发布单位:台北市立天文科学教育馆

  美国夏威夷大学(University of Hawaii)与布朗大学(Brown University)科学家李帅(Shuai Li),以及NASA埃姆斯研究中心(Ames Research Center)Richard Elphic等人,分析来自印度月船一号(Chandrayaan- 1)太空船上的月球矿物绘制仪(Moon Mineralogy Mapper,M3)的侦测资料,结果在月球两极最黑最冷的地方直接侦测到水冰存在的铁证。这些水冰成块状分布,且可能在很久以前就已经堆积在此处。其中月球南极的水冰绝大部分集中在月球陨坑中(下图左),北极的水冰则是零星散布、并不集中(下图右)。

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  月船一号是印度太空研究机构(Indian Space Research Organization)于2008年发射的月球探测船。M3是透过水冰反光后的特性,以及直接测量水冰分子吸收红外光的程度等方式,来收集月表水冰的分布概况,所以可以分辨固态水冰、液态水和气态水汽之间的差异。

  新发现的水冰大多位在极区陨坑的阴影区内。由于月球自转轴倾角相对于太阳非常小,阳光永远无法照射到这些陨坑内的阴影区,使得阴影区内温度始终低于摄氏零下156.7度(华氏-250度)。

  先前其他观测曾间接发现月球南极可能有表冰(surface ice)的讯号,但这些讯号也能用其他现象解释,例如有反射率不寻常的月壤等。而侦测到的这些水冰之所以称为表冰,是因为它们都在月球表层仅约数毫米深之处,所以未来太空探测或在月表建立基地,都能在此轻易取得水资源。也因此,这次的直接测量铁证相当有意义,让科学家能进一步了解这些水冰如何聚集在这些陨坑阴影内,如何和月球大环境交互作用等,这为未来各太空机构重返月球探测计画提供了关键重点。

资料来源:https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7218

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  前几年网络与媒体相当时兴的一个话题是寻找长相非常类似,但其实没有血缘关系的「陌生双胞胎」,甚至有人为此特意设立网站,引起广大回响。目前已知的系外行星数量达数千颗之多。双子座天文台(Gemini Observatory)天文学家Trent Dupuy和夏威夷大学Michael Liu等人最近拍摄一颗新发现的系外行星2MASS J0249-0557 c(简称2MASS 0249 c)的红外光谱时,发现和绘架座βb( Beta Pictoris b或β Pic b)这颗发现已久的气体巨行星的红外光谱几乎一模一样,让天文学家兴起它们是否为陌生双胞胎的争议,而答案的是与否,和它们的起源有关。

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  恒星通常是一群一起从气体尘埃密集的云团中诞生。这群恒星相当分歧,从质量小到无法经核融合反应自行产生能量的棕矮星,到会以超新星爆炸方式结束一生的大质恒星都有。而行星,就在这些新诞生的恒星旁逐渐形成。一旦诞生这些恒星的云气苗圃耗尽气体,恒星和它们的行星逐渐飘离诞生地而分散,自由地在银河系里漂流。因此,天文学家们相信,有些看似相隔很远的行星,其实是从同一块恒星苗圃中诞生的手足。

  到目前为止,直接拍摄(direct imaging)而发现的系外行星基本上都是各自独立的,彼此间的模样和年龄等都有明显差异。然而,发现模样几乎一样但形成过程迥异的系外行星,让天文学家开启一道能深入了解这些天体的新途。

  绘架βb由A.-M. Lagrange等人透过超大望远镜(Very Large Telescope)发现于2008年11月18日,距离地球约63光年,质量约13倍木星质量,离母恒星约9AU,是第一批利用直接拍摄而发现的系外行星之一。而Dupuy等人透过加法夏望远镜(Canada-France-Hawaii Telescope,CFHT)新发现的系外行星2MASS 0249 c,其质量、亮度和光谱几乎和绘架βb相同。Dupuy等人认为:这两颗系外行星应该不是只有浮于表面的相似,而是真的来自同一块恒星苗圃,「恒星基因」是相同的。 

  虽然是基因上的手足,但它们目前所处的环境却截然不同。它们的母星差异颇大。绘架β的亮度比太阳亮10倍左右,2MASS 0249却是个比太阳暗2000倍左右的棕矮星。再者,绘架βb很接近它的母星,只有9AU左右,相当于太阳到土星的距离;但2MASS 0249 c离母星却远达2000AU。距离相差如此之大,显示行星的哺育环境的确不全然相同。传统理论认为气体巨行星形成时,先有小型的岩质核心,而后恒星周围原行星盘中的气体逐渐累积在此核心表面,最后成长为一颗气体巨行星,绘架βb的成长过程应是如此。但相对地,2MASS 0249 c的母星周围似乎没有足以制造出一颗气体巨行星的资源,所以2MASS 0249 c应该是在其母恒星诞生的恒星苗圃中就已经形成。

  由此可知,大自然有很多种方式可以让行星看起来非常近似。绘架βb的诞生途径可能如同现今大多数气体巨行星般,在恒星周围原行星盘中从小尘粒开始累积而成;相对地,2MASS 0249 c则比较近似体重不足的棕矮星,是从气体云团收缩聚集而成。它们俩现在都被归属为行星,但2MASS 0249 c的出现让天文学家意识到这样的分类或许太过笼统,没办法反应出真实的状况。

  Dupuy等人根据CFHT观测资料,除确认2MASS 0249 c离它母星远达2000AU之外,还确定2MASS 0249属于成员已经四散的绘架β移动星群(beta Pictoris moving group);绘架β在这个星群中并不是最显著的恒星,但它拥有最著名的行星之一,因而以之为名。该团队后来利用凯克天文台(WM Keck Observatory)测量2MASS 0249母恒星,发现2MASS 0249是棕矮星,而且它还有另一颗棕矮星伴星,换言之,这个系统是由2颗棕矮星和1颗气体巨行星所组成。后续以在夏威夷的NASA红外望远镜装置(NASA Infrared Telescope Facility)和在美国的阿帕契天文台(Apache Point Observatory)天文物理研究联盟(Astrophysical Research Consortium)3.5米望远镜观察2MASS 0249 c的光谱,证明这颗系外行星与绘架βb非常近似。

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  能直接拍到的系外行星,绝大部分都离母恒星非常近,绘架βb便在此类,有些甚至比水星到太阳还近许多倍,因为这样所反射的母星辐射,才足以亮到能被地球上的望远镜捕捉到它的身影。但2MASS 0249 c却离母恒星及其伴星很远,比太阳系最远的行星—海王星(30AU)还远得多很多,所以天文学家比较容易测量其表面天缉获大气组成等特性,而不会被母恒星干扰,如此一来便可更进一步地了解气体巨行星的许多特性和起源,所以对天文学家来说,2MASS 0249 c可是个瑰宝。

资料来源:Institute for Astronomy at the University of Hawaiʻi

发布单位:台北市立天文科学教育馆

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  中国预定今年12月实施「嫦娥四号」探月任务,将首次实现人类探测器在月球背面着陆和探勘的壮举。过去60年,人类已经发射100多个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但仅有环绕月球轨道卫星和载人的阿波罗号看到过月球背面。至今仍没有任何一个月球探测器,能够在月球背面着陆。

  在8月15日的新闻发表会上展示了「嫦娥四号」着陆器和月球车(rover)的外观图像。月球车是一个长方形的盒子,有两个可折叠的太阳能板和六个轮子。它长1.5公尺,宽1公尺,高1.1公尺。中国月球探测计划的首席设计师吴伟仁(Wu Weiren)表示,嫦娥四号月球车在很大程度上保留了其前身玉兔探测车的形状和设计(这是中国2013年第一个用于嫦娥三号的月球车)。

  与玉兔探测车一样,「嫦娥四号」月球车将配备四个科学设备,包括全景摄影机,红外线成像光谱仪和雷达测量设备,以获取月球表面的图像并探测月球土壤和结构。它还将承受真空,强烈辐射和极端温度变化。月亮在昼夜温差大,可达摄氏300多度。

  嫦娥四号月球探测器将登陆月球背面南极地区的艾特肯盆地(Aitken Basin),这是科学和太空探索的热门地点。然而,因为月球本身的阻挡,地球要和月球背面直接通讯是不可能的,这是嫦娥四号探月任务的众多挑战之一。所以中国已于5月发射了一颗名为「鹊桥」的中继通讯卫星,目前在距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点轨道运行,提供了地球与嫦娥四号月球探测器之间的通讯服务。

资料来源:spacedaily


延伸阅读:中国「鹊桥」升空,为登陆月球背面探测器做通讯中继

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  通常而言打棒球是会去统计生涯第n支全垒打或第n支安打的,如果在天文学界也有这样子的统计数字的话,那么亚洲第一就非板垣先生莫属了。

  8月2日,住在日本山形县的板垣先生发现了今年第5个,生涯第136个候选超新星,暂定名为2018enb,该天体位于飞马座附近,详细天区如图。之后经美国利克天文台使用光谱仪对其进行确认,证实为Ia型超新星。

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图由Stella Navigator绘制, DSS版权声明

  找出新的超新星并不容易,就好像在玩大家来找碴一样,把两张同样天区,不同日期的照片拿来比对一下,同一个位置若有新的亮点,就有可能是超新星爆发。但是超新星的亮度从地球看来是非常暗的,仪器必须非常精密才能够察觉其差异性,再者,哪一天区会产生超新星并没有办法预测,只能不断的对不同天区拍照进行比对,才能够有所发现。

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飞马座附近的超新星发现照片,摄影:板垣公一

  板垣先生是一名企业家兼业余天文学家,在「豆の板垣」担任董事长,受到池谷薰在1963年发现的池谷彗星影响,板垣先生首先将目标定为「发现彗星」,在1968年他终于发现了一颗新的彗星,但是其发现报告比另一个团队晚提交,因此他并非第一个发现者,在那之后由于板垣先生将精力放在经营上,因此后续并没有再发现新的彗星;此外,由于与NASA等相似的公部门均把彗星及小行星列为搜索目标,业余天文学家想要成为该类星体的第一发现者极为困难,所以当他得知1994年的苏梅克-列维9号彗星(Shoemaker-Levy 9, SL9, D/1993 F2)撞击木星事件,是由业余天文学家发现时,又重新燃起了他对天文观测的渴望。

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苏梅克-列维9号彗星被木星的潮汐力撕裂一影,摄:哈勃太空望远镜1994年5月17日

  他在2000年决定将目标改为「发现超新星」,2001年5月17日,板垣先生发现了第一颗超新星,命名为2001bq,之后直到2018年为止,他所发现的超新星数量,排名世界第五,日本人所发现的超新星当中,有一半以上均是板垣先生的成就。

  除了超新星以外,板垣公一在2008年也在金田宏的协助下,找到了一颗疑似新的彗星,后来经证实这颗是失落了110年的D/1896 R2彗星,而2009年在鲸鱼座附近又发现了一颗新彗星(C/2009 E1),如今该彗星被命名为板垣彗星。

资料来源:AstroArts(日文网站)IAU日本国立天文台板垣先生个人网站

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  球状星团是非常古老的恒星系统,里面拥有数十万至百万颗恒星,以引力聚集成球形。银河系已经发现近200颗球状星团,由于球状星团较明亮,科学家认为尚未发现的球状星团应该不多。不过,巴西的天文学家Denilso Camargo最近以NASA的宽视场红外巡天太空望远镜(WISE)公布的影像中,一口气发现了5个球状星团。 

  新发现的球状星团,分别命名为Camargo 1102,1103,1104,1105和1106,其年龄介于125至135亿年之间,几乎是银河系最早期的恒星。其中Camargo 1102位于银河系中心的另外一侧,距离太阳26700光年,距离中心则为2800光年。 其他星团则与太阳同侧,距离太阳约14,700-18,900光年,距银河系中心的距离则为6,800-11,700光年,由于位于银河盘面方向所以不容易发现。天文学家认为,这些新发现的球状星团有助于了解银河系形成和早期演化。

资料来源: sci-news

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  欧南天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT),开始使用新的自适应光学系统(adaptive optics,AO),成效良好,获得不逊于哈勃太空望远镜的海王星影像。由于大气扰动会扰乱天体光线进入大气的方向,造成望远镜实际的解析力远逊于理论值。因此,天文学家发射昂贵且难维修的太空望远镜以避开大气扰动。但地面天文台也发展自适应光学来减轻并修正大气扰动的影响!

  自适应光学系统在20多年前开始发展,原理是望远镜先观测恒星(引导星),并得到大气扰动造成的光波波前畸变(也就是模糊星点),由于已知所观测天体应该是点状,电脑计算后再改变反射镜形态为补偿,进而回复清晰的星点,而同视野的天体也获得修正。但受到技术限制,早期的自适应光学系统仅能观测近红外波段,且能够观测的有效视野较小。

  最近,8米级的甚大望远镜开始使用新的自适应光学系统,名为Galacsi(Ground Atmospheric Layer Adaptive Corrector for Spectroscopic Imaging)。为了能观测没有适合的恒星为引导星的天区,它使用四个雷射创造自己的“恒星”, 并每秒修正镜片约1,000次,如此可消除望远镜上方900公尺大气造成的扰动。由ESO公布一系列海王星影像,显示该系统对大气扰动的补偿非常有效,观测效果丝毫不逊于哈勃太空望远镜。

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资料来源:Popular Mechanics

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2018年6月21日,在俄罗斯几个城市,包括位于莫斯科东南部的利佩茨克(Lipetsk),一颗明亮的流星被发现。它发出的光持续了1秒钟时间,爆炸产生的烟雾数分钟后才消散。美国NASA的火球记录显示,该事件发生在6月21日01:16:20 UTC。这次流星闯入大气层事件被美国用来探测核爆炸的传感器探测到。估计这次流星爆炸威力相当于2.8 千吨的黄色炸药,流星体的直径约13英尺(4米)。然而2013年2月在俄罗斯车里雅宾斯克(Chelyabinsk)上空爆炸的流星体直径估计约65英尺(20米),爆炸威力更大,相当于440千吨的黄色炸药。

  为什么在俄罗斯有这么多的流星事件?俄罗斯是世界上领土范围最大的国家,因此除了大多数陨石都落入海中之外,最有可能被陨石命中的区域之一。

资料来源:http://earthsky.org/space/asteroid-exploded-disintegrated-over-russia-june-21-2018
编译:台北天文馆吴典谚

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家们已经证实,大约14亿年前的地球,自转一圈只要18小时41分钟,而不是熟悉的24小时。根据“美国国家科学院学报”(the Proceedings of the National Academy of Sciences)发布的最新计算,地球每年平均增加0.0000135秒,这一趋势将持续数百万年。

资料来源:http://www.sciencemag.org/news/2018/06/average-earth-day-used-be-less-19-hours-long
编译:台北天文馆吴典谚

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  美国太空总署(NASA)在6月7日的记者会上宣布,火星探测车好奇号(Curiosity)发现了有关甲烷(CH4)存在于火星的新证据以及埋藏在古老泥岩中的有机化合物;虽然并非直接发现外星生命,但是这些生命的间接证据仍然非常振奋人心。

  好奇号于2012年登陆火星,其上搭载了一套叫做「SAM」的仪器,是Sample Analysis at Mars的缩写(意为火星样本分析),它的主要目标是找到那些在非生物过程中所形成的有机分子,这些分子是形成生命不可或缺的存在。

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  这项最新的发现与《科学》(Science)期刊上的两篇论文有关,第一篇针对盖尔陨石坑上的30亿年前泥岩进行研究,好奇号利用它的机械手臂钻入岩石内部采集颗粒样本,再将颗粒送进SAM里用它的小烤箱加热,以分析颗粒所释放出的气体,研究显示这些释出的有机分子与地球上富含有机物的岩石非常相似。另一篇的研究小组分析了来自好奇号三个火星年(55个地球月)的大气资料,他们它现火星上的甲烷含量随着季节的不同有戏剧性的变化,夏季时甲烷含量是平常的好几倍。基于这个原因,科学家们怀疑这些甲烷是被加热后,从永冻土层的地下水库中释放出来的,但是其确切的来源仍是个谜。

  要真正了解是什么原因导致这种季节性的差异,我们需要送出新的探测器,幸运地是,针对这个目的所设计的仪器已经处于制作阶段,NASA所主持的火星2020探测车计划,以及欧洲太空总署(ESA)的ExoMars专案,都会在近几年发射前往火星,届时将为我们带来更多的资料。

资料来源:NASAAstronomy