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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　NASA在上週四的记者会上又发布了两个异常明亮的极遥远星系，这两个特殊天体是在过去所发现巨型星系团Abell 2744的外围区域，虽然这些星系都仅有银河系的百分之几大小。

　　这两道遥远的星光分别来自于大爆炸后4.5亿年及3.5亿年，其中第二个的红移值约为12.5，又叫做GLASS-z12，代表着迄今为止所见最远的星光；当天体离我们越远，它们的光抵达地球所需的时间就越长，因此凝视遥远的宇宙深处就像看到遥远的过去，而且受到宇宙膨胀拉伸的影响，原先光线的波长也被拉伸成红外光，而韦伯太空望远镜的红外光解析率比过往的任何仪器都要高得多。

Abell 2744星系团的外围有两个星系红移值达到了10.5及12.5，是先前韦伯太空望远镜拍摄的目标之一。
图说：Abell 2744星系团的外围有两个星系红移值达到了10.5及12.5，是先前韦伯太空望远镜拍摄的目标之一。

　　基于韦伯太空望远镜在7月初前几天所收集到的证据，科学家认为两星系会如此亮有两种可能性。第一种是该星系的质量非常大，而且有非常多低质量恒星的存在并迅速地在大爆炸后的1亿年形成；第二种可能性，它们是由星族III恒星所组成，这种恒星目前仍未被观测到过，但这是一种在重元素出现之前的恒星，它们只由单纯的氦和氢所构成。

　　研究团队希望能使用韦伯强大的光谱仪，分析其详细属性，确定星系的距离及组成，智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列也可能帮助衡量两星系的质量，相关的研究发表于《天文物理期刊通讯》。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家原先认为银河系的银晕是球对称，但哈佛·史密松天体物理中心团队经由高精度测量认为并非如此，而是倾斜的橄榄球形，并认为这是由于70到100亿年前银河系与另一个较小的星系碰撞所造成的。

　　当时银河系与一个名为盖亚香肠（Gaia-Sausage-Enceladus, GSE）的矮星系碰撞，并将GSE矮星系撕碎，而来自两个星系的恒星形成了围绕星系的银晕，两者之间的相互作用也导致了银晕中的恒星堆积，从而显著的改变了银晕的形状，再加上GSE以一定的角度切入，碰撞也使其倾斜。

　　或许有人认为，经过数十亿年银晕会渐渐变成球型，但事实是银晕仍维持原来奇怪的外貌。研究团队认为是因为暗物质在起作用，倾斜的银晕强烈地表示潜藏的暗物质晕也是倾斜的，非球对称的暗物质晕可能会对地球实验室中检测暗物质粒子的能力产生显著影响。如果暗物质晕确实存在倾斜，那么这些神秘物质可能更集中在某些区域，若能找到这些区域，那么当地球在未来穿过它们时，天文学家将有机会检测到与暗物质的相互作用。

　　不仅银河系拥有银晕，每个星系都有以暗物质为主的星系晕，虽然我们看不到暗物质，但它为可见物质的分布提供了一个框架，包含星系内的恒星、星团、星云以及银晕中的恒星。研究团队认为要了解银河系的历史，研究银晕是个很好的开始，因此他们主要以盖亚任务（GAIA）所获得的数百万银河系恒星的位置、运动和距离，以及银晕高分辨率光谱巡天观测（H3 Survey）计划资料进行模拟，获得了银晕呈现橄榄球形的成果，而这将有助于他们解决有关银河系天体物理学问题。相关研究成果将发表于《The Astronomical Journal》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

艺术家描绘银河系扭曲、倾斜的银晕。图片来源：Melissa Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
图说：艺术家描绘银河系扭曲、倾斜的银晕。图片来源：Melissa Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

艺术家对GSE矮星系碎片的印象。近100亿年前GSE在其早期形成阶段与银河系合并，现在可以在整个银河系和银晕中找到它的碎片。图片来源：ESA
图说：艺术家对GSE矮星系碎片的印象。近100亿年前GSE在其早期形成阶段与银河系合并，现在可以在整个银河系和银晕中找到它的碎片。图片来源：ESA

资料来源：Universe Today

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　2022年9月26日，双小行星改道测试（Double Asteroid Redirection Test，简称DART）任务成功撞击，该任务是为了测试小行星防御技术的可行性，以避免大型太空岩石与地球相撞的可能性，尽管在目前为止可预见的未来里不会有这样的事件发生，科学家仍认为这项任务是有必要测试的。DART的目标是将双卫一（Dimorphos）的轨道周期缩短至少73秒，但科学家希望能达到接近10分钟的效果。

　　在10月11日的新闻记者会上，美国太空总署发布了首批计算结果，DART超越了这些里程碑，将双卫一原先近12小时的轨道周期缩短了32分钟，这是人类有史以来第一次改变了天体轨道。当DART于9月26日以每秒6.6公里的速度撞向双卫一的过程中，科学家透过DART所传回地球的影像，第一次清楚看见双生星（Didymos & Dimorphos），因为从地球上看，这个双小行星系统看起来就像恒星中的一个小点，当DART任务科学家Tom Statler看见这块碎石的一刹那，直觉告诉他：这绝不会只有73秒。

双卫一的轨道周期变化记者会上，Statler发布了一张来自LICIACube的新影像，在经过了影像处理增加对比度后，更清楚地展示了碎片的细节。此外，NASA还分享了一张由哈勃太空望远镜拍摄的双生星照片，其中显示了锥状碎片长尾，它延伸到太空中至少长1万公里，并且其尾部已经一分为二，科学家仍在了解这种分叉的原因。
图说：双卫一的轨道周期变化记者会上，Statler发布了一张来自LICIACube的新影像，在经过了影像处理增加对比度后，更清楚地展示了碎片的细节。此外，NASA还分享了一张由哈勃太空望远镜拍摄的双生星照片，其中显示了锥状碎片长尾，它延伸到太空中至少长1万公里，并且其尾部已经一分为二，科学家仍在了解这种分叉的原因。

LICIACube拍摄下撞击时的影像。
图说：LICIACube拍摄下撞击时的影像。

哈勃望远镜拍摄的双生星。
图说：哈勃望远镜拍摄的双生星。

　　目前科学家宣布的32分钟轨道变化仍伴随着2分钟的不确定性，科学家希望进一步缩小不确定性，并寻找撞击造成的任何潜在轨道摆动，对双生星的观察将持续到2023年，欧洲太空总署预计在2024年发射一艘名为「赫拉」的太空船，它将用于探测双生星的后续影响，并将更详细地记录该系统的各种参数，新闻记者会的内容发表于YouTube-NASA官方频道。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Space.com、NASA

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　由哈勃太空望远镜的先进巡天照相机（ACS）拍摄到这张令人惊叹的影像，是由被称为Arp-Madore 608-333的两个交互作用星系所构成，它们似乎并排漂浮着，虽然看起来很平静且互不相干扰，但实际上透过相互的引力作用，使两者正微妙地相互扭曲与影响。Arp-Madore 608-333位于天鸽座，由两个螺旋星系组成：ESO 364-35（左）和ESO 364-36（右）。

　　为了有效利用哈勃的一分一秒，决定如何分配哈勃的观测时间是漫长、竞争且困难的过程。然而，当哈勃转向新目标时，会有约2-3%的时间未能被使用，为了不想浪费这些时间，并且让地面望远镜、哈勃和韦伯望远镜进行更详细的研究，天文学家搜索现有的天文目录，寻找可遍布整夜的目标清单，期望编制一份有趣的物体目标档桉，让哈勃无论指向何方，都可以很容易地观察到。例如拍摄Arp-Madore 608-333的计划，就是为了填补这一空白，利用长期观测之间的时刻，除了创建像这样美丽的图像外，还可以让哈勃尽可能地收集更多的数据。（编译/台北天文馆赵瑞青）

Arp-Madore 608-333。图片来源：ESA/Hubble & NASA, Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA, J. Dalcanton
图说：Arp-Madore 608-333。图片来源：ESA/Hubble & NASA, Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA, J. Dalcanton

资料来源：ESA

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

木星与它的几颗大卫星，还有木卫二和木卫三的清晰影像。
图说：木星与它的几颗大卫星，还有木卫二和木卫三的清晰影像。

　　上图里面的五张小照片分别属于木星结了冰的两颗卫星：木卫二（Europa）和木卫三（Ganymede），它们和木星的大小比例如底图所示。虽然这两颗卫星在木星前面看起来是那么地小，但木卫二和我们的月球其实大小相近，木卫三更是整个太阳系中最大的卫星，甚至比水星还要大！下排最左边的照片属于木卫二，而其他四张则是属于木卫三。从地面望远镜要观察这些卫星十分具有挑战性，由于它们的视直径非常小，地球的大气扰动将会对影像产生严重的破坏。所幸科学家研发出自适应光学技术，使得影像得以修正失真，得到非常清晰的影像。你甚至可以在影像中找到只有150公里小的细节！

VLT拍摄的木卫二表面影像。
图说：VLT拍摄的木卫二表面影像。

　　由于这些卫星环绕木星的轨道略呈椭圆形，当它们公转时，来自木星的引力将会周期性地拉伸和挤压这些卫星的地层，进一步使得卫星的内部温度提高，甚至产生火山等等活跃的地质现象。木卫二被发现因为这样的潮汐力作用而在其冰质的地面下有存在液态海洋的证据，其表面上明显的纹路是木卫二最大的特征。一般认为，这些冰冻星球表面较深色的位置，地质年龄是比较古老的。然而不像明亮的部分已知是水冰与盐类，目前天文学家对暗色的地质组成仍有相当多的疑问。

VLT拍摄的木卫三表面影像。
图说：VLT拍摄的木卫三表面影像。

　　欧南天文台ESO使用位于智利的甚大天文台VLT拍摄了这一系列的木星卫星影像，VLT包含四座8.2公尺口径的望远镜和四座1.8公尺的辅助望远镜。在影像中的明亮区域主要由水冰所组成，并通常带有不少的盐分。大型地面望远镜虽然仍受大气扰动的干扰，但透过自适应光学等方法让望远镜能发挥该口径所具有的实力。相较于太空望远镜或发射太空船的超高成本，研发高效的自适应光学是相当合算的投资。（编辑/台北天文馆谢翔宇）

资料来源：ESO

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　专业天文摄影师在2022年9月24日拍摄到一幅令人难以忘怀的美丽影像，照片中巨大的电浆羽状物从太阳中喷发而出，这个火红色的丝状物称为日冕巨量喷发（CME），其炽热的细丝延伸至距离太阳表面超过160 万公里之处。根据SpaceWeather.com报导，此CME等级为G-1，属于小型太阳风暴，是NOAA太空天气指标分级表-地球磁场扰动中最轻微的类别，并且指向远离地球。

　　摄影师表示这是他见过的最大的CME，电浆最初包含在日珥，然后大约以每小时16万公里的速度断裂并流入太空，现在看到的照片是一张假色合成的缩时摄影影像，共叠合了6小时内所拍摄的数十万幅影像，其储存容量高达800GB，以显示CME光彩夺目的细节。

　　照片中太阳表面和CME看起来是橘色，但实际上并非如此，色球层和CME会发出一种在我们看来呈粉红色的光，称为Hα，但由于每张影像的曝光时间都很短（每秒拍摄30~80张），因此原始影像看起来几乎是白色的，摄影师在合成最终影像时，数位化地添加了橘色，提供太阳表面上各个结构之间的对比并突显CME。然而，由于影像的其余部分没有添加橘色，因此太阳保留了一个怪异的白色光晕，在黑暗的太空背景下便显得格外醒目。

　　近几个月来，随着太阳进入极大期，CME将变得更加频繁，我们将会看到更多像这样的情况，电浆羽状物也可能会越来越大，这也将为人们提供更多捕捉到类似影像的机会。摄影师强调他用来拍摄CME的望远镜经过特别改装，并加装了多个太阳滤镜，以便安全地观察及拍摄，千万不要试图在没有适当设备的情况下观察太阳，以免烧毁你的相机，甚至是眼睛。（编译/台北天文馆赵瑞青）

日冕巨量喷发（CME）的假色合成影像。图片来源：Andrew McCarthy
图说：日冕巨量喷发（CME）的假色合成影像。图片来源：Andrew McCarthy

资料来源：Science Alert

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　一般来说，最亮的恒星通常寿命最短，它们在几百万年内消耗掉氢，然后爆炸成耀眼的超新星，其核心会坍缩成中子星或黑洞，这些小而暗的天体就如宇宙墓地散落在银河系之中。它们都很难被发现，因为中子星的直径约15公里，除非它的磁极对准我们成为脉冲星，否则是非常难被看到的。恒星级黑洞更小，而且不会发光，通常是在它们吃掉伴星成为微类星体时，或在它们经过我们和更遥远的恒星之间，透过重力微透镜效应才被看到。

　　天文学家目前尚未观察到足够多的中子星或黑洞来绘制它们的分布图，澳洲悉尼大学的团队分析当前银河系中恒星的分布，并模拟恒星残骸如何被恒星相互作用拉扯和偏转。团队认为这些恒星残骸通常比银河系的现有恒星更老，因此它们有更多时间移动到新的轨道路径。团队发现这些恒星残骸分布在比可见银河系厚三倍的平面上，更令人惊讶是约有三分之一的恒星残骸正在从银河系弹出。在模型中，约三分之一的恒星残骸经历了一次近距离的恒星相遇，使它们的速度得到了极大的提升，最终将摆脱银河系的引力，这意味着随着时间的推移，银河系将逐渐失去质量。这出乎天文学家意料之外，先前知道像球状星团可以蒸发，但银河系的质量要大得多，预期蒸发量会很小。

　　该模型还有另一个讶异之处，这些恒星残骸相当均匀地分佈在整个银河系中，大多数恒星在距离一百光年内就会有恒星残骸。对太阳而言，最近的恒星残骸可能就在65光年之处，但我们却不知道它。天文学家预期随着越来越多的巡天天文台上线，例如薇拉·鲁宾天文台，将可以捕捉到足够多的微重力透镜事件，并发现这些恒星残骸的位置，最终了解它们分布现象。相关研究成果将发表于《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

中子星和恒星质量黑洞的大小。图片来源：Todd Thompson, Ohio State University
图说：中子星和恒星质量黑洞的大小。图片来源：Todd Thompson, Ohio State University

资料来源：Universe Today

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　初生的恒星，估计在宇宙1亿岁时诞生，还不到现在宇宙年的1%。第一代恒星在天文物理学中也被称做恒星族III（编按：依金属丰度比例分类，恒星族I如太阳；恒星族II常见于球状星团内的老恒星，其金属含量丰度较少；恒星族III则是除了氢和氦，其他金属丰度更低）。天文物理理论认为，第一代恒星形成时的大质量，导致恆星的生命周期走到超新星爆炸时，所炸出来的元素会散布在星际空间。然而，几十年天文学家孜孜不倦地搜索，还是没有找到这些初生恒星存在的直接证据。

　　发表于《The Astrophysical Journal》天文物理学期刊的新成果，天文学家使用近红外光谱仪，于双子星天文台，其一的口径8.1公尺望远镜，观测数颗已知最遥远的类星体。借由分析类星体周围云气的光谱，发现了不寻常的组成：其含铁量比太阳多了20倍，而镁铁[Mg/Fe]的比例则是出奇地低。

　　科学家相信这特征，是来自第一代恒星以不稳定对超新星（Pair-instability supernova）的型态爆炸所留下。估计该颗恒星约为太阳质量150~250倍的巨型恒星。与其他超新星不同的是，它不会在原处留下残骸（例如中子星或黑洞），而是将所有物质抛出。因此要找到第一代恒星的方法，第一个是正巧观测到这类型的爆炸事件（要能遇到，可谓极其困难）；第二个是利用其元素的化学特征，辨别出那些被喷到星际空间的物质。但这也是件棘手的研究工作，因为光谱线的亮度，除了代表元素的丰度，同时也包含了其他物理参数，还需仔细校正。

　　为了寻找大质量恒星族III的存在证明，在好些年前，天文学家聚焦在银河系银晕中的恒星，尝试回答这难解之谜。而这回，从类星体光谱中元素的波长，利用其强度来估计该元素的丰度，由东京大学的Yuzuru Yoshii和Hiroaki Sameshima与其他共同作者发表：「一个质量约为300个太阳质量的恒星，以不稳定对超新星炸出的镁铁比例，与我们这次观测类星体的元素分析结果一致。」是个很振奋的研究成果，表示这方法可应用于寻找初生的恒星。

　　如今的宇宙，尽管大质量的恒星III已不复在，但遗留在星际空间的物质，可能依旧存在至今。为了更彻底地解释这个新发现，还需要更多其他不同来源的观测结果，调查是否有相似的特征。若确定了这个寻找第一代恒星的新工具，我们对宇宙演化的细节也就能梳理地更加清晰。（编译/台北天文馆潘康娴）

艺术家笔下对早期宇宙大质量恒星III的印象。图片来源：NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Space-engine
图说：艺术家笔下对早期宇宙大质量恒星III的印象。图片来源：NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Space-engine

资料来源：Phys.org

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　经过10月的飞行，美国马里兰州的约翰霍普金斯大学应用物理实验室（Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, JHUAPL）的任务控制中心宣布：「NASA的双小行星改道测试Double Asteroid Redirection Test（缩写：DART），于协调世界时间（Universal Time Coordinated）2022年9月26日23时14分（北京时间2022年9月27日上午7时14分）成功地撞击目标小行星Dimorphos。」

　　我们需要拥有保护地球的能力，免于来自小行星或彗星的毁灭性撞击，这回的任务提供了防御所需的详尽资料，也表示人类能够主动出击防止这类型的自然灾害。DART以撞击小行星之伴星Dimorphos的方式，首次尝试在太空中移动小行星，让科学家们评估减缓技术的可行性。美国太空总署署长说：「DART任务代表了防御行星撞击地球的空前成功，还将科幻小说变成了科学事实，展示了一种保护地球的方法。」

　　伴星Dimorphos的大小约160公尺，绕着Didymos（直径约780公尺），这对双小行星系统为DART的目标，其轨道不会为地球构成威胁。这回，NASA成功地展示了利用飞行器，载重约570公斤，以每小时约22,530公里的速度，「故意」与小行星之伴星Dimorphos相撞，让小行星减速改变轨道，这个技术称为动力撞击。

　　飞行器另携带一台微型卫星相机LICIACube（由意大利太空总署提供），近距离地记录撞击过程，并一张张地回传影像，另外，全球各地望远镜与太空望远镜也同步进行观测与纪录。预估这次撞击会将Dimorphos的轨道缩短约1%（约减少10分钟的轨道周期）。在接下来的几周，天文学家将着手进行研究Dimorphos的新轨道，精确地测量轨道的改道程度，以确定DART对小行星撞击的有效程度。其结果有助于验证，和增进计算轨道动力学的预测模型之精确度。

　　天文学家也正加速找出有潜在撞击地球风险的近地小行星，而今日有了DART的测试结果，对未来的应变对策，更能提供具体的参考资讯，为保卫地球的安全，迈出扎实的一步。（编译/台北天文馆潘康娴）

白色线为原本的轨道，蓝色线为经DART撞击后，所预测的新轨道。（图片来源：NASA/JHUAPL）
图一：白色线为原本的轨道，蓝色线为经DART撞击后，所预测的新轨道。（图片来源：NASA/JHUAPL）

本次任务的目标，右下为Didymos，左上为伴星Dimorphos。（图片来源：NASA/JHUAPL）
图二：本次任务的目标，右下为Didymos，左上为伴星Dimorphos。（图片来源：NASA/JHUAPL）

资料来源：Science Daily

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　在过去的42.5亿年中，小行星撞击导致月球的自转轴来回转动了约10度。这样一个小变化，意味着埋藏在月球两极陨石坑中的冰较不受影响，也表示未来的月球探索能持续进行。

　　NASA月球探测计划的发现任务：重力回溯及内部结构实验室（Gravity Recovery and Interior Laboratory, GRAIL）提供了十分详尽的月球重力场地图，如此钜细靡遗地让陨石坑清晰可见。这也让麻省理工学院的行星科学家 David Smith想到：「月球上满满的陨石坑，它也代表了重力场的数据分布。何不将其一的陨石坑抹平看看？」Smith的团队从这个想法出发，将直径超过20公里的陨石坑一一挑出并对应GRAIL的重力数据，约有5,200个陨石坑和盆地，按照年份让时间倒转回到未撞击之前的样子。

　　单看每个陨石坑的影响是微乎其微的，然而当数量够多时，随着减去一个个陨石坑，发现月球两极慢慢地回到数10亿年前的位置。这些大大小小的陨石坑加起来，几乎相当于月球背面南极艾托肯盆地（直径约2,500公里）造成的重力效应，几乎是月球表面的四分之一。

　　如果影响够大时，位于月球极地的陨石坑会被推到阳光照亮的地方。一旦发生，那原先冰藏在火山口底部阴影处的挥发物都会昇华，能留下的冰就更少了，或是几乎没有。由于科学家们欲调查存留在两极的冰，这一项对月球的新认识也影响了未来的月球探索，包括NASA即将进行的载人阿提米丝任务（Artemis mission）。

　　该研究团队第一阶段的工作，先关注直径超过200公里的陨石坑，分析结果非常引人注目，是个好的开始，但这不是故事的全部，还有更多工作要进续进行。月球上有很多陨石坑超出了团队现阶段所研究的参数；尽管较小，也会产生影响。此外，月球的地质上并不如现在平静，以前的火山活动也可能改变了它的重力分布。看来每一个环节都很重要。

　　NASA戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）的行星科学家 Sander Goossens说：「有一些事情我们还没有考虑到，但我们想提醒的是：人们忽略不计的那些小陨石坑，是有影响力，而且是重要的小事。」

　　相关研究已发表在《Planetary Science Journal》上。（编译/台北天文馆潘康娴）

GRAIL所提供的月球重力分布图，可见密密麻麻的陨石坑。
图说：GRAIL所提供的月球重力分布图，可见密密麻麻的陨石坑。

月球极地地形图（左：北极；右：南极）。极点位移路线如黑线所示，白色圆圈标记时间资讯，红色圆圈标记42.5亿年前时极点的位置：80.4°N，0°E和80.4°S，180°E。
图说：月球极地地形图（左：北极；右：南极）。极点位移路线如黑线所示，白色圆圈标记时间资讯，红色圆圈标记42.5亿年前时极点的位置：80.4°N，0°E和80.4°S，180°E。

资料来源：Science Alert