2020年，太空大发现。隼鸟2号的回收舱成功着陆。地球总是在迎接不计其数外太空“访客”，今年有两个是特殊的，因为它们并非不请自来，而是我们“请”来的。第一个来自龙宫，龙宫这个龙宫并不是海底宫殿，而是一颗在外太空运行的岩石小行星。12月6日，日本航天局的隼鸟2号的回收舱着陆在澳洲南部沙漠地区，成功地从龙宫带回了5.4克的样本。第二个访客则来自“广寒宫”。
11月24日，嫦娥五号发射前往月球，12月1日，嫦娥五号在月球的吕姆克山脉附近着陆，12月17日，返回器在内蒙古四子王旗预定区域着陆，带回的月球样本重达1731克。这些样本弥足珍贵，它们就像是“时间胶囊”，隐藏着大量关于过去的信息，对它们的研究能够帮助科学家揭开有关太阳系的种种神秘面纱。SOFIA探测到月球的水分子。现在，让我们离开地球，前往地球的卫星，我们的第一个目的地——还是月球。
除了从月球上带回了样本，今年，平流层红外天文台（SOFIA）在月球的克拉维乌斯环形山中发现了水分子的证据。与月球上的其他区域相比，这一古老的撞击坑接收到了非常多的阳光照射，这表明水可能分布在整个月球表面，而并不仅限于寒冷、阴暗的地方。我们的第二个目的地是2020 CD3，这也是一颗环绕地球运行的卫星，只不过与月球相比，它相当的迷你，其直径仅约为1.2米。
计算表明，这颗卫星至少已经围绕地球运行了两年半多，但直到它非常接近地球时才被发现。目前，它已经脱离了地球，回到了绕行太阳的轨道中，但未来它也可能再次回到地球的怀抱。金星大气层中的磷化氢分子。我们的下一站是距离太阳又近了一步的金星。这颗星球常被称为地球的孪生兄弟，其大小、质量和岩石组成都与地球相似，但与地球的宜居环境相比，金星的环境相当严酷，其表面温度可高达470℃，大气压强是地球海平面的90倍。
今年9月，一则来自金星的消息让许多人振奋，天文学家宣布在金星的大气中探测到了磷化氢。在地球上，这种气体的唯一天然来源是生活在无氧环境中的微生物，因此磷化氢也被认为是一个潜在的生命标记。但这一结果也引发了很大的争议，到了11月，在重新分析最初的数据后，磷化氢的含量虽有下调，但仍然在那。我们尚且无法完全确定磷化氢是否存在，也无法确定如果存在它们又是从何而来，后续的研究将帮助我们回答这些问题。
毅力号火星车。5，4，3，2，1，发射！今年的7月是一个激动人心的月份，20日，阿联酋希望号率先发射，23日，我国天问一号在海南文昌启航，30日，美国毅力号也踏上了征程。它们都有着同一个目的地：火星。希望号将绕行火星并追踪火星的大气变化，毅力号将在杰泽罗陨石坑钻孔并收集岩石样本，天问一号是我国的首次火星任务，它将对火星的大气层、内部结构和表面环境进行全方位的探测，包括寻找是否存在水和生命的迹象。
这三台火星探测器将于明年上半年抵达目的地。冥王号抵达贝努。除了从龙宫带回样本之外，今年还有一颗小行星值得关注，那就是小行星贝努。在历经数亿千米的旅途之后，于2016年发射出发的冥王号终于在今年10月份抵达并与贝努进行了短暂的接触。冥王号是NASA的第一个小行星采样任务，它的目标是收集小行星表面的灰尘和岩石，计划于2023年返回地球。
如果能够成功地带回样本，将提供更多关于早期太阳系如何形成以及生命如何开始的信息，它还将帮助科学家更好地了解未来可能影响地球的小行星。Borexino实验和太阳。我们在开头就提到过造访地球的隐形访客，其中之一便是来自太阳的中微子。这些中微子几乎不与物质相互作用，会直接穿过地球。为了捕捉它们，科学家在意大利中部的亚平宁山脉的地下深处建造了Borexino实验。
它包含有300吨液体有机闪烁体，研究人员想要检测的是当太阳中微子与闪烁体中的电子作用时产生的光。在恒星的一生中，其大部分时间都是通过将氢聚变为氦来获取能量的，这种聚变反应可通过两个过程进行，一种是所谓的质子-质子链，另一种是碳氮氧循环（CNO循环）。
这次Borexino实验的研究人员探测到了CNO循环产生的太阳中微子，这是首个直接证明了在太阳中存在CNO循环的证据，为详尽理解太阳的结构，大质量恒星的形成，以及测量太阳的金属丰度铺平了道路。中国慧眼“看见”黑洞。现在，让我们冲出太阳系，前往距离地球约1万光年的MAXI J1820+070。这其实是一个双星系统，包含了一个质量约为太阳8倍的黑洞以及一个质量为太阳一半的伴星。
黑洞强大的引力会吸引伴星的物质，并在黑洞周围形成温度非常高的吸积盘，而且还会产生运动速度接近光速的喷流。炽热的吸积盘和喷流会辐射出强烈的X射线，在X射线亮度中经常会观测到准周期振荡（QPO）。在对这一系统进行观测后，中国慧眼在9月发布了最新的观测结果，在高于200keV以上的能段发现了黑洞双星系统的低频QPO，是迄今为止发现的能量最高的低频QPO现象。
这一次，慧眼卫星的观测将喷流的源头定位到距离黑洞百公里处的区域，是迄今为止观测到的距离黑洞最近的相对论喷流。磁陀星。离开双星系统，我们前往另一个致密天体SGR 1935+2154，这是银河系中的一颗磁陀星，一颗高度磁化的年轻的中子星，距离地球约3万光年。
今年4月，天文学家通过空间望远镜先是看到了这颗磁陀星的多次X射线和γ射线爆发，之后地面望远镜又探测到了FRB，即快速射电暴，是仅持续几毫秒的射电波的明亮爆发。自2007年被发现以来，天文学家就迫切的想要知道究竟是什么产生了FRB，它是射电天文学最大的谜题。过去，已探测到的FRB均来自遥远的深空，远在银河系之外，直到今年11月，三篇发表自《自然》的论文报道了来自SGR 1935+2154的FRB。
目前科学家无法确认是否所有的FRB都与磁陀星有关，但可以确认的是，磁陀星可以产生FRB。
恒星的轨迹。无论是太阳，还是磁陀星，或是黑洞，都只是银河系中的一员。银河系所包含的天体数量极其惊人。今年12月，盖亚卫星发布了新一波的数据，使研究人员可以更详尽地绘制银河系地图。新发布的数据包括了超过18亿个天体的位置、距离和运动的详细信息。基于新数据，研究人员还模拟了在未来40万年中，位于太阳系326光年范围内的4万颗恒星的运动路径。图片来源：原理。
我们接下来要前往的地方是非常遥远的深空，距地球约170亿光年。那里曾发生了一场灾难性的事件，事件的主角是两个黑洞，一个质量为太阳的66倍，另一个质量为太阳的85倍，它们相互旋进并最终并合在一起，形成一个142倍太阳质量的黑洞，并合过程中会释放出巨大的能量，以引力波的形式扩散到宇宙中去，最终被地球上的LIGO和Virgo引力波探测到捕捉到。
这次的事件有两个特殊之处，一是根据黑洞的常规形成机制来看，质量在65到135个太阳质量之间的黑洞是一个禁区，85倍太阳质量的黑洞应该无法形成才对，二是最终探测到的并合的黑洞质量属于中等质量黑洞，这是首次直接观测到的中等质量黑洞。未来，当更多的类似事件被探测到时，将帮助科学家更好地理解黑洞。图片来源：原理。
现在，让我们回到宇宙诞生的最初时刻，在大爆炸后大约一秒钟，宇宙就像是一锅滚烫的粒子汤，其中包括了大量的中子和质子。随着宇宙的膨胀和冷却，中子和质子在一系列的反应中会结合形成轻元素的原子核，这个过程被称为大爆炸核合成。在一项新的研究中，研究人员测量了其中一个核反应的速率，在这个反应中一个质子与氘结合，形成一个氦-3和一个光子。这次的实验是在地底下超过一千米的地方进行的，以阻挡宇宙射线的干扰。
新的测量是迄今为止最精确的结果，这一结果增强了物理学家对大爆炸核合成的理解，使得他们可以更精确地测量宇宙中普通物质的含量。根据新得出的数据，研究人员计算出由质子和中子组成的重子物质占今天宇宙总密度的4%。为了确定宇宙中物质的聚集程度，研究人员通过帕拉纳尔天文台的KiDS数据，分析了数千万个星系的分布。图中黄色表示宇宙中密度较大的区域，粉色表示密度较低的区域。
过去几年，宇宙学中最大的争议便是宇宙究竟膨胀的有多快？这一争议源自于两个同样精确的测量却给出了不一致的结果。然而一波未平一波又起，今年，天文学家在分析了3100万个星系后，发现宇宙比理论预测的更加均匀。换句话说，宇宙中的星系和其他物质并没有像预期中的那样聚集在一起，更确切地说，这一争议被称为Sigma-8争议。
这一参数反映了宇宙中物质的密度以及物质聚集的程度，但两种完全不同的方法却给出了不一致的值。这或许是因为在计算中隐藏着统计误差，又或许是因为宇宙学模型出了问题。要更好地理解这一差异，或许还需要以更高的精度来对数据进行全面评估，以此来确定宇宙的物质密度。