发布单位:台北市立天文科学教育馆

  中国大陆的嫦娥四号不但创造首次在月球背面登陆的历史, 更传回首张月背地面的全景照片。这艘登陆艇在1月2日登陆于186公里宽的Von Kármán陨石坑,并放下所携带的玉兔二号月球车,但是月球背面最近是白昼,在没大气层隔热下,温度会高达摄氏一百多度,因此登陆艇从5日开始进入休眠状态,直到10日才成功唤醒。

  这张1月11日公布的全景照是嫦娥四号所拍摄,因此可以清楚看见在外侧的玉兔二号以及行驶月面的轮胎痕迹。在全景照片中还显示嫦娥四号登陆艇本身的科学仪器,如中性原子分析仪、月表中子与辐射剂量探测仪等,中国国家航天局(CNSA)表示,仪器已经开始收集资料,并将在几周内传回数据。

1547303242763738.jpg
全景照片

资料来源:Space.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  美国太空总署(NASA)的朱诺号自2016年7月以来已经收集了大量有关木星大气、磁力及其环境或内部结构的资料,原先应于任务完成后坠入木星内部的太空船,在2018年5月底完成了为期20个月的任务后,当局宣布任务期程延长,而就在最近,朱诺号拍下了令人惊讶的画面。

  2018年12月21日,朱诺号上四种不同的摄影镜头捕捉到了木卫一「埃欧(Io)」的精彩画面,摄影镜头对木卫一进行了一个多小时的跟拍,而在此期间埃欧的极地区域,似乎出现了火山喷发的景象,「朱诺号」任务的首席研究员说:「透过多波段的光谱观测是一项新的研究方式,但从没人料到竟会如此幸运地看见活跃的火山喷发。」这项喷发除了展示朱诺号的观测能力,也同时显示出埃欧上火山喷发的规模之大,足以令地球上任何一次历史上记载的火山喷发均相形见绌。


图一:木卫一(埃欧,Io)上明暗交界之间的火山喷发景象。Credit:NASA/SwRI/MSSS

  在上图朱诺光学相机(JunoCam)所摄的照片中,木卫一显示出弦月的形状,其中火山的喷发点正巧位于明暗的交界线上,而下图木卫一表面热点的图像,则是由研究人员利用此机会顺道测试了木星极光红外成像仪(JIRAM)所产生的,原先设计用来探测木星大气中日夜的热点差异。


图二:木卫一表面热点的图像,其拍摄处为图一的暗面,科学家认为这些热点都代表着每一轮的火山喷发。Credit:NASA/JPL-Caltech/SwRI/INAF

  木卫一「埃欧」的火山活动,主要源于木星的潮汐力,而它的火山活动也对于强化和塑造木星的磁场有着重要贡献。与卡西尼号的结局相似,美国太空总署预计于2021年7月,将朱诺号减速进入木星,冲入木星的外层大气层焚毁,以消除任何影响和污染木星卫星的可能。

资料来源:Universe Today

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  中国大陆的嫦娥四号(Chang'e-4)探月太空船2018/12/8从大陆四川的西昌卫星发射中心后,于北京时间2019/1/3上午10:26成功降落月球背面,着陆点为靠近月球南极附近艾特肯盆地(Aitken basin)内的冯‧卡门陨坑(Von Kármán crater),随后透过中国的鹊桥号(Queqiao)通讯中继卫星(communications relay satellite)传回首张在月表上拍摄的月球背面影像。这是全球首度在月球背面着陆的登月艇,是探月史上的重要里程碑。而从登月艇驶出的玉兔二号(Yutu-2)月面车也开始在月面巡航探测,其上设置有全景相机、透地雷达(ground-penetrating radar)和测量月表矿物和化学组成的光谱仪等科学仪器,除探索月球本身外,还能顺便研究太阳的爆发状况和宇宙第一代恒星的辐射等,玉兔二号上甚至还有研究植物与蚕在低重力环境中的交互作用的小型生物圈。


嫦娥四号成功登陆后传回的月球背面影像。Credit:CNSA

  艾特肯盆地很可能是被一颗巨大小行星猛烈撞击所形成的陨坑,直径约2500公里,深约13公里,有天文学家认为这是全太阳系最大的陨石撞击坑。由于可能当时撞击很猛烈,将月球上部地函的物质带至月表,所以若能研究此处的物质成分,或许就可以进一步了解月球内部的化学组成。

  月球内部的分层分布并不均匀,靠近地球一侧的「正面」的月壳比较薄,背面的月壳则较厚,且背面少有被后来月球内部流出的岩浆填平而形成月海的状况,所以月球背面的地质年龄大都较老,而且陨坑数目较正面多且深。嫦娥四号的探索,或许可以提供更多关于为何会造成月球正面和背面如此差异的线索。

  由于月球背面地形崎岖不平,而且因为被月球本身屏蔽讯号而使控制中心无法直接指挥嫦娥四号登陆的过程,所以要在月球背面登陆相当困难,所以中国大陆在2018年5月时先行发射鹊桥号通讯中继卫星,以晕轨道(halo orbit)绕着地月重力平衡的2号拉格朗日点(Lagrange Point 2,L2)位置打转;L2在月球背面一侧,约离月球65,000公里的地方,在月球背面的嫦娥四号便可透过鹊桥号传递讯息回地球。


嫦娥四号透过中继卫星传送讯号回地球。

  嫦娥探月计划分不同的阶段,其中嫦娥一号和嫦娥二号分别在2007和2010年进行绕月探测;嫦娥三号于2013年登陆在月球正面;目前的嫦娥四号登陆在月球背面;而嫦娥五号计划在今年下半年发射,将设计成采样送返地球的任务型态,届时将从风暴洋(Oceanus Procellarum)采集约2公斤的月壤和月岩样本送回地球进行研究;风暴洋位在月球正面,是月表最大的月海。此外,中国大陆还在研议于2025年以后进行载人登月任务。

资料来源:Science


发布单位:台北市立天文科学教育馆

  中国国家航天局(CNSA)2019年1月3日完成了一项历史性壮举,这次被称为嫦娥四号的登月任务,是中国正在进行的登月计划的一部分,最终目标是为载人登月计划铺平道路,届时中国的太空人将首次登上月球。北京时间1月4日,中国国家航天局宣布,「玉兔二号」完成了最后的检查,同一日的下午4点,随后与中继通讯卫星鹊桥(Queqiao)建立通讯网路,使着陆器能够与地球上的任务控制中心进行通讯。

1547123734190848.jpg
图说:玉兔二号行驶于月球背面,由着陆器所摄。

  着陆器于北京时间晚上10时22分左右拍摄了一系列照片,而玉兔二号正停在离着陆点不远的地方,它随后在此处进行科学操作,在接下来的三个月里,将研究南极-艾托肯盆地,以进一步了解早期太阳系和月球的起源。

1547123734724475.jpg
图说:月球的南极盆地附近于早期研究中发现有水冰的存在。

  「玉兔二号」月球车还将是第一个直接研究近年来观察到的水冰沉积的任务,同时也执行一些相当有趣的研究,透过它所承载的月球微生态系统,加热加压的不锈钢容器内部放置了种子及虫卵,以确定陆地生物是否能在月球引力下生长。除了使中国第一次载人登月任务成为可能,这些研究还能成为建设月球基地的前哨站,近年来,中国表示可能会与欧洲太空总署(ESA)合作,建立名为「国际月球村」的理想。

  玉兔二号的其他科学目标包括测量月球岩石和风化层的化学成分、测量月球表面温度、研究宇宙射线、观察日冕等现象;月球背面没有大气的干扰以及来自地球的无线电讯号,因此,利用「鹊桥」卫星上的无线电望远镜进行的研究有望揭示有关早期宇宙的资讯。

  近年来,中国建立了自己的太空计划,俄罗斯和美国棋逢敌手。随着俄罗斯航太(俄文:Роскосмос)登月任务的设计,美国太空总署(NASA)也寻求重返月球,许多人将其比作阿波罗时代,未来几年的太空任务肯定会非常激动人心!

资料来源:Universe Today

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  新视野号(New Horizons)送回更清晰的Ultima Thule影像,发现它不再像保龄球瓶而是33公里长的雪人!小行星2014 MU69被科学家昵称为Ultima Thule(天涯海角),表示它在极遥远、极寒冷之处。这张影像在距离Ultima Thule约27,000公里远之处拍摄,显现它是一对密接双小行星(contact binary)。其中的大球体约是小球体3倍大,科学家将大球体称作Ultima,小球体称作Thule,两者每15小时互绕转动一周。Ultima Thule似乎没有什么陨石坑或其他曾受过猛力撞击的迹象,加上两颗圆球几近完好,所以它们相碰时的速度应该并不大才能接触在一起而不被撞开或撞碎。这一点证实了柯伊伯带中的天体是从原始物质慢慢凝结而成的理论。

  此外,在两球体连接处看起来比其他部分还要亮一些,科学家认为是小行星上较小的颗粒在星体滚动后,最后堆积到接触区,由于小颗粒反射率比大颗粒更大,因此显得较亮。但是Ultima Thule其实比木炭还暗,最亮的区域反射率约13%,最黑处只有6%。其颜色也偏红,因此其表面可能是甲烷或氮的冰所造成的反光。新视野号预期共收集至少6.5GB的资料,目前只有不到1%的数据已经送回地球。太空船将持续传送图像和其他数据,可能需20个月才能将所有科学数据的传送回来。

1546625756711413.jpg
小行星2014 MU69是太阳系边缘的“雪人”

资料来源:Science

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  NASA新视野号太空船在元旦经过Ultima Thule(天涯海角),并且以高分辨率远程侦察成像仪(LORRI)拍摄Ultima Thule形状。这张图是新视野号太空船在北京时间2019年1月1日13:23,在距离Ultima Thule仅3,500公里之处所拍摄,显示其大小为32乘16公里,外观如同保龄球瓶,也可能是一对互相绕行的小行星。此外,首批资料也解决一个问题:先前在较远处观察,亮度似乎没有如预期因旋转而产生亮度变化,那是因为Ultima Thule自转方向垂直于新视野号的视野。太空船将持续传送图像和其他数据,在20个月内将所有科学数据的传送回来。

1546522784715052.jpg

Ultima Thule 的旋转轴方向用箭头表示

资料来源:Science Daily

发布单位:中国科学技术大学天文学系

  中国科学技术大学天文学系王挺贵小组与中国极地研究中心、安徽师范大学的学者合作,在近邻宇宙的无核球棒旋星系NGC 3319中心发现中等质量黑洞候选体,为超大质量黑洞的种子的形成机制提供了重要线索。相关成果于2018年12月10日发表在天体物理权威期刊《天体物理期刊》上。

1545723486346716.png

图左:星系NGC3319的光学图像(来自美国斯隆数字巡天);图右:星系中心区域的放大图(哈勃太空望远镜的紫外图像),青色X标注的是Chandra X射线卫星探测的位置,X射线图像展示在左下角。

  黑洞(英语:black hole)是爱因斯坦的广义相对论预言的一类独特的时空结构,在中心存在奇点,它存在一个视界面,进入面内的所有物质包括光都无法逃脱最终落到奇点。目前已知的黑洞可以分为两大类:第一类质量在几倍到几十倍太阳质量之间,称作恒星级黑洞;另一类质量在几百万到几十亿太阳质量之间,称作超大质量黑洞,位于星系的中心。恒星级黑洞首先由理论预言其存在,是大质量恒星死亡留下的产物,它通过吸积伴星的物质产生明亮的X射线辐射而被观测到。超大质量黑洞的物理起源并不明确,它最初是为了解释类星体巨大的能量输出而被理论家提出,随后被近邻星系的恒星动力学测量等观测证实。不仅如此,人们还发现超大质量黑洞和寄主星系核球的性质紧密相关,强烈暗示着两者可能是共同演化的。于是,一个自然而然的问题就被提出,是否存在质量介于两类黑洞之间的中等质量黑洞,即质量位于几百到几十万倍太阳质量的黑洞?这类黑洞可能作为超大质量黑洞的种子,对于我们理解超大质量黑洞的形成与增长有非常重要的意义。

  然而,发现中等质量黑洞一直是一个难题,这是因为它们距离比恒星级黑洞更远,但质量又比超大质量黑洞小,其产生的观测效应很弱,导致迄今可靠的候选体依然很有限。王挺贵小组采取了多波段交叉认证的方法在近邻宇宙成功发现一例极佳的候选体。该工作通过美国国家航空航天局(NASA)的Chandra和欧洲太空局(ESA)的XMM-Newton两个目前最灵敏的X射线卫星在棒旋星系NGC 3319中心发现一个X射线点源,虽然其光度看起来更接近一般的超亮X射线源(ULX),但它的位置与哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)的紫外和光学图像揭示的星系中心位置一致。综合分析其X-ray,紫外,光学的能谱分布,发现它与高吸积率的活动星系核高度一致,与ULX显著有差别。假设其爱丁顿吸积率为0.1,黑洞质量只有大约3千太阳质量,这可能是目前发现的星系中心最小的中等质量黑洞。用其他方法(如基本面关系,X射线光变等)估计的黑洞质量也小于10万倍太阳质量。

  该研究表明结合当今最高空间分辨率的X射线和紫外观测对于发现中等质量黑洞很有效。王挺贵小组发现的目标是目前距离我们最近的几个候选体之一,有利于后续研究,如通过动力学测量得到更加准确的黑洞质量。NGC 3319是一个无核球的棒旋星系,有模拟研究表明,星系棒能有效的驱使气体内流,形成种子黑洞,该工作发现的中等质量黑洞候选体很可能就代表了这类种子黑洞的独特形成模式,对于我们全面理解超大质量黑洞的形成之谜有重要的启示。

  论文的第一作者是物理学院天文学系的特任副研究员蒋凝博士,与天文学系王挺贵教授和中国极地研究中心的周宏岩教授为共同通讯作者,其他主要合作者还包括安徽师范大学的舒新文教授,中国极地研究中心的杨臣威博士等。论文放到预印本网站上后立即被著名科普网站世界科技研究新闻咨询网(phsy.org)于2018年11月5日专题报道,引起广泛国际关注。本项研究得到国家自然科学基金、中国科学院以及科大青年创新基金的资助。

论文链接:
Jiang, N., Wang, T.-G., Zhou, H.-Y., et al. 2018, "Discovery of An Active Intermediate-Mass Black Hole Candidate in the Barred Bulgeless Galaxy NGC 3319",  The Astrophysical Journal, 869, 49
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaeb90/meta

Phys.org网站报道链接:
Galaxy NGC 3319 may host an active intermediate-mass black hole, study finds
https://phys.org/news/2018-11-galaxy-ngc-host-intermediate-mass-black.html

发布单位:台北市立天文科学教育馆

1545722591250596.jpg

欧洲太空局的火星特快车传回了一系列令人难以置信的新图像,展示了火星北部低地82公里宽的Korolev火山口。

  欧洲太空局(ESA)的火星特快车(Mars Express)探测卫星传回了一系列令人难以置信的新影像,显示了这个红色星球上的一个巨大陨石坑。此陨石坑名为柯洛列夫(Korolev crater),位于火星北部的低洼处,有着82公里宽的坑洞,ESA称它是一个保存良好的火星陨石坑的最佳例子。

  陨石坑中心一年四季都被1.8公里厚的水冰覆盖。

  “柯洛列夫陨石坑最深处的部分,即那些含有冰的地方,起了天然冷阱(cold trap)的作用——在冰层上方移动的空气会冷却并下沉,形成一层垂直于于冰层上方的冷空气。这样寒冷的环境,让冰变得更稳定,防止其变暖和消失”,ESA解释说。

  另外,空气是热的不良导体,也加剧了这种影响,并使柯洛列夫陨石坑永久冰封。

  由火星特快车高解析度立体相机(HRSC)拍摄的柯洛列夫陨石坑的影像是由五个不同的“条带”组成,每个条带分布在不同的轨道上。

资料来源:每日邮报

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  46P/Wirtanen维尔塔宁彗星是短周期彗星,每5.4年绕太阳一次,同时它也属于低倾角的木星族彗星。估计其宽度为1.1公里,曾为罗塞塔太空船选定的研究目标之一。2018年12月16日彗星距离地球仅0.0774AU,约地月距离30倍,是400年间最接近地球而引起注意,哈勃望远镜在2018年12月13日,彗星距离地球仅1200万公里时,以哈勃宽视场相机3(WFC3)拍摄,在可见光影像可见其模糊的彗发。

  此外,红外天文学平流层天文台(SOFIA)也拍摄了彗星46P/Wirtanen的影像。SOFIA是波音747SP客机改装,搭载2.5米直径反射望远镜的『飞行天文台』,它在2018年12月16日飞行到高度12.2公里处拍摄46P/Wirtanen,目的是以红外线研究彗星内含的水。

资料来源:sci-news

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  已知太阳系最远的天体是谁?不是冥王星或阋神星(Eris),也不是赛德纳(Sedna),卡内基科学研究所和国际天文学联合会小行星中心(Carnegie Institution for Science and the International Astronomical Union’s Minor Planet Center )的天文学家在2018年12月17日宣布,发现最遥远的矮行星2018 VG18

  2018 VG18,因其与太阳的距离很远而被昵称为“Farout”也就是“Far out(遥远)”之意,由于认为它够大所以为圆形,使其可能会归类为矮行星。2018 VG18发现时距离太阳大约120 AU(天文单位),远远超过太阳圈顶(heliopause,又称日球层顶、太阳风层顶),也就是太阳风终止吹拂与星际物质交界处,相较之下航海家1号目前正在144 AU处。2018 VG18距离也远远超过2015 TG387(发现于80 AU),但目前观测资料少,所以轨道参数(例如,近日点和远日点)仍不精确。目前估计其轨道周期长达1000多年,而2015 TG387则是40,000年。

  天文学家可由天体的在不同波段(如红外线或微波)估计其反照率,再加上观测的亮度与距离估计其直径。根据测量,2018 VG18的直径估计约为500公里,使其成为一颗可能的矮行星,由其表面粉红色外观,表明拥有高浓度的复杂有机物tholins

资料来源:nasa spaceflight


维基百科资料:

发现
发现者 Scott Sheppard
David Tholen
Chad Trujillo
发现日期 10 November 2018
编号
其它名称 "Farout" (nickname)
小行星分类 TNO
轨道参数
历元 2018-Nov-18 (JD 2458440.5)
不确定参数 9
观测弧 32 days
远日点 168.7 AU
近日点 21.7 AU
半长轴 95.2 AU
离心率 0.772
轨道周期 929 years
平近点角 73.77°
轨道倾角 31.7°
升交点黄经 247.4°
近日点参数 32.9°
物理特征
大小 ~500 km
视星等 24.6
绝对星等(H) 3.25

维基百科:
https://en.wikipedia.org/wiki/2018_VG18

发布单位:台北市立天文科学教育馆

1545145867480760.jpg

图说  从派克太阳探测器拍摄(宽域成像仪WISPR)的影像显示日冕流。美国NASA表示,拍摄这张照片时,帕克太阳探测器距离太阳表面大约2710万公里。图中央附近的亮点为水星。

  帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)于2018年8月发射,现在开始提供太阳的图像和观测资料。它将研究太阳的大气,以了解更多有关恒星形成的讯息。

  美国NASA为了解我们太阳的运作原理,借由帕克太阳探测器拍摄了有史以来最接近的太阳图像。

  拍摄这张图片时,派克太阳探测器距离太阳表面约2710万公里。水星在图像中央的一个明亮斑点,图片中的黑点是由相机的背景调整(background adjustment)造成的。图像上闪烁的条纹为日冕流-太阳高度活跃区域附近的太阳物质抛射。

  美国NASA哥达德太空飞行中心的太阳物理学家Terry Kucera说,派克太阳能探测器将进入我们以前从未访问过的区域。希望可以解释长期以来困扰科学家的三个主要谜团。包括:为什么日冕被加热到比太阳表面高出300倍的温度,太阳风如何以如此巨大的速度加速,以及太阳如何以50%光速的速度喷射一些粒子。

资料来源:英国每日邮报 Daily Mail Online