发布单位:台北市立天文科学教育馆

  黑洞是宇宙中的强力引擎,它们提供类星体和其它活跃星系核的能量,从本质上来说,黑洞本身并没有磁场,但黑洞周围密集的电浆(plasma)在绕着黑洞旋转时,其中的带电粒子会产生电流和磁场。

  电浆的流动方向不会自发性地改变,所以科学家首先就认为黑洞的磁场是非常稳定的,但是这次见到磁场逆转证据时,科学家们都相当惊讶。磁场的方向翻转这件事,在恆星中很常见,例如:我们的太阳磁场每11年左右就会逆转一次,甚至地球每隔几十万年也会发生磁极倒转的现象,但磁极逆转被认为不太可能存在于超大质量黑洞中。

  2018年,2.39亿光年外,名为1ES 1927+654的星系在可见光波段变亮了100倍,在发现不久后,雨燕天文台捕捉到了它在X射线及紫外光波段的光芒,经过数据分析,科学家发现该星系实际上是在2017年底就开始变亮。

1ES 1927+654星系磁力线随时间演变之示意图。
图说:1ES 1927+654星系磁力线随时间演变之示意图。

  当时认为这种快速变亮是由于一颗恒星经过超大质量黑洞时,近距离接触引起的潮汐破坏事件,撕裂恒星扰乱黑洞吸积盘从而产生这次的高亮反应,但这次的新研究却不是如此。

  研究团队观察了从电波到X射线的相关资料,其中X射线波段的强度比往常下降的更剧烈,X射线通常是由带电粒子在强磁场中盘旋产生的,这显示黑洞附近的磁场产生了异常变化,与此同时,可见光及紫外光波段的强度却增加了,这不是潮汐破坏事件的典型反应,反倒是磁场逆转才更符合这样子的资料。

  当黑洞吸积盘历经磁场逆转时,磁场在吸积盘的外缘减弱,因此磁盘可以更有效地加热,磁场一旦减弱,带电粒子产生的X射线就越少,直到磁场完成反转之后,盘面又回到原来的状态。这是第一次观测到星系黑洞的磁反转,但究竟有多普遍,还需要更多的观测才能确定,该研究目前可以在论文预印本网站下载。(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

  太阳黑子不是太阳表面唯一的斑点,科学家研究电浆(plasma)从太阳表面升起的区域,发现平均不到一分钟的时间内,出现和消失的微小且明亮斑点,此现象被称为太阳点(solar dots)。这些太阳点是从NASA与ESA联合发射的太阳轨道器载具(Solar Orbiter,SolO)拍摄的影像中发现,同时发现当太阳进入一个新周期时,这些太阳点变得更加活跃。

太阳上的斑点。
图说:太阳上的斑点(Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

  一般认为太阳表面这种稍纵即逝的亮点,可能是太阳中复杂磁场变化的另一个现象。如同,太阳黑子出现在磁场特别强的区域;而闪焰和日冕物质抛射(CME),则是因为磁力线的断裂和重新连接而产生的。太阳磁场是一个复杂的系统,它是由太阳内部电浆对流所产生。

  2020年5月20日太阳轨道器载具针对一些区域进行磁通量观测,洛克希德马丁太阳与天文物理实验室科学家Sanjiv Tiwari的研究团队仔细观察这些磁通量区域影像,在极紫外线波段,科学家发现了这些隐藏于太阳电浆中的圆形微小亮斑。约一小时的观测时间中,发现了约170个亮斑,亮斑的直径平均约675公裡,亮度比周围亮约30%,仅持续约50秒即消失。大约一半的亮斑,在消失前维持孤立状态,其余的则分裂成两部分、与其他亮斑合并、或形成爆炸回路或喷流等现象。

  研究团队将数据与太阳动力学天文台(SDO)观测的磁场资料进行比对,亮斑在磁场活跃区域较多,尤其是较大较亮的亮斑。

  研究团队利用磁性流体动力学的模拟软体模拟太阳大气,模拟数据显示:亮斑可能出现在太阳表面磁力线磁重联(magnetic reconnection)与磁力线陷入时。由于太阳大气中,磁重联会产生磁回路,这可以解释许多亮斑在演化过程中会伸展成回路。

  然而,并非所有亮斑都出现在磁场纠缠的区域中,表示亮斑的形成机制是多元的。研究团表示:还有可能是因为磁声波(magnetoacoustic waves)在太阳电浆中传播,因为产生冲击而形成亮斑。

  研究团队表示,太阳轨道飞行器观测到的亮斑,并非太阳唯一看到的亮斑,在不同的波长和不同的磁场环境中亮斑都被观测到,未来的研究将有助于解决部分悬而未决的问题。该研究已经发表于《The Astrophysical Journal》。(编译:台北天文馆林琦峯)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  中国科学家近期在焦耳期刊(journal Joule)上的报告指出,月球上的土壤含有可将二氧化碳转化为氧气和燃料的活性化合物。他们现在正在探索月球资源是否可以用于促进人类对月球或更远地方的探索。

  南京大学材料科学家姚英芳和邹志刚希望设计一个利用月球土壤和太阳辐射的系统,这是月球上最丰富的两种资源。在分析了中国嫦娥5号太空船带回的月球土壤后,他们发现样本中含有富铁和富钛的化合物,这些化合物可作为催化剂,并利用阳光和二氧化碳产生氧气。

疑似月球含水土壤的分布图。
图说:疑似月球含水土壤的分布图。

  根据观测结果,研究小组提出了「地外光合作用」(extraterrestrial photosynthesis)策略。该系统主要利用月球土壤,将从月球和太空人呼吸废气中提取的水,并以阳光为动力将其电解成氧气和氢气。

  这个过程产生碳氢化合物,如甲烷,可作为燃料。研究人员说,这种策略不使用外部能源,只使用阳光来生产各种理想的产品,如水、氧气和燃料,可支持月球基地上的生命。该团队可能利用中国未来的载人探月任务来测试该系统。

  之前,科学家提出了许多地外生存的策略。但大多数设计都需要来自地球的能源。例如,美国NASA的毅力号火星车携带了一种仪器,可以利用火星大气层中的二氧化碳制造氧气,但仍是由本身的核能电池提供动力来源。

  虽然月球土壤的催化效率低于地球上可用的催化剂,但姚英芳说,我们正在测试不同的方法来改进设计,例如将月球土壤熔化成一种纳米结构的高熵材料,使其成为更好的催化剂。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Moon Daily

发布单位:台北市立天文科学教育馆

X级太阳闪焰
图说:美国东部时间2022年5月3日上午9点25分(格林威治标准时间13点25分),太阳表面左下方的一个太阳黑子爆发了最强的X级闪焰。图片来源:SDO

  美国国家海洋暨大气总署(NOAA)根据太阳闪焰释放的X射线强度分类成A到X级,每个级别的强度是上一个级别的10倍。

  5月3日发生的闪焰记录为X1.1,是本周太阳产生的第二个X级强度的闪焰,这也是2022年第三个最强大的太阳闪焰之一:其他两个分别发生在4月19日X2.2级和3月30日X1.3级。

  NASA表示,太阳闪焰是强大的辐射爆发,来自闪焰的有害辐射并不能穿过大气层对地球上的人类造成物理影响,但是,当足够强烈时,它会干扰地球GPS和通讯讯号传播的电离层,一旦它们到达地球,太阳闪焰产生的X射线和紫外线辐射会使我们高层大气中的原子电离,无法反射高频无线电波并造成无线电中断。

  太阳活动大约以11年为周期,最近特别活跃,太阳黑子数量几乎是NOAA预测数量的两倍之多,太阳的活动预料将稳步攀升,之后可能会出现更激烈的活动,预计在2025年达到高峰。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  脉冲星是高速旋转的中子星,因其具有的强烈磁场会快速自转,而发射无线电波束,这些光束在穿越空间时会产生独特的时序和偏振特征。传统搜寻脉冲星的方法是透过找寻在望远镜数据中所出现的闪烁,虽然这是有成效的,但很容易错失一些速度太快或太慢的脉冲星。因此自从第一次发现脉冲星以来,天文学家便致力于开发高效且灵敏的搜索法。

  现在由一组国际研究团队研发了一项新技术,并将其应用于澳大利亚平方公里阵探路者射电望远镜(ASKAP),就如同帮它带载上「太阳眼镜」般来捕捉偏振光,该团队因此发现了银河系以外已知最亮的脉冲星,位于大麦哲伦星系距其中心约1°的位置,名为PSR J0523−7125,它甚至可能是迄今为止所发现的脉冲星中最明亮的一颗,比其他探测到的都要亮10倍。

  ASKAP的观测资料为这个非比寻常的脉冲星提供了第一个线索,随后研究团队使用南非射电天文台的MeerKAT射电望远镜阵列加以确认其存在。研究人员表示这是第一次能够系统地、有规律性地搜索脉冲星的极化,而使用新技术所发现的第一颗脉冲星就是一颗极端的脉冲星,这不仅令人兴奋,也期待能利用这项新的技术找到更多的脉冲星。该研究成果发表于《The Astrophysical Journal》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

MeerKAT射电望远镜在没有「太阳眼镜」下的视野。
图说:MeerKAT射电望远镜在没有「太阳眼镜」下的视野。图片来源:Yuanming Wang

MeerKAT射电望远镜在戴着「太阳眼镜」下的视野,可清楚展现脉冲星。
图说:MeerKAT射电望远镜在戴着「太阳眼镜」下的视野,可清楚展现脉冲星。图片来源:Yuanming Wang

资料来源:Tech Explorist

发布单位:台北市立天文科学教育馆

韦伯太空望远镜(JWST)与其他红外线太空望远镜大麦哲伦星系的同一视野影像比较,显现韦伯太空望远镜的解析力比预期要好。
图说:韦伯太空望远镜(JWST)与其他红外线太空望远镜大麦哲伦星系的同一视野影像比较,显现韦伯太空望远镜的解析力比预期要好。

  上图为大麦哲伦星系影像,它是绕着银河系运转的卫星星系。韦伯太空望远镜团队比较韦伯太空望远镜的中红外线观测仪(MIRI)与广域红外线巡天探测卫星(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE),及史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope, SST)的影像,该团队表示:广域红外线巡天探测卫星主镜仅40公分,史匹哲太空望远镜主镜为85公分主镜,韦伯太空望远镜的主镜达6.5米,相比之下大很多,解析力和集光力也好很多,此外,哈勃太空望远镜无法提供中红外线波段的影像。

  在白矮星与恒星的双星系统中,白矮星会从伴星拉走氢气并堆积在外层,当白矮星的外层氢壳累积到温度与压力的极限时,产生天文学家和工程师们似乎对韦伯太空望远镜的解析力竟然如此之好感到震惊,但读者可能会觉得很讶异,不是在发射之前地面测试就已经了解望远镜的能力吗?该团队科学家Marshall Perrin解释,他们的确已经在休斯顿的低温环境中测试了整个光学系统,但地面测试具有挑战性,并且与太空环境不同,实际上并不能告诉我们最终的性能状态。比如说韦伯太空望远镜的主镜被设计成在零重力下具有一定的形状,但在地面测试,无法避免会因重力而变形,需要利用电脑数值模型的协助。而且,在太空中是否会因太空船而造成仪器振动,也没有办法在地面上测试。此外,詹森太空中心的真空室可达到韦伯太空望远镜在太空中的低温,但有些因素会导致测试的不准确性。

  虽然地面测试有实际效用,但最后还是要到太空才能显现结果。该团队预计第一张正式影像将在7月公布。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Universe Today

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  两周后,欧南天文台(ESO)将向世界展示关于银河系的新讯息。虽然到目前为止,谁都不知道他们会宣布什么,但根据我们的了解,接下来即将公布的结果来自于事件视界望远镜(EHT)科学团队,他们曾在2019年拍摄了第一张黑洞影像。

  而多年以来,EHT团队一直在持续关心我们银河系的心脏,人马座A*超大质量黑洞所在地,他们将于北京时间2022年5月12日21时00分进行线上直播,随后将有来自世界各地的6名天文学家在youtube上举行活动,如果天文学家们成功地拍摄到了人马座A*的直接图像,那麽这将是一个你不能错过的历史性时刻。

  由于黑洞会吸收所有的电磁波,所以从本质上来说,我们只能看到它的轮廓,它代表着光线无法逃脱黑洞引力之处,在欧南天文台的新闻稿中透露会有一些「开创性」的东西,这也是他们在2019年宣布第一张黑洞影像所使用的词汇,2019年所拍摄到的黑洞位于M87星系,它的质量为太阳的65亿倍,视界半径达到了200亿公里;而人马座A*虽然离我们更近,但对比于M87星系中心,它相当小,仅有太阳质量的430万倍左右。

  目前全世界的天文迷都翘首以盼,想要了解欧南天文台提供给我们什么新奇的发现,你可以点击链接了解细节,下方亦有预直播链接。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

发布单位:香港天文学会

  天文学家在2022年4月29日用罗威尔天文台的罗威尔发现望远镜(Lowell Discovery Telescope)进行的暮光观测,证实泛星彗星(C/2021 O3 PANSTARRS)已经解体。罗威尔发现望远镜的大型单片摄影机在中国香港时间10时50分到10时54分之间通过滤光片拍摄了19张1秒曝光的彗星,在约6°仰角,观测值为约4角秒。

C/2021 O3 (PANSTARRS)

  在这些观测期间,彗星距离太阳0.38天文单位,距离地球0.70天文单位,相位角为135°。通过对齐和堆叠(stacking)在美国太空总署喷射推进实验室星历表JPL#15位置上的校准框架,来解释彗星每分钟7角秒的快速运动,显示预测位置附近的中值堆栈,具有正式的3σ不确定性椭圆和从标记的背景星的单独堆栈派生的点扩散函数(point spread function)模型。

  虽然对较早的近日点前增亮趋势的推断预测此时彗星将增亮,但在彗星内部看不到具有预期运动的物体。没有观测到任何彗核凝聚显示这种特征是尘埃云或碎片场,作为核解体的残余物持续存在,事件可能与彗星的4月21日在距太阳0.29天文单位处过近日点前几天已经低于其早期的亮度趋势,表示已经解体。

【图:罗威尔天文台;文:节译自天文学家电报2022年5月2日通报】

C/2021 O3 (PanSTARRS) 泛星彗星已经解体,作者:张启成、叶泉志等人

发布单位:香港天文学会

  2022年5月2日出版的第二卷第六期《小行星命名公告》新增两颗中国人命名的小行星,其中一颗小行星是由紫金山天文台盱眙天文观测站近地天体望远镜发现,另外一颗由俄罗斯恩格尔加特天文台(Engelhardt Observatory)泽连丘克观测站(Zelenchukskaya Station)发现。

  534390 Huningsheng 胡宁生。胡宁生(生于1932年)天文仪器专家。他在发展中国天体测量仪器和技术方面做出重大贡献,特别是领导成功研制地面测量纬度最准确的光电等高仪。

  541508 Liucixin 刘慈欣。刘慈欣(生于1963年)中国著名科幻作家,曾获得多项文学奖项。他凭小说《三体》获得2015年科幻小说雨果奖(Hugo Award)。

小行星命名公告

【文:节译自国际天文学联合会小行星通告;新闻讯息由林景明翻译/提供】

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  以往天文学家认为来自银河系中心的神秘伽马射线源自于暗物质,现在澳大利亚国立大学(ANU)的研究团队找到了新的解释。

  大约在十年前,天文学家使用NASA费米伽马射线太空望远镜(GLAST)测量银河系中心时,发现一种高能的光超出了他们所能解释的范围,即所谓的银河系中心过剩(GCE),此现象长期以来一直困扰着天文学家。现今澳大利亚国立大学的研究表示这种特殊的伽马射线讯号,实际上可能来自一种特定类型快速旋转的中子星。

  研究人员发现它可能来自于毫秒脉冲星,一种旋转速度非常快,大约每秒可旋转100次的中子星。在此之前天文学家就曾在太阳系附近探测到单个毫秒脉冲星的伽马射线发射,所以知道这些天体会发射伽马射线。而从研究团队的模型显示,数量约10万颗此类恒星的整体发射量,将可以产生与银河系中心过剩完全一致的讯号。

  这个发现意味着科学家必须重新考虑要在哪里寻找关于暗物质的线索,也因为我们完全不了解暗物质的性质,所以任何潜在的线索都会让科学家感到激动不已。而此次的研究结果显示了产生伽马射线的另一个重要来源,例如离我们最近的仙女座星系其伽马射线讯号可能主要也来自于毫秒脉冲星。该研究成果发表于《Nature Astronomy》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

费米伽马射线太空望远镜所拍摄银河系伽马射线图像。图片来源:NASA/DOE/Fermi LAT
费米伽马射线太空望远镜所拍摄银河系伽马射线图像。图片来源:NASA/DOE/Fermi LAT

资料来源:The Australian National University