有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

天文学家发现了颗奇妙的星球，地球大小，每3.14天绕行主恒星一周，这数字让您想到了甚么呢？

通用数学常数π。

2017年NASA克卜勒太空望远镜在K2任务收集的数据中发现了π行星的讯号。经过今年SPECULOOS地面望远镜网络的确认，研究小组证实了是一颗行星绕其恒星运行的讯号，而且发现这颗行星似乎以每3.14天、π周期规律地绕行着其主恒星旋转。

π行星编号K2-315b，每3.14天绕主恒星一周，炙热的岩石表面，可能不适合居住。Credit: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle, Christine Daniloff, MIT

研究人员估计，被编号为K2-315b的π行星半径约为地球半径的0.95，大小与地球差不多，每3.14天绕着一颗大小约为太阳的五分之一、温度较低的低质量恒星运行，速度高达每秒81公里。因为绕行轨道距离恒星很近，表面温度高达约华氏350度，所以，尽管尚不能确定其质量，但π行星可能是不适合居住的。

SPECULOOS是“The Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars”的缩写，以智利阿塔卡马沙漠中四个1米望远镜所组成的网络，可以扫描整个南半球的天空。最近，该网络增加了第五台，位于北半球的Artemis望远镜。

SPECULOOS望远镜网络目标在搜寻和地球差不多大小、绕行冷矮恒星的行星，因为少了大恒星产生的眩光，小而昏暗的恒星让天文学家有更好的机会去发现正在绕行着它的行星。这些超冷矮星散布在整个天空中，SPECULOOS可以逐一查看这些超冷矮恒星，寻找遮掩现象或恒星光周期性下降的讯号，这预示着行星可能在恒星前方穿越过并短暂遮蔽其光，当系外行星凌掠过较冷的红矮星时，提供下一代詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）研究系外类地行星大气的好机会。

资料来源：SciTEchDaily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

NASA太空船首次成功降落在小行星上执行收集样品任务！

欧西里斯号（OSIRIS-Rex，中国大陆又译作“冥王号”）于北京时间2020年11月21日6时12分降落到近地小行星贝努（Bennu）的表面，目标是从贝努表面收集至少60克的灰尘和碎石，预计2023年9月24日将样品送回地球，以研究太阳系的起源与生命相关有机物和水的来源。

OSIRIS-REx任务耗资8亿美元，在2016年9月发射，于2018年12月3日到达500米大的贝努近地小行星。经过一年多环绕研究后，团队最终选择了一个名为夜莺（Nightingale）的小陨石坑为降落地点，因为该点表面物质的颗粒较细，且相对新鲜没经过长期暴露于太空环境而变质。但夜莺周围也充满危险，其中包括要经过一个两层楼高，绰号为厄运山（Mt. Doom）的巨石，而陨石坑内也有其他障碍物，因此太空船的目标是一个宽8米相对平坦无石块的区域，考量OSIRIS-Rex距离达3亿公里之远，任务小组认为相当不容易。

OSIRIS-Rex共花四个小时降落，与表面接触仅短短16秒。探测器将长度3.35米的手臂接触贝努表面后，喷出氮气5秒钟将小行星表面物质吹入TAGSAM样品採集头，之后启动推进器离去。小组将确认是否收集到足够的样本，若不足将在2021年1月12日尝试进行另一次登陆，地点是名为鱼鹰（Osprey）的坑洞，这是赤道附近相对没有巨石的区域。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：Space.com

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：  ☆

第11号小行星海妖星（Parthenope），将在2020/10/24的00:46到达冲的位置。冲指的是，以地心为中心太阳和海妖星在天球上的经度相差180度。此时海妖星位于双鱼座，距地球约1.36AU，最大亮度9.3等。在10/23约19:15到隔日清晨4:20，海妖星的仰角皆离于地平面20度以上，几乎整夜可见。海妖星在23:45在南方天空达到最高仰角69度。由于海妖星比较暗淡，肉眼无法看见，必须使用口径8-10公分以上的望远镜，或是隔一阵子拍摄一张影像，加以比对找出移动的天体后，才易观察到这颗小行星。（编辑/台北天文馆陈姝蓉）

2020年10月24日00:46左右的西南方天空，此图由TheSkyLive产生。

发布单位：台北市立天文科学教育馆

物理学家认为黑洞只有三个独立的特性：质量、电荷、和角动量。由于黑洞所捕获的物质基本上是电中性，因此黑洞的电荷应几乎为零。而黑洞的质量决定其事件视界的大小，可以通过周围物质运动的轨道测量质量。但是，黑洞的旋转就很难研究了。黑洞会如同恒星或行星自转，可是黑洞没有像恒星和行星那样的物理表面提供测量。由于与质量一样，黑洞自旋也是一种时空性质，因此自旋会造成空间改变，要测量黑洞的自旋，需要研究物质在黑洞附近的行为。目前已测量到超大质量黑洞的自旋。如研究其吸积盘发出的X射线会受自旋改变能量，或如M87影像中，朝向我们旋转的一侧的光环更亮。但是我们不知道银河系中心黑洞的自旋，由于银心黑洞不是很活跃，也比M87中的黑洞小得多。我们不能通过观察它附近的光来测量它的自旋。但是在Astrophysical Journal Letters的论文提出另一种测量自旋的方法。

▲黑洞与吸积盘同向或不同向转动的X光波段能量分布图。

作者提出参考系拖曳（Frame-dragging）方式，当质量旋转时，它会稍微扭曲周围的空间。这种现象已经由测量绕地人造卫星证实。虽然黑洞无法如地球，在其周围的轨道上放置探测器测量，但是作者认为可测量黑洞周围恒星运动证实。尤其大约有40颗被编号S的恒星，其轨道非常靠近黑洞，随着时间的推移，它们的轨道会因参考系拖曳的效果而改变。如果可以测量这些偏移，就可以测量自旋。在这项新研究中，团队研究了S星的轨道，没有发现参考系拖曳效应，因此银心黑洞必定缓慢旋转，可能其旋转度小于黑洞最大可能旋转度的10％。相较之下M87黑洞的旋转速度快多了。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：Universe Today

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：   ★★

从地球中心向外看，若行星和月球的赤经经度相同时，即为行星合月，此时通常是一个农历月中，行星和月球较接近的时候。由于木星与土星目前都位于人马座，角距离很近。因此10月23日恰巧发生木星与土星同日合月。

首先登场是23日1时12分的木星合月，木星位在月球以北约2.02度；上午11时42分则发生土星合月，土星在月球北2.58度。由于合发生的时间较接近22日晚间，所以建议于22日晚间观看。木星、月亮与土星相当显目，在天黑之后即出现于南方，约22时后陆续西沉。因此建议天文爱好者可选择西方宽阔或适合地景处摄影，必能获得不错成果。或能前后数日摄影，可以清楚看到月亮在木星与土星徘徊移动。（编辑/台北天文馆助理研究员李瑾）

2020/10/22月球接近木星和土星示意图。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

蜻蜓44星系（DF44）位于后发座，距离3.3亿光年，属于后发座星系团的成员。天文学家认为一般星系其暗物质比可见物质重10到300倍之间，但DF44相当不一样，它的暗物质是恒星的10,000倍！天文学家努力多年，要确认是这个天体异常，还是观测分析中出了问题？现在有了答案。由荷兰、西班牙等天文学家的国际团队测量DF44的球状星团总数，发现其数量比先前认定要少得多，因此暗物质的比例小多了，表明该星系并不独特。该结果发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society期刊。

论文作者表示，尽管没有严谨的物理解释，但球状星团的数量与星系的质量有关性，这可能与形成星系的原始气体量有关。先前观测认为DF44有80个球状星团，意味它质量与银河系相当，但银河系拥有数千亿颗恒星，而DF44仅一亿颗星，因此认为DF44暗物质质量比恒星高万倍。

研究团队使用先前哈勃太空望远镜的观测数据重新分析，他们以更严格的参数来确定哪些球状星团被DF44所束缚，他们发现，该星系的球状星团总数量仅20个，因此得出DF44所含暗物质是可见物质的300倍，并未超出正常值。这不是团队首次发现暗物质含量测量错误。先前别的团队观测认为DF2和DF4星系几乎没有暗物质，去年他们提出这是距离计算错误的结果，修正距离之后，这两个星系也不再是宇宙怪胎。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

在离地球2.15亿光年的星系中心，一道耀眼的光芒突然射向太空，这是一颗垂死恒星所发出的最后一声惨叫，因为它靠得太近，被一个超大质量黑洞扯开，这同时也是我们首次观测到恒星死亡的过程，为我们了解宇宙的剧烈变化提供了前所未有的经验。

虽然恒星死于黑洞的现象并不常见，但天文学家们目前已经看到够多的证据，并大致了解这一个过程，当恒星靠黑洞太近时，黑洞巨大的潮汐力会拉伸恒星，当恒星进入流体洛希极限的范围后会被更进一步的扯裂，这种恒星被扯裂的现象，称为潮汐破坏现象（Tidal disruption event，简称TDE）。

本次的TDE在2019年9月首次发现，命名为2019qiz，TDE没办法预测，必须随时观测天空，这些解体恒星死前会在黑洞的视界外释出耀眼的闪焰，但是这种闪焰通常会被一团尘埃所掩盖，使得研究难度增加。兹威基瞬变天体观测设施（Zwicky Transient Facility，ZTF）在2019年9月发现该事件后，天文学家很快地把望远镜对准波江座上的一小片天空螺旋星系的中心。

▲2019qiz所在位置是一个螺旋星系的中心，距地球2.15亿光年。

当恒星被撕裂后，一些产生的碎片会像面条一样被拉长且变细，然后流入黑洞，研究团队所看到的闪焰，则是这些物质受到强烈的引力及摩擦后，被加热到超高温，以致于TDE可以暂时地超过主星系的亮度，天文学家借由观测多种不同波段的衰减程度，可以判断该系统的质量，这颗死亡恒星的原质量约与太阳相当，其超大质量黑洞大约是100多万倍太阳质量。

这项研究是TDE系列的最新突破，过去曾有一次逃离死亡的恒星纪录，而这次的2019qiz则是完全死透了，为人类提供了更为鲜明的样本，甚至可媲美为TDE的罗塞塔石碑，该论文发表于皇家天文学会月报。（编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

天文学家发布视频 记录黑洞撕裂恒星瞬间

发布单位：台北市立天文科学教育馆

1977年，有一对太空船发射升空，朝着太阳系的尽头飞去。43年后的现在，航海家1号和航海家2号先后进入了太阳系边界，而且仍在提供新的观测数据。

航海家号无人太空探测船最初的任务是研究外太阳系中的巨型行星。但43年来，这些小飞船已经做得更多了。从2012年开始，航海家1号跨出了太阳圈（heliosphere），提供了我们对星际空间的首次直接观察。

太阳圈是太阳所支配的太空区域，其边缘是一个磁性大泡泡，范围远超出冥王星轨道之外。从太阳表面“吹”出的电浆，就是所谓的太阳风，创造出并维持着这个泡沫，抵挡住银河系中的氢气和氦气——也就是外面的星际介质。

航海家1号与航海家2号发射的方向不同，它们现在分别探索不同区域太阳圈和星际介质间的界面。在2012年，航海家1号穿越一侧的太阳圈，距离太阳约122AU。航海家2号也在2018年、距离太阳约119AU处通过这个介面。

航海家号示意图。左侧显示了用于检测电浆振荡的V形天线对。[NASA/JPL]

尽管距离遥远（航海家1号的光程约为21小时），但仍在回报数据。使用较长的V形天线对，测量周围电浆中的振荡。从这些振荡中，我们可以推断出航海家号正在穿越的星际介质密度。

美国爱荷华大学的William Kurth和Donald Gurnett在最近一项研究指出，航海家2号的最新电浆浓度梯度测量结果，与航海家1号的数据非常类似，这对于太阳圈与太阳层顶的模型是一个理想的验证。

航海家1号和2号的轨迹在黄道纬度上相差67度，经度相差43度，在范围广大的区域中前行，研究人员也希望，两艘航海家号的寿命足够长，继续提供它们太阳系边界的第一手资料。（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：AAS NOVA

航海家太空船 = 旅行者探测器

发布单位：台北市立天文科学教育馆

木星是太阳系中质量最大的行星，是所有其他行星总和的两倍，与太阳和其他行星一样，都由相同的尘埃和气体云形成。

做为太阳系最先形成的行星，木星巨大的重力场很可能影响着整个太阳系的形成，对于围绕着太阳的所有行星的轨道排列发挥影响力，如果不是木星的引力，小行星带这一个广阔的区域可能会被另一个行星占据。

木星也是「彗星捕手」。木星的重力场捕获了彗星和小行星，这些彗星和小行星原本可能掉落到太阳系内部并撞击地球等岩石星球，最终掉入木星的云层中。但是，木星也可能出现了相反的作用，向地球方向投掷小行星，虽然这不是件好事，但也可能导致富含水份的岩石进入了地球，进而成就了地球成为蓝色星球。

笼罩在云层之下木星就像可以探询太阳系过去的一扇窗户，这也就是围绕木星运行的朱诺号（Juno）命名的由来。希望Juno能像朱诺女神一样，能看穿层层云雾，见识「朱比特」的真面目，Juno也能够穿过木星的云层来探寻我们太阳系的历史。

Juno旅行了近五年，于2016年7月5日进入木星轨道，在木星的重力作用下，Juno以每小时210,000公里的惊人速度到达。在佩里霍夫（Perijove）或最接近的轨道进近过程中，在4,200公里的高度掠过木星，然后向外扫至810万公里远，穿越木星难以置信的强大磁场的较弱区域。

这些是Juno完成了Perijove 29飞行所拍摄的照片，经过软体工程师Kevin Gill的影像处理，Kevin Gill同时也是行星和气候资料专家及科学资料视觉化的艺术家。（编译/台北天文馆刘恺俐）

Jupiter from Juno PJ29 – c. (NASA/JPL/Kevin Gill)

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

先前的理论预测，恒星形成之后才能开始形成行星，而最近一篇在自然期刊上的论文可能要打破该观点了，天文学家利用智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列观测了一颗极为年轻的原恒星IRS 63，它距离地球约470光年，这颗年轻的原恒星，在分类上属初期恒星体的I类，它已经过了主要的吸积阶段，并拥有了大部分的最终质量，但其外围的吸积盘仍然存在。

在吸积盘中，天文学家看见了一个令人惊讶的现象，在原恒星周围有两个深色的同心环形缝，他们合理推论这是行星形成的迹象。行星的形成过程，目前最流行的模型是核心吸积，圆盘中的尘埃及颗粒透过静电作用互相吸附，随着物体的大小增加，重力作用也越来越大，原行星将其轨道上的所有物质吸走，会在原恒星盘上形成一个裂缝，但是这个模型所需耗费的时间较长，事实上若是该恒星盘已大于100万岁，则似乎没有足够的物质来形成行星。

▲G1及G2为两个吸积盘缝，很有可能是行星形成的过程中将附近的气体清除而产生（Ⓒ:Segura-Cox et al., Nature, 2020）

而这个小于50万岁的原恒星，似乎有机会在这些原恒星盘圆缝中形成行星，研究团队还计算了潜在原行星的质量，较近的原行星距离母恒星19AU，质量约为木星的0.47倍，较远的则在37AU之外，其质量约为木星的0.31倍。

另一种解释是行星尚未形成，而是仅产生一种称为径向飘移的现象，这是一种因恒星盘中气体产生的阻力，物质汇聚后与其摩擦导致尘埃和颗粒失去角动量并朝恒星移动的过程，这种现象同时也称为径向飘移障碍，它会阻止行星的生成，同时也会形成环形或新月形缝。

不论它是哪一种结果，都比我们早先对行星形成的理解都还要早，研究团队在文中写道：「即使在最保守的情况下，这些特征也表明尘埃开始聚集在圆盘的特定半径上。圆盘的结构可能在恒星形成的早期就对于行星的演化产生了影响。」（编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert