发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　距离我们250万光年仙女座大星系（M31）是最知名的深空天体，也是人类肉眼可以看到最远的天体之一。因为其亮度高、视直径大，几乎所有的业余天文摄影爱好者都拍摄过仙女座大星系的照片。作为本星系群中最大的成员，仙女座大星系同时也是被天文学家最深入了解的星系之一。出人意料的是，天文摄影爱好者借由长时间的曝光，竟然发现有不为人知、大面积的发射星云就在仙女座大星系的近旁，这项发现立刻为天文学界带来极大震撼！

图说：天文摄影爱好者发现M31近旁竟有未知大型星云存在。图片来源：https://www.astrobin.com/1d8ivk/

　　在2022年8月至10月，天文摄影爱好者在法国洛林（Lorraine）的不同观测地点使用口径106mm的小型望远镜观测了22个晚上，取得了24.6个小时的氧谱线（[O III], 5007Å）以及22.5个小时的氢谱线（Hα, 6563Å）窄频影像后，在这个深度曝光的窄频影像中发现了令人意外的、极为黯淡的OIII云气结构，分布在M31星系的东南方约1度处。为了排除亮星光晕、光学设备或是观测地点所造成的干扰，再拍摄了另一组使用相同设备、但不同取景及不同地点拍摄的24.2小时[O III]及19.5小时Hα影像，同样也显示了相同的[O III]发射星云在相同的位置。而随后在美国加州，再使用了2组不同的器材，累积了85.5小时和24.9小时的[O III]窄频影像后，也发现了相同位置、形状和大小的黯澹[O III]发射星云，至此可说是确认发现了新的星云结构。

图说：确认发现星云的[O III] 窄频影像。上方为48.6小时、下方为85.5小时的确认影像。图片来源：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/acaf7e

　　这个发现令天文学家感到相当意外，因为这块天区经常被各种不同波段观测过，包含X光（ROSAT）、紫外线（GALEX）、可见光（SDSS）、红外线（Planck）及无线电波（VLA FIRST）都未曾发现与这个[O III]发射谱线相同位置、外形的星云。甚至在2019年口径3.5公尺的CFHT望远镜也曾使用过[O III]滤镜对M31相同位置进行观测，却没有发现这个大范围的[O III]星云。这可能和CFHT使用较宽（Δλ =102Å）的滤镜，以及太高的解析力（0.187"/pix），可能不适合用来发现相对大范围、低亮度的发射星云。

图说：新发现星云的高解析力影像，结合了宽频的RGB彩色影像，与[O III]和Hα的窄频影像。图片来源：https://www.astrobin.com/1d8ivk/

　　观测报告认为，这个[O III]发射星云有着弯曲的丝状结构，很类似行星状星云的外形。但由于这个星云结构中，[O III]和Hα谱线的亮度比例差异相当高，行星状星云中心的白矮星可能要高达60,000K，但此区域里似乎都没有如此高温的白矮星。而明亮的[O III]发射星云也可能来自于未知的高银纬超新星爆炸残骸，但该星云却缺乏无线电波与紫外线的辐射，也排除了这个可能。观测报告提出了另一种有趣的可能性，由于M31仙女座大星系的自行运动方向指向[O III]发射星云的方向，这片新发现的星云可能位在M31的银晕、一片已知的大型恒星流有关，甚至可能和M31与我们银河系之间的交互作用相关。关于这片星云的光谱观测正在进行中，期待不久后可以带来令人振奋的新发现。（编辑/台北天文馆谢翔宇）

资料来源：
1.美国天文学会（AAS）观测报告：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/acaf7e
2.发现团队介绍影像影片：https://youtu.be/TEMXss1Qo4E

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　成千上百个星系组成的巨型星系团中，无数恒星如幽灵般游走在星系之间，散发着光，这些恒星与星系团中的任何一个星系都没有引力连结。

　　一直困扰天文学家的问题是：恒星最初是如何分散在整个星系团中？有几个理论被提出：包括恒星从星系团中的星系脱离出来，或者它们在星系合并后被抛出，又或者它们在数十亿年前的星系团形成初期就存在了。

　　NASA哈勃太空望远镜最近进行的一项红外线巡天任务中，为寻找这种所谓的“星系团内光”提供了新的线索。新的哈勃观测表明，这些恒星已经游荡了数十亿年，并不是近期星系团内部引力作用的产物，这些引力作用会将它们从星系中脱离出来。

图说：MOO J1014+0038（左图）和SPT-CL J2106-5844（右图）的两个巨大星系团的哈勃太空望远镜图像。蓝色代表星系团内光的现象。数十亿年前，恒星从它们的母星系中脱离，现在游走在星际空间中。图片来源：NASA、ESA、STScI、James Jee（延世大学）；图像处理：Joseph DePasquale (STScI)

　　该巡天任务包括10个距离我们100亿光年的星系团。观测显示，回顾过去数十亿年，星系团内光相对于整个星系团的光之比例保持不变。这意味着这些恒星在星系团形成的早期阶段就已经无家可归了。研究结果发表在2023年1月5日的《Nature》杂志上。

　　当星系在星系之间的气体尘埃穿梭时，恒星可能会因为阻力而脱离它们的星系诞生地。然而，根据新的哈勃观测，排除了这种机制是星系团内游荡恒星产生的主要原因。因为如果脱离是主要因素，星系团内光的比例会随着时间的推移而增加，但在新的哈勃观测数据并非如此，它显示了数十亿年来维持着固定比例。

　　韩国延世大学James Jee表示：我们不知道是什么原因让恒星无家可归，目前的理论无法解释我们的结果，但不知何故，在早期宇宙中产生大量的恒星，当时星系可能非常小，由于引力较弱，恒星很容易脱离星系。

　　延世大学Hyungjin Joo表示：如果我们弄清楚星系团内游荡恒星的起源，它将帮助我们了解整个星系团的形成历史，它们可以作为包裹星系团的暗物质之可见示踪剂，暗物质是宇宙的无形鹰架，它将星系和星系团聚集在一起。

　　如果游走的恒星是近期产生的，它们将没有足够的时间散布在星系团中，因此不能追踪星系团暗物质的分布。但如果恒星诞生于星系团的早期，它们就会完全分散在整个星系团中，则天文学家可以使用这些恒星来绘制整个星系团的暗物质分布图。这项技术是新的，传统使用引力透镜的现象来探索暗物质的分布。引力透镜的现象为来自背景天体的光会被前景星系团弯曲。

　　1951年，Fritz Zwicky首次在后发座星系团中观测到星系团内光。由于后发座星团至少包含1,000个星系，是距地球最近的星团之一（3.3亿光年），因此即使使用普通的18吋望远镜也能够探测到幽灵光。

　　韦伯太空望远镜的近红外能力和灵敏度将深入宇宙扩展对星系团内游荡恒星的搜索，因此应该有助于解开这个谜团。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　科学家持续分析嫦娥五号带回地球的月岩、泥土样本，最新的研究结果指出月球上可能有尚未发现的新地质类型。

　　在这些1.731公斤的风化层样本中，科学家发现了七种不同类型的岩石，其中一种是全新的月球玄武岩，也许形成于月球火山活动时期，这使得科学家能研究月球历史上的动荡时期。

　　在这份研究中所列出的七种岩石都被认定是「外来的」，但这所谓的「外来」还是来自于月球，只不过是经由月球上的内营力或外在撞击活动带来此处的，研究人员筛选了3000个直径小于2毫米的颗粒，以寻找过去撞击坑或火山活动的证据，其中三个碎屑的高钛含量显示出过往在月球上未曾见过的矿物学特征，这可能代表了一种新型的月球岩石。根据研究论文的描述，这些岩石颗粒可能与离它们所在位置不远的撞击坑有关，但是从地质的角度来看，也许还有一些我们不了解的月球机制，甚至可能有科学家不知道的火山爆发现象。

　　整体样本中只有大约0.2%被归类为外来物质，而非原先预期的10%~20%，这显示科学家们将不得不重新思考撞击物体在月球表面的传播方式，至少在该地区是这样。

　　嫦娥五号在月球的风暴洋北部收集样本，这些样本可以协助科学家推测月球的演化史，并用于规划未来的月球任务着陆点或基地预订地，该研究发表于《自然·天文学》期刊上。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　根据地面和太空望远镜收集的大量观测数据，木星对流层上层的温度呈现出规律的波动，似乎与季节变化无关。这一令人惊讶和有趣的发现可能有助于了解这颗气态巨行星的奇怪天气。

图说：欧洲南方天文台甚大望远镜的木星红外图像，较亮的区域较温暖且云层较薄，较暗的区域则相反。图片来源：ESO / L.N. Fletcher

　　英国莱斯特大学的行星科学家Leigh Fletcher表示：我们现在已经解决了难题的一部分，即木星大气显示出这些自然循环。要了解是什么驱动了这些循环以及它们为什么会有这样的时间周期，我们需要探索云层的上层和下层。

　　毫无疑问，太阳系中最大的行星木星与我们居住的地球截然不同。它被狂风吹拂，笼罩在厚厚的云层中，有着比地球还大的风暴。

　　木星最明显的特征为深浅交替平行于赤道的云带，浅色称区，深色称为带，其喷流气流以相反的方向快速运动。从红外图像中得知，较暗的带较暖，部分是因为云层较薄，允许更多的热量从行星内部逸出。

　　木星的另一件有趣的事情是它的自转轴没有太大的倾角。木星的自转轴相对于公转轨道面仅倾斜3度。在地球以及火星和土星等其他行星上，自转轴的倾斜（地球为23.4度）使两极朝向或远离太阳，导致明显的季节性温度变化。因此科学家们从未预料到木星会有明显的温度变化周期。

　　来自航海家号和卡西尼号上仪器的数据，以及来自甚大望远镜、Subaru望远镜和NASA红外望远镜设施的数据，为由NASA喷气推进实验室的行星科学家Glenn Orton领导的团队提供了数十年的热数据。

　　令他们惊讶的是，他们发现木星温度波动的周期为4年、7年至9年，以及10年至14年，涉及不同的纬度。他们发现，这些似乎与季节性温度变化无关。

　　然而，存在一些内部一致性：随着北半球特定纬度的温度升高，南半球相应纬度的温度会下降，特别是在纬度16、22和30度。就好像木星是它自己的镜子，被赤道一分为二，保持着热平衡。

　　Orton表示：这是最令人惊讶的，我们发现了距离非常遥远的纬度之间温度变化的关系。这类似于我们在地球上看到一个地区的天气和气候模式会对其他地方的天气产生显著影响。

　　目前尚不清楚是什么驱动或连结这些温度波动，但是可以在木星大气更高处找到线索，即位于对流层上方的平流层。在木星赤道，对流层的温度变化与平流层的变化相反。这表明在高海拔地区发生的任何事情都会影响下方发生的事情，反之亦然。

　　不管如何，这项研究是一个非常重要的拼图，有朝一日，它可能会帮助科学家们准确地理解和预测木星的天气。

　　Fletcher表示：如果我们能够将木星大气中的因果连结起来，测量这些温度变化和周期将是朝着全面地获得木星天气预报的里程碑。而更大的问题是，我们是否在未来可以将其扩展到其他巨行星，看看是否会出现类似的模式。

　　该研究已发表在《Nature Astronomy》上。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：Science Alert