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NASA缩时视频展示过去12年宇宙变迁

广域红外线巡天探测卫星（WISE/NEOWISE）在地球轨道运行的示意图。（NASA/JPL-Caltech）

天体物理学一般认为宇宙已有130亿岁，因此12年在宇宙历史中就只是一眨眼的功夫。但是美国宇航局（NASA）10月18日发布的一部缩时视频却显示出过去12年中发生了多少巨大变化：恒星们亮度发生剧烈震荡，小行星们在太空中飞奔，黑洞们因吞噬气体及尘埃而发出宇宙焰火。

NASA于2009年发射了“广域红外线巡天探测卫星”（WISE, Widefield Infrared Survey Explorer）。WISE发现了星团和数千颗矮行星，并帮助科学家发现了地球的特洛伊小行星等。当WISE在2011年用尽冷却剂时，NASA将其置于休眠状态。但它的一些红外探测仪仍可有效运作。因此，2013年，NASA以NEOWISE（Near-Earth Object WISE, 即近地天体WISE）的形式重新启动了这项任务。NEOWISE的主要目标之一是追踪和描述2,000颗已知的小行星。

NEOWISE通过广角巡天来执行其任务。每六个月，NEOWISE即可完成一张夜空全景图像。NASA将十多年来拍摄的18张全天图像组合在一起，创造了夜空的缩时摄影，其中涵盖了数亿个天体。

“如果你走到室外观看夜空，似乎一切照旧，但事实并非如此，”位于图森市的亚利桑那大学（University of Arizona in Tucson）NEOWISE首席研究员艾米‧美因泽（Amy Mainzer）说，“星星燃烧爆炸此起彼伏、小行星呼啸而行、黑洞在撕裂着恒星、宇宙一派繁忙景象。”

NEOWISE的一项重大科学贡献是它大大增进了科学家对褐矮星的研究。褐矮星并不完全是恒星，而是正在成为恒星的亚恒星。但尚未聚集足够的质量来引发氢聚变反应而升级为恒星。其个头比恒星小，比最大的行星大，其质量从13到80个木星（Jupiter）不等。

天体物理学家推测褐矮星是存在的，但只有通过红外观测才能看见它们。尽管“2微米全天巡天”项目（2MASS）成功地找到了一些褐矮星，但从地球表面进行红外天文学是很困难的。而现在我们发现了成千上万个，这要归功于WISE/NEOWISE这样的太空红外天文台。

天体物理学家对最凉的褐矮星很感兴趣，因其弥合了恒星和行星之间的差距。这是光谱Y类褐矮星，发射的能量非常少。最凉的温度略高于室温。WISE在2011年发现了Y级褐矮星。

NASA最终将WISE和NEOWISE的数据合并到一个名为CATWISE的目录中。2019年，科学家通过目录搜索发现了CISEP J1935-1546，这是一颗更凉的褐矮星，估计温度为摄氏-3度到87度之间。

公民科学家团体也在NEO/NEOWISE的褐矮星研究中发挥了作用。2020年，公民科学家帮助发现了两颗最不寻常的褐矮星，叫做T型亚矮星。

同年，与NEOWISE合作的科学家们发现了迄今为止最奇怪的褐矮星，并给它起了个昵称：“意外”，因其发现真的是一个意外。“意外”岁数很大了，年纪约有100到130亿年——并且金属丰度（metallicity，指恒星内除氢和氦元素之外，其它的化学元素所占比例）非常低。它是如此古老，以至于其金属丰度反映的是早期宇宙而非现代宇宙。一代又一代的恒星创造了更重的元素，在数十亿年间将其散布到太空中，因此宇宙中近期形成的物体具有更高的金属丰度。

虽然“意外”是第一个被发现的，但可能不是最后一个。其中许多可能潜伏在黑暗中，甚至可能仍隐藏于NEOWISE数据中。

NEOWISE任务的持续时间比预期的要长得多。当NASA将其作为WISE发射时，认为它会持续两年，直到冷却剂用完。但在重新调整为NEOWISE后，任务已经持续了10年。甚至WISE的科学家也对任务的长度以及收集的数据量感到惊讶。

NASA喷气推进实验室的天文学家彼得‧艾森哈特（Peter Eisenhardt）说：“我们从未预期航天器会运行这么长久，而且也无法预料能够利用如此多的数据做科学研究。”。