2023，最值得期待的天文事件

桃之夭夭714

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• 编者按
  

天文学是一门源远流长又不断开拓进取的自然基础学科，宇宙的广袤与神奇吸引着无数的天文学家不断叩问世界运行的真理，打破我们认知的天窗，开拓人类认知与发展的疆土。

最近几年，随着我国在天文学领域不断取得新的突破，以及中国航天事业的蓬勃发展，公众对于天象及天文、航天资讯的需求明显提升。天文从冷僻的小众爱好，逐渐发展为热门的科普领域。

2023年，有哪些值得期待的天文现象，天文圈、航天圈又有哪些值得关注的动作呢？今天，让我们一起来展望新的一年值得关注与期待的天文事件！

撰文 | 韩越扬、潘熙悦
责编 | 吕浩然

• 天象篇
  

※ 全环食

如果说有什么最震撼人心、不容错过的天文现象榜单，日食大概率会高居榜首。尤其是日全食，食甚左右时日夜翻转、白昼见星，这种冲突与神奇感令人难以忘怀。

一般来说，我们会将日食分为日偏食、日全食和日环食三类。值得期待的是，2023年4月20日，在澳大利亚和印度尼西亚一带（是的，中国再一次错过中心带，只有小范围地区可以看到日偏食……），将会上演一场罕见的“第四类日食”——全环食。

所谓全环食，指的是在能看到日食的日食带区域中，有的区域看到的是日全食，有的区域看到的是日环食。之所以能产生这样的现象，是由于地球是圆形的，日食带上不同位置到月球的距离不同，中心近、两头远。因此在特定的角度下，地球会刚好位于月球本影区的尖端，机缘巧合下便可能发生全环食。

在全球范围内，每年至少会出现两次日食，但日食带往往很窄，因此对于同一个地区而言，两次日食发生的时间间隔并不短。比如，从现在开始要想在北京看到日食，就要等到2030年才行。全环食出现的概率就更小了，往往十几年时间才可能在全球出现一次。因此，2023年的这次日食就相当于抽卡游戏中的“SSR”，盲盒里的“隐藏款”，着实是且看且珍惜。

随着全球疫情管控的逐步放松，出国追日食重新变得可行！此外，需要重点提醒的是，观测太阳风险大，请务必提前做好观测功课和保护措施。




2023年4月20日全环食范围，红色区域可见日全食/日环食，蓝色区域可见日偏食。你找好观测的目的地了么？图片来源：heavens-above

※ 流星雨

如果说日全食是最震撼人心的天象，那流星雨大概就是大众最期待的天象，毕竟，谁还没有点愿望要许！

所谓流星，指的是运行在行星际空间的尘埃和固体块（流星体），在地球引力的作用下，同地球大气层高速摩擦而烧蚀，从而产生的发光现象。不同于日全食的“罕见”，流星雨的发生覆盖面积广，一般只分南北半球，每年准时来袭的流星雨足足有上百个。不过，流星雨也分“暴雨”“中雨”“毛毛雨”和“毳雨”（毛毛毛雨的简称）等级别或阶段，我们应该选择哪些进行观测呢？

对于北半球的天文爱好者而言，最值得观测的流星雨有三个，分别是：1月4日前后的象限仪座流星雨，8月13日前后的英仙座流星雨，以及12月14日前后的双子座流星雨，合称北半球三大流星雨。这三者中，一般更推荐后面两个。

对于公众而言，推荐大家选择在流星雨流量最大的极大期及前后时间进行观测。选择观测地点时需注意，光污染越小，夜空越黑暗晴朗，暗弱的流星就越明显，能看到的流星数量也就越多。除去人为光污染外，月光也是影响流星雨观测的重要因素。比如，2022年的英仙座和双子座流星雨的极大期都遇上了满月期，观测条件不佳，令人遗憾。

好消息是，2023年英仙座流星雨极大期预计为8月13日前后，适逢农历廿七；双子座流星雨极大期预计为12月14日前后，适逢农历初二，受月光干扰均很小，很适合大家约上三五好友，找个黑暗、晴朗且开阔的地方，共同在星空下许愿。




英仙座流星雨实拍，图片来源：作者2020.8.13摄于乌兰布统草原

※ 月偏食

2023年10月29日（农历九月十五），将发生一场月偏食，中国可见全过程！

月食一般来说分为三类：月全食、月偏食和半影月食。发生月偏食时，月亮会出现一个明显的缺口，呈现“天狗食月”的画面，非常有趣。

月食的观测带范围广，可不借助设备肉眼完成观测，对光污染要求也低，基本上只要天气晴朗，且没有高楼大厦等直接遮挡物，就可以在任意地点进行观测，可以说对新手相当友好。不过，2023年的月偏食发生在凌晨四点前后，想观测的朋友记得提前定好闹钟！

此外，2023年同样也会发生一场半影月食，但发生半影月食时，月球并不会出现明显的“缺口”，只是亮度会发生肉眼难以察觉的减弱，因此通常不推荐特地去观测。




月偏食发生时的场景，图片来源：pixabay

• 重大发射任务篇
  

※ 爱因斯坦探针

爱因斯坦探针（Einstein Probe，简称“EP”卫星）是继“悟空号”暗物质粒子探测卫星、硬X射线调制望远镜后，又一个中国自主研发的高能天体物理探测卫星，与先进天基太阳天文台（ASO-S）、微重力技术实验卫星（太极一号）等，同属中科学院战略性先导科技专项空间科学（二期）部署的空间科学卫星。

EP卫星是一颗面向时域天文学和高能天体物理的科学探测卫星，其任务是在软X射线波段开展大视场时域巡天监测。这里的“软X射线”，和慧眼卫星的“硬”X射线”，均为对不同波段下X射线的通俗叫法：通常我们将光子能量高于5-10keV（波长低于0.2-0.1nm）的X射线称为硬X射线，而将能量较低（波长较长）的X射线称为软X射线[1]。

EP卫星将深入研究黑洞的分布、起源、演化及物质吸积等过程，还将与国际多个引力波探测器（如A-LIGO、A-VIRGO）相配合，共同探测引力波暴的电磁波候选体。预计，EP卫星将于2023年底发射升空（PS：希望不要鸽）。




EP卫星渲染图，图片来源：中科院国家科学空间中心

※ 冥王号回归


美国国家航空和宇宙航行局（NASA）在2016年进行了一项小行星研究和样本返回任务，任务中使用的探测器被命名为OSIRIS-REx（Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer），又名冥王号。

冥王号于2016年9月8日从美国佛罗里达发射升空，2020年10月20日降落在编号为101955 Bennu（本努）的小行星上，随后成功收集到了样本。目标小行星之所以选择“本努”，是因为这颗小行星是一颗起源于太阳系形成初期的碳质小行星，上面可能蕴含着生命诞生和演化所必要的有机分子。2021年5月10日，冥王号按计划离开“本努”小行星，开始了为期两年的返回地球之旅，预计将于2023年9月24日带着样本返回地球[2]。




冥王号于2018年拍摄到的本努影像，图片来源：NASA/Goddard/University of Arizona

据悉，冥王号将从近地小行星“本努”上采集、带回不少于60克的样本，这些样本可以帮助科学家更好地了解太阳系的形成和演化，探究孕育地球生命的有机化合物来源等问题。




冥王号探测器在“本努”小行星采样的想象图，图片来源：NASA

※中国空间站

2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，费俊龙、邓清明和张陆三位宇航员入驻中国空间站。中国空间站作为我国重要的空间科学实验基地，预计将于2023年开始发射首批国际合作项目载荷，并开展相关科学实验。

此外，在2023-2024年，我国还将计划发射“巡天”光学舱。“巡天”光学舱是一台大口径、大视场的空间望远镜，作为中国空间站的一部分，将与中国空间站共轨飞行。“巡天号”的主镜口径约达2米，视场约为哈勃空间望远镜的300倍以上，将成为宇宙中像元（像素点）规模最大的天文相机。

在观测宇宙的同时，“巡天号”也可以对地面进行观测拍摄，打破“天地不可兼得”的局限，意味着中国空间探测技术的一大突破。“巡天号”的应用还可以推动中国对于太阳系天体、系外行星、宇宙演化等领域的研究，并为我们带来诸多“属于自己”的太空美图。




中国空间站结构模拟图，图片来源：wikipedia

• 地面设备建设篇
  

※ 青海冷湖再添天文研究基地

我国第一个地基行星光学观测中心和行星科学实习基地目前已落户青海省冷湖镇，并有望于2023年建成。

地基光学观测是天文观测中不可或缺的一部分，但地基望远镜的分辨率非常容易受大气扰动的影响，因此好的选址是开展地基光学观测的重要前提。青海冷湖具有优良的天文光学观测条件，晴夜多，光污染小，视宁度良好，被誉为欧亚大陆最好的光学天文台址。

建成后的冷湖观测基地将利用行星大气光谱望远镜PAST和TINTIN对系外行星等天体进行探测，填补我国在这一方面的研究空白。此外，主镜口径约为2.5米的“墨子”大视场巡天望远镜同样有望在2023年于冷湖建成，建成后将有望成为北半球巡天能力最高的光学望远镜。

冷湖凭借自身的环境优势，也有望成为下一个天文热门旅游地，引导更多的人去感受星空魅力，探索宇宙奥秘。




青海赛什腾首次踏勘实景，由24幅手机照片拼接，图片来源：邓李才拍摄

※ 天文观测环境保护条例实施

为保护冷湖赛什腾山天文观测基地及附近的良好星空环境，当地政府颁布了《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测环境保护条例》，并计划于2023年1月1日起开始实施。

这是我国颁布并计划实施的第一部为保护光学天文观测环境而明确设立的相关条例。该条例明确规定出了区域内光照强度和时长，并根据距离基地由近及远细致地划分出了具体的区域，在保证不干扰周围居民正常生活的同时最大力度地保障了基地的观测质量。

这一条例为国内保护星空环境作出表率，体现出了我国对于光污染问题的重视。同时，借此条例，也希望更多的人能够意识到，我们头顶的夜空也可以不空空荡荡，而是闪烁着璀璨的星光。




从太空望下去，经济发达的地区已经被城市的灯光所覆盖，无法进行天文观测。图片够大，点开大图看看你在哪里！图片来源：google earth。

※ 子午工程二期完成系统联调联试

2003年，我国科学家提出“通过从太阳大气到近地空间全链条、全国覆盖、高时空分辨的监测，探索空间天气事件的传播、演化和影响我国空间环境路径和规律”的创新思路，成立子午工程。

2022年11月13日，四川甘孜州稻城县，国家重大科技基础设施“子午工程”二期圆环阵太阳射电成像望远镜设备经过四年的建设完成系统集成，正式进入联调联试阶段。据悉，该设备将于2023年6月完成系统联调联试，进入试运行阶段，全面投入科学研究。

子午工程二期圆环阵是由313台直径6米的天线构成的综合孔径射电望远镜，圆环整体直径约为1000米，圆环阵的主要工作是对太阳爆发活动进行成像、成谱观测。子午工程可以帮助我国科学家在空间天气、空间环境、太阳活动等领域进行深入研究，同时也可以提高对太阳活动源所造成的设备干扰的预警及处理能力。




子午工程二期圆环阵太阳射电成像望远镜，图片来源：国家空间科学中心

• 公众天文篇
  

※ 哥白尼诞辰550周年

如今，“日心说”中太阳位于太阳系中心的概念已成为多数人的常识。但在宇宙理论发展的早期，由于日心说中对于行星运动情况的解释并不精确，以及直观和宗教的惯有认知，日心说并不被认可，它的发展充满了艰难险阻。

而在日心说的推广路上，哥白尼无疑扮演了重要的角色。1473年2月19日，尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus）出生于波兰的一个富商家庭。在读大学期间，他对天文学产生了浓厚的兴趣，开始思考、研究天体结构等内容。1541年，经过多年的撰写及打磨，哥白尼终于出版了他的著作《天球运行论》。在此书中，哥白尼延续并改良了日心说，发表了太阳是宇宙中心的结论，并建立了其他天体围绕太阳运行的模型。

以现代的知识体系看来，哥白尼的理论和证明虽然充满瑕疵，也有很多错误，但在那个被拥护地心说的宗教所统治的时代，他所发表的著作无疑为日心说的传播提供了土壤，给探索真理的天文学家凿开了曙光，让人类重新踏上了认识宇宙的正确道路。

2023年2月19日是哥白尼诞辰550周年纪念日，让我们纪念这样一位科学先驱，纪念他敢于质疑的科学精神。




尼古拉斯·哥白尼，图片来源：wikipedia

※ 国内多座天文馆投入建设

天文馆是大众学习天文知识、感受科学精神的重要科普基地。对比全世界大大小小约有4000座天文场馆的数量，我国的天文场馆明显数量不足。2021年，上海天文馆正式开放，一举成为世界规模最大的天文馆，引起了不小的轰动。而在这之前，中国大陆仅有北京天文馆等少数几座专业天文馆。

令人欣喜的是，在2023年，全国范围内预计有多座大型天文馆陆续投入建设。例如位于福建省厦门市的厦门天文馆，位于四川甘孜州南部的稻城天文馆，位于西藏拉萨的拉萨天文馆等。届时，中国天文馆“远水解不了近渴”的现状将会得到缓解，多个地区的家长也即将喜提“遛娃”神馆。

此外，世界范围内也有多座天文馆正在或即将开工。例如欧洲塞浦路斯天文馆预计在2023年中正式开放，开放后将成为欧洲最大、最现代化的天文馆之一。




塞浦路斯天文馆想象图，图片来源：塞浦路斯天文馆官网

※ 太阳将于2023年进入活跃期

太阳是太阳系的主宰，它的一举一动都有形无形地影响着我们的生活。根据天文学家预测，太阳将于2023年进入新一轮的活跃期，太阳风也有可能随之增强。所谓太阳风，指的是从太阳表面抛出的高能带电粒子流。这些粒子流随着太阳活动的强弱而发生着各种变化，太空中这类短时间内的尺度变化，通常也被称为空间天气。

空间天气的变化，会给地球的磁层、大气电离层、卫星运行乃至人类的健康都带来极大的影响。与我们关系最密切的无线电通讯、平流层航班等，可能会根据空间天气的情况进行一定的调整。

不过大家也不用慌，世界各国都非常重视对于太阳及空间天气的观测和研究，比如我国最新发射的先进天基太阳天文台（ASO-S），还有前文所提到的子午工程，都能帮我们更好地了解太阳活动，并对可能产生的影响提前做出预警及处理。




太阳风作用下的地球磁场艺术想象图，图片来源：wikipedia

• 写在最后
  

一年的时间，将要发生的、可预见的天文大事一定不是一篇文章可以写得下的，更何况那些不可预见的。此外，如“鸽王”詹姆斯·韦布空间望远镜这种跨时代的天文仪器，似乎每次发布的成果都是值得期待的。当然，笔者眼光有限，也欢迎（专业/非专业）读者朋友在留言区补充明年的天文大事儿，让大家一起期待一下。

一生的时间，对于普通人而言，学习天文知识，了解天文、航天资讯，体验天文观测，不仅能够帮助我们满足好奇心，拓展视野，培养科学素养，更能在繁忙、琐碎的现实中，为我们打造出一方能够承认自己渺小，感受世界奇妙的小宇宙。我们在这方小宇宙中驻足、沉默、畅想，然后重新出发。

• 参考文献
  

[1] Attwood, David (1999). Soft X-rays and extreme ultraviolet radiation. Cambridge University. p. 2. ISBN 978-0-521-65214-8. Archived from the original on 2012-11-11. Retrieved 2012-11-04.
[2] Explorers and Heliophysics Projects Division. http://ehpd.gsfc.nasa.gov (Report). Goddard SFC: NASA. August 2011.

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