发布单位:可观自然教育中心暨天文馆 观赏方式:冬季 肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  教授中国古天文时,总有眼尖的学生发现中国星图上小小的写着一个字:「屎」。怎么天上会有屎呢?再加细看,竟发现天上宫阙配套齐全,「屎」旁有「厕」,「厕」旁有「屏」,这厕所还讲卫生整洁呢!

可观中心的中国星图,局部放大。
可观中心的中国星图,局部放大。

  原来中国古人认为天上与人间有密切关系,他们的星官系统也反映了「天人感应」的世界观。无论是人物(如帝皇将相),人造物(如宫阁、军营、筲箕、磨刀石),还是自然和动物(如云雨、雷电、鱼、鸡、狼),皆有自己的星官。而既然天上有人居住,自然少不了要有厕所。超过2000年前的《史记‧天官书》已有载:

  「參為白虎。三星直者,是為衡石。下有三星,兌,曰罰,為斬艾事。其外四星,左右肩股也。小三星隅置,曰觜觿,為虎首,主葆旅事。其南有四星,曰天廁。廁下一星,曰天矢。」

  参宿广为今日的天文同好所知,即现代的猎户座,厕和屎(屎本作矢,天矢即天屎)原来就在其南方。

  此外,《隋书‧天文中》有载:

  「天廁四星,在屏東,溷也,主觀天下疾病。」

  《管窥辑要‧卷四十三》载:

  「五星守天屎,大人有疾,天下飢,人多死。」

  古人似乎认为天上的「厕」和「屎」也和地上人的健康息息相关呢!

苏州石刻天文图,局部放大(宋代,苏州市石刻博物馆藏品)
苏州石刻天文图,局部放大(宋代,苏州市石刻博物馆藏品)

  猎户座在冬季夜空中非常易找,各位只要沿着猎户座南下,就会在天兔座处找到「厕」和「屏」。但要找到「屎」星就不容易了。不知古人是否觉得「屎」不宜过于显眼,选了天鸽座μ星作「屎」。这颗星的视星等只有5等,非常暗淡,只有身处光污染轻微的野外才能看见。

中西星座在参宿一带的对应位置(电脑模拟图片)
中西星座在参宿一带的对应位置(电脑模拟图片)

上述星官在真实夜空的模样,图左是夜空最光的天狼星,和暗淡的屎星成强烈对比。(相片来源:Akira Fujii/David Malin Images,文字及标记为自行添加)
上述星官在真实夜空的模样,图左是夜空最光的天狼星,和暗淡的屎星成强烈对比。(相片来源:Akira Fujii/David Malin Images,文字及标记为自行添加)

  身在地球,看到的星空本身也是大同小异,但西方星座和中国古星官却展示了截然不同的夜空想象,观星时稍作对比亦是一乐。如果各位观星时也想认识更多中国古星官,不妨利用一下星图软件,或「可观天文助理」的即时中西星图。学贯中西,何其乐哉。

天文导师:朱清天
可观自然教育中心暨天文馆(香港荃湾荃锦公路101号)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★

  2024年1月12日,水星将抵达今年第一次西大距的位置,水星与太阳之间的日距角约为23.5度,日出时在东南方向,仰角约18度,视亮度为-0.3等,虽然-0.3等以恒星的观点很亮,肉眼即可发现它的踪迹,但由于临近天亮,且受到大气层影响其亮度,仍需要一定的时间及眼力搜寻。

  由于水星是内行星,平时都在太阳附近难以观察,但当水星来到「大距」的位置时(通常发生于太阳-水星-地球三者连线接近直角,水星位于这个角顶点位置时),从地球上所见的水星离太阳最远,届时在日出或日落时所见的水星仰角较高,最容易观看。其中,当水星位在太阳以东时称为「东大距」,见于日落后的西方天空;位在太阳以西时为「西大距」,见于日出前的东方天空。

  本次的水星西大距,虽然发生于1月12日,但是在这前后三、四天的5时30分至天完全亮之前都是适合的观赏时机,1月11日时达到日出仰角最高(约19度)。由于行星基本上都位于黄道面上,故利用其它已经在天上的行星连线来查找不太容易以肉眼见到的水星,当天在天空中的亮行星仅有金星,找到金星后往左下方延伸即可找到较暗的水星,并且需于5时15分之后才能见到它升起,想要一睹水星的民众需前往东南至东方低空视野开阔处才能看到它;如果在好天气的情况下透过天文望远镜观察水星,甚至可看到水星的形状呈弦月般的外观,此时的水星视直径仅有约6.7角秒,建议使用口径20公分以上的望远镜才能见到这精彩的一幕。(编辑/台北天文馆技佐许晋翊)

2024年1月12日06:20东南方低空所见水星、金星及火星,若天气良好使用望远镜可见水星的弦月状。
2024年1月12日06:20东南方低空所见水星、金星及火星,若天气良好使用望远镜可见水星的弦月状。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  2024年1月8日夜间22时59分,发生心宿二合月,此时月相近眉月。心宿二亮度1.1等,与月球相距约0.78°,两天体皆在地平线下不可见。于隔天日出前向东南方天空搜寻,可见月球、金星、水星,由右上至左下呈弧形排列,心宿二恰巧位于眉月与金星之间下方,组合成一幅有趣的天文美景。

2024年1月9日06:00东南方天空。
2024年1月9日06:00东南方天空。以上示意图由Stellarium软体产生。

  天文上所称的「合」,是指两个天体在天空中经度相同,此时这两个天体看起来比较接近。由于月球比其他星体距离地球要近得多,所以在不同地点所看到的月球位置也会有些许不同,最多可达约2度,也就是约满月直径4倍的差异。因此,若在某个地点出现两天体经度相同的「合」天象,在其他某些地点就有可能因为在「合」出现的时刻前后,两天体之间的角距离太小,看起来过于接近而变成相互遮蔽的「掩星」天象。

  本次的心宿二合月在北美洲的大部分地区将会观察到月掩心宿二的天象,可惜台湾地区不可见。(编辑/台北天文馆蔡承颖)

2024年1月8日,发生于北美洲的月掩心宿二区域图。
图说:2024年1月8日,发生于北美洲的月掩心宿二区域图。其中:青色实线代表掩入与复出发生于地平线以上的区域界线,白色实线代表掩星发生于夜间的区域界线,蓝色实线代表掩星发生于晨昏交界处的区域界线,红色虚线代表掩星发生于日间的区域界线。至于此范围外的区域,就是发生心宿二合月的地区。图片来源:Occult V4 掩星计算软体。

在美国洛杉矶市,于当地时间2024年1月8日05时39分起月掩心宿二。
图说:在美国洛杉矶市,于当地时间2024年1月8日05时39分起月掩心宿二。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★★★

  象限仪座流星雨(Quadrantids,010 QUA)是每年三大流星雨之一,也是每年第一个到来的流星雨。

  根据美国流星协会(American Meteor Society)及国际流星组织(International Meteor Organization)的过往的统计,象限仪座流星雨有可能成为一年之中最强的流星雨,不过通常极大期很短暂,约6小时。今年的极大期预计发生在1月4日晚上19时左右,预测的每小时天顶出现率(ZHR)大约为80,甚至短时间内上看110。象限仪座流星雨的特色是流星速度中等,这些流星通常不会留下持久的轨迹,但经常会产生明亮的火流星。象限仪座流星雨的来源研经究表示应该是小行星196256(2003 EH1)所分离出来的碎屑。

  象限仪座流星雨的辐射点位在牧夫座头部附近,大约在1月5日凌晨0时从东北方升起,这时已过极大期。且月亮于5日凌晨0时30分升起,月光将影响流星雨的可见度。因此,观测条件一般。想观赏象限仪座流星雨的民众可考虑在4日入夜后至午夜之前进行观察。由于流星出现的时间和位置无法预测,建议选择无光害、视野开阔的地点,以肉眼全面扫描天空,享受这场流星雨。提醒大家冬夜寒冷请注意保暖。台北天文馆也将于4日晚上20时至24时进行星空直播,让民众能够透过网路欣赏这场流星雨的美景。

  值得一提的是,象限仪原是古代用于测量星体位置的仪器,1795年被列入星座名录。然而现今象限仪星座其实已经除名,但流星雨保留了这一名称。国际天文学联合会(IAU)于1922年重新划定星座,将天空分为88个区域,每个区域代表一个星座。在这次重新划分中,象限仪座被除名,其原星座范围现分布于武仙座、牧夫座和天龙座之间。(编辑/台北天文馆段皓元)

象限仪座流星雨辐射点示意图。为2024年1月5日凌晨3时的星空,由免费星空软体Stellarium输出并后制,橘色箭头表示流星可能来自的方向。
象限仪座流星雨辐射点示意图。为2024年1月5日凌晨3时的星空,由免费星空软体Stellarium输出并后制,橘色箭头表示流星可能来自的方向。

玉山星空之象限仪座流星雨。张仕兴、李佳錞/摄(2022/01/04)
玉山星空之象限仪座流星雨。张仕兴、李佳錞/摄(2022/01/04)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  地球于2024年1月3日(周三)8时39分运行至「近日点」,是本年中地球绕行太阳公转速度最快(约30.287km/s或10万9,033km/h),也是最接近太阳的位置,此时地球距离太阳0.983307天文单位,也就是1亿4,710万634公里,比起2024年7月5日地球过远日点时的1.016725天文单位、1亿5,209万9,895公里来说,足足近了大约500万公里,也使太阳的视直径大了3.4%,太阳视半径977.49角秒,是全年中太阳最大的一天。

地球以椭圆轨道绕日公转。

  地球以椭圆轨道绕日公转,离太阳最近的位置称为近日点,离太阳最远的位置称为远日点,不过近日与远日的距离差异仅3.4%,不算很大,通俗点说:地球的公转轨道蛮接近圆形的。地球在近日点时,北半球为冬季,南半球为夏季,虽然离太阳特别近,但天气怎么还是很冷?其实决定气候的因素很多,比起距离来说,阳光照射的角度更加重要。由于地球自转轴相对于地球公转太阳的轨道面倾斜约23.5度,使得地球公转太阳时随位置的不同,各地单位面积所接收到的阳光便有所变化,单位面积所接收到的阳光愈多,能量愈多,进而气温变高。

2023年地球过近日点与远日点时所拍摄的太阳,可发现大小有明显变化。
2023年地球过近日点与远日点时所拍摄的太阳,可发现大小有明显变化。

  地球通过近日点时刚过冬至不久,太阳直射南半球的南回归线附近,比起夏至直射北回归线时,位于北半球的台湾,单位面积接收到的阳光少了将近30%,而且日照时间也比夏至时短了大约3小时,因此尽管距离近了3.4%,但台湾地区仍处于寒冷的冬季!故地球的冬夏季节变化主要来自地轴倾斜之故,而非和太阳的距离有差别的结果。(编辑/台北天文馆吴典谚)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★★

  冬至是一年中24节气的最后一个节气。今年的冬至发生在2023年12月22日11时27分,此时太阳位于黄经270度。24节气是根据太阳的位置而定,每个节气在阳历上几乎是固定,前后日期差1-2天,因此每年的冬至都是落在12月22日左右,而与农历日期无固定对应关系。

  冬至在天文学上是一个重要的时间点,这一天,北半球经历了一年中白天时间最短、夜晚时间最长的一天。原因在于地球的自转轴倾斜了约23.5度,冬至时,太阳直射南回归线。而在北纬66.5度以上的北极圈内,甚至是永夜,相反的,在南极圈以内则是永昼。以台北为例,冬至这天的白昼仅10小时35分,比起6月22日白昼最长的夏至时的13小时42分来说,日照时数短了3小时又7分。随着冬至过后,太阳逐渐北移,北半球的白昼时间会逐渐增加,因此这一天被古人视为新年的开始。

2023年12月22日冬至时,太阳直射南回归线,对北半球而言是昼最短夜最长的一天。此图中地球影像来自2022年12月21日冬至时由向日葵8号人造卫星所拍摄。其它后制仅为示意图,非经严谨计算后之呈现。
2023年12月22日冬至时,太阳直射南回归线,对北半球而言是昼最短夜最长的一天。此图中地球影像来自2022年12月21日冬至时由向日葵8号人造卫星所拍摄。其它后制仅为示意图,非经严谨计算后之呈现。

  因为地球有大气与海洋的调节作用,冬至并不代表一年中最寒冷的时候。此外,由于地轴倾斜和地球绕太阳呈椭圆形轨道的综合影响,冬至并非太阳最晚升起或最早落下的日子。台湾各地今年最早日落是在11月29日或30日,详细资料请参考「天象预报:2023/11/29-30 最早日落 ★」。如果我们每天固定于同一时间、同一地点拍摄太阳的位置,就会呈现8字形的日行迹,以下图为例,每日早上拍摄太阳,会发现冬至时太阳会是从东偏最南(方位角116度)升起,反之夏至则从东偏最北(方位角64度) 升起。大家不妨在今年12月22日欣赏一年中最偏南的日出或日落。(编辑/台北天文馆段皓元)

台北市的8字日行迹图。照片中的四条直线分别是不同天的太阳日出轨迹,其余呈现8字型为每日早上同一时间的太阳位置,即呈现太阳一年内在每日同一时间的运动轨迹。
台北市的8字日行迹图。照片中的四条直线分别是不同天的太阳日出轨迹,其余呈现8字型为每日早上同一时间的太阳位置,即呈现太阳一年内在每日同一时间的运动轨迹。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  小行星灶神星于2023年12月22日2时56分,绕太阳公转到达「冲」的位置,也就是假设以地球为中心,太阳和灶神星将分别位于地球两侧。而且从地球上来看,两天体赤经相差180°的位置。此时灶神星位于金牛座与双子座交界处附近,全夜可见,是最佳的观赏时机。但是因视亮度为6.4等,已接近肉眼可见程度的极限,因此最好利用双筒或小型望远镜来观察,才能仔细欣赏。

2023/12/22傍晚19:00东方天空。

2023/12/22 灶神星冲
2023/12/22 灶神星冲。以上示意图由Stellarium软体产生。

  灶神星(4 Vesta)是主小行星带中,质量与体积都排行第二的小行星,为四大小型星之一。推测内部拥有铁镍质的核心、橄榄石质的地函与地壳,地函曾经有过对流作用,但因逐渐冷却已停止。星体为接近椭球体的形态,但表面起伏大且凹凸不平。根据太空探测船所传回的物质组成资料分析,认为灶神星在太阳系形成后约3亿年左右的时间产生。因此,天文学家能够藉由研究灶神星,进一步瞭解太阳系形成初期的演变过程。(编辑/台北天文馆蔡承颖)

由太空探测船黎明号(Dawn,台湾名:曙光号)所拍摄的灶神星近距离影像,揭示了三个撞击坑。。影像来源:NASA/JPL。
由太空探测船黎明号(Dawn,台湾名:曙光号)所拍摄的灶神星近距离影像,揭示了三个撞击坑。影像来源:NASA/JPL

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★★★★★

  年度压轴的双子座流星雨(Geminids,004 GEM)活跃期在12月4日至12月17日期间,今年极大期预估发生在12月15日凌晨,ZHR值为150。双子座辐射点位在双子座头部的北河二,约19时升起,因此14日天黑不久就可以朝东方观看,凌晨2时辐射点接近天顶,越接近午夜越容易看到流星。今年更逢月相配合,眉月自19时许即西沉,夜空将完全不受月光干扰,整夜观赏条件绝佳,十分推荐并令人相当期待。

双子座流星雨与鹿林天文台-林明濬。
双子座流星雨与鹿林天文台-林明濬。

  双子座流星雨其特色为速度中等偏慢,约每秒35公里,亮度中等偏亮,偶尔会出现较明亮的火流星,且流星颜色多半明亮且色彩浓烈,但由于速度中等缓慢,因此流星划过后少留有余痕。流星雨的母体源通常是彗星,而双子座流星雨的母体源则是第3200号小行星法厄同(3200 Phaethon),是少数已知不是由彗星造成的流星雨,另一个是同为年度三大流星雨之一,发生于一月的象限仪座流星雨(Quadrantid meteor shower)。

  流星出现的时间和位置并不固定也无法预测,尽可能选择无光害且视野辽阔处,躺下后轻松扫瞄全天空,用肉眼就能尽情观赏这场流星雨,若使用高感度数位相机摄影,还能留下精彩美景。台北天文馆也将在流星雨极大期晚间以高画质摄影机进行星空直播,让民众透过网路也能即时欣赏到这次难得的流星雨美景。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

12月14日入夜后,双子座流星雨辐射点示意图。
12月14日入夜后,双子座流星雨辐射点示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  2023年12月12日01:08UT至01:26UT,319号小行星Leona将会遮掩猎户座的0.5等亮星参(shēn,ㄕㄣ)宿(xiù,ㄒㄧㄡˋ )四,掩星区域从中国的新疆开始,穿过塔吉克、乌兹别克、土库曼、亚塞拜然、亚美尼亚、土耳其、希腊、阿尔巴尼亚、意大利、西班牙、葡萄牙、美国佛罗里达州,最后在墨西哥结束。

  根据2023年9月的掩星观测显示,小行星Leona的直径约介于50至80公里之间,这颗小行星有点椭圆,甚至可借由先前的观测资料建立初步的3D模型,预计它的轮廓在当天的视直径可能为46×41毫角秒,参宿四在天空中的视直径则约为40毫角秒,参宿四自身大气的变化也可能会使它看起来成为稍大的50毫角秒,中心线上的参宿四是否会被完全遮挡还须仰赖各处天文爱好者的观测。

小行星形状预测示意图。(by Josef Durech)
小行星形状预测示意图。(by Josef Durech)

  对于这一事件的光变曲线可能有助于天文学家了解参宿四的亮度分布,当小行星在不同纬度所见情形不同,有可能会从参宿四中间、上方或下方穿过,科学家可以借由亮度的测量得知参宿四表面的大型对流胞系统分布情形。

掩星模拟光变曲线。
科学家针对三种不同的模式计算出不同的掩星过程及参宿四亮度变化(by Miguel Montargès (Observatory of Paris) / Andrea Chiavassa (Observatory of Côte d'Azur))

  小行星掩极亮星事件较为罕见,本次的可见掩星区域全部都处于夜晚侧,被掩星又是全天空第10亮的恒星,只要天气良好观测条件都相当不错,很可惜的是,台湾地区并不在本次的观测带上。如果有业余天文爱好者在这条观测带上,需要在事前以GPS或网路同步校时,精确观测时间与时间解析度对于小行星掩星的科学分析非常重要,可能会影响最终的科学数据。(编辑/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:国际掩星计时协会(IOTA)