◎ 科技日报记者 唐芳
回望2021年的浩瀚星空，中华民族迸发了最耀眼的华彩："天问"登火、"羲和"探日、"银河"巡天、"天宫"览胜……
这一年，探寻宇宙信息的大科学工程亦是硕果累累，"中国天眼"发现201颗脉冲星、"拉索"观测到最高能量光子，惊艳了国际天文学界；嫦娥五号带回月球"土"特产，翻开我国月球科学研究的崭新篇章……
中华民族在探索星辰大海的浩然征途上正大步向前。
01
"天宫"建造全面展开
我国载人航天进入"空间站时代"
空间站，航天员的"太空家园"，科学研究的"太空实验室"。
4月29日11时23分，海南文昌航天发射场，长征五号B大推力运载火箭以万钧之力，将中国空间站核心舱成功送入太空，我国载人航天真正迎来空间站时代。至此，中国空间站在轨组装建造全面展开。
中国空间站是中国独立自主建造运营的载人空间站，在近地轨道长时间运行，靠货运飞船实现推进剂和消耗品的补充，可满足航天员长期在轨生活、工作需要，代表了当今航天领域最全面、最复杂、最先进和最综合的科学技术成果。
6月17日，神舟十二号载人飞船搭载的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站；10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富送入太空，进驻天和核心舱后，开启为期6个月的太空驻留；11月7日，翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱，王亚平迈出中国女性舱外太空行走第一步；12月9日，神舟十三号航天员乘组在中国空间站首次进行太空授课。
02
发现反银心子结构起源于银盘
终结子结构起源争议
天文学家已经知道，银河系不是传统认知的光滑扁平盘，而是一条星波荡漾的星河。这一认识源于银河系反银心方向子结构的发现，但这些子结构到底起源于哪里存在争议。
5月，《天体物理学报》发表的一篇中国科学家的研究论文终结了这一争议。中国科学院国家天文台、西华师范大学等单位的研究人员，利用郭守敬望远镜（LAMOST）和"盖亚"卫星（Gaia）数据，对位于反银心方向的一些子结构与银盘进行"亲子鉴定"，发现银河系反银心子结构并不是被银河系吸积的矮星系遗迹，而是银河系外盘的一部分。
利用望远镜的观测数据，研究人员搜寻到589颗来自麒麟座星环、三角座—仙女座星流和A13结构的成员星，这是目前最大的反银心子结构成员星样本。
研究人员将成员星样本的化学元素含量、运动特征以及能量角动量分布，与银盘进行比对，发现这些成员星与银盘拥有相似的近圆形运动轨道，金属丰度与银盘的厚盘星相似，这些都证明了子结构成员星可能来自银盘厚盘。
然而，进一步验证发现，这些子结构成员星的α元素丰度明显低于厚盘。对此，西华师范大学物理与空间科学学院副教授李静解释道，因为目前银河系外盘依然存在很多冷气体，相对于内盘，外盘分子云密度低，化学元素的金属丰度增加不充分。
从运动特征和化学DNA鉴定，天文学家推测这些子结构成员星应该属于低α丰度贫金属外盘星。中国科学院国家天文台研究员薛香香说："这意味着这些反银心子结构起源于银盘。"
03
天问一号登陆火星
探寻火星起源与演化的线索
穿越漫漫星河，跋涉297天，2021年5月15日7时18分，短短9分钟内将两万多公里时速降为零，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。
5月22日10时40分，"祝融号"火星车安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。中国成为世界第二个让火星车成功着陆的国家。
我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥介绍，天问一号任务是中国开展行星探测的第一步，圆满完成了"一次任务实现火星环绕、着陆、巡视"的既定任务目标，将极大推动中国空间科学，特别是行星科学研究的发展。目前，天问一号在轨运行状态良好，配置的13台科学载荷已全部开机开展科学探测活动，为科学家提供丰富的高质量科学探测数据。具体来说，可以获得包括火星地形地貌、表面物质成分、地下结构、磁场、气象和空间环境等在内的多元素、第一手火星科学数据。"祝融号"正继续向乌托邦平原南部疑似古海洋与陆地交界的地带行驶，探寻揭开火星起源与演化之谜的线索。
值得一提的是，天问一号在奔火途中还获取了地月合影、"深空自拍"飞行图像，并传回首幅火星图像。抵达火星表面后，6月11日，天问一号首批科学影像图发布，标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。
04
"拉索"发现迄今最高能量光子
突破人类对银河系粒子加速传统认识
大科学工程高海拔宇宙线观测站"拉索"（LHAASO），位于四川稻城平均海拔4410米的海子山，是世界上最大的高海拔宇宙线观测装置，历时4年，于10月24日建成并正式进入科学运行阶段。
边建设边运行的"拉索"，在银河系内发现了能量高达1.4拍电子伏特的光子。这是人类迄今观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了超高能伽马天文学的新时代。5月17日，相关成果论文在线发表于《自然》杂志。
05
FAST新发现201颗脉冲星
"中国天眼"成最强大脉冲星搜索利器
脉冲星是大质量恒星死亡后的"遗骸"，能够发射出高度周期性的脉冲，周期在1.4毫秒到23秒之间，被称为"毫秒脉冲星"的短周期脉冲星，可以与地球上最好的原子钟相媲美。因而，脉冲星是国际大型射电望远镜观测的主要科学目标之一。
截至2021年4月，中国科学家利用500米口径球面射电望远镜（FAST）开展的巡天观测，新发现了201颗脉冲星，其中包.............
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