中国正计划首个放眼太阳系之外的卫星任务，在银河系中寻找围绕类太阳恒星运行的系外行星。任务目标是寻找首个围绕宜居带内类太阳恒星运行的类地行星。被称为地球2.0 的系外行星，会具有适合液态水存在的条件，并有可能孕育生命。尽 管NASA 的开普勒望远镜在 2018 年燃料耗尽之前发现了 5000 多颗系外行星，但没有一颗符合地球 2.0 的定义。寻找系外行星是通过观察恒星的亮度来发现的，当行星从恒星面前经过，恒星的亮度会变暗。地球2.0的候选者的轨道周期约为一年，因此每年会从其恒星面前经过一次。你需要三次经过才能适当确定轨道，因此你需要观察相同的恒星超过三年。开普勒任务在初期出现了故障，导致无法长时间盯着同一地点，因此无法确定它发现的外行星的精确轨道。这项新任务将使用更多望远镜搜索同一片天空，收集更多数据以计算轨道。有了地球2.0，天文学家可以再获得四年的数据，结合开普勒的观测，可以帮助确认哪些系外行星真正类似于地球。

一国际天文学家团队用地面望远镜，包括欧洲南方天文台的甚大望远镜，在 17 年间跟踪海王星的大气温度。他们发现在 2003 年到 2018 年间海王星的全球平均温度下降了 8 摄氏度，2018 年到 2020 年南极地区却急剧变暖温度上升了 11 摄氏度。和地球一样，海王星围绕太阳运行，也经历四季。然而海王星的季节持续大约 40 年，海王星的一年大约相当于 165 个地球年。自 2005 年以来，海王星的南半球一直处于夏季，天文学家迫不及待地想看看南半球夏至之后的温度会如何变化。天文学家观察了近 100 张海王星的热红外图像，图像是在 17 年时间里拍摄的，比以往任何时候都更详细地展现海王星的整体温度趋势。海王星的温度变化出人意料，天文学家不知道是什么原因造成。这可能是由于海王星平流层的化学成分发生了变化，或者是随机的天气模式，甚至可能是因为太阳周期的变化。未来几年将需要更多的观察来探索波动的原因。未来的地面望远镜，如甚大望远镜可以更详细地观察此类温度变化，而韦伯太空望远镜将提供前所未有的海王星大气化学和温度的新地图。

一个国际天文学家团队发现了有史以来最遥远的星系。这个名为 HD1 的候选星系距离我们约 135 亿光年。研究团队提出了两个想法：HD1 可能正在以惊人的速度形成恒星，甚至可能是宇宙第一颗恒星 Population Ⅲ 恒星的家园，或者 HD1 可能包含一个超大质量黑洞，其质量约为太阳质量的 1 亿倍。论文（预印本）发表在《天体物理学杂志》上。 HD1 在紫外光下非常亮。起初研究人员假设其是一个标准的星暴星系，也就是一个正在高速创造恒星的星系。但在计算了 HD1 产生了多少颗恒星之后，他们发现 HD1 每年会形成 100 多颗恒星。这一速度简直令人难以置信，至少比他们的预期高出 10 倍。研究团队使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）进行了后续观测以确认距离，该距离比目前最远星系的纪录保持者 GN-z11 还要远1亿光年。

美国太空司令部确认了第一个撞击地球的星际天体：来自另一个恒星系统的天体于 2014 年在巴布亚新几内亚附近坠落，碎片很有可能在南太平洋中，要找到残片将会非常困难。它是已知第一颗星际天体，但只有几英尺宽，远小于更知名的星际天体‘Oumuamua 和 Comet Borisov。在发现星际天体‘Oumuamua 之后 ，哈佛大学天体物理学专业的学生 Amir Siraj 和教授 Avi Loeb 开始搜寻是否有来自太阳系之外的陨星坠落到地球。他们查询了 NASA 近地天体研究中心维护的陨星数据库，数据库记录了近千次撞击，其中发生在 2014 年 1 月 8 日 Manus 岛附近的爆炸事件立即引起了他们的注意，陨星的时速超过了 13 万英里，暗示它很可能来自太阳系之外。他们的研究报告 2019 年递交到了期刊《The Astrophysical Journal Letters》，但因为缺乏美国政府未披露的信息而一直没有通过同行评审。探测陨星的部分传感器由美国国防部管理，相同的技术用于探测核爆，因此研究人员无法确认陨星速度的误差幅度。美国太空司令部上个月公布的备忘录为研究人员提供了他们所需要的数据。

天文学家见证了一颗行星从气体和尘埃构成的盘中诞生，这些气体和尘埃围绕着一颗年轻的恒星旋转。以前也有人提出类似观点，但研究团队得出了一个更具争议性的结论：这颗行星是由在自身重力作用下坍缩的气体形成的，这种机制被称为引力或盘不稳定性。这与获得更广泛接受的行星形成理论形成鲜明对比，即尘埃和岩石粘在一起，慢慢形成了一个行星核心，核心具有足够的引力，可以从圆盘中吸收气体。如果属实，这个行星系统将是盘不稳定性迄今为止最有力的证据。夏威夷斯巴鲁望远镜团队的负责人 Thayne Currie 表示：“这个系统目前是独立的。”这个结论让理论家产生了分歧。卡内基科学研究所的Alan Boss长期以来一直支持该理论。但是，帮助提出核吸积理论的哥本哈根大学的理论家 Anders Johansen 并不赞同这个说法。他表示，“这可能是两种机制中的任何一种。”尽管已经发现了 5000 多颗系外行星，但只有几十颗被直接成像，而且从未观察到行星的诞生。Currie 及其同事对附近的恒星 AB Aurigae 很感兴趣，因为它很年轻，大约在 100 万“岁”到 400 万“岁”之间——而且它的盘包含可能表明原行星的扭结螺旋特征。但是要证明该盘发出的光来自炽热的新行星而不是反射的星光并非易事。Currie 表示：“我们研究它五年了。”“直到最近，我才相信它是一颗行星。”研究报告发表在《Nature Astronomy》期刊上。

天文学家在《自然》期刊上发表论文，报告了哈勃空间望远镜对一个极为遥远的单星或恒星系的观测情况，其约在大爆炸后 9 亿年。它是至今观察到的最遥远恒星。这一天体被称为 Earendel，来自一个意为“晨星”或“升起之光”的古英语词。研究人员利用引力透镜——即遥远物体被较近物体放大的现象，揭示出这个星体可能是一个单星或双星系统。研究团队报告说，Earendel 的估计质量超过太阳的 50 倍，据计算红移为 6.2。恒星的温度、质量和光谱性质的确切细节尚不明确，研究人员希望韦伯望远镜或能在未来提供这些信息。

天文学家捕捉到了一颗正经历最后垂死挣扎的红巨星，详细程度前所未有。《天体物理学杂志》接受的一篇预印本论文表示，这颗被称为 V Hydrae（或简称 V Hya）的恒星喷射出六个不同的物质环。这些神秘的“烟圈”的具体形成机制尚不清楚。尽管如此，这一观察可能会动摇目前恒星演化这个特殊后期阶段的模型，进一步揭示太阳的命运。论文合作者、加州大学洛杉矶分校的天文学家 Mark Morris 表示：“V Hydrae 处于大气脱落的过程之中，大气最终是其质量的大部分，这是大多数红巨星在最后阶段都会经历的状况”。然而“这是首次，也是唯一一次在一颗垂死挣扎的恒星周围看到一系列在膨胀的环——这些正在膨胀的‘烟圈’按照我们的计算，将在几百年内被吹散。”红巨星是恒星演化的最后阶段之一。一旦恒星的核心停止通过核聚变将氢转化为氦，引力就会开始挤压恒星，增加内部温度。这个过程点燃了围绕惰性核心燃烧的氢壳。最终核心的压缩和加热导致恒星显著膨胀，直径达到 1 亿至 10 亿公里。按照恒星的标准，表面的温度相对较低：仅为 2200 至 3200 摄氏度）。所以这些恒星呈现出橙红色的外观，红巨星的绰号因此得名。

在发现快速射电暴（FRB） 近15 年后，毫秒级的深空宇宙爆炸的起源仍然是一个谜。这种情况可能很快就会改变，这要归功于包括内华达大学拉斯维加斯分校（UNLV）天体物理学家张冰（音译）在内的国际科学家团队的工作，该团队追踪了来自五个不同来源的数百次爆发，并在 FRB 偏振模式中发现了可能揭示其起源的线索。研究报告发表在《科学》期刊上。FRB 产生电磁无线电波，其本质上是电场和磁场在空间和时间上的振荡。振荡电场的方向被描述为偏振方向。通过分析从各种来源观察到的快速射电暴的偏振频率，科学家揭示了重复快速射电暴的相似之处，这些特征指向爆发源附近的复杂环境。为了将这些爆发联系起来，由中科院国家天文台的冯毅和李菂领导的一个国际研究小组使用 500 米口径球面射电望远镜（FAST）和 Robert C. Byrd Green Bank 望远镜（GBT）分析了五个重复FRB 源的偏振特性。自 2007 年首次发现 FRB 以来，世界各地的天文学家开始借助 FAST 和 GBT 等强大的射电望远镜追踪爆发，寻找来自何处以及如何产生的线索。尽管被认为很神秘，但人们普遍认为大多数 FRB 的来源是磁星，这是一种密度极高、城市大小的中子星，拥有宇宙中最强的磁场。它们通常具有接近 100% 的偏振。相反，我们在许多涉及热随机等离子体的天体天体物理源（例如太阳和其他的恒星）中观察到的放射是非偏振的，因为电场的震荡方向是随机的。

在新增加了 65 颗行星之后，NASA Exoplanet Archive 确认的系外行星数量达到了 5005 颗。最早的系外行星是在 1990 年代初确认的，2019 年确认的系外行星数量突破了 4000 颗，不到三年就增加了一千颗，而 NASA 的数据库里还有 TESS 太空望远镜探测到的 5000 多颗候选行星等待确认。目前还没有发现与地球极为相似的系外行星。而 5000 颗只是银河系中行星数量非常小的一部分，NASA 称银河系可能有数千亿颗行星。

“终结事件”（Termination Event）是太阳物理学的一个新概念，Scott McIntosh 和 Bob Leamon 在 2020 年 12 月的《太阳物理学》期刊上发表的一篇论文中介绍了这一概念。不是每个人都接受它。如果太阳周期25（Solar Cycle 25）像 McIntosh 和 Leamon 预测的展开，就必须认真对待“终结事件”。其基本思路是：太阳周期25（SC25）于 2019 年 12 月开始。但旧的太阳周期24（SC24）拒绝结束。它又持续了两年，偶尔产生旧周期的太阳黑子，并用衰减的磁场影响太阳的上层。在此期间，两个周期并存，SC25 努力挣脱，而旧的 SC24 则阻止了它。研究人员知道太阳周期可以重叠。McIntosh 和 Leamon 增加的是对重叠周期相互作用的认识。20 世纪初，埃勒里（George Ellery Hale）发现太阳黑子对的磁极在一个周期到下一个周期时会发生反转；事实上，太阳的整个全球磁场每 11 年就会翻转一次。“终结事件”标志着干扰的结束，新的周期摆脱了旧的周期。“终结事件”的时间可以预测新周期的强度。在论文中，McIntosh 和 Leamon 回顾了 270 多年的太阳黑子数据，发现“终结事件”每 1 0到 15 年发生一次。Leamon 解释说：“我们发现终结事件之间间隔的时间越长，下一个周期就越弱。”“反之终结事件之间的时间间隔越短，下一个太阳周期就越强。”

研究表明小行星撞击地球对于恐龙来灾难性的，但是撞击发生的季节可能会大大增加其他物种的灭绝比率。科学家发现有证据表明，6600 万年前的毁灭性撞击消灭了地球上四分之三物种，在现代墨西哥留下了希克苏鲁伯（Chicxulub）陨石坑，撞击发生在北半球的春季。这个时机意味着赤道以北的很多动物在刚刚经历了几个月的严冬之后，特别容易受到碰撞释放出的强烈热浪的影响。由于南方的其他动物还在过秋天，它们的日子可能会更好过一些，尤其是如果它们躲在洞穴中的话。小行星的直接撞击引发了极端的全球热浪，对许多暴露在外的动物来说是致命的。之后温度在核冬天急剧下降，导致更多物种灭绝。

荷兰莱顿天文台科学家报告了迄今观测到的最大星系，对其开展进一步研究将有助于弄清星系如何生长变大。研究人员以古希腊神话中的巨人“阿尔库俄纽斯（Alcyoneus）”为这个新星系命名，该宇宙“巨兽”宽 1630万光年，直径是银河系的 160 倍，是此前已知最大星系 IC1101（宽 390 万光年）的 4 倍。研究人员称，“阿尔库俄纽斯”星系是庞大而典型的射电星系。射电星系由一个宿主星系（即围绕含有超大质量黑洞的星系核的恒星团）以及从星系中心喷出的巨大喷流和裂片组成。星系中心的黑洞吞噬大量物质，然后将其吐出——喷射出两股巨大的等离子体，这些等离子体以接近光速的速度移动。旅行数百万光年后，等离子体束的速度变慢，扩散成羽流，这些羽流以射电电波的形式发出光。研究人员表示，除拥有巨大的羽状结构外，“阿尔库俄纽斯”星系是一个普通的椭圆星系，总质量约为太阳质量的 2400 亿倍，中心超大质量黑洞的质量是太阳质量的 4 亿倍。与大多数射电星系相比，“阿尔库俄纽斯”星系的宿主星系并不大。

MIT 的天文学家获得了一张与恒星“潮汐锁定”的系外行星的永久黑暗面迄今为止最清晰的图像。这颗行星是热木星“WASP-121b”，它是一颗几乎是木星大小两倍的巨大气体巨星。WASP-121b 于 2015 年被发现，围绕着一颗距离地球约 850 光年的恒星运行。这颗行星的轨道是迄今为止探测到的最短的轨道之一，仅需 30 小时就能绕恒星一周。它处于潮汐锁定状态，这意味着它的一侧总是面向恒星，温度极高；而另一侧总是黑暗的。它页处于被母星引力撕裂的边缘。研究人员表示，WASP-121b 的暗面比亮面暗淡约 10 倍。在地球上，水的循环方式是先蒸发，然后凝结成云，再形成降雨。而在 WASP-121b 上，水循环要强烈得多。在白天，组成水的原子在超过 3000 开尔文的温度下被撕裂。这些原子被吹到暗面，在那里，较低的温度会使氢原子和氧原子重新结合成水分子，并再次被吹回亮面，于是循环再次开始。研究报告发表在《Nature Astronomy》期刊上。

太阳最近进入了第 25 太阳周期的活跃期：2 月 15 日太阳的远侧爆发了一个 X 级耀斑（X 级是最高强度的耀斑），因为耀斑和日冕物质抛射远离地球，因此我们不会观察到任何地磁风暴。朝地球方向喷发的日冕物质抛射可能会导致通信中断、电网波动和极光。跟踪太阳活动的 SpaceWeatherLive 报告，太阳在整个二月份每天都有喷发，其中包括三次 M 级耀斑（强度次于 X 级）：2 月 12 日 M1.4；2 月 14 日 M1；2 月 15 日 M1.3。1 月发生了五次 M 级耀斑，其中 1 月 29 日 M 级耀斑产生的温和地磁风暴击中了新发射升空的 40 颗 Starlink 卫星。

白矮星是恒星核残骸，没有核聚变产生能量，被认为是恒星演化的最终状态之一。白矮星所在的星系被认为是死亡星系，但天文学家发现，白矮星的宜居带仍然可能存在类行星天体。他们观测了名为 WD 1054-226 的白矮星，距离地球 118 光年。天文学家观察到了某种行星凌日的现象，白矮星光的亮度会定期变暗。他们测量到了 65 个彗星或月亮大小的天体围绕着恒星，其在轨道上的间隔相当均匀。这种规则的太空结构可能会令人联想到外星人和行星工程，天文学家则倾向于更平凡的解释——附近有行星的引力令其保持规则，其大小与水星或火星相似。这些天体距离恒星只有 260 万公里，表面温度能达到 50°C，这意味着如果附近存在行星，那么它也有可能适合生命生存。

天文学家确认 2014 UN271是至今观测到的最大彗星。它于 2014 年首次被发现，按照习惯用其发现者的名字命名为 Bernardinelli-Bernstein。当时彗星距离海王星还很遥远，人们对其大小一无所知。7 年后，随着它越来越近，科学家发现它显然比大多数彗星都大，当时认为，它的直径可能介于 100 公里到 370 公里之间。在最新研究中，来自法国和西班牙的研究人员利用位于智利的阿塔卡马大型毫米波阵列提供的数据，研究了从彗星上反射的光的波长，以了解更多有关彗星大小的信息。研究人员解释说，他们将重点放在不受彗星发出的尘埃影响的微波辐射波长上，并指出彗星反射的波长的相对亮度非常典型。他们的计算表明，彗星要反射如此多的光，直径至少要 137 公里，几乎属于小行星类别。

距离太阳系最近的恒星——比邻星（Proxima Centauri）可能拥有一个庞大的行星系统，科学家相信他们发现了第三颗围绕它运行的行星。这一发现再次突出了太阳系之外行星的普遍性——它为我们提供了第三个可能可以进行研究和探索的毗邻世界。距离地球 4 光年多一点的比邻星长期以来一直吸引着科学家和科幻爱好者的想象力，如果要在太阳系之外冒险，它是首要的目的地。天文学家于 2016 年发现一颗围绕它运行的行星。这颗名为Proxima b 的行星位于宜居带，温度可能适合水在地表聚集。仅仅几年后，这颗恒星周围又发现了第二颗名为Proxima c 的行星。随着第三颗被称为 Proxima d 的（可能的）系外行星的发现，比邻星可能是众多世界的家园。虽然还没有任何方法能在合理的时间范围内前往比邻星，但如果真的发展出了此类能力，这些行星可能会是首先要去的地方。它们和地球毗邻，是后续研究和观测的绝佳选择。天文学家表示，它们可以帮助我们不断探索，了解行星是如何围绕着遥远的恒星形成的。

天文学家宣布在银河系发现首个流浪黑洞，它距离地球只有大约 5000 光年。研究报告于 1 月 31 日发表在预印本平台 arXiv 上，尚未通过同行审议。如果得到确认将是一项令人兴奋的发现。银河系内除了中心的超大质量黑洞之外，还被认为存在许多恒星级黑洞。它们是大质量恒星在引力坍塌之后形成的，其质量约为太阳质量的数倍到数十倍。这一发现可能是一个开端，未来有望发现更多类似的流浪黑洞。

SpaceX 计划 2022 年完成 52 次发射，平均每周发射一次。SpaceX 在 2020 年完成了 26 次发射，2021 年完成 31 次，52 次将是一次巨大的飞跃。今年以来 SpaceX 已经完成了三次发射，并计划在月底前完成另外两次。暂时还不清楚 52 次发射是否包含 Starship 原型火箭的试飞。SpaceX 火箭的可重复使用将发射费用降至了 3000 万美元以内，火箭的重复使用也有助于在不显著增加产量的情况下提高发射频率。

在绘制整个宇宙的射电波时，天文学家偶然发现了一个释放出巨大能量的天体——其现象前所未见。在 2018 年 3 月发现的旋转天体每小时发出三次射电信号。在释放能量时它是地球可见的最明亮射电源，就像太空中的灯塔。天文学家认为它可能是一颗坍缩恒星的残骸，要么是致密的中子星，要么是死去的白矮星，具有强大的磁场——或者是其他什么。《自然》期刊周三发表了相关研究报告。报告主要作者、国际射电天文学研究中心（International Centre for Radio Astronomy Research）科廷大学分部的天体物理学家 Natasha Hurley-Walker 表示：“观察过程中，天体在几个小时内出现又消失了。”“这完全出乎意料。对于天文学家来说，这有点令人毛骨悚然，因为在天空中没有任何已知的东西可以做到这一点。而且它离我们真的很近——大约 4000 光年远。它就在我们的银河后院。”