2025年天文學熱點回眸

原文發表于《科技導報》2026 年第2 期 《 2025年天文學熱點回眸 》

2025年，天文學研究在多個領域取得系統性進展，依托先進觀測設備與深度數據分析，顯著拓展了對宇宙多層次結構的認知。《科技導報》邀請中國科學院國家天文臺、中國科學院大學天文和空間科學學院茍利軍研究員團隊撰寫文章，從銀河系研究、太陽系探索、宇宙學領域、時域天文等方面的研究成果。這些成果再次印證了天文學領域地面與空間協同、多波段覆蓋、時域監測與靜態測繪并重這一綜合探索范式的強大威力，并為理解從行星系統到宇宙尺度的形成與演化奠定了更加堅實的基礎。

2025年，天文學在觀測能力與理論認知上均邁入新的深度與廣度。從地面巨型望遠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追蹤，多尺度、多波段、多信使的協同探索已成為主流研究范式。這些進展不僅體現了技術平臺的突破，更彰顯了人類對宇宙結構、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分別發表了2項基于LAMOST數據的重要研究成果，展示了該望遠鏡在不同尺度上的突破性科學能力。

2025年3月14日發表于Science的一項研究利用Gaia XP的低分辨率光譜數據，并以LAMOST DR8中約240萬條高質量光譜為訓練集，使機器學習模型能夠同時分離恒星本征光譜與塵埃的消光效應。應用該模型，研究團隊獲得1.3億顆恒星的消光曲線參數，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日發表于Nature Communications的 成果則是利用LAMOST的光譜參數與Gaia的高精度位置?速度信息，構建了一個包含369顆極年輕（<2000萬年）O–B2型大質量恒星的樣本，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”結構。這一結果首次將銀河系內的千秒差距尺度超泡與韋布空間望遠鏡（JWST）在河外星系中發現的巨型反饋氣泡建立起關聯。

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鏡，持續推動射電天文學發展。2025年，2項基于FAST的重要研究分別展現了其在致密天體與星際介質物理方面的領先能力。

2025年5月22日發表于Science的成果，研究團隊利用FAST對毫秒脈沖星PSR J1928+1815進行4.5 a的高精度計時，發現它處于一個軌道周期僅3.6 h的超近致密雙星系統中，脈沖星信號在約17%的軌道相位內被周期性掩食。該系統是首個被確認的“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的演化提供了關鍵觀測依據。

2025年7月16日發表于Nature Astronomy的成果，研究團隊利用FAST對HⅠ云G165進行高分辨率觀測，清晰揭示了其內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構網絡。結果表明，即使在低密度的暖中性介質中，強湍流也能催生類似分子云的分層絲狀結構，該研究成果深化了對銀河系氣體補給、云形成及能量級聯過程的理解。

3 新一輪月球科學進展：從幔源特性到遠古撞擊史

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遙感觀測的多項研究成果相繼發表，首次系統揭示了月球背面的獨特性質及其深部演化歷史。

2025年4月9日發表于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”假說及后續熱演化提供了新的觀測約束。7月9日發表于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，其源區可能經歷了月球巖漿洋結晶階段的強烈分異，或是在SPA盆地巨型撞擊事件中遭受了大規模熔融抽取。

2025年10月8日發表于Nature的研究通過分析盆地形態與物質分布提出，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系起來。2025年5月14日發表于Nature的研究通過分析重力恢復與內部實驗室（GRAIL）航天器任務數據發現，月球的三階引潮力洛夫數k3顯著高于理論值，暗示月幔彈性性質在正反兩面存在約2%~3%的差異，這很可能對應深部約100~200 ?K的熱異常。

嫦娥六號樣品及相關研究多維度揭示，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熱演化的復雜歷史。

4 EP進展：從高紅移伽馬暴到未知快速X射線暫現源

EP是中國主導、國際合作的高能時域天文衛星，采用“龍蝦眼”聚焦成像技術，具備大視場軟X射線監測能力，致力于探測宇宙中的劇烈爆發現象。2025年，EP的2項重要成果先后發表于Nature Astronomy，展示了EP作為軟X射線全天暫現源探測器的獨特優勢。這一發現意味著伽馬暴中心發動機的活動可能遠早于傳統的伽馬射線定義的起始時刻，對長伽馬暴的時標認知提出了新的約束，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。

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

隨著EP進入穩定運行期，其2大核心載荷WXT與后隨X射線望遠鏡（FXT）將持續為天文學界提供高時間分辨率、高靈敏度的暫現數據，有望在未來揭示更多未知類型的爆發現象，推動在噴流物理、中心引擎機制及早期宇宙天體演化等前沿領域取得突破。

5 DESI攜手超新星觀測，共同挑戰宇宙學常數假設

自1998年超新星觀測首次指出宇宙加速膨脹以來，天文學界逐漸建立起以“宇宙學常數Λ”為核心的ΛCDM標準模型，認為暗能量是一種密度不變、狀態方程為w=?1的真空能。下一代大規模巡天望遠鏡成為檢驗暗能量本質的關鍵，而DESI正是其中最具代表性的里程碑。

2025年9月29日發表在Nature Astronomy的成果結合DESI第1、第2次數據發布的重子聲學振蕩（BAO）測量，如圖1所示，在當前宇宙附近，暗能量的狀態方程略高于?1，而在更早的時代又低于?1，呈現出演化特征。

圖1 DESI在7個宇宙時期對BAO的測量結果，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的預測：如果暗能量在增強，宇宙可能在更遠的未來迅速膨脹；如果在減弱，宇宙膨脹的加速度也許會逐漸消失。

6 Gaia衛星光榮退役，留下珍貴科學遺產

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模、最精確的銀河系三維測繪工程。通過Gaia數據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結構圖；繪制出的赫羅圖實現了對恒星演化軌跡、年齡分布和星團立體結構的高精度刻畫。

Gaia的退役標志著一個測繪時代的結束，但它的科學價值在未來10年乃至更長的時間里仍將不斷增長。隨著2026年第4次數據發布（DR4）與2030年底最終遺產目錄的陸續推出，Gaia的數據庫將成為天文學最重要的公共資源之一，為后續任務提供不可替代的天體參考系與距離基準。

7 歐幾里得望遠鏡首批巡天成果公布

2025年3月19日，ESA發布Euclid首批巡天數據Q1，Q1數據中的圖像展示了眾多結構復雜、類型多樣的星系團，從相對靠近我們的宇宙鄰域到數十億光年之外的深空區域均有覆蓋。這些現象為研究黑洞吸積過程、恒星爆發機制以及宇宙高能物理過程提供了新的窗口。

此次數據發布的一大亮點，是通過人工智能工具與公眾科學協作完成的大規模天體分類，這不僅證明了數據質量足以支持深度機器學習分析，同時也體現了現代天文學中“專業科學+公民科學”協同的重要性。此前的巡天通常需要多年積累才能獲得上百個高質量候選，而Euclid在短時間內就給出了數百個樣本。

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，Euclid每年將產生數PB級的數據，系統描繪超過150億年的宇宙演化史，精確測量數億星系的紅移與大尺度結構，與地面大型巡天望遠鏡共同構建未來10年的宇宙學數據基準。

8 薇拉·魯賓天文臺發布首批圖像

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，標志著天文學進入“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，是迄今人類在光學到近紅外波段建造過的最大相機。如圖2所示，測試圖像清晰呈現了高紅移星系、暗弱星系團、行星狀星云、恒星形成區及銀河系結構等豐富天體。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（為紀念原來的天文臺名字，縮寫依然是 LSST）計劃。

此次巡天的科學目標聚焦4大方向：（1）探索暗物質與暗能量。（2）追溯太陽系演化歷史。（3）捕捉宇宙動態瞬間。（4）解析銀河系結構與形成。

圖2 LSST 觀測到的室女座星系團，展示了多種形態的星系與恒星

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

VRO將以前所未有的數據規模與時間采樣，系統性描繪動態宇宙，為21世紀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年發表的2項重要工作恰好從這2個端點切入，它們共同構成了一幅跨越時間尺度的行星演化圖景。

2025年6月26日發表于Nature的一項研究成果，研究團隊利用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量僅約0.3倍木星質量的冰冷行星。這是JWST首次在冷、低質量的碎片盤中直接成像如此低質量的行星，其靈敏度較以往提升至少1個數量級，為觀測行星誕生現場打開了全新窗口。

另一項研究于2025年4月28日發表在Nature Astronomy。該工作通過結合LAMOST、Gaia及多顆巡天衛星的數據，對超過800個短周期行星系統進行動力學年齡統計分析，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約57億年，顯著高于其他短周期行星。研究還發現，老年系統的行星軌道間距更大，結構更規整，與潮汐遷移模型的預測一致，清晰展現了行星系統隨時間的動力學演化痕跡。

10 黑洞新知：潮汐瓦解鎖定中等質量黑洞，偏振影像解析視界磁場

近年來，黑洞物理研究呈現出從多尺度的跨越式進展，而2025年發表的2篇論文尤為具有代表性。

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

另一項發表于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。這些發現直接證明，M87*附近的吸積流與磁場是一個動態演變的系統，而非靜態結構。

這2項成果從完全不同的質量、尺度與觀測方法切入，共同描繪了黑洞吸積物理的連續圖景。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構將更加清晰，而黑洞物理的全景圖也將更加完整。

11 星際訪客3I/ATLAS觀測進展

2025年7月1日，智利埃爾紹塞天文臺在例行巡天中發現一個軌跡異常的光點。隨后的全球觀測迅速確認了它的身份——一位來自太陽系外的訪客，被命名為“3I/ATLAS”。

該發現歸功于小行星地球撞擊最后預警系統（ATLAS）。這個由4座觀測站組成的全球網絡能每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入太陽系初期的蹤跡，為后續觀測贏得了寶貴時間。確認其星際身份后，一個前所未有的多平臺立體觀測網絡迅速啟動。

與前2位星際訪客相比，3I/ATLAS展現出獨特的性質。現有數據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星系中不同于太陽系彗星的蒸發和化學環境。

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鍵進展。中國將建成新疆奇臺的110 m全可動射電望遠鏡（QTT）和青海冷湖的15m亞毫米波望遠鏡（XSMT），而美國主導的空間任務如天穹號（SPHEREx）和龐奇衛星（PUNCH）也正投入科學運行。這些設備覆蓋從射電、亞毫米波到紅外的寬廣電磁波段，瞄準從太陽系到宇宙早期、從微觀物理到宏觀結構的多元科學目標，共同構建著多尺度、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鏡，它將重點探測星際分子譜線與冷塵埃連續輻射，用于研究恒星形成、原行星盤結構以及星際復雜化學，填補中國在該關鍵波段的觀測空白。QTT與XSMT的建成，將與中國現有的FAST等設施協同，使中國在從長波射電到亞毫米波的廣闊頻段上，建立起國際領先的地面觀測能力。

2025年3月11日升空的SPHEREx衛星，正通過近紅外光譜對整個天空進行“三維”掃描，它將為理解生命前體物質的宇宙來源提供線索。與SPHEREx一同發射的PUNCH衛星群，則聚焦于太陽物理。它由4顆小衛星組成，旨在通過多視角偏振成像，首次連續、清晰地觀測太陽風從日冕到日球層的誕生與加速過程。

這種地面與空間協同、多波段覆蓋的觀測體系，標志著天文學正進入一個能系統性解析宇宙多尺度關聯的新時代，有望在未來10年推動一系列基礎科學問題的突破。

13 結論

回顧2025年，天文學在多條前沿戰線取得了實質性突破。LAMOST、FAST等大科學裝置持續產出里程碑式成果；嫦娥六號樣本首次為月球背面演化提供了直接證據；EP在軟X射線時域監測中開辟出新窗口；DESI與超新星數據的結合則推動暗能量研究從靜態范式邁向動態檢驗。Gaia衛星雖已退役，但其數據遺產將持續賦能銀河系考古；Euclid與薇拉?魯賓天文臺的首批數據已展示出描繪宇宙動態圖景的巨大潛力；JWST對年輕行星的直接成像與多波段協同觀測進一步連接了行星形成與演化的時間鏈條。

這些進展共同勾勒出一幅從星際介質、恒星形成、星系演化到宇宙學結構的連貫圖景，并凸顯了全球合作、數據共享與多信使融合在現代天文學中的關鍵作用。

隨著QTT、XSMT、SPHEREx、PUNCH等新一代地面與空間設施陸續投入運行，一個覆蓋全波段、貫通多尺度的立體觀測網絡正在成型，將在未來5~10年內系統性推進對黑洞物理、系外行星大氣、宇宙再電離歷史以及暗物質與暗能量本質的探索，并有望在這些方向取得實質性乃至突破性進展。

本文作者：趙桐、宋宇佳、茍利軍

作者簡介：趙桐，中國科學院國家天文臺、中國科學院大學天文和空間科學學院，博士研究生，研究方向為恒星級黑洞爆發現象；宋宇佳（共同第一作者），中國科學院國家天文臺、中國科學院大學天文和空間科學學院，博士研究生，研究方向為恒星級黑洞爆發現象；茍利軍（通信作者），中國科學院國家天文臺、中國科學院大學天文和空間科學學院，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 年天文學熱點回眸[J]. 科技導報, 2026, 44(2): 44?53 .

本文有刪改，

內容為【科技導報】公眾號原創，歡迎轉載
白名單回復后臺「轉載」

《科技導報》創刊于1980年，中國科協學術會刊，主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的研究成果、權威性的科學評論、引領性的高端綜述，發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、本刊專稿、特色專題、研究論文、政策建議、科技人文等。