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

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)

2020/10/23 木星合月 + 土星合月
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)

蜻蜓44星系(DF44)

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
▲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。

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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)

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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
▲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

发布单位:香港天文学会

布拉格天文钟(Prague Orloj)是捷克首都布拉格的一座中世纪天文钟,座落于老城广场的老城市政厅的南面墙上,是一个热门的旅游景点。机械钟和天文表盘是布拉格天文钟最古老的部分,1410年10月9日由钟表师傅Mikuláš of Kadaň和Jan Šindel制作,后者是查理大学的数学和天文学教授。大约在1490年,天文钟加了日历表盘,外观上加了歌德式的雕塑。

天文钟是一种机械式的星盘,在中世纪是一种天文学的设备。另外,也可以将布拉格天文钟当成是一个原始的天象仪,显示目前的宇宙状态。天文钟的背景显示出地球和天空,围绕着它有四个主要的移动元件:黄道环、一个旋转的外环、代表太阳标帜的图示、代表月球标帜的图示。

Prague astronomical clock

资料:维基百科

发布单位:台北市立天文科学教育馆

2020的诺贝尔物理奖揭晓,其中一半颁给英国数学物理学家Roger Penrose,因其发现黑洞的形成是广义相对论的有力预测。而另一半则由德国天文学家Reinhard Genzel及美国天文学家Andrea Ghez,因发现银河系中心的超大质量黑洞。

当大质量恒星到演化终点,首先引发超新星爆炸,接着塌缩成非常致密的黑洞,其引力强大到连光都逃不出去。要产生黑洞,必须把太阳压缩到3公里小。黑洞是宇宙中最奇特的物体,连爱因斯坦都不相信它真的存在。而Roger Penrose发明了精巧的数学方法来演绎广义相对论,并推论出黑洞的形成和性质。他在1965年所发表的论文,对广义相对论有极重要的贡献。

Roger Penrose提出囚陷曲面(trapped surfaces)这个描述黑洞的数学工具,在其内的光线都指向黑洞中心。借此他证明黑洞中心存在奇异点,时间和空间都会在此消失,而已知的物理定律都无法适用。一旦穿越黑洞的事件视界(event horizon)就不能回头,随着时间流逝所有东西都将掉进奇异点。在广义相对论中,时间和引力有着密切关系,对在地球上的人来说,脚底下时间的流逝比头顶慢一兆分之一秒(GPS定位就是根据此原理)。当你跨越超大质量黑洞的事件视界,并不会有奇怪的事情发生,但事件视界外的人将觉得你花无限久的时间跨越。我们无法看穿事件视界,黑洞的内部将被它遮住。

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图说(左):当大质量恒星因为自身的引力塌缩形成黑洞,所有经过事件视界的东西都会被抓住,连速度最快的光线也无法逃脱。在事件视界,时间取代空间,随着时间流逝,所有的东西将被带向靠近黑洞中心的奇异点。奇异点的密度无限大,时间和空间在此终结。图说(右):光锥顶点代表现在,箭头指向代表时间方向,而固定时间的平面代表的是空间。未来光锥的范围,是指光从现在起可以传播的范围。由于物体移动不会超过光速,因此其移动的轨迹都包含在光锥的范围里。理论预期当物质塌缩形成黑洞,在事件视界内的光锥其时间方向指向黑洞中心。事件视界外的观察者,只能见到光线慢慢往事件视界推进而不会到达。

虽然无法看穿黑洞,但我们可借由观测它的强大引力对附近恒星运动的影响,来了解它的性质。Reinhard Genzel和Andrea Ghez各自带领研究团队,利用红外线波段来穿透众多星际气体和尘埃,并使用大口径望远镜,对银河系中心的人马座A*进行长期的研究。追踪银河中心的亮星运动轨迹,发现在离中心约1光月的地方,有看不见的大质量物体,拉着恒星快速绕转。其中一颗星(S2)花16年绕转银河系一圈,提出可靠证据,显示在人马座A*附近有超大质量黑洞,约4百万倍太阳质量,挤在仅太阳系尺度的空间里。他们持续不断的研发和精进技术,制造独特的仪器,例如提高感光元件的灵敏度、根据大气扰动自动校正镜面等,使解析度提高了上千倍,得以精确决定恒星的位置。Reinhard Genzel和Andrea Ghez的前瞻性研究,开创了新一代验证广义相对论的方法。

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今年的诺贝尔物理奖,揭露了宇宙最黑暗的角落。这是一个全新的开始,当我们望向黑洞的视界,大自然会向我们揭露更多的惊喜。

资料来源:THE NOBEL PRIZE

发布单位:香港天文学会 丨 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

2020年10月24日(星期六),月掩摩羯座5.3等恒星齐(摩羯座χ星),农历九月初八,用小型望远镜可以追踪观赏。

掩始现象:香港22时53分,恒星由月球暗缘消失。香港掩始时月球仰角22度,地平方位234度。

齐是颗多重星。

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望远镜所见的模拟影像。Credit: LOW

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R3089 = chi Capricorni = 齐
摩羯座χ星,又名BD-21 5933,HD 201184、SAO 190050、HR 8087,是摩羯座的一颗恒星,视星等为5.3,位于银经26.84,银纬-39.21,其B1900.0坐标为赤经21h 2m 50s,赤纬-21° -39.21′ 44″。

齐(Qi)是中国古代十二国(Twelve Countries)星官名,属于二十八宿中的女宿(Girl Mansion),位于现代星座的摩羯座和狐狸座。十二国意为战国时的十二个国家,分别为越、赵、周、齐、郑、楚、秦、魏、燕、代、韩、晋。除赵、周、秦、代各有二星外,其余只得一星。

《丹元子步天歌》相关描述:四星如箕主嫁娶,十二诸侯在下陈,先从越国向东论,东西两周次二秦。雍州南下双雁门,代国向西一晋伸,韩魏各一晋北轮,楚之一国魏西屯,楚城南畔独燕军,燕西一郡是齐邻,齐北两邑平原君,欲知郑在越下存。(编辑/香港天文学会掩星组组长余惠俊)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★

2020年10月猎户座流星雨(Orionids,00008 ORI)是每年固定发生的中小型流星雨,活动日期约在每年的10月2日至11月7日之间,今年的极大期约落在10月20、21日,在没有光害、天气晴朗的状况下,估计每小时仍可看见20颗流星!

猎户座流星雨是由著名的哈雷彗星遗留在轨道上的物质所形成,特色是流星速度极快,且其高峰期可持续数天而不衰,所以20、21日前后都可以看见流星雨的盛况!

今年猎户座流星雨的观赏时间非常长,自22时30分猎户座于东方升起后到太阳升起前的这段时间将近6个小时,由于没有月光的干扰,都是非常好的观赏时机,若无暇前往山区的朋友也可透过台北天文馆在阳明山、梨山、兰屿、七美地区架设的高画质暗空摄影机,在网路上即可欣赏到壮观的流星雨美景。

2020年10月21日23:00左右的东方天空。
▲2020年10月21日23:00左右的东方天空,此图由Stellarium产生(点击图片可放大)

猎户座流星雨和5月的宝瓶座Eta流星雨一样,同为著名的哈雷彗星遗留在轨道上的物质形成的流星雨。这两群流星雨在20082010年期间为因木星引力与彗星轨道共振所引起的12年周期性的峰期,流星数量为平常年的23倍以上,当时猎户座流星雨ZHR曾达40-70的程度。

猎户座流星雨的流星速度较快(每秒约67公里),是每年流星速度最快的流星雨之一。而这群流星平均亮度中等,约2等,偶尔会出现火流星;有时火流星会留下持续数分钟之久的余痕,余痕受到高空风切的影响,会逐渐改变形状并逐渐消散,这也是值得欣赏的其中一个特点。此外,猎户座流星雨极大期通常会延续好几天,若10月20、21日晚间无法前往观察者,前后几天仍为适合观察的机会。

观赏流星也不需要任何特殊仪器,且流星真正出现的区域也不限于猎户座,因此观赏时不需要朝特定方向,挑选视野开阔、可看见整个天空且没有光害影响的地方,以自己觉得最舒服的姿势坐着或躺着观看整个天空即可。建议避开城市、城市周边受光害影响区域以及海边等等不适合观赏流星的地方。

如果想拍摄流星雨,建议准备可长时间曝光或感光度(ISO)高的相机或录影机,以三脚架固定之后,开启快门进行拍摄;一般商业型或傻瓜型数位相机,则建议以夜景模式拍摄,并关闭闪光灯与开启自拍功能,以防因手按压快门而造成影像模煳的遗憾。(编辑/台北天文馆研究组技佐许晋翊)