有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

太阳系内所有具备磁场的行星都有辐射带，那是一个长得像甜甜圈形状的环状区域，在这个区域内的带电粒子会被磁场限制住，在无线电波段发出光芒，只要有稳定的行星磁场，就会存在辐射带，一如地球有范．艾伦辐射带，水星、木星、土星、天王星、海王星也有对应的辐射带，差别在大小及范围。

探测太阳系外的辐射带显然地困难许多，但并非不可能，科学家首次在一个质量极低的红矮星探测到，它名为LSR J1835+3259，质量为木星的77倍，距离我们约20光年。加州理工学院的天文学家Melodie Kao表示：「我们是透过观察磁层中的电波发射电浆讯号来对目标成像，这也是首次对太阳系外的气态巨行星[注]这么大的东西这么做。」（注：「气态巨行星」应是在形容红矮星的大小，红矮星显然并非行星。）

图说：符合科学概念的LSR J1835+3259艺术绘制图，其磁场所呈现的辐射带，极区甚至会产生极光。（图片来源：Chuck Carter, Melodie Kao, Heising-Simons Foundation）

虽然在太阳系以外的天体中没有探测到辐射带和限制它们的磁场，但科学家已经看到了它们存在的线索，当加速的带电粒子沿着磁力线进入大气层并与其中的粒子相互作用时，就会产生类似太阳系内行星的极光。LSR J1835+3259便出现了这种极光活动的迹象，利用全球39个无线电望远镜组成的观测网，照片中显示该恒星周围有一个双叶瓣结构，发出「微弱」的无线电波，类似于木星的辐射带叶状结构，但由于它比木星还要远得多，实际上的亮度大约是木星的1000万倍。

观察到的辐射是一种以前在低质量恒星及棕矮星中的常见类型，但过去经常被归因于恒星日冕中的闪焰，这项发现不仅证实了恒星也能有辐射带，也代表我们可能早就已经看过辐射带，只不过是判断错误罢了。往后只要在这些气态巨星追踪到类似的状况，我们可以更有自信地认为它们有一个大磁场，随着技术及仪器的演进，也许有一天我们能找到未来的宜居世界，其研究发表于《自然》期刊上。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

根据最新研究指出，位于我们银河系中、6,000光年远的球状星团M4的中心，可能有一个质量为太阳800倍的中等质量黑洞。中等质量黑洞仍然是天文学中的一个谜团，迄今为止，我们对这些中等质量黑洞的了解大多数仍是间接且不确定的，这个位在M4球状星团中心的黑洞也不例外。这篇研究利用哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope，HST）与盖亚望远镜（Gaia）的巡天资料，仔细追踪了星团中约6,000颗恒星的运动，计算结果显示中心可能藏有一个质量为太阳800倍的中等质量黑洞，儘管目前仍然无法完全确定。

图说：位于天蝎座的M4球状星团，是距离我们最近的球状星团之一。来源：ESO

天文学家早已在宇宙中确认了相当多的黑洞，它们的质量分布非常极端：质量在太阳100倍以下的恒星级黑洞，以及质量在太阳数百万至10亿倍的超大质量黑洞。在这两个极端之间，几乎没有任何中等质量的黑洞存在，究竟是宇宙间真的没有中等质量的黑洞存在，或是它们确实存在，但是因为某种原因使得天文学家无法探测到它们呢？目前天文学界已经了解恒星级质量黑洞的形成原因，主要来自于大质量恒星的核心塌缩或致密天体的合并等等现象，但对于超大质量黑洞的形成仍然有多疑问。究竟超大质量黑洞是藉由许多恒星级黑洞合并形成，或者是另有形成途径呢？中等质量黑洞显然是一个线索，或许可作为恒星级黑洞合并成超大质量黑洞的中间过程。

图说：哈勃太空望远镜拍摄的M4球状星团的中心区域。来源：NASA

M4是距离地球最近的球状星团之一，而有些天文学家推论中等质量黑洞可能就藏身于球状星团的中心。球状星团是由极密集、超过10万至100万颗恒星组成的球形外观的星团，大多数的恒星是从同一个星云、在同一个时间形成的。以往针对球状星团的研究发现它们中心的质量密度相当高，符合中等质量黑洞的质量范围。一般来说，若是黑洞没有积极地吸积周遭的物质，一般观测并不容易发现它们的存在，但黑洞所产生的重力影响周围的恒星轨道将会是相当可靠的线索。在这篇研究中，研究团队运算了各种模型，排除星团中心由许多黑洞聚在一起的可能性，也证实了有大量质量集中在很小的区域以内，虽然仍无法完全确定是一个单独的天体的重力造成的，但可以证明它非常、非常地小。若没有全新未知的恒星类型或是未知的天体物理学方面的解释，目前中等质量黑洞是最有可能的解释。研究人员建议持续使用哈勃太空望远镜和韦伯太空望远镜对M4球状星团进行更多的观察，以更加确定恒星在星团中运动的情形。该研究全文请参考2023年7月的皇家天文学会月报（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society，MNRAS）。（编辑/台北天文馆谢翔宇）

资料来源：Science Alert
原始论文：英国皇家天文学会月刊 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, MNRAS)

发布单位：台北市立天文科学教育馆

英国里兹大学（University of Leeds）的学者相信，他们可能找到了木星著名条纹背后长期存在的谜团解答。木星的外观以色带和着名的大红斑为特征，这些色带经常会发生移动和变化，然而至今还无法解释其成因。

图说：地面红外望远镜拍摄的木星5微米（10-6公尺）波段辐射影像。从2001年5月到2011年12月，可以看到北赤道带（蓝色虚线之间）辐射亮度的显著变化。图片来源：Arrate Antuñano/NASA/IRTF/NSFCam/SpeX

现在，美国NASA的朱诺号任务提供了关于木星磁场的新发现。来自该大学数学学院的Kumiko Hori博士和Chris Jones教授相信他们可能找到了答案。Jones教授提到，用望远镜观察木星，会看到沿纬度线环绕赤道分布的暗带和亮带的带状云条纹，若放大来看，可以看到云层在非常强烈的东风和西风推动下快速移动。在赤道附近，风向东吹，但当向北或向南改变纬度时，风就向西吹。然后若再移动一些，又会向东吹。这种东西风交替的模式与地球上的天气截然不同。每隔四五年，云带的颜色又会改变，成因为何一直是个谜。

科学家已经知道，木星不断变化的外观与这颗气态巨行星表面以下50公里处的红外光变化有关，而本研究表明，这些变化可能是由行星内部深处的磁场变化所引起。利用朱诺号探测器收集的数据，能够监测和计算木星磁场的变化。朱诺号探测器自2016年以来一直绕木星运行。Jones教授补充说，在行星磁场中有可能出现波状运动，这种运动被称为扭转振荡（torsional oscillations）。令人兴奋的是，当我们计算这些扭转振荡的周期时，它们与木星红外辐射中看到的周期相对应。

透过多年来对磁场的观察，他们已经能够追踪到它的波动和振荡，甚至能够追踪到木星上一个被称为「大蓝斑」（Great Blue Spot）的特定磁场点。这个斑点一直在向东移动，但最新的数据显示，移动速度正在放缓。这让研究团队相信，这是一个振荡的开始，因它逆转并开始向西移动之前，移动速度会放缓。

Hori博士说提到，扭转振荡如何准确产生观测到的红外线变化，这可能反映了复杂的动力学和云气溶胶反应，这些不确定性需要更多的研究。本研究已发表在《自然·天文学》期刊上。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：University of Leeds

发布单位：台北市立天文科学教育馆

由爱丁堡大学所领导的研究团队使用韦伯太空望远镜在250亿光年外发现了一个巨大、稠密的星系。这个名为GS-9209的星系形成于大爆炸后的6~8亿年，是迄今为止发现最早的静谧星系（quiescent galaxy）。

图说：韦伯太空望远镜所拍摄的GS-9209。图片来源：Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06158-6

GS-9209最初由爱丁堡大学博士生于2004年所发现，它虽然比银河系小10倍左右，但它所拥有的恒星数量却与银河系相当。其总质量约是太阳的400亿倍，并且是在GS-9209恒星停止形成之前迅速形成。GS-9209是目前已知最早不再形成恒星的星系，称之为静谧星系。当研究团队在大爆炸后12.5亿年观察到它时，该星系已经约有50亿年没有新恒星形成了。经分析显示GS-9209的中心有一个超大质量黑洞，而这个黑洞比拥有同样恒星数量的星系所预期的黑洞还要大上5倍。这个发现可以解释为什么GS-9209停止形成新的恒星，因为超大质量黑洞的成长会释出大量的高能辐射，这些辐射会升温并将气体推出星系，而这可能就是导致GS-9209中的恒星形成停止的原因，因为新生恒星形成于当星系内部的尘埃云和气体粒子在自身重力作用下坍塌并升温时。

韦伯太空望远镜已经证明在宇宙史的第一个十亿年里，星系比我们想像的更早、更大，这项工作让我们第一次真正了解这些早期星系的特性，并详细描绘GS-9209的历史。它在大爆炸后短短的8亿年内，就形成了与我们银河系一样多的恒星，并且在这个星系中还看到了一个非常大的黑洞，这是一个大惊喜，因为它为早期星系中恒星停止形成提供了支持的论点。相关研究成果发表于《Nature》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：Phys.org

来源：术语中国

2023年5月20日，国际单位制新词头中文名称联合发布仪式在世界计量日中国主场纪念活动上隆重举行。发布仪式由国家市场监管总局总工程师黄国梁主持，全国科学技术名词审定委员会专职副主任裴亚军、国家市场监管总局计量司一级巡视员张益群、中国计量科学研究院院长方向共同发布了国际单位制新词头中文名称。

国际单位制新词头中文名称正式发布

国际单位制，简称SI，是世界普遍采用的单位制，也是我国法定计量单位的基础。词头是SI的重要组成部分，词头和SI单位组合可以更简洁地表达量值。随着数据科学和数字存储等领域的快速发展，以前的SI词头已逐渐不能满足超大、超小科学数据的表达需求。2022年11月，第27届国际计量大会通过决议，引入四个SI新词头ronna、ronto、quetta、quecto，分别表示1027、10-27、1030、10-30。这是自1991年以来，国际单位制首次新增词头。

全国科学技术名词审定委员会委托国家市场监督管理总局，由国家市场监督管理总局计量司、中国计量科学研究院组织开展了新词头的中文定名工作。此次定名经广泛征集意见、专家研讨和中文名审定等程序，组织计量学、物理学、化学、数学、计算机、语言学、翻译学等相关学科领域三十余位专家，研究确定了新词头中文命名原则：

1. 读音尽量接近英文发音，适当考虑首字体现数量的意义。相对应的倍数、分数词头（1030与10-30对应，1027与10-27对应）名称的首字拼音声母相同，但韵母不同，便于区分读音。

2. 词头首字尽量避免口语化、生活化，易认、易读，利于推广；与已定名词头的后位字保持一致；避免与现有词头用字和发音重复，避免歧义、混淆。

根据上述原则，最终确定新词头的中文名称为：容[那]、柔[托]、昆[它]、亏[科托]，分别表示1027、10-27、1030、10-30。引入新词头后，可以更简洁地表达很大或很小的量值，例如地球质量约为6容克，电子质量约为0.9柔克。

新词头中文名称的发布，将为我国乃至华语圈的科学研究和工程应用提供更简洁、规范的表达方式，促进国际交流合作，助力人类探索宇宙尺度、量子效应等自然边界。同时，新词头在人工智能、数字科技等新兴技术领域的广泛应用，亦将进一步推动科技进步、产业转型和经济社会高质量发展。

[](/wp-content/uploads/2023/05/ronna.webp “ronna 容[那]”)

[](/wp-content/uploads/2023/05/ronto.webp “ronto 柔[托]”)

[](/wp-content/uploads/2023/05/quetta.webp “quetta 昆[它]”)

[](/wp-content/uploads/2023/05/quecto.webp “quecto 亏[科托]”)

发布单位：台北市立天文科学教育馆

新发现的类地系外行星名为LP 791-18d，半径是地球的1.03倍，温度介于摄氏27~127度间，在永夜的那一面可能有凝结水的存在。LP 791-18d发生火山爆发的频率可能与木卫一Io一样，Io是太阳系中火山活动最活跃的天体。

图说：艺术家对类地系外行星LP 791-18d的想像。图片来源：NASA’s Goddard Space Flight Center / Chris Smith, KRBwyle.

LP 791-18d围绕着LP 791-18运行，LP 791-18也称为TOI-736或TIC 181804752，位于巨爵座，是一颗小型红矮星，比我们的太阳小得多，亮度也低得多，距离我们约86光年。已知该系统还有另外两颗行星：LP 791-18b和LP 791-18c，其内行星LP 791-18b比地球大20%左右，公转周期不到一天；外行星LP 791-18c的大小约是地球的2.5倍，质量是地球的7倍多，周期约为5天。而这颗新行星LP 791-18d半径约为地球的1.03倍，质量为0.9个地球质量，轨道周期只有2.8天，位于适居带的内缘，即科学家假设行星表面可能存在液态水的距离范围。

行星LP 791-18d和LP 791-18c彼此非常靠近，当质量更大的LP 791-18c每次近距离掠过LP 791-18d时，会对其产生重力拖曳，使其轨道略呈椭圆形。在这个椭圆轨道上，LP 791-18d每次绕恒星运行时都会略微变形，这样的形变可以产生足够的内部摩擦，使行星内部大幅升温，并在其表面产生火山活动。如同木星和它的一些卫星便是以类似的方式影响木卫一。

研究人员表示LP 791-18d被潮汐锁定，这意味着它的同一面始终朝向它的恒星。白天的那一面可能太热了，使得液态水无法存在于地表，但我们怀疑发生在这个星球上大量的火山活动可以维持大气层，而这可能允许水在夜间凝结。研究团队使用凌日系外行星巡天卫星（TESS）和退役的史匹哲太空望远镜以及地面天文台发现了LP 791-18d，下一步则是使用韦伯太空望远镜观察该系统，看看它是否能告诉我们有关其大气层的讯息。在宜居带发现一颗地球大小的行星可能存在火山活动，将是寻找太阳系系外生命的一大进步。相关研究成果发表于《Nature》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：SCI NEWS

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★★

狮子座R（R Leonis）预计在5月22日左右达到最大亮度，视星等预估可达5.8等。狮子座R位于狮子座最亮星轩辕十四西偏南方5度左右的位置，借由星图辅助应该可以用双筒望远镜找到它的身影。

狮子座R变星之位置图，位于轩辕十四（α Leo）西偏南方约5度左右的位置。来源：AAVSO

狮子座R是一颗米拉型长周期变星，平均周期为312天，亮度从接近肉眼极限的5.8等变化至10.0等，也是同类变星中观测最广泛的变星之一。狮子座R在1782年由J.A. Koch发现，是第5颗被人们发现的变星，它的特色是超过300天的长时间光变周期。在狮子座R近旁可以看到狮子座19和狮子座18两颗星，其中比较接近的狮子座19稍暗，而狮子座18则较亮一些，很适合用来估计狮子座R变星的亮度。相当推荐给有双筒望远镜的同好们观察！（编辑/台北天文馆谢翔宇）

本馆于2023年5月11日拍摄之狮子座R变星，可见其亮度已经超越狮子座19。

过往对狮子座R之光度观测结果，可以发现其亮度在5等星至10等星之间摆荡。来源：AAVSO

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★★

夜空最明亮的行星——金星，将于2023年5月21日达到「日落时最高仰角」，傍晚时只要望向西方，很容易就可以见到这颗明星。金星是内侧行星，其轨道比地球更靠近太阳，与太阳间的离角较小，只有在清晨或傍晚才容易被看见，且时间不长。通常日落时若仰角越高，落下时间较晚，能观赏的时间就越长，观赏条件也越好。

今年在5月21日达「日落时最高仰角」，当晚18:34日落时，金星仰角高达42度，为今年最高，直至21:59才西沉，在夜空中出现的时间长达3个多小时。上一次金星在日落时达到相同高度是在2020年8月，而下次则要到2025年1月了。

2023年5月21日日落时西方天空的模拟画面。暮光中的金星仰角高达42度，圆内为望远镜高倍率下所见之金星样貌。以上示意图由Stellarium软体产生。

目前金星的亮度已达-4.3等，比夏夜星空中最亮的织女星还亮50倍，在无光处甚至可对物成影！金星的亮度将持续升高，至七月时达到最亮，而在这段时间里都是观赏金星的绝佳好期，傍晚时不妨抬头向西方天空看看这颗明亮的行星。若有10倍以上的双筒望远镜或小型望远镜，还可以看出金星有明显如月亮的盈亏现象，在大距位置时金星会呈现半圆形的「弦月状」。

金星是天空中除太阳和月亮之外最亮的天体，自古就有「太白金星」、「长庚」（日落时所见）与「启明」（日出前所见）等称呼。由于金星是距离地球最近的行星、离太阳也近，加上其表面覆盖着可反射近七成阳光的云层，因此其亮度远远超过其他星体。（编辑/台北天文馆赵瑞青）

发布单位：台北市立天文科学教育馆

在美国NASA火星洞察号任务的最后一年，一场强烈的地震使苏黎世联邦理工学院的研究人员能够确定火星地壳的全球厚度和密度。平均而言，火星地壳的厚度比地球或月球要来得厚。

图说：左图为火星表面的地形分布，右图为地壳厚度的分布。（Credit: MOLA Science Team / Doyeon Kim, ETH Zurich）

研究人员利用2022年5月一次大规模火星地震的数据，从这次估计为4.6级的地震中观测到的表面波，不仅直接从震源传播到测站，还绕行整个火星好几次。这些数据不仅提供有关火星特定区域的资讯，还提供了全球观察。

本研究已发表在《地球物理研究快报》期刊，主要作者Doyeon Kim提到，他们测量了这些表面波在不同频率下传播的速度。这些地震速度提供对不同深度的内部结构的了解，以及全球结构的地震观测数据。

将他们获得的结果与火星重力和地形的现有数据相结合，能够确定火星地壳的厚度为平均42至56公里。平均而言，地壳在伊希斯撞击盆地（Isidis impact basin）最薄，厚度约为10公里，在塔尔西斯地区（Tharsis province）最厚，约为90公里。相较之下，地球地壳的平均厚度为21至27公里，而阿波罗任务地震仪测定的月球地壳厚度约在34至43公里之间。

研究人员发现火星北部低地和南部高地的地壳密度是相似的，且南半球的地壳比北半球延伸的深度更大。Kim提到，这一发现非常令人兴奋，结束了长期以来关于火星地壳起源和结构的讨论，因有人认为可用不同的岩石成分来解释南北半球地形的差异。况且，去年对火星表面陨石撞击的分析已经证明了火星南北的地壳是由相同的物质所组成。

Kim说：「我们的研究提供了火星是如何产生热能，并解释了火星的热历史。」今日火星内部的主要热源是放射性元素（如钍、铀和钾）衰变的结果，研究发现，这些产热元素的50％到70％存在于火星地壳中，这可以解释为什么今日地下的某些区域仍有熔融作用的发生。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：苏黎世联邦理工学院

发布单位：台北市立天文科学教育馆

未来的某一天，地球会接受来自太空无可避免的大石头所袭击，一如太阳的东升西落与潮汐涨落，在过去已经发生好多次，在未来的数十亿年也将是如此。

目前为止，人类还算幸运，我们不必面对这种灾难性威胁，但如果我们要在这颗星球上长期生存下去，我们就必须接受危险小行星的现实并做好准备。世界各地的组织持续地监测天空，他们正在绘制所有潜在威胁的近地天体目录，越大的岩石虽然构成了更大的威胁，不过相对地它们的数量也较少。我们对于潜在威胁的近地天体数量永远普查不完，但我们确实有几乎所有直径大于1公里的潜在危险小行星的可靠地图，而且有用。

图说：这张图表显示了JPL近地天体研究中心(CNEOS)计算的2200个潜在危险天体的轨道。突出显示的是近地小行星的轨道，这是美国NASA近地小行星重定向测试(DART)任务的目标。图片来源：NASA/JPL加州理工学院

这种公里级的小行星不仅有可能摧毁整个城市，甚至造成全球范围的重大生态危害，一个研究团队预测了它们未来一千年的轨道，分析显示，这些公里级的近地天体在下个世纪以内都不会对我们构成重大威胁。

然而，我们很难预测这些近地天体的轨道变化，这是由于在轨道动力学里，微小的变化可能在时间长河里带来巨大的影响，不论是「从太阳接收到的热量变化」或是「木星的引力牵引」，就可能使一颗小行星在千年后的轨道上最终于地球相交。

其中7482号小行星特别危险，在接下来的千年里，这颗小行星都会在地球附近停留相当长的时间，虽然这并不代表着它一定会撞击地球，但机率却不是零；另一颗143651号小行星，它的轨道非常混乱，在过去的几十年里甚至没办法完美预测它的确切位置，基于我们目前所掌握的资讯，也无法肯定它不会在未来撞向地球。

类似的天体，科学家总共找到28个，它们都将可能贴近到地月距离之内，虽然在这一千年的轨道预测中，它们都不会撞向地球，但是长期关注这些石头可能比任何事情都重要，该文现在可于预印本网站下载。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Universe Today