2025年天文學(xué)熱點回眸

原文發(fā)表于《科技導(dǎo)報》2026 年第2 期 《 2025年天文學(xué)熱點回眸 》

2025年，天文學(xué)研究在多個領(lǐng)域取得系統(tǒng)性進(jìn)展，依托先進(jìn)觀測設(shè)備與深度數(shù)據(jù)分析，顯著拓展了對宇宙多層次結(jié)構(gòu)的認(rèn)知?！犊萍紝?dǎo)報》邀請中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院大學(xué)天文和空間科學(xué)學(xué)院茍利軍研究員團(tuán)隊撰寫文章，從銀河系研究、太陽系探索、宇宙學(xué)領(lǐng)域、時域天文等方面的研究成果。這些成果再次印證了天文學(xué)領(lǐng)域地面與空間協(xié)同、多波段覆蓋、時域監(jiān)測與靜態(tài)測繪并重這一綜合探索范式的強(qiáng)大威力，并為理解從行星系統(tǒng)到宇宙尺度的形成與演化奠定了更加堅實的基礎(chǔ)。

2025年，天文學(xué)在觀測能力與理論認(rèn)知上均邁入新的深度與廣度。從地面巨型望遠(yuǎn)鏡到空間高精度探測器，從月球背面的樣本分析到星際訪客的動態(tài)追蹤，多尺度、多波段、多信使的協(xié)同探索已成為主流研究范式。這些進(jìn)展不僅體現(xiàn)了技術(shù)平臺的突破，更彰顯了人類對宇宙結(jié)構(gòu)、起源與演化的不懈追問。

1 LAMOST繪制三維塵埃圖與銀河旋臂超泡

2025年，Science與Nature Communications分別發(fā)表了2項基于LAMOST數(shù)據(jù)的重要研究成果，展示了該望遠(yuǎn)鏡在不同尺度上的突破性科學(xué)能力。

2025年3月14日發(fā)表于Science的一項研究利用Gaia XP的低分辨率光譜數(shù)據(jù)，并以LAMOST DR8中約240萬條高質(zhì)量光譜為訓(xùn)練集，使機(jī)器學(xué)習(xí)模型能夠同時分離恒星本征光譜與塵埃的消光效應(yīng)。應(yīng)用該模型，研究團(tuán)隊獲得1.3億顆恒星的消光曲線參數(shù)，繪制出迄今精度最高、覆蓋最廣的銀河系三維塵埃消光曲線圖。這一成果不僅為銀河系塵埃提供了當(dāng)前最完整的三維刻畫，也為全球天文觀測中消光校正提供了更高精度的工具。

2025年11月26日發(fā)表于Nature Communications的 成果則是利用LAMOST的光譜參數(shù)與Gaia的高精度位置?速度信息，構(gòu)建了一個包含369顆極年輕（<2000萬年）O–B2型大質(zhì)量恒星的樣本，并首次清晰描繪出英仙臂中一個直徑超過1 kpc的巨大“超泡”結(jié)構(gòu)。這一結(jié)果首次將銀河系內(nèi)的千秒差距尺度超泡與韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）在河外星系中發(fā)現(xiàn)的巨型反饋氣泡建立起關(guān)聯(lián)。

2 FAST捕獲罕見脈沖星雙星與超高速HⅠ云

FAST作為全球最大、最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，持續(xù)推動射電天文學(xué)發(fā)展。2025年，2項基于FAST的重要研究分別展現(xiàn)了其在致密天體與星際介質(zhì)物理方面的領(lǐng)先能力。

2025年5月22日發(fā)表于Science的成果，研究團(tuán)隊利用FAST對毫秒脈沖星PSR J1928+1815進(jìn)行4.5 a的高精度計時，發(fā)現(xiàn)它處于一個軌道周期僅3.6 h的超近致密雙星系統(tǒng)中，脈沖星信號在約17%的軌道相位內(nèi)被周期性掩食。該系統(tǒng)是首個被確認(rèn)的“脈沖星+氦星”雙星，直接驗證了雙星演化中的共包層理論，并為理解致密雙星向白矮星或雙中子星系統(tǒng)的演化提供了關(guān)鍵觀測依據(jù)。

2025年7月16日發(fā)表于Nature Astronomy的成果，研究團(tuán)隊利用FAST對HⅠ云G165進(jìn)行高分辨率觀測，清晰揭示了其內(nèi)部由超音速湍流形成的多層嵌套且相互交織的速度相干絲狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果表明，即使在低密度的暖中性介質(zhì)中，強(qiáng)湍流也能催生類似分子云的分層絲狀結(jié)構(gòu)，該研究成果深化了對銀河系氣體補(bǔ)給、云形成及能量級聯(lián)過程的理解。

3 新一輪月球科學(xué)進(jìn)展：從幔源特性到遠(yuǎn)古撞擊史

嫦娥六號探測器于2024年成功返回，帶回人類歷史上首批月球背面樣品，為理解月球的形成與演化打開了全新窗口。2025年，基于嫦娥六號樣品及相關(guān)遙感觀測的多項研究成果相繼發(fā)表，首次系統(tǒng)揭示了月球背面的獨(dú)特性質(zhì)及其深部演化歷史。

2025年4月9日發(fā)表于Nature的研究直接測定月球背面月幔的水含量，表明月球內(nèi)部可能存在與表面特征相似的“干濕”半球二分性，為約束月球起源的“大撞擊”假說及后續(xù)熱演化提供了新的觀測約束。7月9日發(fā)表于Nature的研究顯示，嫦娥六號玄武巖具有極端的Sr–Nd虧損特征與罕見的同位素組成。這表明，其源區(qū)可能經(jīng)歷了月球巖漿洋結(jié)晶階段的強(qiáng)烈分異，或是在SPA盆地巨型撞擊事件中遭受了大規(guī)模熔融抽取。

2025年10月8日發(fā)表于Nature的研究通過分析盆地形態(tài)與物質(zhì)分布提出，該盆地更可能由一次自北向南的撞擊形成。這不僅為盆地形成機(jī)制提供了新模型，也將月球背面最古老的撞擊事件與全月球巖漿洋演化歷史直接聯(lián)系起來。2025年5月14日發(fā)表于Nature的研究通過分析重力恢復(fù)與內(nèi)部實驗室（GRAIL）航天器任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，月球的三階引潮力洛夫數(shù)k3顯著高于理論值，暗示月幔彈性性質(zhì)在正反兩面存在約2%~3%的差異，這很可能對應(yīng)深部約100~200 ?K的熱異常。

嫦娥六號樣品及相關(guān)研究多維度揭示，月球并非一個均勻演化的天體，其正面背面的差異根植于早期巖漿洋分異、巨型撞擊事件和后續(xù)熱演化的復(fù)雜歷史。

4 EP進(jìn)展：從高紅移伽馬暴到未知快速X射線暫現(xiàn)源

EP是中國主導(dǎo)、國際合作的高能時域天文衛(wèi)星，采用“龍蝦眼”聚焦成像技術(shù)，具備大視場軟X射線監(jiān)測能力，致力于探測宇宙中的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象。2025年，EP的2項重要成果先后發(fā)表于Nature Astronomy，展示了EP作為軟X射線全天暫現(xiàn)源探測器的獨(dú)特優(yōu)勢。這一發(fā)現(xiàn)意味著伽馬暴中心發(fā)動機(jī)的活動可能遠(yuǎn)早于傳統(tǒng)的伽馬射線定義的起始時刻，對長伽馬暴的時標(biāo)認(rèn)知提出了新的約束，并證明EP能夠探測到更暗、更高紅移的爆發(fā)事件，為研究宇宙早期恒星形成與星系誕生開辟了新途徑。

第二項成果發(fā)表于2025年6月26日，WXT探測到另一例快速X射線暫現(xiàn)源EP240414a，其持續(xù)時間約155 s，能譜極軟，被光學(xué)觀測證認(rèn)為與一顆Ic?BL型超新星SN 2024gsa成協(xié)，其紅移為0.401。這一觀測首次為理論預(yù)言的“弱噴流”或“失敗噴流”提供了明確證據(jù)，可能代表了大質(zhì)量恒星死亡時一類此前未被充分探測的常見現(xiàn)象。

隨著EP進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期，其2大核心載荷WXT與后隨X射線望遠(yuǎn)鏡（FXT）將持續(xù)為天文學(xué)界提供高時間分辨率、高靈敏度的暫現(xiàn)數(shù)據(jù)，有望在未來揭示更多未知類型的爆發(fā)現(xiàn)象，推動在噴流物理、中心引擎機(jī)制及早期宇宙天體演化等前沿領(lǐng)域取得突破。

5 DESI攜手超新星觀測，共同挑戰(zhàn)宇宙學(xué)常數(shù)假設(shè)

自1998年超新星觀測首次指出宇宙加速膨脹以來，天文學(xué)界逐漸建立起以“宇宙學(xué)常數(shù)Λ”為核心的ΛCDM標(biāo)準(zhǔn)模型，認(rèn)為暗能量是一種密度不變、狀態(tài)方程為w=?1的真空能。下一代大規(guī)模巡天望遠(yuǎn)鏡成為檢驗暗能量本質(zhì)的關(guān)鍵，而DESI正是其中最具代表性的里程碑。

2025年9月29日發(fā)表在Nature Astronomy的成果結(jié)合DESI第1、第2次數(shù)據(jù)發(fā)布的重子聲學(xué)振蕩（BAO）測量，如圖1所示，在當(dāng)前宇宙附近，暗能量的狀態(tài)方程略高于?1，而在更早的時代又低于?1，呈現(xiàn)出演化特征。

圖1 DESI在7個宇宙時期對BAO的測量結(jié)果，總體上與ΛCDM相吻合

（圖片來源: Arnaud de Mattia/DESI collaboration）

這項研究讓“暗能量演化”從理論討論走向了觀測可能。這將會改變我們對宇宙命運(yùn)的預(yù)測：如果暗能量在增強(qiáng)，宇宙可能在更遠(yuǎn)的未來迅速膨脹；如果在減弱，宇宙膨脹的加速度也許會逐漸消失。

6 Gaia衛(wèi)星光榮退役，留下珍貴科學(xué)遺產(chǎn)

2025年3月28日，歐洲空間局（ESA）正式宣布Gaia退役，完成了人類歷史上最大規(guī)模、最精確的銀河系三維測繪工程。通過Gaia數(shù)據(jù)對恒星的三維位置與速度測量，人類首次獲得了銀河系盤、厚盤、外暈和恒星流的高精度動力學(xué)結(jié)構(gòu)圖；繪制出的赫羅圖實現(xiàn)了對恒星演化軌跡、年齡分布和星團(tuán)立體結(jié)構(gòu)的高精度刻畫。

Gaia的退役標(biāo)志著一個測繪時代的結(jié)束，但它的科學(xué)價值在未來10年乃至更長的時間里仍將不斷增長。隨著2026年第4次數(shù)據(jù)發(fā)布（DR4）與2030年底最終遺產(chǎn)目錄的陸續(xù)推出，Gaia的數(shù)據(jù)庫將成為天文學(xué)最重要的公共資源之一，為后續(xù)任務(wù)提供不可替代的天體參考系與距離基準(zhǔn)。

7 歐幾里得望遠(yuǎn)鏡首批巡天成果公布

2025年3月19日，ESA發(fā)布Euclid首批巡天數(shù)據(jù)Q1，Q1數(shù)據(jù)中的圖像展示了眾多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型多樣的星系團(tuán)，從相對靠近我們的宇宙鄰域到數(shù)十億光年之外的深空區(qū)域均有覆蓋。這些現(xiàn)象為研究黑洞吸積過程、恒星爆發(fā)機(jī)制以及宇宙高能物理過程提供了新的窗口。

此次數(shù)據(jù)發(fā)布的一大亮點，是通過人工智能工具與公眾科學(xué)協(xié)作完成的大規(guī)模天體分類，這不僅證明了數(shù)據(jù)質(zhì)量足以支持深度機(jī)器學(xué)習(xí)分析，同時也體現(xiàn)了現(xiàn)代天文學(xué)中“專業(yè)科學(xué)+公民科學(xué)”協(xié)同的重要性。此前的巡天通常需要多年積累才能獲得上百個高質(zhì)量候選，而Euclid在短時間內(nèi)就給出了數(shù)百個樣本。

Q1僅覆蓋了Euclid未來全巡天面積的約0.1%。隨著正式巡天推進(jìn)，Euclid每年將產(chǎn)生數(shù)PB級的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)描繪超過150億年的宇宙演化史，精確測量數(shù)億星系的紅移與大尺度結(jié)構(gòu)，與地面大型巡天望遠(yuǎn)鏡共同構(gòu)建未來10年的宇宙學(xué)數(shù)據(jù)基準(zhǔn)。

8 薇拉·魯賓天文臺發(fā)布首批圖像

2025年6月23日，位于智利塞羅?帕切昂山的薇拉?魯賓天文臺（VRO，原名LSST）公布了期待已久的首批圖像，標(biāo)志著天文學(xué)進(jìn)入“高時間分辨率、大視場巡天”的新時代。

VRO的觀測核心是8.4 m主鏡、3.2億像素的LSST超大視場相機(jī)，是迄今人類在光學(xué)到近紅外波段建造過的最大相機(jī)。如圖2所示，測試圖像清晰呈現(xiàn)了高紅移星系、暗弱星系團(tuán)、行星狀星云、恒星形成區(qū)及銀河系結(jié)構(gòu)等豐富天體。從2025年下半年開始，VRO將正式啟動為期10 a的時空遺珍巡天（為紀(jì)念原來的天文臺名字，縮寫依然是 LSST）計劃。

此次巡天的科學(xué)目標(biāo)聚焦4大方向：（1）探索暗物質(zhì)與暗能量。（2）追溯太陽系演化歷史。（3）捕捉宇宙動態(tài)瞬間。（4）解析銀河系結(jié)構(gòu)與形成。

圖2 LSST 觀測到的室女座星系團(tuán)，展示了多種形態(tài)的星系與恒星

（圖片來源：NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory）

VRO將以前所未有的數(shù)據(jù)規(guī)模與時間采樣，系統(tǒng)性描繪動態(tài)宇宙，為21世紀(jì)的天體物理研究奠定基石。

9 直探年輕行星大氣，普查系外行星軌道演化

在過去30年，系外行星研究已累積了數(shù)千顆行星樣本，但對行星的理解仍面臨兩端空白：行星如何在年輕恒星周圍誕生，以及其軌道如何在漫長歲月中演化。2025年發(fā)表的2項重要工作恰好從這2個端點切入，它們共同構(gòu)成了一幅跨越時間尺度的行星演化圖景。

2025年6月26日發(fā)表于Nature的一項研究成果，研究團(tuán)隊利用JWST的中紅外儀器（MIRI）獲得的前所未有的中紅外高對比度圖像，首次在僅有約650萬年歷史的年輕恒星TWA?7的碎片盤中直接識別出一個質(zhì)量僅約0.3倍木星質(zhì)量的冰冷行星。這是JWST首次在冷、低質(zhì)量的碎片盤中直接成像如此低質(zhì)量的行星，其靈敏度較以往提升至少1個數(shù)量級，為觀測行星誕生現(xiàn)場打開了全新窗口。

另一項研究于2025年4月28日發(fā)表在Nature Astronomy。該工作通過結(jié)合LAMOST、Gaia及多顆巡天衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，對超過800個短周期行星系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)年齡統(tǒng)計分析，首次揭示超短周期行星（周期不足1 d）的宿主恒星平均年齡高達(dá)約57億年，顯著高于其他短周期行星。研究還發(fā)現(xiàn)，老年系統(tǒng)的行星軌道間距更大，結(jié)構(gòu)更規(guī)整，與潮汐遷移模型的預(yù)測一致，清晰展現(xiàn)了行星系統(tǒng)隨時間的動力學(xué)演化痕跡。

10 黑洞新知：潮汐瓦解鎖定中等質(zhì)量黑洞，偏振影像解析視界磁場

近年來，黑洞物理研究呈現(xiàn)出從多尺度的跨越式進(jìn)展，而2025年發(fā)表的2篇論文尤為具有代表性。

2025年2月28日發(fā)表于Nature Astronomy的研究聚焦于X射線源J2150?0551，它被認(rèn)為可能是一顆長期沉寂的中等質(zhì)量黑洞。這是目前最強(qiáng)的中等質(zhì)量黑洞（IMBH）直接證據(jù)之一，也展示了利用TDE時域信號來測量黑洞質(zhì)量與自旋的可行性。

另一項發(fā)表于2025年12月16日Astronomy and Astrophysics的研究成果展示了M87星系中心超大質(zhì)量黑洞（M87*）在2017、2018與2021年這3個時期的230 GHz偏振圖像。這些發(fā)現(xiàn)直接證明，M87*附近的吸積流與磁場是一個動態(tài)演變的系統(tǒng)，而非靜態(tài)結(jié)構(gòu)。

這2項成果從完全不同的質(zhì)量、尺度與觀測方法切入，共同描繪了黑洞吸積物理的連續(xù)圖景。隨著未來EHT在345 GHz等更高頻成像能力的提升，黑洞視界尺度的時空結(jié)構(gòu)將更加清晰，而黑洞物理的全景圖也將更加完整。

11 星際訪客3I/ATLAS觀測進(jìn)展

2025年7月1日，智利埃爾紹塞天文臺在例行巡天中發(fā)現(xiàn)一個軌跡異常的光點。隨后的全球觀測迅速確認(rèn)了它的身份——一位來自太陽系外的訪客，被命名為“3I/ATLAS”。

該發(fā)現(xiàn)歸功于小行星地球撞擊最后預(yù)警系統(tǒng)（ATLAS）。這個由4座觀測站組成的全球網(wǎng)絡(luò)能每2 d掃描一遍大部分可見天空，其位于智利的站點捕捉到了這位星際訪客進(jìn)入太陽系初期的蹤跡，為后續(xù)觀測贏得了寶貴時間。確認(rèn)其星際身份后，一個前所未有的多平臺立體觀測網(wǎng)絡(luò)迅速啟動。

與前2位星際訪客相比，3I/ATLAS展現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)。現(xiàn)有數(shù)據(jù)支持它是一顆活躍的星際彗星，并且其成分可能反映了其原發(fā)星系中不同于太陽系彗星的蒸發(fā)和化學(xué)環(huán)境。

2025年年底，3I/ATLAS正以超過40 km/s的速度離開太陽系，重新踏上無盡的星際旅程。盡管來訪短暫，但它留下了迄今為止最全面的觀測資料，這是人類首次以如此系統(tǒng)化的方式記錄一位星際訪客的全程。

12 未來地面?空間觀測共繪多波段、多尺度宇宙

未來10年，天文觀測將在地面與空間同時迎來關(guān)鍵進(jìn)展。中國將建成新疆奇臺的110 m全可動射電望遠(yuǎn)鏡（QTT）和青海冷湖的15m亞毫米波望遠(yuǎn)鏡（XSMT），而美國主導(dǎo)的空間任務(wù)如天穹號（SPHEREx）和龐奇衛(wèi)星（PUNCH）也正投入科學(xué)運(yùn)行。這些設(shè)備覆蓋從射電、亞毫米波到紅外的寬廣電磁波段，瞄準(zhǔn)從太陽系到宇宙早期、從微觀物理到宏觀結(jié)構(gòu)的多元科學(xué)目標(biāo)，共同構(gòu)建著多尺度、全波段探索宇宙的綜合觀測體系。

中國在建的QTT將成為世界最大的全可動單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，它將重點探測星際分子譜線與冷塵埃連續(xù)輻射，用于研究恒星形成、原行星盤結(jié)構(gòu)以及星際復(fù)雜化學(xué)，填補(bǔ)中國在該關(guān)鍵波段的觀測空白。QTT與XSMT的建成，將與中國現(xiàn)有的FAST等設(shè)施協(xié)同，使中國在從長波射電到亞毫米波的廣闊頻段上，建立起國際領(lǐng)先的地面觀測能力。

2025年3月11日升空的SPHEREx衛(wèi)星，正通過近紅外光譜對整個天空進(jìn)行“三維”掃描，它將為理解生命前體物質(zhì)的宇宙來源提供線索。與SPHEREx一同發(fā)射的PUNCH衛(wèi)星群，則聚焦于太陽物理。它由4顆小衛(wèi)星組成，旨在通過多視角偏振成像，首次連續(xù)、清晰地觀測太陽風(fēng)從日冕到日球?qū)拥恼Q生與加速過程。

這種地面與空間協(xié)同、多波段覆蓋的觀測體系，標(biāo)志著天文學(xué)正進(jìn)入一個能系統(tǒng)性解析宇宙多尺度關(guān)聯(lián)的新時代，有望在未來10年推動一系列基礎(chǔ)科學(xué)問題的突破。

13 結(jié)論

回顧2025年，天文學(xué)在多條前沿戰(zhàn)線取得了實質(zhì)性突破。LAMOST、FAST等大科學(xué)裝置持續(xù)產(chǎn)出里程碑式成果；嫦娥六號樣本首次為月球背面演化提供了直接證據(jù)；EP在軟X射線時域監(jiān)測中開辟出新窗口；DESI與超新星數(shù)據(jù)的結(jié)合則推動暗能量研究從靜態(tài)范式邁向動態(tài)檢驗。Gaia衛(wèi)星雖已退役，但其數(shù)據(jù)遺產(chǎn)將持續(xù)賦能銀河系考古；Euclid與薇拉?魯賓天文臺的首批數(shù)據(jù)已展示出描繪宇宙動態(tài)圖景的巨大潛力；JWST對年輕行星的直接成像與多波段協(xié)同觀測進(jìn)一步連接了行星形成與演化的時間鏈條。

這些進(jìn)展共同勾勒出一幅從星際介質(zhì)、恒星形成、星系演化到宇宙學(xué)結(jié)構(gòu)的連貫圖景，并凸顯了全球合作、數(shù)據(jù)共享與多信使融合在現(xiàn)代天文學(xué)中的關(guān)鍵作用。

隨著QTT、XSMT、SPHEREx、PUNCH等新一代地面與空間設(shè)施陸續(xù)投入運(yùn)行，一個覆蓋全波段、貫通多尺度的立體觀測網(wǎng)絡(luò)正在成型，將在未來5~10年內(nèi)系統(tǒng)性推進(jìn)對黑洞物理、系外行星大氣、宇宙再電離歷史以及暗物質(zhì)與暗能量本質(zhì)的探索，并有望在這些方向取得實質(zhì)性乃至突破性進(jìn)展。

本文作者：趙桐、宋宇佳、茍利軍

作者簡介：趙桐，中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院大學(xué)天文和空間科學(xué)學(xué)院，博士研究生，研究方向為恒星級黑洞爆發(fā)現(xiàn)象；宋宇佳（共同第一作者），中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院大學(xué)天文和空間科學(xué)學(xué)院，博士研究生，研究方向為恒星級黑洞爆發(fā)現(xiàn)象；茍利軍（通信作者），中國科學(xué)院國家天文臺、中國科學(xué)院大學(xué)天文和空間科學(xué)學(xué)院，研究員，研究方向為高能天體物理。

文章來 源 ： 趙桐, 宋宇佳, 茍利軍. 2025 年天文學(xué)熱點回眸[J]. 科技導(dǎo)報, 2026, 44(2): 44?53 .

本文有刪改，

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