Author: Clark - 1ban.news

JWST发现宇宙正午时期的古老星系团，挑战宇宙学标准模型 焦点图像： JWST NIRCam拍摄的XLSSC 122图像，显示最亮星系团星系周围被引力透镜扭曲的弧线。[图片来源：Finner et al. / NASA / ESA / CSA] 詹姆斯·韦伯太空望远镜窥探了宇宙已知最古老的星系团之一，当时宇宙刚刚开始进入中年期，它的发现让天文学家重新思考宇宙中的结构形成方式。这个编号为XLSSC 122的星系团位于红移1.98处，意味着它的光传播了大约104亿年才到达地球。我们今天看到的光离开这个巨大星系集合时，宇宙只有34亿岁。 这些发现发表在《天体物理学期刊快报》的三篇配套论文中，并于6月17日在第248届美国天文学会会议上公布，揭示了一个比标准宇宙学模型预测的更为成熟和集中的星系团。通过背景星系的强引力透镜效应测定的内部100千秒差距内的中心暗物质浓度极高，与几乎所有主要质-量浓度关系存在3到8个标准偏差的偏离。 “当我们看到那些最初的图像时，我们惊呆了，”强透镜论文的第一作者、IPAC/加州理工学院的Kyle Finner说。”我们说’哇，看这个，这个星系团有强透镜效应！’很快我们就意识到，我们看到了模型无法轻易解释的东西。” 年轻宇宙中的成熟结构 XLSSC 122最初于2014年由ESA的XMM-牛顿X射线天文台作为XMM-牛顿大尺度结构巡天的一部分发现。但正是JWST的红外灵敏度和高分辨率揭示了它的真实面貌。2024年8月10日，JWST的NIRCam仪器通过四个滤波器观测了该星系团，达到了29-30AB星等的5西格玛深度，穿透宇宙尘埃解析了星系团的精细结构。 出现的是已知最遥远的展示强引力透镜效应的星系团，四个巨大的弧系统环绕在最亮星系团星系周围，打破了此前由红移1.75处的IDCS J1426.5+3508保持的记录。 “我们从X射线数据中已经知道XLSSC 122的存在，但我们不知道它如此巨大、如此集中，”Finner说。”JWST打开了一扇新窗口。在韦伯之前，我们无法在早期遥远宇宙中进行这种水平的科学研究。” 该星系团暗物质晕的NFW浓度参数测量为c = 6.3 ± 0.5（内部100千秒差距内）。与五个标准质-量浓度关系相比，只有Prada et al. 2012预测了更高的值。其他关系低估了浓度2.8到8.2个标准偏差。 暗物质的联系 强引力透镜效应是测量暗物质最强大的工具之一，因为背景星系光的扭曲追踪了总质量分布，包括不可见的暗物质成分。 “强透镜效应是一种无需实际看到暗物质就能测量暗物质的方法，”Finner解释道。”它为我们提供了宇宙学模型的灵敏探针。” JWST的观测通过三种独立方法探测了该星系团：背景星系的强引力透镜效应测量核心质量分布；更遥远星系的弱引力透镜效应追踪外部晕；以及星系团内光的探测——不受任何单个星系束缚的自由漂浮恒星，其形状追踪暗物质分布。 由Hyungjin Joo领导的一篇配套论文报告的星系团内光探测是有史以来最早的此类探测。它揭示了该星系团正在经历主动合并，通过弱透镜分析以及X射线和射电数据独立确认，进一步增加了情况的复杂性。 不仅是星系团，更是基础物理的检验 这一发现的影响超越了星系团天体物理学。如果JWST继续在早期宇宙中发现类似成熟的星系团，标准ΛCDM层级结构形成模型（其中大质量结构随宇宙时间缓慢聚积）可能需要进行重大修正。 一种可能性是XLSSC 122在异常早期的坍缩中形成，与其静止星系群中已经观察到的加速尺寸演化一致。另一种可能性是，我们对暗物质在密集环境中行为的理解不完整。第三种未被数据排除的可能性是，非标准宇宙学在起作用。 “JWST时代还处于早期，”Finner说。”如果我们能够开始获取宇宙这一阶段的数十或数百个这类天体的数据，那么我们就可以真正开始检验我们的宇宙学模型了。” 三篇配套论文发表在《天体物理学期刊快报》上。JWST成像数据已在Zenodo上公开。 婷 翻译

量子计算威胁成为轨道上的国家安全危机 专题图片: 量子安全卫星通信链路的概念示意图。[图片来源: ESA / IQM] 首台密码学相关量子计算机的研发竞赛正与低地球轨道卫星星座的快速扩张交汇，安全专家称这正酝酿一场迫在眉睫的国家安全危机，可能从根本上动摇人们对天基基础设施的信任。 在6月29日发表于SpaceNews的一份严峻评估中，量子安全公司Quantum XChange首席执行官Eddy Zervigon提出了一个五阶段情景，其中先进的量子能力与现有卫星加密架构的结合，创造了从民用通信到导弹预警系统等各方面的风险。 “这不是一个遥远的威胁，”Zervigon写道。”先收割后解密的时间窗口已经打开，实时解密能力可能在未来几年内实现。” 已在发生：先收割，后解密 最直接的威胁——也是已经正在发生的——很直接。对手正在捕获当今加密的卫星数据——遥测流、指挥控制信号、任务载荷数据——并将其存储起来，待足够强大的量子计算机可用时进行解密。 问题是结构性的。低轨卫星可能仅运行五到七年，但这些卫星所依赖的系统和架构——地面网络、软件更新渠道、企业IT基础设施——会跨越多个更新换代周期持续存在。今天收集到的关于卫星架构、传感器设计和指挥模式的数据，会在数年或数十年内保持战略价值。 “一旦流量被捕获，没有任何未来的补丁可以解除其暴露，”Zervigon指出。 这并非假设；全球情报机构长期以来一直进行加密流量的批量收集。已经改变的是那些加密档案将无限期保持安全的假设已经终结。 Q日之后：实时解密 当一台密码学相关的量子计算机上线时（业界称之为Q日，谷歌、Cloudflare和IBM预计最早在2029年），威胁将急剧升级。 当前的公钥加密标准，包括用于保护卫星指挥链路、身份验证和遥测的标准，将在近乎实时的情况下被破解。拥有量子能力的对手可以： 监视星座健康状况，追踪哪些卫星正在针对哪些目标执行任务 绘制指挥模式和地面站关系，识别操作程序中的漏洞 拦截任务载荷数据，从农业成像到军事监视 对军事太空行动的后果尤为严重。依赖商业卫星数据进行导弹预警等应用的国防客户——这是美国太空军”金穹”计划等项目的关键任务——可能在没有任何可见篡改迹象的情况下接收到被破坏的信息。 完整性攻击：被忽视的危险 虽然数据机密性受到的威胁获得了最多的关注，但文章警告说，完整性攻击可能构成更大的危险。确保机密性的相同密码技术也验证身份、认证命令并确认数据完整性。当这些保护措施失效时： 操作员不再能信任遥测和跟踪数据 与空间态势感知提供商共享的伪造星历数据可能破坏整个轨道环境的碰撞规避决策，影响超过18,000颗活跃卫星和数百万个碎片 伪造的传感器读数可能导致操作员延迟本应执行的机动，或执行本不应执行的机动 最坏的情况：对手冒充合法操作员，发出航天器认为是真实的命令。卫星成为他人手中的武器。 “完美的灰色地带武器，”Zervigon写道。”量子攻击可以通过身份验证，被识别为合法访问。标准监控工具无法检测到它们。溯源极其困难。” 运营商现在可以做什么 根据Zervigon的说法，解决方案紧迫但可行。首要任务是加密敏捷性——即在不更换硬件或中断网络的情况下交换加密算法的能力。一旦系统具有敏捷性，迁移依赖关系就成为软件更新而非重新设计。 2024年最终确定的NIST后量子密码标准提供了算法基础。NSA的CNSA 2.0时间线为国家安全系统设定了迁移截止日期。但文章警告说，运营太空中大部分关键基础设施的商业卫星行业行动迟缓。 “现在就向供应商施压，要求提供具体路线图，”Zervigon敦促道。”不要等到全面清查后才开始。” 优先排序的关键是识别具有较长保密寿命的资产——那些必须保持数十年秘密的数据。这些资产面临着被先收割后解密攻击的最大风险，应首先完成迁移。 更广泛的影响 量子威胁的到来恰逢天基基础设施空前扩张的时刻。仅Starlink就有超过15,000颗卫星在轨。亚马逊的Kuiper、中国的Guowang和SpaceSail星座以及欧洲的IRIS2计划正在增加数千颗。每一颗都依赖最终将变得脆弱的加密技术。 美国、中国、英国、法国和日本的大规模量子投资正在加速Q日的时间线。文章指出，行动窗口比业内许多人假设的要短，每延迟一个月就会增加最终可被读取的数据量。 婷 翻译

光污染正使美国暗夜公园损失高达6600万美元的价值 头图： 银河拱桥横跨自然桥国家纪念碑上空繁星点点的夜空，该地被指定为暗夜公园。[图片来源：NPS / Dan Duriscoe] 每年，数百万人前往偏远的保护区寻找真正黑暗的夜空——在那里，银河投下阴影，黄道光在日落后可见，天空从地平线到天顶都布满星辰。但在美国天文学会第248次会议上发表的一项新研究揭示，光污染正在悄然抹去游客从这种体验中获得的重要价值。 这项由犹他州立大学的乔丹·史密斯领导、6月29日发表的研究估计，仅四个月的研究期内，美国科罗拉多高原地区旗舰级暗夜公园的休闲福利损失就在2500万至近6600万美元之间。 “卫星和地面仪器可以追踪人造光的蔓延位置及其增长的速度，”史密斯说。”但它们无法告诉我们太多关于这些价值是什么、由于夜间人造光而实际损失了什么。” 衡量利害关系 暗夜公园是指受保护的区域，通常是国家公园、国家纪念碑或其他公共土地，拥有卓越的星空环境，并因其科学、自然、教育和休闲价值而受到保护。国际暗夜协会（现DarkSky International）负责认证，而横跨犹他州、亚利桑那州、科罗拉多州和新墨西哥州的科罗拉多高原地区，拥有北美最密集的金级暗夜场所之一。 该研究聚焦于该地区的九个目的地，包括大峡谷国家公园、锡安国家公园、布莱斯峡谷国家公园、拱门国家公园、峡谷地国家公园和自然桥国家纪念碑。研究人员结合了Suomi NPP卫星上VIIRS仪器的卫星数据与现场大气测量、湿度、月相、空气中颗粒物水平，以量化人造光对每个地点夜间体验的负面影响。 经济分析采用了揭示偏好法：衡量游客愿意为更暗的夜空支付多少。结果令人震惊。平均而言，游客表示愿意为略微更暗的条件每次旅行多支付约18美元，而博特尔暗空分级标准每提升一级（从1级”优秀暗夜场所”到9级”城市中心天空”的标准九级分类系统），每夜约多支付45美元。 谁受影响最大 最大的福利损失集中在了两个游客最多的公园：大峡谷和锡安。这并不是因为它们的夜空必然受到更多光污染，而是因为其庞大的游客量将即使是每人微小的体验降级放大为巨大的总体损失。 大峡谷国家公园每年吸引约500万游客。锡安每年接待超过450万游客。每次旅行18美元体验价值的损失——即使游客没有意识到——乘以这些数字，就会转化为数千万美元。 像自然桥国家纪念碑这样较小、更偏远的公园，总损失较低。”这并不是因为它们的暗夜价值更低，”史密斯警告说。”而是因为游客更少。偏远公园中一个受光污染的夜晚对每个人的体验影响可能同样大，但感受到这种损失的人更少。” 超越卫星的视野 现有基于卫星的光污染测量方法的一个关键局限是，它们只能捕捉向上发射的光。它们忽略了从遥远城市区域横向散射入公园边界的人造天光效应，也无法考虑在潮湿或多雾夜晚放大光污染的大气散射效应。 该研究将卫星辐射数据与现场大气测量相结合的方法提供了更完整的图景。例如，在潮湿的夜晚，人造光在低层大气中散射更有效，从而降低了远离原始光源的夜空质量。这意味着，远离主要城市的公园在大气条件不利时仍可能遭受显著的光污染。 这些发现也与人们对卫星巨型星座日益增长的担忧相吻合。星链、亚马逊柯伊伯和其他大型卫星网络带来了额外的光污染，地面传感器难以将其与人造天光区分开来，将讨论范围扩大到地面照明之外。 暗夜的经济学 全球暗夜旅游市场在2025年估值约为10亿美元，受城市化、体验式旅游趋势以及人们对光污染生态和文化成本日益增长的认识推动，预计到2032年将增长至30亿美元。另一项针对科罗拉多高原的研究发现，非本地游客将在10年内花费58亿美元用于暗夜相关旅行，每年支持超过1万个就业岗位。 “这项研究的关键贡献在于为正在失去的东西标上了具体的金额，”史密斯说。”当政策制定者必须在照明成本和保护之间做出选择时，他们需要看到账目的两边。目前，光污染对暗夜旅游的成本在经济上是隐形的。” 根据研究人员和倡导团体的说法，解决方案不是消除人造光，而是更智能地使用它。全遮光屏蔽灯具（将所有光线向下引导）、暖色温LED和照明宵禁在现有的暗夜社区中已被证明有效。例如，英国诺森伯兰国际暗夜公园每年产生2500万英镑的天文旅游收入，每在暗夜友好型照明上花费1英镑，就能带来1.93英镑的回报。 由1ban.news Babel系统翻译

吞噬恒星数年后”打嗝”的黑洞 封面图片： [艺术家绘制的潮汐瓦解事件概念图，展示恒星被意大利面条化以及延迟外流；图片来源：NASA/CXC/M.Weiss] 当一颗恒星过于接近超大质量黑洞时，结果将是暴力性的：潮汐力将恒星撕碎成一股气体流，这一过程被称为”意大利面条化”，并产生足以盖过黑洞整个宿主星系的明亮耀斑。数十年来，天文学家曾以为当初始耀斑消退时，这场”演出”就结束了。 他们错了。 一个使用新墨西哥州卡尔·G·扬斯基甚大阵列（VLA）的研究团队进行了首次系统性的长期潮汐瓦解事件射电巡天，对31个此类事件进行了长达数年的监测。结果于2026年6月在美国天文学会第248届会议上公布，并发表在《天体物理学报》上，显示约40%的黑洞在最初的光学耀斑发生数月甚至数年后会产生延迟的射电爆发。 “有时，在它们看起来已经吃完之后，可能会消化不良，然后放出巨大的射电’嗝’，”该研究的主要作者、亚利桑那大学的凯特·亚历山大说。 一顿混乱的”大餐” 当一个超大质量黑洞撕裂一颗恒星时，大约一半的恒星碎片会进入黑洞周围的轨道，形成一个炽热的吸积盘，驱动最初的光学、紫外和X射线耀斑。天文学家曾以为故事的其余部分很简单：吸积盘缓慢地流入黑洞，光线消退，星系回归黑暗。 VLA巡天讲述了一个不同的故事。黑洞并没有干净利落地吞下它的”大餐”。一些落入的气体被从靠近事件视界的地方以喷流或风的形式抛射出来。当这些被抛出的物质撞击黑洞周围的气体时，会引发冲击波，加速粒子并产生同步加速射电辐射。这个”嗝”，实际上，就是一个邋遢的食客将其部分”晚餐”吐回房间的声音。 哈佛-史密森天体物理中心的伊维特·森德斯是一篇首次确认延迟射电辐射普遍存在的姊妹论文的主要作者，她指出了所涉及的时间尺度。她团队2024年的研究发现，外流在初始瓦解后500至2000天启动，速度介于光速的2%至15%之间，动能达到10的47次方至10的49次方尔格。 两种”嗝” 观测揭示了延迟发射的两种不同模式。一些事件在几百天内产生射电耀斑，此时黑洞仍在快速吸积恒星碎片。另一些则在事件发生数年后、当吸积已减缓至涓涓细流时才产生耀斑。 “事实证明，截然不同的吸积速率可以驱动同样明亮的射电爆发，”亚历山大说。”这些晚期的射电’嗝’可能在黑洞吃得太快或太慢时出现，所以如果你想避免消化不良，就应该以适当的速度进食。” 这一发现改写了潮汐瓦解事件的研究观测策略。早期的巡天通常会在发现一年后停止监测，并认为没有早期射电辐射的事件是射电宁静的。VLA数据证明，最有趣的射电行为往往始于数年之后，而非更早。 氦的”指纹” 研究团队还识别出一个预测性特征。后来产生延迟射电耀斑的潮汐瓦解事件，其早期光学光谱中显示氦发射线的可能性较低。这些贫氦事件表明，被撕裂恒星的碎片正在缓慢地沉降到黑洞周围的盘中。 “这些是进餐时间更长的黑洞，”亚历山大说。这一发现为天文学家提供了一份实用的候选清单，列出哪些新发现的潮汐瓦解事件值得进行多年监测。早期贫氦的事件是进行长期射电后续观测的最佳候选。 研究得出结论，最佳观测窗口是在初始光学发现后的两到六年。在此窗口内监测的事件最有可能捕捉到延迟的射电耀斑，，此时黑洞那顿混乱的”大餐”终于在整个射电频谱中发出自己的声音。 标度不变的物理学 这一发现的意义超越了潮汐瓦解事件本身。相同的吸积和外流动力学似乎在所有黑洞质量尺度上都适用，从恒星质量黑洞到星系中心的超大质量巨无霸。潮汐瓦解事件为观测超大质量黑洞吸积速率的实时变化提供了难得的机会，为测试吸积和反馈理论提供了实验室，而这些理论在其他情况下无法在人类时间尺度上观测。 对于亚历山大和她的团队而言，向天文学界传达的信息很明确：持续观测。”我们曾以为一旦光学光消退，演出就结束了，”她说。”幸运的是，我们一直在观测，现在NSF VLA正在向我们展示，黑洞可以在数年之后以射电光中的戏剧性返场演出再次登场。” 婷 翻译

业余天文学家发现穿越面纱超新星遗迹的铅笔状细气体痕迹 特色图像： [东面纱星云（NGC 6992）的深场Hα图像，显示出细长的痕迹状结构；图片来源：D. Martinez-Delgado 等人] 一条穿越面纱超新星遗迹的狭窄、完美准直的发光气体痕迹已在深场业余天文图像中被发现，这一特征极其微妙，以至于在专业数据中十多年来都未被注意到。 这项发现于6月25日发布在arXiv预印本服务器上，最初是在斯坦·沃森天文台使用43厘米Planewave CDK望远镜拍摄的深场窄带Hα图像中发现的。一经识别，该特征在跨越过去20年的十几幅公开业余和专业图像中得到了确认，排除了任何仪器伪影的可能性。 该结构是一条极其狭窄的气态纤维，宽度仅为1.63角秒，在面纱星云约2,400光年的估计距离处约为1,200天文单位。它仅在Hα发射（激发氢原子发出的红光）中可见，在电离硫发射或可见连续光中没有可探测的对应体。在其可见长度上，这条痕迹保持着几乎恒定的亮度和宽度。 什么是面纱星云？ 面纱星云，也称为天鹅座环，是天空中最明亮、研究最充分的超新星遗迹之一。它位于天鹅座，距离大约2,400光年，是一颗在8,000至20,000年前爆炸的大质量恒星的膨胀碎片云。据估计，这颗前身恒星的质量约为太阳的20倍。 该遗迹跨度约110光年，在天空中角大小约3度，大约是满月直径的六倍。在黑暗的天空下，通过双筒望远镜可见，是业余天文摄影师的喜爱目标，他们用窄带图像捕捉其精细的纤维状结构。 这项新研究发现的特征穿越面纱的东部区域（称为NGC 6992），该区域形成了遗迹明亮的东部弧线。 它是什么？ 论文考虑了几种可能的解释。来自年轻恒星的赫比格-哈罗喷流被排除：两端都没有驱动喷流的年轻恒星源，并且该特征没有显示出可探测的硫发射，而硫发射是典型HH天体的标志。来自高速恒星天体（如速逃星或中子星）的尾流被认为不太可能，因为预期的弓形激波结构不存在，并且在痕迹的两端都没有识别出恒星驱动源。 首选的解释是，这条痕迹是与天鹅座环本身相关的巴耳末主导的非辐射激波。当超新星遗迹的爆炸波在低密度环境中以超过每秒200公里的极高速度遇到致密物质层或磁结构时，就会产生这些激波。受激气体不会辐射冷却，其发射由通过碰撞激发和电荷交换产生的氢的巴耳末线主导，弱或不存在如面纱星云较亮纤维中占主导的硫发射等禁线。 该特征的极端准直，，比面纱星云中任何已知纤维都细，，可以通过激波在扫过薄物质片或沿着磁通量管时几乎以边缘视角观测来解释。 专业与业余合作在行动 这项发现是现代天文学中专业与业余合作的显著例子。第一作者是西班牙阿拉贡宇宙物理研究中心的David Martinez-Delgado，他在使用小型望远镜进行开创性超深场成像方面有着长期的记录。他此前曾使用业余级设备发现了邻近星系周围的恒星潮汐流和矮星系候选体。 研究团队包括来自西班牙研究机构的专业天文学家，以及来自德国、美国、意大利、俄罗斯、奥地利和塞浦路斯的经验丰富的业余天文摄影师。该特征在Vucetic及其合作者于2023年发表的专业数据中已经存在但未被识别，这意味着它被专业天文学家忽略了，而是由一位业余天文学家通过对深场Hα图像的仔细检查首次发现。 后续观测使用2.1米弗劳恩霍夫·文德尔施泰因望远镜进行，使用Hα、硫和宽带滤光片来确认该特征的不寻常性质。分析使用了一种最初为研究河外星系恒星潮汐流而开发的专用模型拟合代码，首次适用于银河系超新星遗迹。 下一步计划 研究团队计划进行更深的Hα和硫比率测量以最终确认激波机制，进行自行测量以检测非辐射激波预测的每年0.06至0.15角秒的运动，以及进行光谱测量以测量Hα线的宽窄分量，这将揭示每秒数百公里的速度。 如果确认为巴耳末主导激波，该特征将代表在演化超新星遗迹中观测到的最纯净的罕见现象之一，也是现代业余设备在指向夜空中一些研究最充分的天体时所能揭示的事物的证明。 婷 翻译

中国成立国家VLEO产业联盟，卫星证明可持续低轨道运行能力 封面图片： [艺术家概念图，，卫星在超低地球轨道运行，可见大气辉光；来源：CASIC / China Space News] 中国已正式推进超低地球轨道领域，成立国家产业联盟，汇聚34所大学、研究机构和商业航天公司。与此同时，中国展示了在远低于传统轨道高度下的卫星持续运行能力。 据中国官方媒体报道，国家VLEO技术创新与产业发展联盟于6月27日在深圳成立，六位院士和250多位行业专家出席。该联盟标志着从孤立的试验任务向协调的国家计划转变，目标是利用300公里（186英里）以下轨道的独特战略和商业优势。 VLEO的优势 超低地球轨道（VLEO）指大约150至300公里之间的高度。在此高度，卫星比在约400公里高度运行的国际空间站更接近地面。距离的缩短可提供更清晰的光学和雷达成像、更低的信号延迟以及更低的通信功耗。 这些优势伴随着严峻的工程挑战：大气阻力。在270公里高度，残余大气密度约为国际空间站高度的十倍。如果没有持续推进，VLEO卫星将在数月内脱轨。这一挑战历史上限制了低轨道可持续运行的可行性。 中国现已证明此类运行的可行性。2023年6月发射的「试验二十五号」卫星由中国航天科技集团旗下子公司研制，自2023年9月以来一直稳定维持270公里轨道高度，持续运行超过20个月。2023年7月发射的「乾坤一号」卫星由商业公司C-Space建造，正在逐步降低轨道，执行一项旨在确定卫星最低运行高度的研究任务，使用中国初创企业易动空间开发的宽范围霍尔电推进器。 追踪中国卫星活动的哈佛-史密森天体物理中心乔纳森·麦克道尔指出，试验二十五号的长时间续航强烈表明它正在测试未来系统的特定运行模式，而乾坤一号的逐步下降则代表了一项针对VLEO极限的有针对性研究活动。 推进技术突破 维持VLEO运行需要能够数年而非数月补偿阻力的推进系统。中国近期的发展包括常规电推进器和新型吸气式等离子体发动机。 2025年8月在成都成立的初创企业山海星曜开发了其声称的中国首款用于VLEO的吸气式螺旋波等离子体发动机。该系统吸入残余大气气体作为推进剂，消除了对星载推进剂的需求，否则将限制任务寿命。该公司于2026年5月完成了由晋江人才基金领投的种子轮融资，此前已在模拟VLEO环境中成功演示了原型点火。 上海复旦大学的 researchers 于2026年3月宣布了类似的吸气式等离子体推进概念，旨在从稀薄的高层大气中捕获氮和氧作为推进剂，并计划部署演示卫星星座。 协调的国家推进 新联盟正式确立了中国航天活动中快速扩张的领域。2023年7月宣布的CASIC楚天星座计划到2027年部署192颗VLEO卫星，到2030年部署300颗，运行高度在150至300公里之间。卫星采用子弹形设计以最小化阻力，搭载可见光、合成孔径雷达、高光谱和红外成像载荷，目标响应时间短至15分钟。 CASIC星座总设计师张楠在官方媒体中阐述了战略愿景。「VLEO通信与感知一体化星座利用短距离、低延迟和低路径损耗的自然优势，打造小而精、快而智的星座及应用系统，」他表示，「这是一种空间基础设施，可以为用户提供涵盖感知、传输和计算的一站式服务。」 2024年12月发射的「海哨一号」卫星重80公斤，是一款X波段合成孔径雷达卫星，由航天信息研究所及其商业衍生公司AIRSAT开发，展示了成像潜力。该卫星在条带模式下重量不到80公斤，具有亚米级分辨率，瞄准极轨道SAR卫星服务不足的热带和赤道地区。 全球竞争升温 中国并非唯一追求VLEO的国家。美国初创企业Albedo于2025年3月发射了其Clarity-1 VLEO成像卫星，第二次任务计划于2027年进行。英国NewOrbit在A轮融资中筹集了1850万英镑。Redwire的Otter VLEO任务在DARPA合同下使用SabreSat平台。日本的Bellatrix和TelePIX计划在2028年前进行吸气式VLEO成像演示。 Juniper Research预测，到2027年全球VLEO投资将达到2200亿美元，三年内增长1100%，到2030年运行中的VLEO卫星预计将超过620颗。 欧洲空间政策研究所的托马斯·赫罗岑斯基指出，中国的方法在其广度上与众不同。「中国航天计划的规模及相关政治支持有利于并支撑着广泛概念的综合能力发展，」他表示，「即使多条路径未能成功，这也可以合理地对创新产生积极影响。」 凭借已证实的在轨耐久性、新兴推进技术以及如今正式的国家联盟，中国的VLEO活动已从试验任务发展为具有商业和双重用途意义的系统性计划。 婷 翻译

13年地面雷达研究揭示木卫二冰壳秘密 精选图片： [木卫二合成图像叠加雷达数据；图片来源：NASA/JPL-Caltech/NSF/GBO] 13年来，科学家们利用地球上两个最强大的无线电设施向木星的冰卫星木卫二发射雷达信号。其结果是有史以来最详细的地面雷达图像，并证实了一个非凡的事实：木卫二的表面反射电波的方式更像一面镜子，而非典型的天体。这一发现加强了冰层下隐藏着液态水海洋的证据。 这项研究于2026年6月在美国天文学会第248届会议上公布，使用了位于加利福尼亚州的NASA戈尔德斯通太阳系雷达作为发射器，以及位于西弗吉尼亚州的国家科学基金会格林班克望远镜作为接收器。这种双站配置使研究人员能够测量木卫二冰面在广泛旋转角度下如何反射雷达信号，其覆盖范围远远超过了1987年至1991年间利用现已坍塌的阿雷西博天文台进行的早期观测。 三大关键发现 研究团队报告了三项主要结果。首先，木卫二的雷达反照率（即亮度）远高于其他行星天体，与阿雷西博时代的测量结果一致。其次，该卫星的冰面以高度镜面反射的方式反射雷达信号，与大多数太阳系天体观测到的漫散射不同。第三，研究确认了相干后向散射效应，这是一种当信号穿过纯净水冰时产生高雷达反射率的物理现象。 第三项发现尤为重要。相干后向散射效应是极纯净水冰的特征信号，其在木卫二、木卫三和木卫四上的存在加强了所有三颗伽利略卫星都拥有地下液态水海洋的证据。雷达信号要么在冰水界面反射，要么在异常纯净的冰粒内发生相干散射。 “像NASA的木卫二快船这样的未来行星科学和太空飞行任务可以从这类雷达科学中受益，”该研究的合著者、格林班克天文台的威尔·阿门特劳特表示。”随着格林班克望远镜雷达能力的不断提升以及目前正在开发的新技术，我们期待为科学界提供更强大的雷达能力。” 冰层之下 木卫二比地球的月球略小，长期以来一直被认为是寻找地外生命最有希望的目标之一。1995年至2003年间，伽利略号探测器的磁力计数据证实了其地下海洋的存在，其中所含的水量估计是地球上所有海洋总和的两倍。 覆盖海洋的冰壳厚度数十年来一直是激烈争论的焦点。估计范围从不到1公里（0.5英里）到数十公里不等。2026年1月，NASA的朱诺号任务提供了首个确切的测量结果：根据2022年9月朱诺号近距离飞越木卫二时收集的微波辐射计数据，平均厚度约为29公里（18英里）。 NASA喷气推进实验室的朱诺号项目科学家史蒂夫·莱文提醒说，这一数字反映的是传导性外层。”18英里的估计值涉及纯水冰壳的寒冷、坚硬、传导性外层，”他说。如果存在较温暖的对流性内层，整个冰壳会更厚。如果冰中含有少量溶解盐，厚度将减少约5公里（3英里），这完全在测量的不确定性范围内。 朱诺号还在近地表冰层中探测到了小型散射体，即半径不超过几厘米的裂缝和孔隙等不规则结构，延伸至数百米深处。它们的小尺寸和浅深度表明不太可能成为营养物质在表面和下方海洋之间移动的通道，这是评估木卫二宜居性的一个重要制约因素。 西南研究所的朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿强调了其重要性。”木卫二冰壳的厚度以及冰壳内裂缝或孔隙的存在是理解木卫二潜在宜居性的两个关键拼图，”他说。”它们为NASA的木卫二快船和欧洲空间局的果汁号对木卫二的进一步研究提供了关键的新信息，这两艘探测器正在前往木星系统的途中。” 快船号在路上 NASA的木卫二快船是该机构有史以来建造的最大的行星探测器，于2024年10月发射，计划于2030年4月抵达木星。其为期四年的科学探测将包括49次飞越木卫二，最近距离将降至距表面仅25公里（16英里）。 其搭载的九台仪器中包括REASON（木卫二评估与测深雷达：海洋至近地表）。由德克萨斯大学地球物理研究所制造的REASON配备了双频冰穿透雷达，能够探测300米至30公里深度。在2025年3月的火星引力辅助飞越中，该仪器成功进行了测试，传回了60GB的数据。 “我们从这次飞越中获得了我们梦寐以求的一切，”REASON首席研究员唐·布兰肯希普说。”目标是确定雷达为木卫二任务做好了准备，它做到了。仪器的每个部分都证明了它完全按照我们的预期工作。” 戈尔德斯通和格林班克的研究为快船号的轨道雷达探测提供了地面补充。REASON将从轨道上直接绘制木卫二冰壳结构图，而地面数据则提供了可追溯到1980年代的长期基线，使科学家能够追踪数十年间地表特性的任何变化。 ESA的果汁号任务于2023年4月发射，将于2031年7月抵达木星，将为探测计划增加两次近距离飞越木卫二和12次飞越木卫四，从不同的轨道视角提供额外的雷达深度探测和成分数据。 木卫二为何重要 木卫二的海洋在木星强大引力的潮汐加热作用下，可能已经保持液态约40亿年。这种长寿性，加上海底的化学能源以及可能向冰层输送氧化剂的表面，使其成为太阳系中最可能存在地外生命的栖息地之一。 新的地面雷达数据为这一图景增添了关键的一块。表面的纯净水冰、镜面反射层以及现在通过直接测量确定的冰壳厚度，都有助于科学家构建模型，这些模型将在快船号和果汁号在本年代末开始科学探测时进行验证。 正如阿门特劳特所说，地面雷达并非轨道任务的替代品，而是可以连续运行数十年的补充手段。在快船号距离木星还有四年、果汁号飞行更长时间轨道的当下，戈尔德斯通和格林班克历时13年的观测为行星科学家提供了从地球观测木卫二秘密的最清晰视角。 婷 翻译

彗星中的氘揭示起源的隐藏故事 日期： 2026年6月29日 精选图片： [星际彗星3I/ATLAS穿越太阳系的艺术家想象图；图片来源：NASA/ESA/STScI] 2025年12月，当星际彗星3I/ATLAS掠过地球时，天文学家将詹姆斯·韦布空间望远镜对准其发光的彗发。他们的发现改写了彗星如何保存其诞生地化学特征的故事，以及这对寻找地球以外生命的意义。 《今日宇宙》最近探讨了氘（一种更重的氢同位素）如何作为彗星起源的指纹。由NASA戈达德航天中心的马丁·科迪纳领导的团队在《自然》杂志上发表的3I/ATLAS研究结果显示，其氘富集程度比太阳系中任何彗星高出30倍以上，这一水平告诉天文学家，这颗彗星几乎肯定是在与我们截然不同的环境中形成的。 氘告诉我们什么 氘，有时被称为重氢，与普通氢相比多了一个中子。它在宇宙大爆炸期间大量产生，并在恒星内部通过核聚变不断被摧毁。这意味着氘只能在寒冷环境中存活，使其成为衡量彗星形成条件的灵敏温度计。 氘与普通氢的比例，即D/H比，在太阳系中差异很大。地球海洋的D/H比为1.56×10⁻⁴。奥尔特云的彗星，如哈雷彗星和海尔-波普彗星，其D/H比大约是这个数字的两倍。木星族彗星显示出更多变化：由ESA罗塞塔任务研究的67P彗星，其D/H比约为地球海洋的三倍，而由赫歇尔空间天文台观测的103P/哈特利2彗星，其D/H比与地球海水无法区分。 这些差异反映了每颗彗星在原始太阳星云（孕育太阳和行星的气体与尘埃云）中形成的地点和时间。较高的D/H比通常意味着在距离主星更远，更寒冷的条件下形成，氘可以在冰中浓缩而不会被混合稀释。 3I/ATLAS的异常 当JWST的NIRSpec仪器在2025年12月22日至23日捕捉到星际彗星3I/ATLAS的光谱时，它测量到水中的D/H比为0.95%，即约10⁻²。这比太阳系中氘最丰富的彗星还要高出30倍。甲烷的D/H比更加惊人：为3.31%，是67P彗星的14倍。 碳同位素比例讲述了一个互补的故事。JWST发现相对于碳-12，碳-13的含量极少，表明这颗彗星由几乎没有经历过恒星加工的物质形成。较年轻的恒星系统，包括我们46亿岁的太阳，通过连续数代的恒星形成和超新星爆炸而富含碳-13。3I/ATLAS的低碳-13丰度指向其起源在恒星形成刚刚开始的银河系区域，可能是在被称为”宇宙正午”的时代，当时宇宙的恒星形成率达到了顶峰。 科迪纳用直白的语言描述了这一机遇，”这是一个独特的机会，可以研究来自遥远星系的一个古老天体，它可能比我们的太阳和太阳系还要古老，”他说，”一方面，我们可以直接洞察那个遥远的时间和地点；另一方面，我们也可以了解到我们自己的太阳系有多么不寻常。” 星际空间中的前生命化学 欧洲南方天文台的甚大望远镜通过探测3I/ATLAS彗发中的氰化物（一种在前生命化学中起作用的碳氮化合物），补充了JWST的测量结果。结合JWST探测到的丰富的碳、氢、氧、氮和含硫分子，这些观测证明复杂的有机化学在其他行星系统中存在，并且可以通过星际空间进行运输。 《自然》论文的合著者、NASA戈达德航天中心的斯蒂芬妮·米拉姆强调了更广泛的影响。”对我们科学家来说，发现这些稀有同位素令人着迷，但这里更大的图景是研究银河系其他地方前生命化学的可能性，”她说，”到目前为止，在浩瀚宇宙中，我们只知道一个地方存在导致生命的化学成分，我们的太阳系，我们的地球。对这些星际天体的分析是了解宇宙中生命进化条件普遍性或稀有性的重要一步。” 太阳系的背景 3I/ATLAS是继2017年的1I/奥陌陌和2019年的2I/鲍里索夫之后第三个确认访问太阳系的星际天体。与看起来像岩石且没有产生可探测气体的奥陌陌不同，3I/ATLAS是一颗活跃的彗星，富含挥发性物质，可以进行详细的同位素分析。它是第一个能够进行如此精确氘测量的星际天体。 3I/ATLAS极端的D/H比与太阳系内部观察到的多样性形成鲜明对比，太阳系中一些彗星的D/H比与地球相符，而另一些则高出三倍。这种多样性一直是理解地球水源起源的核心谜题。当前的共识认为，小行星，特别是碳质球粒陨石，为早期地球输送了大部分水，彗星的贡献较小。3I/ATLAS的结果表明，在其他行星系统中，水和有机化合物的输送可能遵循截然不同的化学途径。 对于天文学家来说，信息很明确：太阳系并非通用模板。每一个经过太阳系的星际天体都携带来自另一个世界的化学信息，而JWST现在以前所未有的清晰度解读着这些信息。 婷 翻译

特色图片： [NASA兰利的Freefly Alta X四轴飞行器在CERTAIN测试场上；图片来源：NASA Langley / David C. Bowman] 2026年6月5日，位于弗吉尼亚州汉普顿的NASA兰利研究中心的研究人员首次使用无人机在视线范围外运输了人类肾脏。这一里程碑可能重塑地球上的器官移植物流，并最终实现月球和火星上的医疗物资运送。 测试使用了Freefly Alta X四轴飞行器，这是NASA兰利库存中最大的无人机之一，能够承载高达15公斤（33磅）的有效载荷。两颗用于研究的人类肾脏被放置在标准器官运输容器中，连接保存泵，在兰利的CERTAIN（城市环境自主集成导航测试场）周围循环飞行。CERTAIN是一个专门为在复杂环境中认证超视距（BVLOS）无人机操作而设计的测试场。 每次飞行覆盖约12公里（7.5英里），持续时间约15分钟，最高飞行高度为76米（250英尺）。飞行员位于1.6公里（1英里）外的控制室中，通过额外的无线电链路进行监控，航线上没有屋顶上的观察员。这一区别使本次测试有别于2019年首次器官无人机运送，当时马里兰大学将一颗肾脏通过无人机运输了4.5公里（2.8英里）到巴尔的摩的一家医院，那次飞行需要在沿途屋顶上安排人员作为目视观察员。 “你能感受到潜在的影响，”NASA兰利航空研究部主任John Koelling说。”这是将NASA兰利的技术应用于一个能够拯救等待移植患者生命的现实问题的机会。” 超视距飞行 使无人机能够在飞行员的直接视线范围外飞行的能力是实现实用器官运送的关键。常规的BVLOS操作将允许无人机在城市间的医院之间飞行，而无需在每个屋顶上安排观察员。兰利飞行测试团队负责人Jim Burgess指出，当前系统”不一定具有可扩展性。” 肾脏在每次飞行前后都进行了活检并放置在保存泵上，研究人员全程监测了温度、压力、高度和振动。初步结果显示，没有证据表明无人机飞行对器官产生了负面影响。 该测试是在NASA兰利已经获得的联邦航空管理局（FAA）BVLOS授权证书下进行的，并对兰利空军基地的D级空域以及在270米（900英尺）以上飞行的有人驾驶飞机进行了程序性冲突消除。 物流危机 美国目前有超过10万人在等待器官移植，每天有13人在获得器官前死亡。目前，器官通过地面快递、商业航空或包机运输，全部由携带追踪设备的认证快递员护送。但每种方式都有局限性：地面运输会遇到交通堵塞，商业航班会出现延误和转机失误，而包机则费用高昂。 无人机为所谓的”最后一公里”提供了潜在解决方案，即捐赠医院与机场之间，或机场与移植中心之间的关键区段。管理美国器官移植系统的非营利组织UNOS共同设计了这项研究，并设想无人机可在医院之间飞行长达24公里（15英里）。 “目前全美有超过10万人在等待救命的移植手术，器官运输方面的创新至关重要，”UNOS临时首席执行官Mark Johnson说。”这次成功的合作代表着朝着使器官运输更安全、更快、更高效迈出的重要一步。” 太空连接 NASA为器官运送测试的相同自主导航和环境监测技术在地球以外也有直接应用。NASA于2026年3月宣布的MoonFall任务计划在2028年前将四架推进式无人机送往月球南极，侦察潜在的Artemis着陆点并绘制永久阴影陨石坑地图。计划于2028年发射、2034年到达土星卫星泰坦的Dragonfly任务，将让一架八旋翼核动力四轴飞行器穿越浓厚的大气层搜寻前生命化学物质。 在未来的月球前哨站或火星基地上，在居住舱之间或从着陆的航天器到加压漫游车飞行运送医疗物资的能力，将需要兰利团队在肾脏运输中测试的完全相同的温度、压力和振动实时监测。 “能够在自家后院创造对全球有益的东西，这非常令人兴奋，”Koelling说。他指出，选择汉普顿路作为测试地点，正是因为这里集中了无人机操作员可能面临的每一项挑战：军事基地、核电站、密集的城市区域和一个主要海港。 下一步发展 NASA兰利、UNOS和LifeNet Health之间的合作受2026年4月签署的《太空法案协议》约束。虽然无人机器官运送在成为常规之前还需要进一步测试，但Koelling将6月5日的飞行定位为概念验证。”这对我们来说是一种概念验证，”他说。”实现这一目标的技术基本上已经到位。” 美国常规BVLOS无人机操作的更广泛监管框架FAA Part 108因与有人驾驶飞机的空域冲突而未能在2026年2月的截止日期前完成。但正如兰利的测试所证明的那样，生物学已得到验证，技术也已准备就绪。剩下的就是让它大规模运行的配套设施。 婷 翻译

隼鸟2号准备7月5日超近距离飞越小行星：’小行星动物园中的新野兽’ 精选图片： [艺术家构想图：隼鸟2号接近小行星鸟船；来源：JAXA] 日本隼鸟2号探测器，已经是历史上最卓有成就的小行星探测任务之一，即将在其履历上增添新的壮举。7月5日，该探测器将执行有史以来尝试的最接近小行星飞越之一，以5.25公里每秒（约11,740英里每小时）的相对速度，从岩石质近地小行星鸟船表面仅1至10公里处掠过。 “这是此类任务尝试过的最接近的小行星遭遇之一，”日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的田中聪在6月11日向NASA小天体评估小组做的报告中表示。”通过结合先进导航技术和隼鸟2号的工程能力，我们实现了仅在约1公里距离处的飞越。” 这次遭遇代表了非凡的工程挑战。隼鸟2号是为缓慢、谨慎地与目标会合而设计的，而非高速飞越。它没有可操控的望远镜，其相机固定在探测器本体上，其望远相机仅在最接近前约800秒才能将鸟船解析为超过一个像素。在以5.25公里每秒的速度下，这次遭遇将在数秒内展开。 小行星探测的资深老将 隼鸟2号于2014年12月发射，于2018年6月抵达碳质小行星龙宫。在16个月的停留期间，探测器部署了四台表面漫游车，用撞击器制造了一个人造撞击坑，并从表面和地下采集了两个样本。2020年12月，其样本舱通过降落伞降落在南澳大利亚沙漠，携带了约5.4克龙宫物质，这是当时返回的最大小行星样本。后来的分析确认样本中含有超过20种氨基酸，包括非蛋白质氨基酸，表明其母体形成于木星轨道之外。 释放样本舱后，隼鸟2号开始了名为隼鸟2号#（读作”隼鸟2号Sharp”）的扩展任务，代表小型危险小行星侦察探测器。探测器剩余约30公斤氙推进剂，约为原始供应量的一半，尽管已在深空运行11.5年且部分仪器有所退化，所有主要系统仍保持运行。 目标：鸟船 小行星(98943) 鸟船于2001年2月由新墨西哥州的LINEAR巡天发现。其直径约为465米，大约相当于五个足球场的长度，属于富含硅酸盐的岩石质小行星的S型复合体。这使其与龙宫——一颗暗色的、富含水的碳质小行星——形成了根本不同的天体。两者之间的对比将使科学家能够比较由同一探测器近距离研究的两种主要小行星类型。 鸟船的名称来源于JAXA在2023年12月至2024年5月期间举办的公开征名活动。60份公众投稿由包括隼鸟2号团队成员及其子女在内的委员会筛选。”鸟船”是天之鸟船（Ame-no-torifune）的缩写，是一位日本神祇及其船只，被描述为能像鸟一样高速安全航行、稳如磐石。该名称于2024年9月获得国际天文学联合会小天体命名工作组的批准。 最近的地面观测表明，鸟船具有高度拉长的形状，甚至可能是类似于彗星67P或柯伊伯带天体Arrokoth的接触双星。其确切形状仍然未知，而这种不确定性正是使此次飞越在科学上引人入胜的原因之一。 “我们将发现它是什么样子，”欧空局赫拉任务的首席研究员、隼鸟2号科学团队成员帕特里克·米歇尔说。”每当我们看到一颗新的小行星，我们都会感到惊讶。我们将发现另一只可以放进小行星动物园的野兽。” 高速科学 飞越定于7月5日约18:30日本标准时间（09:30 UTC）进行。在最接近时，隼鸟2号将位于0.81天文单位的太阳距离处。探测器将使用其望远相机和广角相机、热红外成像仪、近红外光谱仪和激光高度计，在短暂但密集的观测活动中研究鸟船。 六个明确的科学目标包括：确定小行星的自转轴状态和反照率、获取全球表面特征、测量热特性、确定表面成分、获取至少一次激光高度计距离测量，以及从飞越数据重建三维形状。 由于最接近前太阳角度有利，但之后立即变得不利，大多数科学观测必须在接近前的数小时内完成。探测器将在最接近前12小时从地面导航切换到自主星载导航，科学仪器在最后五分钟内具有完全优先权。 行星防御意义 这次飞越与行星防御有直接关联。证明一艘并非为快速飞越设计的探测器能够以超过5公里每秒的速度在距小行星1公里范围内导航，验证了NASA DART（2022年成功偏转小行星Dimorphos）等动能撞击任务所需的精确导航能力。 JAXA于2024年4月成立了行星防御团队，鸟船飞越展示了日本独立的小行星侦察能力。该扩展任务的最终目的地——2031年与微小快速自转小行星1998 KY26的会合——将研究一个大小与2013年造成1,500人受伤的车里雅宾斯克撞击体大致相当的天体，清晰彰显了该任务的行星防御价值。 米歇尔承认了风险：”这仍然是一项高风险操作，因为他们原本没有计划这样做。第二件事是，我们对天体的尺寸存在很大的不确定性。”但潜在的回报是近距离观测据估计在近地空间内飞越的约27,000颗近地小行星之一，是在其消失在太空黑暗之前看到动物园中另一只野兽的机会。 婷 翻译