在人類探索宇宙的征程中,2025年無疑是濃墨重彩的一年。這一年,天文學領域涌現出眾多令人矚目的成果,從深空觀測到微觀粒子,從遙遠星系到身邊小行星,每一項發現都推動著我們對宇宙的認知不斷向前。
薇拉·魯賓天文臺在2025年6月23日完成了初步測試并公布首批科學圖像,瞬間在全球天文界引發震動。這座原名大型綜合巡天望遠鏡(LSST)的天文臺,擁有迄今人類建造的最大CCD相機。其鏡頭寬度超1.5米,重達3噸,內部集成189塊獨立、高靈敏度的科學級CCD傳感器,像素高達32億。首批圖像中,由1185幀照片拼接而成的超廣域深空圖像格外引人注目,它覆蓋14平方度天區,包含超1000萬個星系,核心是距地球約5500萬光年的室女座星系團。更驚人的是,在約11個小時累計曝光測試中,它不僅確認約1800顆已知小天體位置,還發現2104顆新小行星。要知道,全球地面和空間天文臺每年發現的小行星總數不過2萬顆。這臺超級“視網膜”預計每年將發現數百萬個新天體,涵蓋近地小行星、超新星、引力波電磁對應體等,將開創“全景時域天文”,推動天文信息學取得突破。
“歐幾里得”空間望遠鏡也在這一年交出亮眼答卷。北京時間2025年3月19日晚,這顆由歐洲航天局主導、美國航天局參與研發的望遠鏡公開首批快速數據。自2023年7月1日發射后,它計劃用6年時間自動掃描約1/3夜空,最終星圖預計包含約80億個星系,目標是繪制河外星系全天星圖,為暗能量和暗物質難題提供新解。2024年5月它曾“劇透”五張早期觀測照片,此次發布的數據更為全面龐大。照片是它在7天內拍攝的,僅觀測三個總面積約63平方度的天區,就藏著至少2600萬個星系,最遠距地球105億光年,充分展現其卓越性能。
高海拔宇宙線觀測站(LHAASO,拉索)在11月16日公布兩項具有里程碑意義的成果。一是發現黑洞吸積驅動的微類星體可能是銀河系中拍電子伏特(PeV)粒子加速器源;二是發現宇宙線質子能譜“膝區”有超出預期的高能組分。在一個密近雙星系統中,黑洞吞噬伴星物質(吸積)時會產生高速、高能量的相對論性噴流,形成“微類星體”。拉索首次系統性探測到來自銀河系中五個微類星體的超高能伽馬射線,加速質子能量超1 PeV,總功率約每秒1032焦耳,是人類粒子加速器質子對撞能量的1000倍。在宇宙線能量分布圖上,約3 PeV處是關鍵轉折點,此處能量更高的宇宙線數量急劇減少,形似膝蓋被稱為“膝”。拉索精確測量質子能譜發現,能量分布比想象復雜,“膝”位置存在更高能量組分,能量明顯高于超新星遺跡加速極限,微類星體可作為合理解釋。
暗能量光譜巡天(DESI)項目帶來顛覆傳統認知的發現:宇宙中的暗能量可能隨時間變化,而非傳統認為的恒量。宇宙學標準模型認為,宇宙中可觀測普通物質不到5%,68%被暗能量占據,它推動宇宙加速膨脹且強度恒定。然而,DESI觀測數據顯示,宇宙加速膨脹可能并非一成不變,暗能量強度在宇宙早期更強。9月29日,國際科學期刊《自然·天文》發表國家天文臺趙公博研究團隊成果,該現象與我國天文學家張新民團隊2004年提出的“精靈”(Quintom)理論相吻合。DESI項目聯合全球70余家科研機構、900多名研究人員,依托4米口徑光學望遠鏡,通過5000個光纖微型“機器人”定位捕捉遙遠星系光譜。2025年3月發布的第一期光譜巡天數據,包含超1800萬個目標源光譜,覆蓋超9000平方度天區,構建迄今最大宇宙三維地圖。不過,這項成果遠未達到粒子物理學通常所需的決定性置信度,仍有待更精確觀測判定。
2025年初,小行星2024YR4引發全球關注。它將在2032年12月以極小距離接近地球,撞擊概率超1%,被評定為都靈指數3級,成為都靈指數啟用以來首個達該等級的小行星案例,觸發聯合國和平利用外層空間委員會的小行星防御機制。發現初期撞擊概率高是因觀測數據不足,隨著后續數據增多,小行星軌道不確定性迅速下降。至2025年6月中旬,其在2032年撞擊地球概率降至不足0.00001%,但撞擊月球概率上升至4%左右,讓天文學家陷入矛盾心理。
一項發表于《物理評論快報》的研究從引力波GW250114信號分析得出重要結論:證實并合黑洞性質與克爾(Kerr)黑洞性質一致,驗證霍金半個世紀前提出的黑洞面積定理。克爾黑洞由新西蘭數學家克爾1963年從愛因斯坦引力場方程得到,由黑洞質量和自旋兩個參數描述。恒星坍縮形成的黑洞一般認為是克爾黑洞。GW250114引力波由33.6倍太陽質量和32.2倍太陽質量的兩個黑洞并合產生,信號信噪比高達80。天文學家從中解析出兩個符合理論預期的波形,并合后的黑洞也完全符合克爾黑洞性質。同時,科學家計算得出并合后新黑洞表面積是原來兩個黑洞表面積之和的1.67倍,完美驗證霍金1971年提出的面積定理。2021年曾檢驗過黑洞面積定理,當時置信度95%,如今已達99.999%。
2025年9月16日,事件視界望遠鏡(EHT)合作組發布M87星系中心超大質量黑洞(M87*)新圖像,揭示黑洞附近偏振輻射隨時間演化,為理解黑洞周圍極端環境物理過程提供新視角。M87星系距地球約5500萬光年,中心黑洞質量是太陽60億倍以上。EHT是全球射電望遠鏡聯合組網的虛擬望遠鏡,2017年起對M87*拍攝,2019年發布首張黑洞照片,2021年公布偏振結果,此后每年觀測。令人驚奇的是,2017 - 2021年間,M87*偏振方向翻轉,2017年磁場分布由里向外呈逆時針方向,2018年相對穩定,2021年完全反轉呈順時針方向。EHT合作組分析認為,這種偏振“逆轉”現象可能源于黑洞內部磁結構與外部效應共同作用,反映出超大質量黑洞極為活躍,磁場在物質墜入黑洞和黑洞釋放能量機制中發揮關鍵作用,也說明在超大質量黑洞事件視界附近還有許多未知。











