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近日，美国《科学》杂志评选出八大天文之谜。
暗能量是什么
20世纪20年代，天文学家爱德文·哈勃发现宇宙并非静止不动，而是不断膨胀的。1998年，哈勃太空望远镜对遥远的超新星进行研究，发现宇宙在很久以前的膨胀速度低于现在。对宇宙加速膨胀现象进行解释，促使科学家提出暗能量理论。
科学家认为暗能量在宇宙中的比重近73%，并且难以捉摸，科学家一直未能直接观测到它的存在。科学作家阿德里安·乔表示：“暗能量可能永远不会暴露其本来面目。不过，科学家仍比较乐观，认为通过研究能够揭示暗能量的起源。”
暗物质是什么
20世纪六七十年代，华盛顿卡内基研究所的天文学家沃拉·鲁宾，对星系内不同位置的恒星速度进行了研究，发现处于星系中央的恒星速度几乎与外侧恒星的速度没有任何差异。这一发现似乎有悖于基本的牛顿物理学定律。按照牛顿的物理学定律，星系外侧的恒星速度应该更慢。
天文学家用一种看不见的质量解释这一现象，也就是暗物质。研究人员根据其对正常物质产生的引力，推断暗物质的存在。
阿德里安表示：“科学家仍不知道暗物质是什么。几年内，物理学家有可能探测到暗物质粒子。”
消失的重子哪儿去了
暗能量和暗物质构成了大约95%的宇宙，正常物质仅构成余下的5%。然而在正常物质中，也有超过一半消失了踪影，它们的去向成为不解之谜。所谓的重子物质构成了质子和电子等粒子，这两种粒子在宇宙可见物质中占相当大的比重。
据天体物理学家推测，消失的重子物质可能存在于星系之间，被称为“温热星系际介质”。寻找消失的重子仍旧是天文学家首先要揭开的谜团之一，因为对它们进行观测，有助于科学家了解宇宙和星系的结构如何随时间推移发生变化。
恒星如何发生爆炸
当大质量恒星耗尽燃料并走向死亡时便会发生大爆炸，也就是形成超新星。超新星爆炸的亮度可在短时间内超过整个星系。巴塔查尔吉表示：“最近几年在超级计算机领域取得的进步，允许天文学家对恒星的内部状况进行模拟，以便进一步了解恒星爆炸的机制。不过，很多细节仍是一个未知数，例如爆炸如何发生，又与哪些内部因素有关。”
宇宙射线来自何处
宇宙射线的来源一直困扰着天文学家，他们用了一个世纪的时间研究这些高能粒子的来源。宇宙射线是带电亚原子粒子，主要包括质子、电子以及基本元素的带电核。在从银河系其他地区进入太阳系后，宇宙射线的移动路线会因太阳和地球磁场的影响发生弯曲。
《科学》杂志的丹尼尔·克莱里表示：“在对宇宙射线进行了长达一个世纪的研究之后，来自宇宙的绝大多数能量仍非常神秘莫测，科学家仍需进行多年的研究，才有可能揭开它们的神秘面纱。”
宇宙如何再离子化
大爆炸理论是被普遍接受的宇宙起源和演化理论。科学家埃德温·卡特里德奇表示：“在大爆炸后大约40万年，质子和电子平静下来，相互吸引，最后进入中性氢原子。突然间，此前散射电子的质子在宇宙中自由穿行。”
几亿年后，电子被原子剥离。卡特里德奇说：“宇宙的膨胀让质子和电子处于分散状态，新的能量源让它们再次结合在一起。‘粒子汤’同样被冲淡，绝大多数质子能够在不受到阻碍的情况下移动。因此，宇宙内的绝大多数物质变成可以传输光线的离子化等离子体，一直存在至今。”
日冕为何拥有惊人温度
太阳的超热外层大气层被称为日冕，温度在50万℃～600万℃之间。克尔表示：“研究太阳的物理学家，一直无法理解太阳如何为日冕补充热量。”
天文学家认为，日冕的热量与可见日表下方的能量有关，能量在太阳磁场内处理。克尔说：“对于磁场如何输送能量，科学家正在进行激烈讨论，能量在抵达日冕后如何积聚，更是一个让人感到困惑的谜团。”
太阳系为何如此怪异
我们所在的太阳系拥有一系列特征：处在最内侧的四颗行星均拥有多岩外壳和金属核心，外侧的4颗行星彼此相差甚多，每一颗都有其特征。科学家一直对行星形成过程进行研究，希望了解太阳系如何形成。
《科学》杂志特约撰稿人理查德·克尔指出：“对环绕其他恒星的行星进行观测能够给我们带来帮助。随着发现的系外行星数量越来越多，并对其进行研究，科学家能够进一步了解行星的多样性。”
