有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

我们日常生活周遭所见的物质，由质子与中子这类「重子」主宰，但在全宇宙的能量占比中不超过5%，超过95%的质能分布由我们还很陌生的暗物质及暗能量组成。不过仅仅是这5%的重子物质，科学家也还没全部找到。

宇宙质能总分布。ESA普朗克卫星资料。

宇宙中的重子会以恒星、尘埃或气体等方式呈现，但科学家放眼望去，只找到了这5%的一半。我们对宇宙的了解已经够少了，少了这一半我们就只能掌握宇宙仅2.5%的总质能。消失的2.5%也许是不发光的黑洞，或者是过于低温、低密度的星际物质，或者是受到我们还不清楚的机制影响。

现在有研究团队提出了全新的想法来找寻这些隐藏的重子。利用遥远的高能脉冲，在通过密度极低的宇宙空间后，其路径上的重子物质相当于电磁波的介质，会使脉冲频谱拉宽，产生色散的现象。原理如同阳光通过三稜镜后分散成七个颜色，根据色散程度可以回推介质的性质。

该团队为中子星的脉冲及成因还不清楚的「快速无线电爆发（FRB）」建立测试模型，它们短暂且高能的特性使得色散的效应有可能被测量。特别是FRB的观测，科学家近年正快速累积FRB的观测样本，未来或许可以利用这个方法了解隐藏的重子。（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：AAS NOVA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

银河系的中心是一个超大质量黑洞，其质量约等同于400万颗太阳，它又被称为人马座a*。从这个区域吹出来的星系风，在银河系盘面的上下方呈现两个巨大的伽玛射线泡，向太空延伸了五万光年，这些被称为费米泡的东西，包含了不同的气体及宇宙射线。

而天文学家刚发现到，在费米泡内部有着群聚的高速冷分子气体，换言之是生成原恒星的材料，更妙的是，天文学家不清楚它们是如何「像子弹一样」从银河中心喷出。自从十年前发现了费米泡后，银河系的星系风一直是值得讨论的话题，不仅仅是热气体从银河中心喷出，甚至也有冷的高密度气体，这些气体不太容易移动。研究人员利用阿塔卡玛探路者实验电波望远镜，找寻先前在费米泡中发现的氢原子云光谱特性。

▲艺术家笔下的银河系及费米泡（紫色团块）。

他们发现了许多类似的分子云团，其中两团较大的分子云至少相当于380倍及375倍太阳质量，分别以每秒240公里及300公里的速度运动，它们似乎与较暖的介质混合在一起，这些冷密分子气体可能正处于被破坏的过程中，而这些原料正是恒星形成所需要的物质。当银河系把大量的物质向外喷出，就失去了一些可以形成恒星的材料，一旦失去物质的量达到一定程度，星系就再也无法形成恒星了，因此，能看见这个现象就能够让天文学家预知银河系的未来。

至于费米泡本身仍是个谜，目前尚不清楚其形成原因，但先前天文学家引入了两种不同的机制来解释这个现象。第一种是在人马座a*周围的分子云中在过去曾经极大量的产生新恒星，从而制造了强大的恒星风，这个假说有点牵强，但并非不可能；第二种的支持者较多，是在过去的某个时间点，人马座a*吞食了一团物质，而黑洞的吸积可以在物质沿着视界旁的两极发出喷流，或是在物质螺旋进入黑洞的过程中快速旋转而从吸积盘甩出物质风。

这项新的研究不仅没有解决费米泡的生成问题，事实上，它反证了前两种假设是错的，因为有了这些聚集的高速冷分子云，银河系的恒星生成率及黑洞吸积盘或喷流似乎都不是这些冷密分子的可能来源，而这些冷分子云偏偏又存在于费米泡中，目前研究小组希望对核心星系风中的分子气体进行追踪观测，以了解更多的细节，相关的研究发表在《自然》期刊上。（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：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：  ★

谷神星（1 Ceres）是最亮且唯一能以小型望远镜看的矮行星，即将于2020年8月28日20时08分到达「冲」，即以地球为中心而太阳和谷神星位在两侧、赤经经度相差180度的位置。此时是谷神星最接近地球的时段，距离约1.99AU，亮度为7.7等。

即使发生冲时，谷神星仍然不太亮，因此需要小型天文望远镜寻找。谷神星位于宝瓶座，附近最亮星是北落师门，可以以此星为引导帮助搜索。冲的前后数日谷神星约19时从东偏南方地平线升起，最好能在21时后观察，仰角比较高避免大气扰动。如果能用摄影方式记录，不但较容易搜寻，更能记录天体的位置变化。（编辑/台北天文馆助理研究员李瑾）

   2020/8/28晚上20:08，谷神星所在位置示意图。以上示意图由Stellarium产生。

发布单位：北京天文馆

　　在疫情条件允许的情况下，2020年全国中学生天文知识竞赛预赛拟于2020年9月20日10:00至11:30举行。现面向除广东、新疆外的全国各省、市、自治区的中学、科普场馆和科普教育单位征集预赛考点。

申请成为预赛考点的基本条件为：

　　1. 天文科普教育：在本地区天文科普教育领域有一定影响力，并有长期从事天文科普教育的意愿和条件，能够在本地区吸引一定数量的参赛选手；

　　2. 场地条件：能够为报名参加预赛的选手提供进行1.5小时预赛的笔试教室；

　　3. 人员条件：能够提供符合竞赛要求的监考人员（监考人员须为与考试无关的正式在职员工，30人以内考场安排1至2名监考人员，30人以上考场安排2至3名监考人员）；

　　4. 疫情防控条件：能够符合当地疫情防控需求，并准确提供当地的疫情防控信息，包括可接待学生数、学生身份要求（本县级行政区、本地级行政区、本省级行政区或全国）、学生入场材料要求（如核酸检测报告、健康码等）。

　　拟申请成为2020年全国中学生天文知识竞赛预赛考点的单位，请完整填写《2020年全国中学生天文知识竞赛预赛考点申请表》，并于2020年9月2日16:00前将签字盖章版传真给北京天文馆全国中学生天文知识竞赛组委会，或将盖章版申请表扫描件发送至组委会邮箱：cnao@bjp.org.cn，传真：010-51583381。

　　咨询电话：010-51583366，51583349，51583386，51583021（非法定节假日的周一至周五9:00至16:00）

　　组委会将根据疫情防控形势和申请情况综合考量确定考点。若出现特殊情况，组委会将根据实际情况调整考点设置。全国中学生天文知识竞赛组委会拥有最终解释权。

北京天文馆
全国中学生天文知识竞赛组委会
2020年8月21日

附件下载：
附件1: 关于2020年全国中学生天文竞赛预赛考点设置的通知.pdf
附件2: 2020预赛考点申请表.doc

发布单位：台北市立天文科学教育馆

在银河系中，超过八成的恒星数属于M型红矮星，科学家认为其中六分之一的系统至少有一颗类地行星位于它们的适居带中，不过位在适居带并不能保证系外行星的适居性。

适居带的定义是行星系统中，距离母恒星适当距离的范围，该范围内辐射功率适当，使液态水有机会保存下来。不过M型红矮星光度远低我们的太阳，适居带多非常接近母恒星，容易使行星「潮汐锁定」，受重力影响始终以同一面面对母恒星，造成行星受光面不断被加热，背光面则永远被锁定在冰封的黑暗中。

如果系外行星上有海洋，热量就有机会通过洋流在行星上传递，而陆地的面积是否会影响热量在行星上的流动？ 最近一项研究以半人马座的比邻星b，来模拟陆地的存在和规模如何影响系外类地行星的适居性。

比邻星b距离我们仅4.2光年，是已知最接近的系外行星，可能被比邻星潮汐锁定，并被推测有海洋覆盖。研究人员以模型推演一系列大小不同的陆地，从行星表面占比0%至40%，放置在行星的受光面（因行星质量分布不均经长时间演化的趋向），发现陆地的面积与热传输效率呈负相关。尽管如此，在陆地占比40%的模型中，热循环及生物所需养分的循环也都得以维持。

这份研究显示陆地面积占比不会扼杀像比邻星b这样位在适居带，受潮汐锁定，但可能具有海洋的行星的适居性。这个答案待詹姆斯·韦伯太空望远镜升空后进行更多观测将更清楚。（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：AAS NOVA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

周日（8月16日），一颗汽车大小的小行星2020 QG飞掠距离地球约3000公里的上空，这是迄今为止「未与地球相撞的小行星」所观测到的最近距离，这颗小行星完全没有被发现，美国太空总署（NASA）近地天体研究中心在它飞掠地球最近过后的6小时，才收到加州帕罗玛天文台的回报确认它的存在。

由于它的体积并不大，即使这颗小行星真的击中了我们的地球，它也顶多会在大气层的高空中以爆炸的方式结束它的生命，而且由于它的爆炸高度非常高，不会对地面造成任何危害，尽管如此，这次的情况仍旧令人担忧。

NASA只知道类似这些天体的一小部分，这颗小行星就从典型的望远镜盲区冲向地球，它从面对太阳的方向接近我们，这意味着它处于地球的白天面，地面上不会有任何的望远镜在白天开着扫描天空，更惶论它的大小几乎是不可能发现的，但如果像这样特别的天体再大一些，在进入地球范围时就有可能酿成灾难，而且我们几乎无法预测。

▲业余天文学家自制加速模拟动画（©Tony Dunn）

Newly-discovered asteroid ZTF0DxQ passed less than 1/4 Earth diameter yesterday, making it the closest-known flyby that didn’t hit our planet.@renerpho
Simulation: https://t.co/a81R100OwV
Higher-res GIF: https://t.co/4Wxn0YNpVb pic.twitter.com/SMtVRbjYOA

— Tony Dunn (@tony873004) August 17, 2020

事实上，美国国会自2005年以来就要求NASA针对直径大于140公尺的潜在危险天体做全面性的监测，但是在2019年5月NASA公布的约2.5万个类似的天体中，只有不到一半符合上面的条件，这意味着2013年的车里雅宾斯克陨石及2019 OK小行星并不在这范围内，而这些小行星都有可能对人类造成庞大的生命或财产损失，来自太阳方向的天体几乎是不可能在地面上被发现的，所以NASA计划开发太空望远镜并将其今年的预算拨款近3600万美元，如果资金持续挹注，它有望在2025年发射，期望能发现地球白天面的潜在危险天体。（编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

资料来源：Business Insider

　　北京时间2020年8月16日22点59分左右，艾山天文台全国流星监测网（CMMO）多台站记录到一颗绿色爆裂火流星。其中临沂中心站捕捉到完整画面，徐州中心站捕捉到大部分轨迹。连云港中心站捕捉到部分画面。CMMO所辖艾山天文台中心站、淄博站、临淄子站设备全部记录到末端闪光触发。经计算，该火流星出现的中心方位位于山东高密天顶位置，属于英仙座流星群。峰值极端亮度大于-20等。转自@lpst
　　IMO火流星事件上报网页：https://fireballs.imo.net/members/imo/report_intro

发布单位：台北市立天文科学教育馆

Sgr A *是银河系中心的超大质量黑洞（图中以X表示），周围是一群以极快速度运动的恒星。

在我们银河系的中心是一个巨大的黑洞，名为人马座A *（Sgr A *），大约是太阳质量的四百万倍。由于它如此巨大，造成的引力效应是极端的，借由观察它附近的恒星就能探测到。围绕Sgr A*旋转的是一些恒星（以及一些神秘的物体），它们以令人眩晕的速度移动。

天文学家刚刚发现了移动最快的恒星，一颗新发现的名为S4714的恒星绕超大质量黑洞人马座A *旋转。S4714在轨道上的飞行速度约为光速的8%，达到了每秒2万4,000公里的惊人速度。S4714只是目前被发现掠过Sgr A*的恒星群中的一颗，它的轨道比之前发现的任何恒星都要近。先前的研究已经发现数十颗恒星在极不寻常的轨道上围绕着超大质量黑洞运行，这群恒星统称为S星，其中一些恒星的轨道离黑洞非常近，因此很难被发现，我们可以使用它们来探测它们所绕行的巨大不可见天体的属性。

这一发现不仅表明在我们银河系超大质量黑洞周围还有更多的恒星，为我们提供了早期提出的一种恒星类型的第一批候选恒星—那些离黑洞如此近的恒星，它们被潮汐力“挤压”（squeezed），也被称为squeezars。

这项研究已经发表在《天体物理学期刊》（the Astrophysical Journal）上。（编译/台北天文馆研究组吴典谚）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

这4张图显示参宿四在2019年底至2020年初突然变暗原因。在左两张图，如哈勃在紫外线下所看到，从恒星表面喷出高热电浆。在中右图中，流出的气体迅速向外膨胀，冷却形成巨大的尘埃云。右图显示出巨大尘埃云，挡住从地球方向四分之一恒星表面。Image credit: NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)

科学家在2020年8月13日发表在The Astrophysical Journal期刊表明，最近参宿四奇怪的变暗现象是巨大物质云造成的。

参宿四是猎户座肩部明亮的恒星，其质量约为太阳11倍，但体积大900倍。这表示它濒临死亡，将以剧烈的超新星爆炸。在2019年秋天，参宿四开始显着变暗，到2月亮度已降低三分之二。这种戏剧性变暗激发人们猜测，参宿四爆炸即将发生，但参宿四在2020年5月却恢复正常。关于此现象，有些科学家认为是尘埃云挡光，也有人认为参宿四表面上的大黑子造成。

研究人员使用NASA哈勃太空望远镜，从2019年9月至11月的观测显示，大量物质以每小时32万公里速度从参宿四的表面移至其外部大气。在为期3个月的爆发中，参宿四的南半球向太空吹出物质是正常情况下的两倍。（参宿四物质脱落率非常高，大约是我们太阳的3000万倍。）科学家认为，这种超热电浆云抛出参宿四外数百万公里后充分冷却，凝结成尘埃颗粒并形成遮光云。哈勃其他观测结果也支持了这一解释，即使可见光波段继续变暗，但紫外线波段相关的外部大气于2020年2月就已经恢复正常。

目前尚不清楚是什么原因导致爆发。科学家认为可能是参宿四脉动引起。参宿四会在420天的周期中规律膨胀和收缩，科学家使用自动望远镜测量参宿四表面气体速度，发现爆发发生在恒星膨胀阶段。目前参宿四太靠近太阳而无法以哈勃观测，但以日地关系天文台（STEREO）观察结果，显示参宿四在2020年5月中旬到7月中旬再次变暗，尽管没有之前幅度剧烈。科学家将持续观测其变化。（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

TESS，凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite），是目前科学家搜寻系外行星的主要利器，使用最主流的「凌日法」。在目前已知超过4200颗系外行星当中，有超过3200颗都是以凌日法所发现。

TESS现阶段已经完成全天域的巡视，除了小范围重叠的区域，大部分TESS扫视的天区只有27天的观测时间，很多轨道周期大于27天的系外行星可能无法在这个时间内被观测到，即便刚好有被观测到，也会因为只有一次凌日纪录，无法辨别是否为系外行星。

最近有研究人员以这种TESS单次的凌日纪录，搭配地面天文台的搜索，成功验证一颗现名为NGTS-11 b的系外行星，轨道周期约35.5天，大小及密度类似土星。因为距离母恒星较远，使它的温度不像那些容易发现的热木星动辄数千度。NGTS-11 b的温度约435 K（约摄氏162度），是凌日法找到的气体巨行星中最冷的几个目标之一。

TESS的NGTS-11 b单次凌日纪录与地面天文台NGTS的观测比对。

像NGTS-11 b这种系外行星搜寻难度较高，但因为这些目标具有更接近生命生存的环境，科学家对它们更感兴趣，将会是下一代太空望远镜的优先目标。（编译/台北天文馆虞景翔）

NGTS，次世代凌星巡天计划，是由12座口径20公分的市售望远镜组成的阵列。

资料来源：AAS NOVA