有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

因为无法获得挖掘所需的摩擦力，NASA宣布放弃InSight任务中「摩尔」（Mole，“鼹鼠”音译）部分的探测计划。

「摩尔」（Mole）热探针是NASA InSight登陆器部署在火星上的HP3（探测热流和物理特性装置）仪器的一部分，由德国航空航天中心（DLR）开发和建造，约40公分长的打桩机，通过带有嵌入式温度感应器的系绳连接到InSight，一旦「摩尔」挖到至少3米深时，测量从火星内部流出的热量。用如此小的装置进行如此深的挖掘，「摩尔」可说是史无前例的装置。InSigh整个任务（使用地震调查，大地测量学和热传输进行的内部勘探）的重点就在于有关火星内部更多的探测。

自2019年2月28日以来，这个名为「摩尔」的探测器一直试图钻入火星表面，希望获得火星内部温度产生的资讯，因为温度是火星地质演化的动力之一。但在 「摩尔」钻入约2或3公分深度时，由于意料之外的土壤结块使「摩尔」的尖头失去了所需足够的摩擦力，任务团队最后尝试使用InSight机械臂上的铲子，将土壤刮到探针上并夯实以增加其摩擦力，在2021年1月9日又进行了500次锤击，在依然没有任何进展之后，小组宣布任务终止。

「摩尔」的设计是基于之前的火星任务所见的土壤，但这次「摩尔」所遇到的情况有很大的差异。

HP3的首席调查员（DLR）的蒂尔曼·斯波恩（Tilman Spohn）说：「我们已经尽了最大努力，依然功败垂成，但幸运的是，我们因此学到了很多东西，除了了解该地区的土壤，这次的任务工程师也获得了操作机器人手臂的宝贵经验。他们以原计划之外的方式使用了机械臂和铲子，规划动作并正确地传送指令给InSight并完成工作。这将有助于未来深入地下探测任务的尝试。」

InSight是NASA第一个试图钻入土壤的火星任务，这实验之所以重要，因为未来的太空人可能需要挖掘土壤以获取水冰，而科学家则希望研究火星地下物质的潜力以支持微生物生命。

「我们为我们的团队感到骄傲，他们在数百万英里之外进行故障排除，为使InSight的「摩尔」更深入火星而努力。」NASA科学副主管Thomas Zurbuchen说：「我们必须突破技术极限，了解有效和无效的方法。从这个意义上讲，我们已经取得了成功；我们学到了很多东西，这些东西将使未来的火星及其它太空探测任务受益，这就是NASA的冒险精神。」（编译/台北天文馆刘恺俐）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

2020年4月15日，一阵短暂的高能光线扫过太阳系，触发几架NASA和ESA在太空的仪器。现在多国科学团队得出结论，认为爆炸是由位于邻近星系的磁星所产生。这一发现证实人们的长久怀疑，这种每天都会在天空中探测到的伽马射线爆发（GRB）是近距离的磁星所产生的强大闪焰。研究结果发表在Nature与Nature Astronomy上。

GRB是宇宙中最强大的爆炸现象之一，即使距离达十亿光年也可以检测到。当一对中子双星结合时，会发生持续不到两秒钟的伽马射线爆发。天文学家在2017年的就曾观测到1.3亿光年外中子星合并造成的重力波与伽马射线爆发。磁星是另一种GRB来源。它是磁场强度比典型中子星强千倍的中子星，有时磁场会扰动而爆发，并产生持续数星期或更长时间的X射线爆发。极少数状况下，磁星会有更巨大的爆发，并产生伽马射线。在银河系中已发现29颗磁星中，大多数都有偶发的X射线活动，但只有两个产生过巨大爆发。2004年12月27日是最近的事件，尽管距离达28,000光年，却在地球的高层大气中产生了可测量的变化。之后，看到另一次爆发就是2020年4月15日！首先，NASA的2001火星奥德赛号的俄罗斯高能中子探测器观测到短暂而强大的X射线和伽马射线，约6.6分钟后触发NASA离地球150万公里远的Wind太空船，再过4.5秒爆发到达了地球，触发NASA费米伽马射线太空望远镜，与ESA的INTEGRAL卫星和国际空间站上的ASIM仪器。这爆发称为GRB 200415A，仅持续140毫秒，由于众多仪器观测到，因此可精确定位它位于NGC 253星系的中央区域。NGC 253是旋涡星系，位于玉夫座约1,140万光年。

研究人员表示，最近的20年天文学家才拥有适当仪器，可以以多种不同方式检测这些GRB事件，使GRB 200415A是有史以来观测最仔细的事件。若下次GRB发生在离我们较近的星系甚至在银河系内，地面上的无线电望远镜，如南非的MeerKAT就可能探测到，便能验证理论是否正确。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：  ★★★

国际空间站（又称国际太空站，ISS）是绕地最大的人造物体，离地表仅4百多公里，因此它从太阳或月亮前方通过时，能看到ISS凌日或凌月的现象。1月21日台湾北部发生1次凌日，与1月24日发生2次凌月事件。预报地图如下，带状是ISS凌日或凌月的可见地带。详细资料请参考ISS TRANSIT FINDER网站。

由于ISS移动高达每小时2.8万公里，在1秒内就会通过日或月面，因此需要先至观测点准备好器材，并使用长焦距镜头或天文望远镜对准日或月面，在事件发生前几分钟开始录影，事件过后再检视画面是否拍到。拍摄ISS凌日更需要注意，因为观测凌日就像观测太阳黑子，必须在望远镜前方加装专用太阳滤镜，才能安全地观赏记录。（编辑/台北天文馆助理研究员李瑾）

2021年1月21日凌日预报
时间：17:03（视观测位置而微幅变动）
ISS视直径~14.96角秒
太阳仰角：5.1度
太阳方位角：245.2度

2021年1月24日凌月预报
时间：1:19（视观测位置而微幅变动）
ISS视直径~21.75角秒
月亮仰角：14.1度
月亮方位角：284.7度

2021年1月24日凌月预报
时间：14:47（视观测位置而微幅变动）
ISS视直径~20.48角秒
月亮仰角：12.5度
月亮方位角：73.7度

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：  ★

天囷增七（亮度约为5.45等），属于中国古星官天囷（意指圆形谷仓）增星的第七星，又称白羊座ξ（ξ Arietis），是距地球约600光年的蓝白色B型星。掩星是因月球绕转地球，使月球在天空中相对远方恒星由西向东运动（每日约13°左右），当其通过恒星前方就形成掩星。

1月21日当天月相为盈凸月（月龄8.3），在台北当地时间18点07分，天囷增七从月球的暗缘掩入，19点42分从亮缘复出。适合使用小型天文望远镜观察，下图显示掩星前后月球和天囷增七的大致位置。（编辑/台北天文馆陈姝蓉）

掩星前后月球和天囷增七的相对位置示意图（本图由Stellarium产生）。

发布单位：台北市立天文科学教育馆

就像玩具陀螺在转动变慢时会摇摇欲坠一样，火星在自转时，两极会略微偏离行星的自转轴，推估每200天左右偏离中心约10公分。这发表于2020年10月13日的研究报告使火星成为在地球之外，第二个出现这种钱德勒摆动（Chandler wobble）现象的行星。

科学家侦测到火星钱德勒摆动（Chandler wobble）的现象。Credit: NASA/JPL/USGS

钱德勒摆动是以美国天文学家塞思•卡洛•钱德勒（Seth Carlo Chandler）命名，他在1891就发现了这种现象。此摆动在地球上更加明显：地球的两极摆动距离自转轴约9公尺，摆动轨迹呈圆形，周期约433天左右。

根据Eos的说法，这种摆动对地球的影响微不足道，但其原因依然成谜。尽管科学家已经计算出该摆动会在开始后的一个世纪之内自然消失，但是地球当前的摆动却已经持续了远远超过这个期限。有研究指出，可能是受大气和海洋压力变化所影响，儘管确切的机制仍是不明，但它似乎不断地重新激发了这种摆动。

关于火星的摇摆是研究团队使用绕行火星运行的三个火星探测卫星（Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter and Mars Global Surveyor），收集了18年的数据而探测到的，虽然成因未明。但科学家认为，火星两极的微小摆动也应该自然消退，虽然目前看来依旧活跃。

由于没有海洋，火星的摆动可能仅受大气压力变化的影响，但还需要进一步研究确定。（编译/台北天文馆刘恺俐）

资料来源：SPACE.COM

发布单位：台北市立天文科学教育馆

棕矮星不是恒星也不算是行星；它们大小与木星差不多，但质量通常要大上几十倍。尽管如此，它们质量却比最小的恒星还小，因此核心没有足够的压力与温度，可以如恒星那样产生核融合。它们刚形成时很热，但逐渐变冷且微弱发光，这使它们很难被发现，而且也没有望远镜可以清楚地看到其大气。最近，月球与行星实验室的研究人员在The Astrophysical Journal期刊发表，以新技术研究棕矮星的大气。结果，团队发现棕矮星与木星极为相似：棕矮星的赤道有如木星的平行高速风。这些风将大气混合，重新分配从内部所散发出来的热，也像木星一样，旋涡主导其极地区域。

团队是使用NASA的凌日系外行星巡天卫星（TESS）研究离地球最近的两个棕矮星，它们是距地球仅6.5光年的Luhman 16 A和B。虽然两者的大小与木星大致相同，但其质量与密度更大。Luhman 16 A质量是木星的34倍，而Luhman 16 B约是28倍。

团队表示：TESS虽然是为寻找系外行星而设计，但也提供了丰富的数据。通过团队开发的演算法，能够获得非常精确的亮度测量值。因为棕矮星会旋转，当明亮的大气区域面对我们，棕矮星会变亮，而当此位置旋转出去时，则变暗。由于太空望远镜能提供极其精确的观测值，因此该团队能依观测数据，建立棕矮星的大气环流图。研究结果表明，太阳系行星的大气环流与棕矮星有很多相似处。小组也希望以此技术探索棕矮星和系外行星的大气，如云、风暴系统和环流带等。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：Science daily

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：    ★

2021年1月24日9时57分，水星到达今年第一次东大距的位置，与太阳之间的距角约为18.6度，日落时见于西南西方低空，仰角约15度，亮度约-0.6等，以肉眼即可发现它的踪迹。

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，水星位在这个角顶点位置时），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。

如果能利用望远镜观察水星，可看到本次水星东大距的形状呈弦月般的外观，相位为0.54。此时的水星视直径只有7.02角秒，最好使用口径20公分以上的望远镜来观察其盘面的形状。（编辑/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

2021年1月24日18时西南西方所见模拟影像，若搭载高倍数望远镜则可见水星呈弦月状。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

即使是「时间」也无法幸免于多灾多难2020年。

行星的自转始终随气压、风、洋流和核心运动的改变而稍有变化 ，但是这对于国际计时员来说是不方便的，因此，他们使用超精确的原子钟来计量「世界时」（UTC）。当天文时间（由地球自转一圈所需的确切时间）偏离世界时超过0.4秒时，世界时就会进行调整。

行星的自转始终随气压、风、洋流和核心运动的改变而稍有变化。

到目前为止，在6月或12月底添加一个「闰秒」（leap second）的所做的这些调整，使天文时间和原子钟时间恢复一致。

但是，因为从1960年代末及1970年代初开始有精确的卫星测量，发现地球自转一直有减缓的趋势 。因此根据美国国家标准与技术研究院 （NIST）的数据，自1972年以来，科学家平均每1.5年增加闰秒 。最后一次是在2016年的除夕，在23小时59分59秒时添加了一个额外的闰秒。

根据《Time and Date》（timeanddate.com），最近地球自转的加速使科学家第一次讨论负闰秒，可能不再需要增加一秒钟，而是要减去一秒钟。

这是因为一天的平均长度为86,400秒，但2021年的天文时间平均要短0.05毫秒。在一年的累积下，这将使世界时的时间上总共提早了19毫秒。

因此，有关闰秒的未来，是否永久终止闰秒，将进行国际讨论。

2005年最短的一天是7月5日，地球自转一周比起86,400秒加快了1.0516毫秒；2020年最短的一天是7月19日，地球自转一周比86,400秒快了1.4602毫秒。

闰秒制度有其优缺点，它们可以确保天文观测与时钟时间同步，但是对于某些数据资料和电信基础结构而言，可能就会产生麻烦。

国际电信联盟的一些科学家建议让「天文时间」和「原子钟时间」之间的时间间隔扩大，直到需要一个「闰」的时间才做调整，以最大限度减少对电信的干扰。（但与此同时，天文学家必须进行自我调整。）

法国巴黎的国际地球自转和参考系统服务（IERS）负责确定是否需要增加或减去闰秒。（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

阿提米丝1号（Artemis 1）是美国NASA领导的国际阿提米丝计划的第一次飞行，目的是在2024年之前让太空人重返月球。这将包括一艘无人驾驶的猎户座太空船，将进行为期三周的绕月飞行。它与地球的最大距离将达到45万公里——这是任何能够运载人类的太空船飞向太空最远的距离。目前，Artemis 1的发射时间预定于2021年下半年。

今年2月，火星将迎来自几个国家的探测任务。阿拉伯联合大公国的Al Amal（希望号）火星探测器是阿拉伯世界的首个星际任务。它将于2月9日抵达火星轨道，将用两年的时间来监测火星的天气和消失的大气层。

中国国家航天局的天问一号将在Al Amal（希望号）后的两周内到达，其由轨道飞行器和地面漫游车组成。探测器将进入火星轨道几个月，然后将漫游车部署到火星表面。如果成功，中国将成为第三个登陆火星的国家。该任务有几个目标，包括绘制地表矿物成分图和寻找地下水沉积物。

美国NASA的毅力号（Perseverance Rover）漫游车将于2月18日在耶泽罗陨石坑（Jezero Crater）着陆，寻找可能保存在粘土沉积物中的古代生命迹象。重要的是，还会将火星样本运回地球。

2021年3月，印度太空研究组织（ISRO）将发射第三次月球任务——月船3号（Chandrayaan-3）。如果一切顺利，月船3号探测车将在月球南极的（Aitken）盆地着陆，因它被认为蕴藏着大量的地下水冰。

詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜是哈勃太空望远镜的后继者，但发射的过程一波三折。最初计划于2007年发射，但已经晚了将近14年，在明显被低估和超支之后，花费了大约100亿美元，这与哈勃望远镜有着相似的经历。韦伯反射镜的口径为6.5米比哈勃的2.4米要大得多，这对于提高图像分辨率至关重要。韦伯目前定于10月31日用亚利安5号（Ariane 5）火箭发射。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆

eROSITA是德国与俄罗斯合作的Spektr-RG太空X光望远镜附属的仪器，一个国际天文学家团队通过分析eROSITA赤道最终深度调查（eFEDS）的数据，发现新的超星系团，并发表论文。

超星系团是宇宙中最大的结构之一，包含着各种质量不同的结构物，从庞大而密集的星系团到低密度的桥，纤维状结构与巨墙等。马克斯·普朗克地外物理研究所领导的团队，分析140平方度eFEDS的星场，发现8个星系团组成的超星系团，其红移为0.36。

eFEDS J093513.3+004746，是其中最大最亮的星系团，估计其质量达580兆太阳质量。eFEDS J093546.4-000115和eFEDS J093543.9-000334是该超星系团中质量最小星系团，其质量约为太阳的130兆倍。其馀5个星系团的质量估计在140至250兆太阳质量之间。数据也显示，在最北端的星系团的北部和东南部地区存在两个无线源和一个拉长的的无线电晕，这也支持星系团正在进行的合并活动。团队表示，发现和研究超星系团能增进我们对宇宙结构和演化的了解。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：phys.org