視覺學(xué)習(xí)行為的神經(jīng)機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、上海腦科學(xué)與類腦研究中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室姚海珊研究組開展了眶額葉皮層通過(guò)調(diào)節(jié)初級(jí)視皮層的反應(yīng)增益促進(jìn)視覺偶聯(lián)學(xué)習(xí)的研究。研究論文發(fā)表于Nature Communications。通過(guò)光遺傳標(biāo)記技術(shù)，發(fā)現(xiàn)投向V1的OFC神經(jīng)元通過(guò)降低放電率的方式編碼獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)期信號(hào)，與V1神經(jīng)元相反。在No-Go刺激出現(xiàn)時(shí)抑制OFC向V1投射的活動(dòng)能夠減慢小鼠的視覺學(xué)習(xí)速率，而光遺傳激活V1的SST抑制性神經(jīng)元能夠提高小鼠的學(xué)習(xí)速率。因此，OFC向V1的投射能夠調(diào)節(jié)V1神經(jīng)元對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)無(wú)關(guān)刺激的反應(yīng)，通過(guò)改變刺激的顯著性來(lái)易化視覺偶聯(lián)學(xué)習(xí)。

A.在刺激-獎(jiǎng)勵(lì)偶聯(lián)行為中，OFC神經(jīng)元的獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)期信號(hào)通過(guò)反饋投射到V1，使得V1神經(jīng)元對(duì)視覺刺激的反應(yīng)受到獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)期的調(diào)節(jié)。B.抑制OFC向V1投射的活動(dòng)，減慢視覺偶聯(lián)學(xué)習(xí)。C.OFC的獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)期信號(hào)對(duì)V1視覺反應(yīng)的調(diào)節(jié)，改變了視覺刺激的顯著度；V1視覺反應(yīng)的變化，有助于OFC獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)期信號(hào)的更新，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)【圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）網(wǎng)站】

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的太陽(yáng)風(fēng)分類及其空間天氣預(yù)警應(yīng)用研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心天氣室研究員李暉、王赤等與南京信息工程大學(xué)副教授許飛展開人工智能識(shí)別太陽(yáng)風(fēng)分類的合作研究。研究論文發(fā)表于Earth and Space Science。團(tuán)隊(duì)利用國(guó)際流行的10種機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法（KNN、LSVM、RBFSVM、DT、RF、AdaBoost、NN、GNB、QDA、XGBoost）在優(yōu)選后的八維參數(shù)空間中開發(fā)了太陽(yáng)風(fēng)分類的自動(dòng)識(shí)別算法，可以自動(dòng)、快速地將太陽(yáng)風(fēng)觀測(cè)數(shù)據(jù)分為冕洞風(fēng)、冕流風(fēng)、扇區(qū)反轉(zhuǎn)區(qū)風(fēng)和日冕拋射風(fēng)4類。該研究證實(shí)了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的分類算法有能力高效而準(zhǔn)確地識(shí)別出4種典型類型的太陽(yáng)風(fēng)，可以獲得比以往經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ透玫姆诸愋Ч?/p>

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的藍(lán)藻水華研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院大數(shù)據(jù)挖掘及應(yīng)用中心與中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研究員宋立榮課題組合作，將人工智能方法與水生態(tài)問(wèn)題進(jìn)行融合，利用模型對(duì)我國(guó)大中型淺水湖泊藍(lán)藻水華數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘分析。研究論文發(fā)表于Harmful Algae。研究證實(shí)微囊藻生物量變化主要受到水溫和總磷濃度調(diào)控，絲狀藍(lán)藻生物量依賴于具體的水體生境條件。建立了環(huán)境因子與藍(lán)藻生物量及產(chǎn)毒能力的因果關(guān)聯(lián)，檢驗(yàn)出水溫、光強(qiáng)和氮濃度依次為影響毒素濃度的關(guān)鍵因子，從毒素控制角度強(qiáng)調(diào)了氮磷雙控的控制策略。利用貝葉斯推斷方法對(duì)我國(guó)“三湖”氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽的控制濃度進(jìn)行估算，強(qiáng)調(diào)氣候變暖會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)鹽標(biāo)準(zhǔn)的參考閾值。

智能計(jì)算成像研究方面取得新進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室與德國(guó)斯圖加特大學(xué)應(yīng)用光學(xué)研究所、美國(guó)麻省理工學(xué)院合作，提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種基于物理模型和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新型計(jì)算成像方法，無(wú)須大量帶標(biāo)簽的數(shù)據(jù)來(lái)完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，促進(jìn)了人工智能技術(shù)在計(jì)算成像中的廣泛應(yīng)用。論文發(fā)表于Light： Science & Applications。針對(duì)基于深度學(xué)習(xí)的計(jì)算成像方法中訓(xùn)練數(shù)據(jù)難以獲取和模型泛化性有限的問(wèn)題，提出將物理模型與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法（Physics-enhanced deep neural network, PhysenNet），利用物理模型替代訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的優(yōu)化，以計(jì)算成像中的經(jīng)典例子“相位成像”來(lái)驗(yàn)證該方法的有效性。

基于參考圖像的人臉組成編輯方法

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所媒體深度偽造與反偽造創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)孫哲南研究員、李琦副研究員等人提出了一種從參考圖像學(xué)習(xí)目標(biāo)人臉組成形狀的人臉組成編輯算法（r-FACE）。相關(guān)論文收錄于IJCAI 2020。人臉肖像編輯指基于一幅給定的人臉圖像，對(duì)人臉的屬性或組成進(jìn)行編輯，并且生成的圖像看起來(lái)真實(shí)自然，其在影視制作、照片處理和交互式娛樂(lè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。該方法提出了多樣化且可控的人臉組成編輯方法，并較好地保留原始圖像的姿勢(shì)、膚色等風(fēng)格特征，與傳統(tǒng)算法及商業(yè)PS算法等相比有明顯視覺效果提升。該方法能夠生成高質(zhì)量和多樣化的人臉，并可以實(shí)現(xiàn)顯著語(yǔ)義形狀變化的人臉組成編輯。

基于參考圖像引導(dǎo)的人臉組成編輯示意圖（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所網(wǎng)站）

模型框架示意圖（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所網(wǎng)站）

從大規(guī)?？茖W(xué)文獻(xiàn)中提取生物醫(yī)學(xué)實(shí)體關(guān)系的新型深度學(xué)習(xí)模型

清華大學(xué)交叉信息研究院曾堅(jiān)陽(yáng)研究組成功開發(fā)了從大規(guī)模科學(xué)文獻(xiàn)中提取生物醫(yī)學(xué)實(shí)體關(guān)系的深度學(xué)習(xí)模型，即基于機(jī)器學(xué)習(xí)的大規(guī)模生物醫(yī)學(xué)關(guān)系自動(dòng)抽取技術(shù)。研究論文發(fā)表于Nature Machine Intelligence。研究團(tuán)隊(duì)采用了一種基于遠(yuǎn)監(jiān)督的深度學(xué)習(xí)策略，使得模型能夠在不依賴人工標(biāo)注數(shù)據(jù)的情況下應(yīng)用到各種生物醫(yī)學(xué)關(guān)系抽取場(chǎng)景當(dāng)中。此外，文章所提出的集成了隱式句法樹學(xué)習(xí)和注意力機(jī)制的模型，在多項(xiàng)生物醫(yī)學(xué)關(guān)系抽取任務(wù)當(dāng)中，都取得了領(lǐng)先的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這項(xiàng)研究成果表明，這種新型的機(jī)器學(xué)習(xí)框架能夠?yàn)樯镝t(yī)學(xué)關(guān)系發(fā)現(xiàn)提供有力的幫助。

預(yù)測(cè)納米金屬氧化物炎癥效應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型

大連理工大學(xué)環(huán)境學(xué)院李雪花副教授團(tuán)隊(duì)與蘇州大學(xué)李瑞賓教授團(tuán)隊(duì)合作，首次構(gòu)建了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米材料造成肺部炎癥效應(yīng)的預(yù)測(cè)。不僅為納米材料風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供了重要的工具，還拓展了對(duì)納米材料炎癥效應(yīng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)。研究論文發(fā)表于Environmental Health Perspectives。論文構(gòu)建了包含30種納米金屬氧化物的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中涵蓋金屬氧化物的4種定量、理化性質(zhì)。開發(fā)了預(yù)測(cè)納米金屬氧化物肺部炎癥效應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。識(shí)別和證明了金屬氧化物誘導(dǎo)炎癥效應(yīng)的關(guān)鍵細(xì)胞事件。研究表明細(xì)胞攝取、溶酶體損傷及組蛋白酶Cathepsin B釋放是金屬氧化物造成炎癥的關(guān)鍵事件。

自動(dòng)化所空間機(jī)器人自主操控技術(shù)研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院“空間自主操控創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)”張?chǎng)?、劉金?guó)等，針對(duì)不具備抓捕特征的空間非合作目標(biāo)，提出了一種機(jī)器人化“鎖籠對(duì)”的捕獲方法。研究論文發(fā)表于IEEE/ASME Transactions on Mechatronics。文章提出了采用雙臂空間機(jī)器人實(shí)現(xiàn)鎖籠對(duì)的捕獲方法，核心是將目標(biāo)限定在有限的封閉空間之中，即機(jī)器人化鎖籠中；并提出鎖困兼容性概念以及相應(yīng)的性能指標(biāo)，用于定量地描述鎖籠對(duì)方法的捕獲能力?；谠撔阅苤笜?biāo)，提出一種雙臂空間機(jī)器人預(yù)捕獲構(gòu)型的規(guī)劃算法，以獲得最優(yōu)捕獲能力。最后，搭建氣浮式空間機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證了方法的有效性。

“墨子號(hào)”實(shí)現(xiàn)基于糾纏的無(wú)中繼千公里量子保密通信

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事彭承志、印娟等組成的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合牛津大學(xué)Artur Ekert、中科院上海技術(shù)物理研究所王建宇團(tuán)隊(duì)、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所等相關(guān)團(tuán)隊(duì)，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)基于糾纏的量子密鑰分發(fā)。研究論文發(fā)表于Nature?；谛l(wèi)星的遠(yuǎn)距離安全通信實(shí)驗(yàn)成果不僅將以往地面無(wú)中繼量子保密通信的空間距離提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且通過(guò)物理原理確保了即使在衛(wèi)星被他方控制的極端情況下依然能實(shí)現(xiàn)安全的量子通信，取得了量子通信現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的重要突破。這是朝構(gòu)建全球化量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)甚至量子互聯(lián)網(wǎng)的重要一步。

實(shí)驗(yàn)示意圖（圖片來(lái)源于中國(guó)科大新聞網(wǎng)）

實(shí)現(xiàn)量子相干控制超分辨熒光寬場(chǎng)顯微成像

北京大學(xué)物理學(xué)院介觀物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室極端光學(xué)研究團(tuán)隊(duì)龔旗煌院士、王樹峰副教授等提出了基于量子相干控制原理主動(dòng)調(diào)制分子熒光發(fā)射而獲得超分辨熒光顯微的方法（SNAC），在寬場(chǎng)成像下實(shí)現(xiàn)了分辨率的提升。研究論文發(fā)表于Science Advances。傳統(tǒng)的光學(xué)顯微系統(tǒng)受到阿貝衍射極限原理的限制，無(wú)法分辨尺度小于～200nm的事物，為了突破衍射極限，超分辨熒光顯微技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在生物成像等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。該研究將脈沖整形作為新的控制維度引入熒光超分辨，并將寬場(chǎng)超分辨成像技術(shù)的分辨率提升到了與單分子定位方法接近的50nm的水平。

導(dǎo)航波場(chǎng)觸發(fā)的液態(tài)金屬量子化軌道及金屬液滴追逐效應(yīng)

中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所與清華大學(xué)聯(lián)合研究小組開展復(fù)合導(dǎo)航波場(chǎng)中量子化在軌追逐的液態(tài)金屬液滴對(duì)研究。研究論文發(fā)表于Physical Review Fluids。該研究設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)探究液態(tài)金屬液滴對(duì)的軌道化追逐效應(yīng)的背后原理。通過(guò)采用高速成像、數(shù)字圖像跟蹤、粒子成像測(cè)速等方法，揭示了振動(dòng)的液態(tài)金屬液池和彈跳液滴的流體力學(xué)特性。此項(xiàng)工作中發(fā)現(xiàn)的液態(tài)金屬液滴對(duì)的軌道化追逐運(yùn)動(dòng)，與光學(xué)系統(tǒng)中納米顆粒對(duì)的運(yùn)動(dòng)模式具有驚人的相似之處。液態(tài)金屬液滴對(duì)的軌道化旋轉(zhuǎn)追逐效應(yīng)，是受液滴同時(shí)受局部導(dǎo)航波和液池全局導(dǎo)航波場(chǎng)這一復(fù)合波場(chǎng)的引導(dǎo)所致。

雙層石墨烯量子點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)貝利相位導(dǎo)致的谷劈裂和谷反轉(zhuǎn)現(xiàn)象

北京大學(xué)孫慶豐教授和北京師范大學(xué)何林教授等合作，揭示了石墨烯體系中貝利相位和谷自由度的重要關(guān)系。研究論文發(fā)表于Physical Review Letters。當(dāng)磁場(chǎng)為零的時(shí)候，兩個(gè)谷中電子在動(dòng)量空間的繞行軌跡受到時(shí)間反演對(duì)稱性的保護(hù)完全相同，因此電子的貝利相位也相同；增大磁場(chǎng)，K谷的電子繞行軌跡受到等效洛倫茲力的拉伸會(huì)增大，從而導(dǎo)致貝利相位也增大，而K’谷的電子繞行軌跡則在相反的等效洛倫茲力作用下被擠壓，因此貝利相位則會(huì)減小。實(shí)驗(yàn)中觀察到的谷能級(jí)劈裂和交叉行為，也為利用貝利相位來(lái)操控谷自由度、設(shè)計(jì)新型的谷開關(guān)器件提供了新的思路，對(duì)谷電子學(xué)的發(fā)展具有重要意義。

高效量子點(diǎn)上轉(zhuǎn)換探測(cè)器

上海科技大學(xué)物質(zhì)學(xué)院寧志軍課題組以膠體量子點(diǎn)材料為基礎(chǔ)，制備出一種新型、低成本、高探測(cè)率的紅外上轉(zhuǎn)換器件，展示了紅外上轉(zhuǎn)換器件在生物成像和可穿戴電子器件領(lǐng)域良好的應(yīng)用前景。研究論文發(fā)表于Nature Electronics。近紅外光電探測(cè)與成像器件在生物檢測(cè)、信息通訊、軍事、氣象等領(lǐng)域中有重要作用。研究者以膠體量子點(diǎn)材料為基礎(chǔ)，制備出一種新型、低成本、高探測(cè)率的紅外上轉(zhuǎn)換器件。這種紅外上轉(zhuǎn)換器件的紅外吸收層和可見光發(fā)射層均采用了膠體量子點(diǎn)材料。受益于膠體量子點(diǎn)可溶液法處理的特性，除了最上面的電極，整個(gè)紅外上轉(zhuǎn)換器件全部采用溶液法制備，極大簡(jiǎn)化了器件的制備。

紅外上轉(zhuǎn)換器件結(jié)構(gòu)和能帶示意圖（圖片來(lái)源于上?？萍即髮W(xué)網(wǎng)站）

紅外上轉(zhuǎn)換器件成像圖片（圖片來(lái)源于上?？萍即髮W(xué)網(wǎng)站）

基于有機(jī)溶劑合成石墨烯量子點(diǎn)研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心研究員王輝、林文楚與合作者，在基于有機(jī)溶劑合成石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）領(lǐng)域取得新進(jìn)展：研究發(fā)現(xiàn)具有特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)溶劑（雙鍵、苯環(huán)或多極性基團(tuán)）可直接碳化并形成GQDs。研究成果發(fā)表于Nanoscale。在不加催化劑以及其他有機(jī)前驅(qū)體的情況下，利用常見有機(jī)溶劑為單一前驅(qū)體，系統(tǒng)研究了高溫密閉條件對(duì)于有機(jī)溶劑穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：具有特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)溶劑（雙鍵、苯環(huán)或多極性基團(tuán)）在高溫溶劑熱條件下可直接碳化并形成GQDs。此外，通過(guò)調(diào)整有機(jī)溶劑的種類，可以在分子水平上輕松地調(diào)控GQDs的表面基團(tuán)、原位摻雜和光學(xué)性質(zhì)。

利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)安全時(shí)間傳遞

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事彭承志、徐飛虎等利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)量子安全時(shí)間傳遞的原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為未來(lái)構(gòu)建安全的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。研究論文發(fā)表于Nature Physics?；诹孔硬豢煽寺≡?，以單光子量子態(tài)為載體的時(shí)間傳遞技術(shù)可以從根本上保證信號(hào)傳輸過(guò)程的安全性?；凇澳犹?hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，潘建偉團(tuán)隊(duì)突破了星地單光子時(shí)間傳遞、高速率星地雙向異步激光時(shí)間應(yīng)答器等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了星地量子安全時(shí)間同步的技術(shù)驗(yàn)證，獲得了30ps精度的星地時(shí)間傳遞，此精度達(dá)到了星地激光時(shí)間傳遞的國(guó)際先進(jìn)水平。

可控非馬爾可夫噪聲通道中的量子費(fèi)舍爾信息流研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心固態(tài)量子信息與計(jì)算實(shí)驗(yàn)室潘新宇研究員等與合作者，在金剛石氮空位中心自旋量子系統(tǒng)中構(gòu)建了多通道的可控非馬爾可夫噪聲環(huán)境，并用量子費(fèi)舍爾信息研究了自旋量子系統(tǒng)的相干態(tài)、糾纏態(tài)在非馬爾可夫環(huán)境下的演化行為。研究成果發(fā)表于Physical Review Letters。該研究從實(shí)驗(yàn)上檢驗(yàn)了量子費(fèi)舍爾信息與非馬爾可夫性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)論可拓展至超導(dǎo)量子比特、離子阱量子比特、光量子比特等眾多的量子系統(tǒng)中。即使環(huán)境中耗散通道不能被很好地控制，只要能測(cè)量開放系統(tǒng)的量子費(fèi)舍爾信息，就可以用其信息流動(dòng)來(lái)研究其開放系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的非馬爾可夫性質(zhì)。

星系團(tuán)纖維狀冷氣體形成機(jī)制研究

北京大學(xué)物理學(xué)院天文系科維理所邱宇博士領(lǐng)銜一項(xiàng)研究，關(guān)于星系團(tuán)模擬揭示包含宇宙塵埃的纖維狀冷氣體結(jié)構(gòu)的形成。研究論文發(fā)表于Nature Astronomy。數(shù)值模擬研究首次揭示了活動(dòng)星系核反饋所驅(qū)動(dòng)的、由內(nèi)而外的氣體外流是該纖維狀結(jié)構(gòu)形成的關(guān)鍵。初始溫度在一萬(wàn)到一千萬(wàn)開爾文的氣體外流的冷卻時(shí)間小于它們上升到最大高度的時(shí)間，因此在外流路徑中自然形成纖維狀冷氣體。通過(guò)這種方式形成的結(jié)構(gòu)與天文觀測(cè)的結(jié)構(gòu)高度吻合。該文章為探討活動(dòng)星系核反饋對(duì)星系團(tuán)的影響提供了新的框架，并為有關(guān)超大質(zhì)量黑洞和其寄主星系協(xié)同演化的研究提供了理論上的支持。

英仙座星系團(tuán)纖維狀結(jié)構(gòu)的哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)圖（左）與數(shù)值模擬示意圖（右）對(duì)比。氫原子Hα可見光譜線常被用來(lái)觀測(cè)溫度約一萬(wàn)開爾文的氣體。（圖片來(lái)源：邱宇）（源自北京大學(xué)物理學(xué)院天文系網(wǎng)站）

探測(cè)到彗星46P/Wirtanen大氣中的HCN成分

中國(guó)科學(xué)院新疆天文臺(tái)行星科學(xué)研究團(tuán)組王震副研究員等科研人員利用中科院紫金山天文臺(tái)13.7米毫米波望遠(yuǎn)鏡3.4mm波段觀測(cè)彗星，在國(guó)內(nèi)首次探測(cè)到彗星揮發(fā)氣體中88.6GHz氰化氫分子發(fā)射線。研究論文發(fā)表于The Astronomical Journal。至今為止，46P/Wirtanen是距離地球第10個(gè)近的彗星，提供了研究彗發(fā)細(xì)節(jié)的良好時(shí)機(jī)。2018年12月14日—15日，研究人員對(duì)其觀測(cè)16個(gè)小時(shí)，速度分辨率0.21km/s ，探測(cè)到HCN（J=1-0）的發(fā)射線，并估算了對(duì)應(yīng)的氰化氫的生成率、氰化氫相對(duì)于水的豐度、氣體膨脹速度等彗星物理參數(shù)，為進(jìn)一步研究太陽(yáng)系星云原始遺跡物質(zhì)提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

一個(gè)來(lái)自超大質(zhì)量黑洞X射線周期性震蕩信號(hào)

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)高能天體物理團(tuán)組金馳川研究員主導(dǎo)一項(xiàng)研究確認(rèn)，RE J1034+396的X射線震蕩信號(hào)仍然存在，并且比10年前更強(qiáng)了，這是目前觀測(cè)到的超大質(zhì)量黑洞心跳信號(hào)的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。研究論文發(fā)表于英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊MNRAS。宇宙中存在大量的具有百萬(wàn)至上億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。這個(gè)心跳信號(hào)首次證明來(lái)自超大質(zhì)量黑洞的這類周期性信號(hào)可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，為我們提供了深入研究其物理機(jī)制和起源的重要線索和絕佳機(jī)會(huì)。RE J1034+396也可以成為我國(guó)下一代X射線天文衛(wèi)星，比如愛因斯坦探針（EP）衛(wèi)星和eXTP衛(wèi)星的重要觀測(cè)目標(biāo)之一。

銀心中微子和伽馬光子輻射研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)賀昊寧副研究員等與國(guó)內(nèi)外合作者對(duì)高能立體望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)（H.E.S.S.）觀測(cè)到的來(lái)自銀河系中心的能量約為1TeV以上的高能伽馬光子作出理論解釋，并對(duì)高能伽馬射線望遠(yuǎn)鏡（如切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列CTA、高海拔宇宙射線探測(cè)器LHAASO）和中微子探測(cè)器（如南極冰立方中微子天文臺(tái)IceCube）對(duì)銀河系內(nèi)恒星形成區(qū)及銀心區(qū)域的探測(cè)作出預(yù)言。研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。研究模型解釋了H.E.S.S.觀測(cè)到的能量約為1TeV以上的伽馬射線輻射，并計(jì)算了冰立方十年積分后可能觀測(cè)到的來(lái)自銀心方向的中微子數(shù)目，以及預(yù)測(cè)了銀心方向的中微子分布模版。

利用“嫦娥四號(hào)”數(shù)據(jù)分析觀測(cè)角度對(duì)光譜解譯影響研究

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉洋研究員與中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所林楊挺研究員團(tuán)隊(duì)合作，利用“玉兔二號(hào)”可見光近紅外光譜，對(duì)所測(cè)光譜如何受到觀測(cè)幾何角度的影響進(jìn)行了詳細(xì)研究。研究論文發(fā)表于Geophysical Research Letters。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，觀測(cè)幾何角度的變化會(huì)對(duì)礦物成分的解譯帶來(lái)較大偏差，在1000nm處的光譜吸收位置最大變化約有30nm，2000nm處的最大變化約為150nm。因此，對(duì)光譜進(jìn)行光度校正（所有光譜校正到同一角度），這對(duì)光譜解譯來(lái)說(shuō)是非常重要的過(guò)程。這一組原位測(cè)量的光度數(shù)據(jù)也可作為后續(xù)數(shù)據(jù)光度校正的基礎(chǔ)。

玉兔2號(hào)對(duì)月表同一區(qū)域進(jìn)行了連續(xù)的光譜圖探測(cè)，獲取了不同觀測(cè)幾何角度下的反射光譜（Yang et al., 2020）（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心網(wǎng)站）

日長(zhǎng)變化中的新信號(hào)

中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)天文地球動(dòng)力學(xué)研究中心地球自轉(zhuǎn)變化課題組、中國(guó)科學(xué)院行星科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員在EOP參數(shù)之日長(zhǎng)變化研究方向上取得了新進(jìn)展。研究論文發(fā)表于Nature Communications。地球的自轉(zhuǎn)一直在變化，而且變化得相當(dāng)復(fù)雜，既有歲差和章動(dòng)，還有極移和日長(zhǎng)變化，物理上用自轉(zhuǎn)軸指向參數(shù)（Earth Orientation Parameters； EOP）表示。它們都反映了地球的整體運(yùn)動(dòng)及其隨時(shí)間變化的重要信息。該研究報(bào)道了日長(zhǎng)變化中存在顯著的約8.6年周期的振幅增強(qiáng)信號(hào)，并首次發(fā)現(xiàn)該振蕩的極值時(shí)刻與地磁場(chǎng)快速變化的發(fā)生存在密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

熱亞矮星與中子星雙星系統(tǒng)研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)大樣本恒星演化團(tuán)組吳優(yōu)博士等對(duì)熱亞矮星與中子星雙星系統(tǒng)進(jìn)行研究，得到了銀河系中這類系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，并分析了它們?cè)谟^測(cè)上被找到的可能性。研究論文發(fā)表于Astronomy & Astrophysics。論文構(gòu)建了熱亞矮星與中子星雙星的形成模型。再通過(guò)雙星星族合成方法研究了它們?cè)阢y河系中的數(shù)目、誕生率、引力波輻射強(qiáng)度等。研究發(fā)現(xiàn)熱亞矮星與中子星雙星的形成經(jīng)歷了2次物質(zhì)轉(zhuǎn)移階段，在銀河系內(nèi)的數(shù)目為7000～21000個(gè)，占銀河系全部熱亞矮星雙星的0.3%～0.5%。大約有100～300個(gè)通過(guò)公共包層通道形成的短周期系統(tǒng)可以作為潛在的引力波源，在未來(lái)有望被LISA探測(cè)到。

利用LAMOST數(shù)據(jù)對(duì)超新星遺跡距離及塵埃性質(zhì)的研究

北京師范大學(xué)趙赫、姜碧溈教授等人利用LAMOST和APOGEE等項(xiàng)目數(shù)據(jù)，建立了一個(gè)包含130萬(wàn)顆恒星的樣本，這些恒星覆蓋了32個(gè)河內(nèi)超新星遺跡，約占銀河系內(nèi)已知遺跡總數(shù)的10%。研究者準(zhǔn)確測(cè)量了其中15個(gè)遺跡的距離，獲知了7個(gè)遺跡的距離范圍，并研究了超新星爆發(fā)對(duì)星際塵埃的影響。研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。星際塵埃作為星系的重要組成部分，廣泛參與了星系中各種物理化學(xué)過(guò)程，并在其中扮演著重要的角色。局限于樣本恒星的數(shù)量，目前還無(wú)法研究遺跡中消光和塵埃質(zhì)量的分布。但隨著光譜巡天的發(fā)展，這一方法將擁有更廣闊的應(yīng)用前景。