深空探索

太阳耀斑触发机制研究

中国科学院紫金山天文台“太阳活动的多波段观测研究”团组为光球剪切运动触发耀斑及磁内爆猜想提供了新证据。相关成果发表于《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）。太阳耀斑，以及日冕物质抛射和暗条爆发，被认为是太阳大气中同一种爆发现象的不同表现形式。研究团队基于太阳动力学天文台（SDO）的大气成像仪（AIA）以及日震磁像仪（HMI）数据，研究了2013年8月17日位于活动区11818的一个M3.3级耀斑。本次事件展示了太阳大气中不同高度的相互磁作用，即在耀斑发生之前光球通过突然启动的黑子剪切运动对日冕作用导致耀斑，并且在耀斑期间，通过黑子运动方向的反转，日冕对光球进行反作用。

第一行：SDO/HMI记录到的光球连续谱成像，其中S1为目标黑子。第二行：SDO/HMI记录到的光球垂直方向磁图。（图片来源于中国科学院紫金山天文台网站）

（a）目标黑子的位移曲线。（b）SDO/AIA各波段的流量曲线。（图片来源于中国科学院紫金山天文台网站）

盾牌座δ型变星中发现长期存在黑子等现象

中国科学院新疆天文台艾力·伊沙木丁研究团队通过分析一颗有效温度6934（134）K左右的低温盾牌座δ型变星K I C 5768203的光变，首次发现其表面长期存在着黑子现象，并且仅以低振幅的径向模式脉动。相关成果发表于《天文学杂志》（Th e Astrophysical Journal）。盾牌座δ型变星通常是有效温度在6900～8900K之间、光谱型为A-F型的中等质量恒星。这类变星大多具有丰富的脉动模式，在星震学研究中能用于探索恒星的结构，对揭示恒星演化的奥秘具有重要研究意义。当前的恒星演化模型显示温度在7000K左右的恒星包层已完全处于辐射平衡，不应该存在对流事件。

哈勃常数研究进展

南京大学天文与空间科学学院王发印教授等人提出了测量哈勃常数的新方法，为解决哈勃常数危机提供了新途径。相关成果发表于《皇家天文学会月刊：快报》（MNRAS: Letters）。哈勃常数（H0）表征当今宇宙的膨胀率，是宇宙学的重要参数，宇宙距离和年龄都与其密切相关，精确测量哈勃常数的值意义重大。一般有两种测量方法，一种是利用近邻宇宙中的Ia型超新星直接测量，另一种是利用早期宇宙的微波背景辐射间接测量哈勃常数。最近的研究发现两种方法的测量结果存在明显的偏差，并且这种偏差已经达到了5个标准偏差，称为哈勃常数危机。文章利用从宇宙学模拟中提取的概率分布来描述色散量，以避免不受控制的系统误差。

极向风驱动的等离子体耗空区

中国科学院地质与地球物理研究所孙文杰、李国主等人发现，磁静日的电离层也存在大尺度的结构变化，而中性风场在这种大尺度电离层结构变化中具有举足轻重的作用。相关成果发表于《地球物理研究杂志：空间物理学》（Journal of Geophysical Research: Space Physics）。电离层的等离子体密度受到等离子体产生率、等离子体复合率和输运过程的影响。研究团队利用多年的观测数据，结合以往的文献中对邻近区域热层风场气候学的研究，发现在夏季的上午风场一般体现为北向（极向），而当这一极向风场足够大时，则足以驱动产生这种极向扩展的大尺度的等离子体密度耗空结构。

大尺度流体动力学激波作为仙女座星系存在棒的明确证据

上海交通大学物理与天文学院沈俊太教授团队在仙女座星系（M31）结构研究上取得新进展。相关成果发表于《天体物理期刊》（The Astrophysical Journal）。宇宙中旋涡星系分为正常旋涡星系与棒旋星系两类。棒旋星系中心的棒是由恒星构成的长条形结构，它是驱动旋涡星系内部长期缓变演化的最重要内因。M31作为距离我们最近的旋涡星系，它在理解星系的形成与演化中具有非常重要的意义。研究团队通过在星际气体观测数据中搜寻激波的新思路，给出了M31星系是一个棒旋星系而非普通旋涡星系的独立证据，并利用流体动力学模拟重现了气体中激波的主要观测特征。

M31星系的气体动力学模型。（图片来源于上海交通大学物理与天文学院网站）

M31星系在远离我们一侧的[OIII]的激波特征。（图片来源于上海交通大学物理与天文学院网站）

创新成像方法协同空间及地面望远镜数据获取高质量成图

中国科学院国家天文台星际介质演化及恒星形成团组焦斯汗、吴京文等人合作，开发了一个的在傅里叶空间内加权合并的全新方法J-comb，用于解决（亚）毫米波连续谱地面观测存在大尺度流量丢失这一普遍问题。相关成果发表于《中国科学：物理学 力学 天文学》（Sci. China-Phys. Mech. Astron）。对恒星形成区尘埃（亚）毫米波观测是研究恒星形成的重要手段之一。研究人员通过将J-comb方法应用到猎户座分子云的真实数据中，相关工作成功获得了猎户座分子云450/850微米高质量合并后图像。合并后图像在具有高分辨率的同时保留了输入图像所有空间动态范围下的信息，更好地展示了尘埃的真实分布。

白矮星吸积物质有效阻止白矮星表面光学厚星风的发生

中国科学院云南天文台崔英朕、孟祥存等人在吸积白矮星领域获得新的进展，这可能改变人们对I a型超新星（TypeIa supernovae, SNe Ia）前身星单简并星模型的认识。相关成果发表于《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。20世纪90年代，人们利用Ia型超新星测距发现宇宙正在加速膨胀，意味着宇宙中存在暗能量，这一发现对基础物理研究提出了巨大的挑战。尽管Ia型超新星在现代宇宙学乃至基础物理学等方面是如此重要，人们对于Ia型超新星是怎么来的目前还不是很清楚（Ia型超新星前身星问题）。文章为解决光学厚星风模型与观测上的矛盾提供了一种理论解释。

天问一号火星能量粒子分析仪发布首个科学成果

中国科学院近代物理研究所唐述文等人与国内外科学家合作，利用天问一号火星能量粒子分析仪获得了首个科学成果，研究讨论了分析仪在地火转移轨道中观测到的一个太阳高能粒子事件。相关成果发表于《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）。火星能量粒子分析仪是我国首个用于研究行星际和近火星空间辐射环境的载荷，由近代物理所和兰州空间技术物理研究所联合研制，于2020年7月搭载在天问一号火星探测器上发射升空，正式开启了探测任务。2020年11月29日，火星能量粒子分析仪在地火转移轨道距太阳1.39天文单位（au）处，观测到第25个太阳活动周期的首个大型径向分布的太阳高能粒子事件。