质之间都有千丝万缕的相互内在联系。“黑洞”现象的产生也不是偶然的，而是在自然规律内物质循环演变过程中一个重要的环节。整个自然界是由不断运动着的物质所组成，绝对静止的物质是不存在的，物质运动必然会产生磁场，天体和磁场是不可分割的整体，只要天体存在，它周围就一定有磁场存在。各类物质结构由于运动方向的不同，运动速度的差异，会产生无数大小不一、强弱不同的磁场旋涡，这种磁场旋涡就是神秘的“黑洞”。大的物质结构产生大的磁场旋涡，如星系中心的“黑洞”（银河系中心）；小的物质结构产生小的磁场旋涡，如恒星之间的“黑洞”（天鹅座X-1）。
自然界决定物质能量大小有两个重要因素：一是物质的质量；二是物质的运动速度。由于磁场具有力和能的特征，所以“黑洞”虽然构成物质密度很小，但因为它有极快的旋转运动速度，当组成它的物质凝聚向一个方向作有序运动时，便产生很大的能量和极强的引力。宇宙中一些分散的呈气态的氢、氧类物质和呈固态的硅、铁类尘埃物质，受“黑洞”吸引力作用，在“黑洞”附近运动方向发生变化，向其中心高速旋进，会形成围绕“黑洞”中心运动的圆形气体尘埃环。“黑洞”虽然不能直观地看到，但可以通过它向外发出的各类射线辐射现象提示它的形态。国外有报道，哈勃望远镜已拍摄到“黑洞”周围边缘呈翘曲状的尘埃圆盘，这就更形象的证实了“黑洞”的旋涡性质和真实形态以及旋涡多呈漏斗状的特点。
其实宇宙中这些各类“黑洞”的运动形态和形成原理就像我们用肉眼可以观察到的许多自然涡流现象一样。如地球上大气运动产生的热带气旋--“台风”，在“台风”外围是急速旋转的气流形成的急风暴雨区域，能量非常大，而在空气涡流中心区域--“台风眼”，由于空气稀薄，压力相对较小，对周围产生很大吸引力，因此气流不易进入，反而是风平浪静的区域，从卫星图上可以清晰地看到“台风”的圆形旋涡状云团。还有江河湖海中的水涡流也是圆形旋涡状的，水涡流同样有很大的能量和吸引力，当物体接近时会被吸引进漩涡之中。“黑洞”就像“台风”、“水流漩涡”这些可以直观的涡流现象，是宇宙中物质运动的产物。它的巨大能量和引力主要来自物质急速运动产生的磁场。“黑洞”中心是外界物质不易进入、有形物质极少的区域，所以，在“黑洞”的中心都是空白区域。因为它对周围物质的吸引力在各方向基本是均匀的，一般“黑洞”周围物质运行的轨迹都是圆形旋涡状的。由于“黑洞”物质分布密度的不同，周围还会伸出一些旋臂（如可见的星系旋臂），造成同方向辐射强弱程度不同的射线脉冲现象（即脉冲星）。
在“黑洞”引力吸积过程中，物质的数量和密度不断增加，磁场旋涡范围会相应增大，能量和引力明显加强，又会吸引更多的物质，如此像滚雪球一样不断发展。当“黑洞”周围物质达到相当体积和密度时，对光的反射、折射作用逐步增强，到了一定程度便发展成为可以通过光学望远镜直接观察到的有形天体--“星云”，正是从恒星级“黑洞”中孕育出新生的天体“星云”。这种初期的有形天体多呈环状（环状星云），它的构成物质相对仍很稀薄，所以，形状非常模糊。随着“星云”体积不断膨胀，便开始了几十亿年以上向“恒星”发展的演变进程。
宇宙中所有天体的存在形式和演变过程都是由自然规律所决定的，“黑洞”也不例外。一但我们通过表面现象揭示出它的本质和与自然规律的内在联系，包括“黑洞”在内的各种奇异天象便不难解释了。