有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

HR 6819系统的两颗恒星绕着中间看不见的黑洞旋转。（来源：ESO/L. Calçada）

天文学家发现最近的黑洞，它位于望远镜座，距离“仅”1000光年！是迄今为止人类发现的最近黑洞。在此之前，人类确认的距离地球最近黑洞为3000光年。其实，黑洞有机会被“看见”，若黑洞附近有恒星或其他物质靠近，黑洞会进食并发出大量的X射线，就有机会发现它。但是黑洞周围若没有物质，则很难被发现。最近研究人员发现这种安静的黑洞，发表在Astronomy & Astrophysics期刊。

黑洞是HR 6819恒星系统成员，HR 6819为5.3星等肉眼可见的恒星，先前认为是双星。团队使用欧南天文台在智利的拉西拉天文台，以2.2米MPG/ESO望远镜进行观测双星计划，在分析观察结果时，惊讶发现HR 6819存在第三个未被发现的天体，以FEROS光谱仪进行的观测表明，一颗恒星以40天的轨道绕着这个看不见的天体，而第二颗恒星在远处绕行这对系统。团队估计看不见的天体质量超过4.2太阳质量，认为它是黑洞。

迄今为止，天文学家在我们的银河系中仅发现几十颗黑洞，这些黑洞都与周围物质发生强烈相互作用，并释放出强大的X射线被发现。但是科学家估计，在银河系的生命期中应该有更多的恒星坍塌成黑洞。发现HR 6819中这类安静而隐藏黑洞，证实这个想法。

论文作者表示，另一个名为LB-1的系统可能也是类似的三星系统。这种恒星绕内部为一对黑洞或黑洞和中子星组成双星的系统，可能会剧烈合并，并释放出足以在地球上探测到的引力波。虽然HR 6819仅有一颗黑洞，但这类三星系统仍可帮助科学家了解恒星碰撞与合并的现象。（编译/台北天文馆李瑾）

资料来源：ESO NEWS

发布单位：紫金山天文台

2020年4月1日，著名科普杂志《科学美国人》（Scientific American）以封面形式刊载了迄今为止最精确的银河系旋臂结构图。该图是美国国立射电天文台史上最大的国际合作项目——“银河系棒和旋臂结构巡天（英文简称BeSSeL）”精确测定近200个大质量恒星形成区的距离所取得的成果，是人类自1795年英国天文学家Willian Herschel首次提出银河系的扁平结构以来对银河系旋臂最精确、最细致的描绘。

BeSSeL项目由中国、美国、德国、意大利、荷兰、韩国、日本和波兰等8个国家的22位天文学家共同参与，我国的中国科学院紫金山天文台（以下简称“紫台”）、南京大学、上海天文台和国家授时中心等4家单位的6位科研人员和博士后参与了该项目。其中，紫台徐烨研究员及其领导的科研团队作为BeSSeL项目主要成员对银河系新图景的描绘作出了至关重要的贡献。

银河系旋臂结构新图景

紫台科研团队率先提出用甚长基线干涉仪测量甲醇脉泽的三角视差和自行来研究银河系旋臂结构和运动学性质这一开创性的学术观点，首次实现银河系英仙臂距离的高精度测量。使视差测量的精度能够达到5个微角秒，天体距离测量可达6万光年，比光学天体测量卫星依巴谷的精度提高了200倍，实现了天体测量技术的划时代突破。该工作使以中国天文学家为第一作者的研究成果首次出现在Science的封面上，被英国皇家学会院士James Binney评价为“开创了三角视差测量的新纪元”，被国际同行专家称为银河系结构领域的“里程碑”，并且推动了BeSSeL项目的成立，揭开了国际上利用几何方法直接测量天体距离的序幕。

紫台科研团队首次发现本地臂是银河系的一条旋臂，并且发现了一条连接本地臂和人马臂的次结构，彻底排除了天文界长期以来认为本地臂只是由零星物质组成的微弱的次结构的观点，对经典密度波理论提出了巨大挑战，被Science评价为“以前所未有的细节描绘了离太阳最近的银河系旋臂结构”。

紫台科研团队率先提出并证实银河系不是单纯由宏伟的、规则的螺旋形主旋臂组成，而是在主旋臂间充满着次结构的非常复杂的旋涡星系的观点，刷新了人们对银河系旋臂结构的传统认知。

相关链接：
1. “科学美国人”封面导读：https://www.scientificamerican.com/magazine/sa/2020/04-01/
2. BeSSeL项目主页：http://bessel.vlbi-astrometry.org/team
3. 徐烨研究员BeSSeL项目文章列表：https://ui.adsabs.harvard.edu/search/fq=%7B!type%3Daqp v%3D%24fq_database%7D&fq_database=database%3A astronomy&q=author%3A(“%5Exu%2Cy” “reid%2Cm”)&sort=date desc%2C bibcode desc&p_=0

发布单位：世界自然基金会

国际黑暗天空协会（International Dark-Sky Association）授予太平洋岛国纽埃（Niue）为全球首个“黑暗夜空国家”，旨在表彰纽埃岛星夜的可见度和清晰度，以及该国通过减轻人造光污染来保护夜间环境的承诺。此外，该举也为该国独特的生物多样性提供了额外保护。

纽埃是世界上最小的独立国家之一，该政府进行持续管理以保护该国的黑暗天空，包括努力更换整个岛上的路灯并升级家庭照明，以消除不必要的光污染。研究表明，光污染正在增长，全球约有三分之一人口在其居住地看不到银河。此外，人造光对地球生态系统造成广泛影响，如动物迁徙模式、饮食习惯和植物生长等。

纽埃的夜晚

资料来源：国际暗空协会

发布单位：台北市立天文科学教育馆

这张月球地质图是由美国NASA、德州的月球行星研究所和隶属于美国地质调查局（USGS）的天体地质科学中心共同绘制的，可说是目前最详细的月球岩石组成图。

这张地质图的比例尺为1 : 5,000,000，从六张阿波罗时代的地图以及最近的卫星图像收集的数据编制而成，并利用地理应用软件将各个部分拼凑成一个连贯的整体。科学家不仅结合了几个新旧的数据，还对岩石的名称、描述和年代进行标准化的动作。

月球地质图的资讯包含：陨石坑、山峰、裂缝、山脊、断层，和其他不规则位置。在登月任务中收集的岩石样本也有助于对月球的研究。未来，专家还将计划制作更详细的地质图。

月球确实有地壳、地函和地核，但是它没有像地球一样拥有构造板块。若能绘制出其45亿年的历史图——如何形成的、如何演变以及相撞的所有过程，将是进一步了解月球地质的一种方式。

美国NASA目前正计划在2024年将人类再次送上月球，毫无疑问，将会参考这张新地图。（编译/台北天文馆吴典谚）

月球地质图论文资料链接：
https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2020/pdf/2760.pdf

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

新星（nova）是恒星激烈且明亮的爆炸阶段，可持续数星期至数月。天文学家认为新星是白矮星的双星，当伴星进入白矮星洛希半径内，白矮星巨大引力会从伴星的外层大气吸积气体于它的表面并加热加压，累积后造成快速失控的核融合反应，而释放强烈能量。由于这是一个非常活跃的事件，它不仅产生可见光，而且还会产生γ射线和X射线。这一新星理论被天文学家广泛接受，但缺乏完整观测。最近，天文学家有幸观察整个过程，从而证实此理论，以及新星的大部分可见光来自于冲击波。

天文学家表示：当物质从白矮星爆炸时，它在不同阶段以不同的速度弹出，这些弹射物质相互碰撞并产生冲击波，从而发热并产生大量光。因此天文学家使用费米望远镜在2018年3月观察到来自船底座Nova V906（也称为ASASSN-18fv）的明亮γ射线。但是真正的惊喜是BRITE-Toronto卫星恰好正在注视新星出现的天空。BRITE是一组微卫星群，目前为5具仅20公分宽的立方体卫星。它们在离地600至800公裡轨道，目的研究亮星的结构与演化。BRITE纯属偶然首次观察到NOVA，它正花几星期观察船底座的18颗恒星，恰巧发现Nova V906。这颗新星距离13000光年，研究人员指出每当γ射线发生变化时，来自新星的可见光也会波动，表明这两种辐射均来自冲击波。此外，未来借助如兹威基瞬变望远镜（ZTF）、全天自动化超新星计划（ASAS-SN）、维拉鲁宾天文台（LSST）等，它们快速发现光变的能力将能让我们了解新星的物理现象。相关论文发表在Nature Astronomy期刊。（编译/台北天文馆李瑾）

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：   ★★★

不久前，世界各地的天文爱好者一直关注着C/2019 Y4 (ATLAS)阿特拉斯彗星，并对它寄予「世纪大彗星」的厚望。然而可惜的是彗星在接近太阳的过程中破裂，这样的希望也落空了。不过好消息是，最近发现的SWAN彗星又占据了大家的目光，并且也有望成为肉眼可见的彗星。

C/2020 F8 (SWAN)斯万彗星是由澳洲的业余天文学家Michael Mattiazzo在2020年4月11日正式确定。他当时正在分析NASA的太阳观测卫星SOHO的数据，也就是上头的太阳风各向异性仪（又称SWAN相机）的影像，Michael是在2020年3月25日拍摄的影像中发现这颗彗星的存在。由于这颗新彗星是利用SOHO的SWAN相机发现的，因此便以SWAN命名。不过SWAN相机并不是用来寻找彗星的仪器，它的目的是扫描太阳系中的氢。

目前SWAN彗星位于鲸鱼座的尾巴，日出前出现在东方低空附近，随着越来越接近太阳，预测将快速地向双鱼座方向前进。根据目前观测SWAN彗星亮度约为5.5等，并将在5月13日最接近地球、5月26日通过近日点，最大亮度有机会达到3.5等。不过SWAN彗星是否会如同ATLAS般分裂，就要持续观察了。（编辑/台北天文馆王彦翔）

C/2020 F8 (SWAN)斯万彗星2020/5/1-18凌晨4:30的出现位置示意图。台北天文馆制图。

发布单位：云南天文台

2020年4月24日，国际天体物理杂志The Astrophysical Journal Supplement Series在线发表了中国科学院云南天文台袁尊理博士、王建成研究员与英国牛津大学Matt Jarvis教授合作完成的一项研究成果。该项研究基于现代统计学中的核密度估计原理，提出了一种精确估计光度函数的普适方法，它对于统计研究星系、活动星系核、伽马暴等河外天体的演化性质有重要价值。

光度函数（Luminosity function）是一个非常基本的统计量，它反映宇宙中某类天体的数密度随红移和光度（或星等）的变化情况。准确地确定各类天体的光度函数及其演化一直是天文学中的重要课题。估计光度函数的方法主要分为参数方法和非参数方法。参数方法需要假设光度函数的形式，通过拟合观测数据得到光度函数的参数，但缺点是模型依赖。非参数方法直接从观测数据出发，常采用binning方法估计，但缺点是稳定性和精度低。binning方法的数学原理是二维直方图，在现代统计学中，直方图作为密度估计工具已经严重过时，取而代之的是核密度估计。

袁尊理等人基于统计学领域对核密度估计研究的最新成果，通过克服样本选择效应导致的边界偏差等一些难题，提出了一种估计光度函数的新方法。新方法具有诸多优点，包括：不需要假设光度函数的形式，可以最大限度的利用数据信息；估计结果是连续和光滑的函数，能精细反映光度函数的重要特征（如峰值、拐点等）；结合贝叶斯方法，能可靠地估计光度函数的计算误差；灵活性高，可拓展用于估计多变量的光度函数。总之，新方法兼有参数方法和非参数方法的优点。

研究者利用蒙特卡洛模拟，发现新方法的估计精度要比经典的binning方法高出近一个数量级，而且稳定性也要显著优于旧方法。目前，袁尊理等人正在着手将新方法用于由Matt Jarvis教授领导的MIGHTEE巡天数据，以期精确估计射电源的光度函数，揭示射电星系的宇宙学演化规律。

该研究工作得到国家自然科学基金、云南省自然科学基金、中国科学院天体结构与演化重点实验室等的资助。

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ab855b

模拟得到每种估计方法对应的dLF值分布图，dLF越小方法精度越高。

发布单位：台北市立天文科学教育馆

Swift J1818.0-1607是银河系中最稀有且神秘的天体之一，迄今为止加上它也只有五颗这种奇怪的磁星，但它的行为也与其它四个不同，它会发出断断续续的无线电脉冲，现阶段我们对这颗新磁星仍有很多未解之处，但天文学家认为它介于磁星与脉冲星之间。

磁星（magnetar）是中子星里的一项分支，磁星也会发出脉冲，但与其它中子星不同之处是它们那异常强大的磁场，大约是地球磁场的几千亿倍，普通中子星磁场的几千倍，我们仍然不解其强大磁场的机制，而且它们也非常罕见，截至目前为止仅有24颗，磁星的脉冲不太规则，有时候甚至会消失。而普通脉冲星则要常见得多，天文学家已经发现了数千颗脉冲星，它们从两极发射出无线电波，当这些喷流的方向闪过地球时，可以被我们侦测到，一如灯塔一般持续发出亮光，有的甚至在几毫秒内就会闪一次。

由于脉冲星及磁星都是一种中子星，天文学家预期在两者之间会有一些界于两者之间的天体，但令人惊讶的是，这种天体几乎不存在，最近天文学家认为，磁星上的无线电波应仍然存在，仅仅是面向错误的方向，比起脉冲星，磁星的脉冲波束可能更为狭窄，除非角度完全正对，否则很容易便错过。

▲艺术家笔下正在发出脉冲的磁星（credit: ESO）

回到Swift J1818.0-1607，在2020年3月初，雨燕卫星观测到一次伽玛射线爆发，随后也发现了X射线爆发，之后研究团队利用无线电望远镜对Swift J1818.0-1607再做了一次的确认观测，三小时的观测记录下，确认它发出了无线电脉冲，乍看之下，该星与其它四颗磁星伙伴放出的无线电性质非常相似，然而当无线电的频率经过调整后，高频段的亮度急剧下降，这与磁星的脉冲完全不同，因为一般的磁星无论在高频或低频下，其强度是约略相等的，这反而是一般的脉冲星才会有的特性。

Swift J1818.0-1607的特性与磁星较为接近，但它也有一般脉冲星所具有的特征，透过与2016年的一个脉冲星PSR J1119-6127的比较，两星的无线电爆发频谱非常相似，这也可能表明至少有一些磁星是从脉冲星演化而来的，但都需要更多的观测来证实。（编译/台北天文馆许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

2020年4月28日，世界各地的无线电波观测站记录到距地球只有30,000光年一颗名为SGR 1935+2154的银河系内磁星（magnetar），这颗磁星可能带来解决困扰天文学家多年的强大深空无线电波之谜的一线曙光。

快速无线电波爆发（FRBs）是宇宙中最迷人的奥秘之一。它们可能是来自数百万光年之外的星系的极其强大的无线电波讯号，其中一些释放出的能量比5亿个太阳还要多。然而，它们爆发的持续时间只有几毫秒，而且大多数不会重复出现，因此很难预测、追踪和研究它们。

FRBs的可能解释从超新星到外星人都有，还有一种可能是由磁星所产生。磁星是中子星的一种，拥有极强的磁场，与普通的中子星相比，大约强1,000倍。磁星是如何演变成这样，至今还不太了解。

4月27日，SGR 1935 + 2154被世界各地多个仪器所探测到，其中包括Swift Burst Alert Telescope、AGILE卫星和NICER国际太空站的观测设备。最初的讯号看起来相对正常，与在其他磁星中观察到的行为一致。但随后在4月28日，加拿大的氢强度测绘实验（CHIME）的无线电波望远镜探测到了非常强大的讯号，并使系统无法对其量化，该检测报告也刊登在The Astronomer’s Telegram。

加州理工学院的天文学家Shrinivas Kulkarni以及专门用于检测本地FRB的STARE2调查也检测到了非常强烈且清晰的讯号。

科学家认为，即使SGR 1935 + 2154证实了快速无线电波爆发的磁星起源，但并不意味着这是唯一的起源。

无论SGR 1935 + 2154告诉我们什么，我们都无法完全解决这些讯号所代表的复杂谜团，但这已经是令人难以置信且振奋的发现。（编译/台北天文馆吴典谚）

来自STARE2对SGR 1935 + 2154的观测结果

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： 

2020年3月25日被发现的彗星C/2020 F8 (SWAN)，近日已有南半球的观测者提报能够以裸眼直接看到了，目前的视星等约5.5，在人眼观测极限内（＜6.5等）。C/2020 F8是由「太阳和太阳圈探测器（SOHO）」上的「太阳风各向异性（Solar Wind ANisotropies，简称SWAN）」望远镜所发现，因此以SWAN为彗星命名，初发现时亮度约8等，预计在5月底时可以接近3.5等。

C/2020 F8的亮度纪录，近日已达裸眼可视程度。

C/2020 F8。Credit by Gerald Rhemann.

目前SWAN彗星裸眼看起来也许只是模煳的晕点，但以感光元件长时间曝光能捕捉到它壮丽的身影。澳洲天文摄影专家Gerald Rhemann分享了它拍摄的SWAN彗星，他以口径30公分的望远镜曝光半个小时，C/2020 F8的彗尾在他的照片中延伸达1.2度并超出照片的范围，「我知道有人拍到了长达8度的彗尾」Gerald Rhemann这么说，大概接近北斗七星杓口的大小（天璇到天玑的长度）。

C/2020 F8 (SWAN)在40分钟内的动态轨迹。Credit by Gerald Rhemann.

C/2020 F8曾在4月11日被SOHO卫星捕捉到有勐烈的含氢挥发物质喷发，它会不会和C/2019 Y4 (ATLAS)一样走向四分五裂的一途？美国Naval实验室的Karl Battams认为C/2020 F8 (SWAN)的组成应该比C/2019 Y4 (ATLAS)密集，不过C/2020 F8的双曲线轨道显示它可能是首次进入内太阳系，所以未来的演化可能无法预测。（编译/台北天文馆虞景翔）

资料来源：Space Weather