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宇宙探索極為重要，因為它不僅可以拓展人們對大自然的認知，而且人們可以利用它對數學理論進行驗證。 以下的十大物質考驗了我們計算能力和想像力的極限。
10.最微小的行星
今年初，開普勒天文台發現了帶有三顆行星的恆星系統，其中包括了迄今為止天文學家所發現的體積最小的太陽系外行星。 開普勒望遠鏡被安置於太空中，沒有討厭的大氣層的阻擋，可清楚地觀測到星際狀況。 這顆編號為開普勒37b的小行星比水星還要小，直徑僅僅比月球大200公里。 不幸的是，它就位於從九大行星中降級的冥王星附近。
天文學家查找行星候選者的方法之一就是通過“凌日法”觀察恆星，行星經過其母恆星表面的時候，會造成恆星亮度的略微降低，因而此法更容易發現較大的行星。 目前我們所發現的大多數係外行星都比地球要大，大小一般和木星差不多。 開普勒37b所產生的暗光效果幾乎不易察覺，使得這次發現更加驚喜萬分。
9.銀河系的費米氣泡
從平面看，銀河系非常龐大，就像我們經常在圖片上所看到的畫面一樣。 但從側面看，它卻十分普通，纖細瘦小。 或者至少在我們通過光譜的極短端(X射線和伽瑪射線)觀察它以前，它是這樣的。
費米氣泡垂直銀河系盤面沿伸50000光年，相當於銀河系直徑的一半。 甚至連美國宇航局都不清楚這兩個巨大氣泡從何而來。 然而他們也許是銀河系中心特大質量的黑洞所產生的殘余放射物，因為只有巨大的高能事件才會產生伽瑪射線。
8.行星“忒伊亞”
在四十億年前，早期的太陽系非常恐怖也極端危險，佈滿了在不同發展階段的小行星。 我們的宇宙附近到處都是石頭和冰塊，所以碰撞也十分頻繁。 其中最大的一次碰撞解釋了一種人們更加認可的月球形成學說——大碰撞說。 原始地球和火星大小般的忒伊亞行星發生了碰撞。 它們在一個特殊的角度相撞，據說碰撞後所產生的殘骸進入地球軌道，最終合併形成了現在的月球。
如果撞擊稍微再正面一些的話，要么更靠近兩級要么更靠近赤道，那麼結果將會大不相同，撞擊很可能會徹底毀滅年輕的地球。
7.史隆長城
與平常我們人類接觸過的天體結構相比，史隆長城龐大到令人難以置信，看起來十分不真實。 它是宇宙中最大的結構之一，由一連串的星系組成，長達十四億光年。
史隆長城包含了數以億計的不同星系，其中大多數在整體結構中形成了超星系團。 這些星系團似乎是依照宇宙大爆炸造成的不同密度區形成的，在宇宙微波背景下也可以觀測得到。
一些人認為史隆長城不應被當成一個單一的結構，因為事實證明並不是所有的星係都是有傾向性地連接在一起的。
6.最微小的黑洞
在宇宙中，沒有什麼能比巨大的黑洞更嚇人的了。 用電子遊戲中的術語來說，它就是宇宙的“終極巨獸”。 黑洞產生的引力場如此之強，甚至連以每秒30萬公里的速度移動的光也無法逃逸。 我們已經目睹過無比巨大的黑洞，他們的質量是我們太陽的數十億倍。 但是現在我們第一次發現如此微小的黑洞。
在此之前微小記錄的保持者大約是太陽質量的14倍，用我們的標準來衡量的話已經相當之大了。 這顆最新發現的小黑洞IGR僅是太陽質量的三倍。 它接近黑洞穩定存在的質量下限，當它死去時便會自動墜落。 如果它更小一些，便會和我們的太陽一樣熄滅，漸漸膨脹，最後外層和大多數內部物質脫落，散落在宇宙中。
5.最小的星系
星係無邊無際——那是無數的星星在核反應和重力的作用下所構成的畫面。 他們無限龐大，耀眼無比，以至於我們遠距離就能用肉眼觀察到他們。 因此人們很容易忽略能夠找到微小星系的可能性。
Segue 2矮星係是一個 “小巧玲瓏” 出其不意的典型例子。 因為它只包含1000顆恆星。 相反地，我們的星系卻擁有數以億計顆恆星。
鑑於我們的星系在浩淼的宇宙中不是特別巨大和突出，而它整個星系的合成輸出僅比我們的太陽系多出900倍，這著實讓人感到失望。 隨著望遠鏡性能的不斷提高，我們也許會發現更多像Segue 2一樣的“局外人”。 這對於數學的發展無疑是件好事，因為這樣大小的星系曾被預測過，但直到最近才被觀測到。
4.最大的撞擊坑
自從我們開始研究火星以來，到底是什麼使得火星半球與其他行星大相徑庭，人們對此一直存有爭議。 一個最新的學說闡明了此差異是因為一次巨大的災難性的撞擊改變了火星的本來面貌。 伯勒里斯盆地——也是迄今為止太陽系裡最大的撞擊坑，為火星騷亂的過去提供了線索。 它覆蓋了大部分的火星：其面積就佔了至少40%，跨度長達8500公里。 第二大的撞擊坑也在火星上，不過比伯勒里斯盆地小四倍。
能夠產生如此龐大的巨坑，早期的那次撞擊必定是空前絕後的，據計算撞擊的拋射體體積比冥王星還要大。
3.近日點最接近太陽的小行星
雖然水星是離太陽最近的大行星，但還有很多小行星離太陽更近。 近日點是最接近母恆星的軌道上的點，而序號為2000 BD19的小行星擁有最小的軌道，與太陽無限接近。 太陽是巨大的伴有核爆炸的火球，它為人類提供了溫暖和生命。 因為近日點只有0.092個天文單位——一個天文單位是地球跟太陽的平均距離——2000 BD19表面會變得十分炎熱，其高溫度足以使鋅和其他金屬融化。
研究這個小行星非常重要，因為它能夠幫助我們收集一些有關於不同因素改變一個天體的軌道定向的信息。 其中一個因素就是愛因斯坦著名的相對論。 因此，認真勘察接近地球的天體能夠幫助我們理解這個神奇的理論如何與實際觀測聯繫起來。
2.最古老的類星體
人們預測一些黑洞非常龐大，因為他們能把任何擋道的物體全部吸入。
ULAS J1120+0641 擁有20億倍的太陽質量，對於天文學家來說，它的發現是個“重磅”驚喜。 這不僅僅是因為它的大小，還因為它的年代。 ULAS是迄今為止人們發現的最古老的類星體(基本上是由一個黑洞噴吐而出)。 它在宇宙大爆炸後不到8億年的時候形成。 這絕對是非常古老的，因為這意味著來自這個遙遠類星體的光要經過長達129億年的星際之旅才能到達地球。 沒有人知道為什麼這個黑洞如此之大，因為早前並沒有很多物質能夠被吞併。
1.土衛六
冬去春來，卡西尼號搜索太空船最近拍到了土衛六北極的地貌圖，其中充滿了湖泊。 水無法在這個異域存在，但是溫度卻為液態甲烷和乙烷從月球內部湧現並且浮動創造了合適的條件。
說來也怪，儘管卡西尼號搜索太空船早在2004年就繞著土衛六觀測，但這是第一次雲層消散天文學家拍到北極的清晰畫面。 大部分的湖泊有數百英里寬，最大的可肯拉海是里海和蘇必略湖的總和。
液態環境的存在是構成地球生命的必要條件。 但是充滿碳氫化合物的海洋孕育的生命形式和地球不同，因為有些能在水里能分解的物質不能在碳氫化合物中分解。