发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　宇宙射线是由高能量的质子、氦原子核（两者共占99%）和其他高能量的粒子所组成，以趋近光速撞击地球大气，并和大气作用产生X射线、质子、中子、缈子、介子、微中子等二次宇宙射线。宇宙射线可能源自太阳、银河系或其他星系，早先认为极高能量的宇宙射线是由超新星爆炸所产生。

　　目前认为，超新星爆炸虽可产生高能量的伽马射线，但仍不足以解释在某些观测里所见到的，高达千万亿电子伏特（PeV）的极高能量宇宙射线。新的研究认为，具有光谱型O、B型的大质量恒星紧密聚集的星团，其产生称为PeVatron加速器（为了类比第一个人造可加速达到1兆电子伏特(TeV)能量等级的‘TeVatron’加速器）的作用才是可能的原因。

　　研究团队的成员Henrike Fleischhack说，超新星的确可以加速宇宙射线，但无法达到如此高的能量。一直以来有些线索指出，星团可能在加速高能宇宙射线中扮演部分角色，如今终于获得证实。

　　光谱型O型星位于恒星质量最顶端，当它们的恒星风彼此作用会产生能加速宇宙射线的震波（shock wave）。超新星爆炸虽可产生非常快的震波来加速宇宙射线，但因其无法被长时间抓住宇宙射线来加速，因而无法达到所见到的极高能量。而由众多恒星所组成的星团所产生扰动和强大的磁场，就可以局限住宇宙射线让震波来加速粒子到极高能量。

　　本研究使用HAWC天文台1,343天的观测资料，分别发表在自然天文和天文物理期刊通讯。科学家测量来自深空的伽马射线撞击地球大气所产生的次级宇宙射线，并借由次级宇宙射线的电荷和时间来重建原始伽马射线的资讯。科学家打算和处于计划阶段的SWGO天文台合作，以加入南半球天区的星团，希望对此有更多的了解。（编译/台北天文馆陈姝蓉）

图说：由史匹哲太空望远镜（Spitzer Space Telescope）所拍摄的茧状星云内部尘埃的红外线影像。上方叠加（由绿、到黄、到红）标记的是，可能产生宇宙射线的伽玛射线较强的区域。Image: TeV: Binita Hona (HAWC Collaboration), IR: Hora et. al, Spitzer’s Growing Legacy, ASP Conference Series, 2010, P. Ogle, ed.

资料来源：Astronomy Now

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　科学家用哈勃太空望远镜，发现一颗系外行星失去大气后再次获得大气层！这颗称为GJ 1132 b的行星绕着41光年外的一颗红矮星运转，是与地球大小接近的岩石行星。GJ 1132b与地球差异最大之处是其烟雾笼罩的大气层含有氢，甲烷和氰化氢。天文学家认为这不是行星的原始大气层！初始大气被在临近母恒星所发出的强烈辐射摧毁。而第二次大气层是行星地表下熔岩渗出气体所形成，且持续补充中，不然也会被恒星剥离。

　　天文学家认为GJ 1132 b原先是次海王星（sub-Neptune），直径是地球的数倍大。原先大气中有厚氢气层，但被年轻母恒星发出强烈辐射而迅速失去。在很短的时间，就被剥落成与地球大小差不多的裸核。但最令天文学家惊讶的是，哈勃观察到某些气体，根据的理论，属于“次级大气”。研究小组说，大气层由分子氢，氰化氢，甲烷组成，并且还含有雾霾。模拟表明，雾霾是光化学产生的碳氢化合物，类似于地球上的烟雾。他们认为GJ 1132b当前的大气中的氢，是原始大气的氢被吸收到行星熔融岩浆的地函中，并正通过火山过程缓慢释放形成新的大气。并仍不断补充中，以平衡逸出到太空中的氢气。

　　GJ 1132 b在某些方面与地球相似。两者具有相似的密度，相似的大小和相似的年龄（约45亿年），甚至气压也可能接近。由于GJ 1132 b非常靠近红矮星，以至于它每天1.6天绕其母恒星一次，这种极为接近的距离使GJ 1132 b保持潮汐锁定状态。由于GJ 1132b处于椭圆轨道，造成大量潮汐加热，如同木卫二（Io）有持续的火山活动。研究小组推论GJ 1132 b的内部温度很高，所以较冷的地壳非常薄，也许只有数百公尺厚，无法支持任何类似火山山脉。潮汐力使其平坦的地形像蛋壳一样破裂，氢和其他气体可能会通过这种裂缝释放出来。即将升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜，能以红外波段观测这类系外行星岩浆池或火山爆发造成的热，令人期待。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

系外行星GJ 1132 b的大气光谱。橙色线代表模型光谱。蓝点为观察值及其误差线。显现GJ 1132b大气主要氢气与甲烷和氰化氢，该行星还具有引起光散射的气溶胶。

资料来源：SciTechDaily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　哈佛-史密松天体物理中心的科学家，发现超大质量黑洞在星系里明显移动的例子，相关结果发表在天文物理期刊。超大质量黑洞因质量较大移动不易，如同移动保龄球比足球困难一样，科学家预期超大质量黑洞（数百万倍太阳质量）几乎不会移动。

　　科学家花了五年的时间，观测和比较10个星系和其中心超大质量黑洞的速度，假如两者不同代表黑洞曾受到扰动。科学家选择观测吸积盘（物质绕转掉进黑洞前所形成的结构）中带有水分子的超大质量黑洞和其星系。当水分子绕转黑洞，在特殊条件下它可以在无线电波段产生迈射（原理如同雷射，但光频段为无线电波）。结合数个电波天线搭配超长基线干涉术（利用数个电波望远镜同时观测讯号，以模拟成一个大口径的望远镜）来观测迈射讯号，可以精确测量邻近黑洞物质的速度，并进一步得到黑洞速度。

　　在观测的十个星系中，有一个星系（J0437+2456，距离2.3亿光年）的超大质量黑洞（约3百万倍太阳质量）有移动，后续借由Arecibo和Gemini天文台的观测亦确认此发现。此超大质量黑洞相对星系移动的速度约50公里/秒。

　　科学家推测可能的原因有二，其一是观测到的是刚经过黑洞合并后的新生黑洞，还在安顿的过程中而尚有些速度，另一可能是此为两个超大质量黑洞形成的双星系统，因另一黑洞缺乏迈射而无法用无线电波观测到。虽然科学家预期超大质量黑洞双星的存在，但尚未明确的观测到，目前还需要更多观测来确定此超大质量黑洞运动的原因。（编译/台北天文馆陈姝蓉）

星系J0437+2456被认为是移动的超大质量黑洞的所在地。图片来源：美国斯隆数字巡天 Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

资料来源：SciTechDaily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

这两张照片分别摄于1996年和2016年。相隔20年的哈勃太空望远镜的影像显示了刺魟星云的快速演化。

　　最近在《天体物理期刊》的一篇文章针对年轻的星云Hen 3-1357（刺魟星云）发表了长期追踪的分析。当一颗与太阳差不多大的恒星步入迟暮，不断膨胀的外层会被抛出并被恒星的热辐射电离，形成行星状星云。

　　受辐射激发的气体会放出特定波长的萤光，这些气体绝大部分为氢离子，放出如Halpha、Hbeta波段的谱线，直到星云逐渐弥散、残余的恒星核心演化为白矮星，大范围的电浆最终重新结合为中性气体，消失在望远镜的视野里。

　　虽然行星状星云的演化可能在千年的时间尺度上，但对刺魟星云的观测显示，从1980年代首次被观测以来的40年间已有明显变化，并且已经急剧衰落，改变了形状、结构和大小。可能在未来几十年内将几乎无法观测到。（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：AAS NOVA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　科学家利用反弹回的无线电波讯号来研究邻近的小行星，例如不久前坍塌的阿雷西博电波天文望远镜。作者提出分析观测资料的新方法，来帮助我们了解近地小行星。无线电波的波段是少数如可见光般，光可以穿透地球大气的大气窗口。借由观测天体发出的电波讯号，如波霎（脉冲星）、宇宙微波背景辐射、星际介质的分子谱线、超大质量黑洞等，在天文上提供了许多资讯。

　　除了观测天体发出的电波讯号外，对于邻近的天体，科学家还可主动发射电波讯号到目标（邻近的行星或小行星）上，并借由反射回的电波的时间间隔、偏振等来了解天体性质（形状、运动等）。光是由电场和磁场交互振荡所组成，电场振荡的方向称为偏振方向，借由反射回来电波讯号的偏振资讯可以了解天体的表面特性，例如其表面是由细粒的灰尘或大的砾石所组成、是否有许多孔隙及反光程度等。了解邻近地球小行星的结构和组成，对于有潜在危害时采取防御措施，或利用太空船进一步研究等，都很有帮助。

小行星表面非常复杂。这是OSIRIS-REx拍摄的Bennu小行星表面。(NASA)

　　分析无线电波的偏振讯号并不简单，因为小行星表面粗糙程度、形状、冰和岩石的组成等讯息都混在一起，由于其形状组成较复杂，不能借由较熟悉的月球表面观测结果来推论。由阿雷西博天文台的科学家Dylan Hickson所带领的团队，近日提出新的方法来分析小行星的无线电波偏振讯号，并搭配数值模拟来提升对讯号的了解。在实际应用于阿雷西博观测的小行星数据后，成功得到许多小行星的表面性质。在失去阿雷西博天文台后，目前剩下金石太阳系雷达（Goldstone Solar System Radar）可继续观测小行星。幸好先前的雷达观测，科学家已发现并纪录超过1100颗的小行星和彗星。借由新分析方法重新处理观测资料，将可再提供许多关于小行星的资讯。（编译/台北天文馆陈姝蓉）

近地小行星的无线电波观测，纵轴为三个不同的观测日期，横轴为不同偏振的讯号。

资料来源：AAS NOVA

发布单位：香港天文学会

　　俄罗斯科学家周六发射了世界上最大的水底太空望远镜之一，从贝加尔湖（Lake Baikal）原始水域深入宇宙。

　　自2015年以来一直在建造的深海水底望远镜目标在观察中微子，这是目前已知的最小粒子。望远镜称为贝加尔湖-GVD，淹没在距离湖岸约四公里的750米至1,300米的深度。

　　由于中微子很难发现，而水是一种有效的媒介，所以浮动水底天文台由钢缆将球形玻璃连接到它上面的不锈钢模组。科学家将模块小心地通过冰上的一个矩形孔降到冰冻的水中。

　　联合核研究所的德米特里·纳乌莫夫（Dmitry Naumov）站在湖的冰冻表面上说：「我们的脚下正好有一个半立方公里的中微子望远镜，未来几年望远镜将会扩展到一立方公里。」

　　贝加尔湖望远镜将与美国在南极冰盖下的一个巨大冰立方（Ice Cube）中微子观测站相抗衡。这架望远镜是北半球最大的中微子探测器，而贝加尔湖（世界上最大的淡水湖）非常适合用来容纳这个漂浮的天文台。

　　贝加尔湖它的深度而成为唯一可以部署中微子望远镜的湖，而它是个淡水湖是很重要，因为水的透明度非常重要。而且有两个半月的冰覆盖期这一事实也是重要的因素。

　　望远镜是捷克、德国、波兰、俄罗斯和斯洛伐克的科学家合作的结果。

【图、文：节译自物理学机构网页】

发布单位：香港天文学会

　　由中国科学院国家天文台、西藏自然科学博物馆、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院紫金山天文台等机构联合申报高海拔地区科研及科普双重功能一米级光学天文望远镜建设项目日前正式启动，这意味着世界上口径最大的折射式光学望远镜将会在拉萨建立。

　　一米光学天文望远镜建成后，凭借西藏海拔高、观测条件好的特点，可以进行变星、双星等天体的较差测光，近地小行星及太空目标监测等多项科研观测工作。同时，一米级光学天文望远镜作为西藏天文馆的配套设备，具备覆盖白天和夜晚的目视观测、天文摄影、直播和远程教学能力。望远镜系统配套有太阳望远镜科普观测系统一套、直播系统一套、米级望远镜和太阳望远镜的远程演示教学系统一套。

　　下一步西藏还将建设一个天文馆，一米级光学望远镜将会安装在天文馆上面，进一步完善西藏科普资源。西藏天文馆有望于今年内开工，建成后将成为世界上海拔最高的天文馆。

【节录自中国西藏新闻网；新闻讯息由林景明提供】

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　当恒星结束主序星阶段，将不再产生能量，随之迈入死亡。死亡的恒星根据残留的质量决定其命运，依照质量高低可能形成黑洞、中子星或白矮星。

　　黑洞与中子星有其理论形成的分界，但因为此时物质处于极端高能的状态，中子星的质量上限一直是科学家讨论的议题。一般认为，对于不旋转的中子星，它的质量上限约为太阳质量的2到3倍，但准确值取决于中子星内部物质的未知型态。

　　再好的理论都需要观测来佐证。近年科学家尝试用重力波观测来研究中子星的质量上限，特别是这两个事件：

　　GW170817：两个质量在1.1到1.6倍太阳质量范围内的中子星，合并形成一个更大的天体，并认为合并后不久该天体马上坍塌形成黑洞。这个事件的重力波和电磁辐射观测表明，中子星的质量上限小于2.3倍太阳质量。

　　GW190814：一个超过20倍太阳质量的黑洞与一个2.5到2.7倍太阳质量的天体合并。科学家不知道较小的天体是黑洞还是中子星。如果它是不旋转的中子星，意味着中子星质量的上限高于2.5倍太阳质量。

　　因此德国物理学家Antonios Nathanail领导的团队，在最近分析了这些合并事件对中子星质量极限描述的差异。

　　Nathanail及其合作者使用“基因演算法”进行分析，来确定哪些质量极限的模型与GW170817和GW190814的重力波和电磁辐射观测、数值模拟的合并事件相一致。

　　研究发现，如果中子星质量极限定在2.5倍太阳质量，则与GW170817的观测结果或数值模拟的事件不符。但如果质量极限定在2.2倍太阳质量，则能匹配GW170817的观测结果与数值模拟的事件。

基因演算法（蓝）与GW170817（紫）的机率密度函数。在质量上限定为2.2倍太阳质量时与观测结果有可信的匹配。

　　也就是说，根据研究人员的分析，GW190814很可能就是两个质量不同的黑洞合并，也再次定调中子星（无自转）的质量上限约为2.2倍太阳质量。（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：AAS NOVA