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

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。
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
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:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★

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。
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。

左图为火星表面的地形分布,右图为地壳厚度的分布。Topografische Darstellung der Marsoberfläche (l.) und Darstellung der Krustendicke (r.). (Infografik: Doyeon Kim / ETH Zürich)
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。

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。This diagram shows the orbits of 2,200 potentially hazardous objects as calculated by JPL’s Center for Near Earth Object Studies (CNEOS). Highlighted is the orbit of the double asteroid Didymos, the target of NASA’s Double Asteroid Redirect Test (DART) mission. Credit: NASA/JPL-Caltech
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

发布单位:台北市立天文科学教育馆

天文学家使用韦伯近红外光谱仪(NIRSpec)首次确认了主小行星带中一颗彗星周围的气体,尤其是水蒸气,这表示来自原始太阳系的水冰得以保存在此区域中。 然而,对水的成功探测却伴随着另一个新的谜题,238P/Read彗星没有探测到二氧化碳。

艺术家对238P/Read彗星的想像图,水冰在其轨道接近太阳时蒸发,形成彗发和彗尾,这是彗星与小行星间的区别。This artist’s concept of Comet 238P/Read shows the main belt comet sublimating—its water ice vaporizing as its orbit approaches the Sun. This is significant, as the sublimation is what distinguishes comets from asteroids, creating their distinctive tail and hazy halo, or coma. The James Webb Space Telescope’s detection of water vapor at Comet Read is a major benchmark in the study of main belt comets, and in the broader investigation of the origin of Earth’s abundant water. Credits: NASA, ESA
图说:艺术家对238P/Read彗星的想像图,水冰在其轨道接近太阳时蒸发,形成彗发和彗尾,这是彗星与小行星间的区别。图片来源:NASA, ESA

238P/Read也称为P/2005 U1于2005年10月24日由美国天文学家Michael T. Read使用基特峰国家天文台的Spacewatch望远镜所发现。238P/Read位于主小行星带,但会周期性地显示出彗发和彗尾。主带彗星是一个相当新的分类,在此之前,我们认为彗星位于海王星轨道之外的柯伊伯带和欧特云中,这些位置离太阳够远,因此冰得以被保存住,而当彗星接近太阳时,蒸发的冰冻物质赋予了彗星独特的彗发和彗尾,这是它们与小行星不同之处。科学家们长期以来推测水冰可以保存在木星轨道内较温暖的小行星带中,直到韦伯才带来确切的证据。

238P/Read彗星显示彗发及彗尾,2022年9月8日韦伯太空望远镜近红外相机拍摄。This image of Comet 238P/Read was captured by the NIRCam (Near-Infrared Camera) instrument on NASA’s James Webb Space Telescope on September 8, 2022. It displays the hazy halo, called the coma, and tail that are characteristic of comets, as opposed to asteroids. The dusty coma and tail result from the vaporization of ices as the Sun warms the main body of the comet. Credits: NASA, ESA, CSA, M. Kelley (University of Maryland). Image processing: H. Hsieh (Planetary Science Institute), A. Pagan (STScI)
图说:238P/Read彗星显示彗发及彗尾,2022年9月8日韦伯太空望远镜近红外相机拍摄。图片来源:NASA, ESA, CSA, M. Kelley (University of Maryland). Image processing: H. Hsieh (Planetary Science Institute), A. Pagan (STScI)

研究人员表示以往我们在主小行星带中看到了具有彗星特征的天体,现在透过韦伯精确的光谱数据,才肯定是水冰造成,此证明了来自早期太阳系的水冰可以保存于小行星带中。二氧化碳的缺失更是一大惊喜,通常二氧化碳约占彗星挥发性物质的10%,很容易被太阳的热量汽化。研究团队对于缺乏二氧化碳提出了两种可能的解释,一种是238P/Read在形成时含有二氧化碳,但由于温度的升高而失去了二氧化碳。尤其是位处于小行星带上更是容易如此,二氧化碳比水冰更容易蒸发,并且可以在数十亿年后渗出。而另一种可能是238P/Read在太阳系一个特别温暖的区域形成,那裡没有二氧化碳。

研究团队下一步的研究将开展至238P/Read彗星之外,去看看其他的主带彗星。小行星带上的天体又小又暗,透过韦伯终于可以看到它们的情况,并得出一些结论。其他主带彗星是否也缺乏二氧化碳?既然韦伯已经确认在小行星带附近保存着水,那么接下来通过样本采集来跟进此一发现,将能更进一步了解主带彗星,无论哪种方式,找出答案都将令人兴奋。我们生存在充满水的世界,并且充满生机,我们不确定这些水是从何而来,因此藉由了解太阳系中水的分布历史,将有助于我们了解其他行星系统,以及它们是否在成为类地行星的路上。相关研究成果发表于《Nature》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

238P/Read彗星(2022年韦伯拍摄)与103P/Hartley 2彗星(2010年Deep Impact mission拍摄)光谱数据图。两者都在与水相关的光谱区域显示明显的峰值。但238P/Read彗星没有显示存在二氧化碳的特征。This graphic presentation of spectral data highlights a key similarity and difference between observations of Comet 238P/Read by the NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) instrument on NASA’s James Webb Space Telescope in 2022 and observations of Comet 103P/Hartley 2 by NASA’s Deep Impact mission in 2010. Both show a distinct peak in the region of the spectrum associated with water. Finding this in Comet Read was a significant accomplishment for Webb, as it is in a different class of comets than Jupiter-family comets like Hartley 2, and this marks the first time that a gas has been confirmed in such a main belt comet. However, Comet Read did not show the characteristic, expected bump indicating the presence of carbon dioxide. Credits: NASA, ESA, CSA, and J. Olmsted (STScI)
图说:238P/Read彗星(2022年韦伯拍摄)与103P/Hartley 2彗星(2010年Deep Impact mission拍摄)光谱数据图。两者都在与水相关的光谱区域显示明显的峰值。但238P/Read彗星没有显示存在二氧化碳的特征。图片来源:NASA, ESA, CSA, and J. Olmsted (STScI)

资料来源:NASA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

被称为AT2021lwx的这场瞬变天文事件——或简单称呼它为「宇宙大爆炸」——是非常奇异的一次事件,除了它的亮度非常亮,至少是已知超新星爆炸的10倍亮之外,这场爆炸的时间还持续得异常地久,从爆炸后到现在3年后仍在闪耀着强烈的光芒,相较之下,一般超新星爆炸的亮度在几个月内就会非常明显地下降。根据最新研究指出,天文学家认为AT2021lwx可能是一个黑洞撕裂一片比太阳大上数千倍的气体云的剧烈事件,而即使如此,它仍然是目前所知类似事件中持续时间最长、整体能量最高的。

艺术家笔下的黑洞与吸积盘正在吞噬天体的想像图。Artist’s concept of a black hole accreting a companion. Astronomers have found an explosion of a cloud of dust around a black hole that was 10 times brighter than any supernova and has lasted more than 3 years. It’s the largest cosmic explosion astronomers have ever seen. Image via John A. Paice/ Royal Astronomical Society.
图说:艺术家笔下的黑洞与吸积盘正在吞噬天体的想像图。来源:皇家天文学会RAS

AT2021lwx位于狐狸座方向,距离地球约80亿光年,最早由兹威基瞬态设施(Zwicky Transient Facility, ZTF)在2021年4月13日发现,不过后续再追溯过去的观测影像中进一步发现它在2020年6月16日就已经开始增亮。由于该天体距离非常遥远,许多观测数据需要经过宇宙学效应大辐修正,因此对于该天体的性质并不能马上确定下来。起初天文学家认为它可能只是一个活跃星系核(Active Galactic Nuclei, AGN),但随着后续观测进一步排除了这个可能性。经过多波段观测的严谨验证后,最新研究认为AT2021lwx是一大片星际分子云落入超大质量黑洞并产生交互作用的结果,但过去在同类型事件中也没有观测过这么大、延续如此久的事件。虽然天文学家曾记录更亮的伽玛射线爆发事件,但由于AT2021lwx的持续时间相当久,代表着它的整体能量更高,最新的研究估计它的总辐射超过1053尔格,推测中心的黑洞质量更高达太阳1亿倍以上,属于星系核心等级的超大质量黑洞。

针对AT2021lwx多波段观测的结果与其他事件的比较。上图为AT2021lwx亮度增加后超过2年的光变曲线,可见其维持在高亮度非常长的时间,且近期尚未有明显变暗的趋势。左下图为AT2021lwx在2021年4月明显增亮前的多组观测历史资料,可见其在该事件前并没有明显的亮度变化情形。右下图为各种类似之瞬变天象的光度变化曲线,可见AT2021lwx是这类事件中光度最强、随时间衰减程度最小的瞬变天文事件,非常奇特。来源:英国皇家天文学会月刊。

图说:针对AT2021lwx多波段观测的结果与其他事件的比较。上图为AT2021lwx亮度增加后超过2年的光变曲线,可见其维持在高亮度非常长的时间,且近期尚未有明显变暗的趋势。左下图为AT2021lwx在2021年4月明显增亮前的多组观测历史资料,可见其在该事件前并没有明显的亮度变化情形。右下图为各种类似之瞬变天象的光度变化曲线,可见AT2021lwx是这类事件中光度最强、随时间衰减程度最小的瞬变天文事件,非常奇特。来源:英国皇家天文学会月刊

宇宙中和如此明亮的天体最接近的就是类星体了,同样也是与超大质量黑洞与吸积盘有关,但类星体的亮度随时间常有周期性的变化,而AT2021lwx的光变曲线比较像是单一瞬变事件后逐渐冷却的状况。在完成该事件的初步分析后,研究团队仍在收集更多观测数据,也建议其他研究者可以在各个多波段的巡天资料库中寻找类似的事件,以厘清关于这类事件发生频率和事件大小等等资讯。(编辑/台北天文馆谢翔宇)

资料来源:EarthSky
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

美国科罗拉多大学波德分校的物理学家Sascha Kempf领导的一项新研究提供了迄今为止最有力的证据,证明土星环非常年轻,这可能会回答困扰科学家一个多世纪的问题。

土星环的条纹颜色可能来自于被困在环冰中的少量杂质所造成。Saturn's rings may get their striated colors from the small concentrations of contaminates that become trapped in the rings' ice. (Credit: NASA/JPL/Space Science Institute)
图说:土星环的条纹颜色可能来自于被困在环冰中的少量杂质所造成。(Credit: NASA/JPL/Space Science Institute)

这项研究已发表在《科学进展》期刊上,认为土星环的年龄不超过4亿年。这使得土星环比大约有45亿年的土星本身要年轻很多。本研究中,Kempf团队开始藉由研究土星环尘埃积聚的速度来确定土星环形成的时间,有点像用手指沿着房子的表面滑动来判断房子的年龄。Kempf说:「把土星环想像成你家的地毯,如果你已经铺好乾淨的地毯,只需要等待灰尘落在地毯上,对土星环来说也是如此。」

从2004年到2017年,该团队使用了NASA的卡西尼号探测器上的宇宙尘埃分析仪来分析围绕土星飞行的尘埃微粒。在这13年里,研究人员只收集了163颗的微粒,但这已经足够了。根据他们的计算,土星环可能只聚集了几亿年的尘埃。换句话说,土星环是一种新现象,它的出现(甚至有可能消失)在宇宙中相当于一眨眼的时间,但仍然不知道这些环最初是如何形成的。

土星主要有七个由无数冰块组成的环,大多数都不比地球上的巨石大。总的来说,这些冰块的总重量约为土卫一(Mimas)的一半,并从土星表面延伸了近28万公里。Kempf补充说,在20世纪的大部分时间,科学家们都认为土星环可能与土星同时形成。

研究小组估计,行星际尘埃每年对土星环每平方英呎的贡献远不到1克,虽然只是一点点,但随着时间的推移,累积起来已经足够了。土星环可能已经正在消失,在之前美国NASA的科学家报告说,冰正在慢慢地降落到土星上,并可能在未来1亿年内完全消失。

由LASP设计和建造的木卫二表面尘埃分析仪(SUDA)将收集尘埃颗粒,作为美国NASA木卫二快船任务的一部分。The Europa SUrface Dust Analyzer (SUDA), designed and built at LASP, will collect grains of dust as part of NASA's flagship Europa Clipper mission. (Credit: Glenn Asakawa/CU Boulder)
图说:由LASP设计和建造的木卫二表面尘埃分析仪(SUDA)将收集尘埃颗粒,作为美国NASA木卫二快船任务的一部分。(Credit: Glenn Asakawa/CU Boulder)

卡西尼号提供了一个确定土星环年龄的机会,它于2004年抵达土星并收集数据,直到2017年故意坠入土星大气层。宇宙尘埃分析仪的形状有点像一个水桶,当微粒呼啸而过时,就会把它们舀起来。科罗拉多大学波德分校的大气与太空物理实验室(Laboratory for Atmospheric and Space Physics,LSAP)的研究人员为美国NASA即将于2024年发射的木卫二快船(Europa Clipper)任务设计并建造了一个更复杂的尘埃分析仪。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:University of Colorado at Boulder

发布单位:台北市立天文科学教育馆

先前已确认的土星卫星为83颗,就在2023年2月初才被木星超越而已,现在由中研院天文所博士后研究员Edward Ashton所领导的跨国合作团队发布了新的62颗土星卫星,让土星的卫星总数一举达到145颗,让木星看不见车尾灯。

新卫星的发现采用了一项基本却有效的方法,针对卫星们在天空中移动速度相同的特性去追踪它们,并借此增强来自那些更暗的卫星讯号,在这种方法下,一般太暗导致无法成像的卫星也无所遁形,因此这种基本却有效的方法也被简单地命名为「位移叠图法」(Shift and stack)。

科学家在过往就是使用这种方法来探寻天王星及海王星的卫星,然而这是首次将其应用于土星上,研究团队采用了加法夏望远镜的观测资料及前述方法,使他们能够测量的卫星小至直径2.5公里的程度。虽然在2019年时早就已经发现了一些卫星,但是团队为了确认它们的存在,花费了24个月的时间在不同的夜晚艰苦的比对,最终核对了63个天体。在一份新闻稿中,Edward Ashton表示:追踪这些卫星就好像小时候画的连连看那样,只不过是100多张图通通叠在同一个画面上就是了,所以你也不知道哪个点是属于哪张图的。

新发现的卫星都是不规则卫星,而根据不同的轨道倾角也有不同的三种分类,分别为因努特群(Inuit group)、高卢群(Gallic group)、诺尔斯群(Norse group),命名的来源均属北欧神话,这三组卫星被认为是由大卫星的撞击或分裂所形成的,不少还处于逆行轨道(与行星运行轨道相反),研究这些卫星的轨道可以帮助天文学家更了解这些气态巨行星系统里的演化历史。

随着现代望远镜的极限不断提昇,我们只会发现更多的卫星,或许卫星之王的桂冠也会再次易主,但这次可能会比较久一点。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Space.com英属哥伦比亚大学

发布单位:台北市立天文科学教育馆

2023年5月1日,欧洲太空总署(ESA)的欧几里得(Euclid)太空望远镜从意大利乘船抵达美国佛罗里达州,完成太空之旅的阶段工作。预计今年7月初在卡纳维尔角由SpaceX制造的猎鹰9号火箭搭载升空。

欧几里得(Euclid)太空望远镜将由SpaceX公司制造的火箭发射升空。Euclid is set to launch this year on a rocket built by SpaceX. Credit: Work performed by ATG under contract for ESA, CC BY-SA
图说:欧几里得(Euclid)太空望远镜将由SpaceX公司制造的火箭发射升空。

太空望远镜是以希腊数学家欧几里得的名字来命名,他生活在公元前300年左右,创立了几何学。由于物质和能量的密度与宇宙的几何形状有关,因此以他的名字来命名。

它配备一个直径为1.2公尺的望远镜和2个科学仪器,包含一个可见光波长相机和一个近红外相机及光谱仪。发射后,它将围绕一个被称为日地拉格朗日点L2的区域运行,平均距离地球约150万公里,预计任务寿命为六年。由于L2是太阳和地球引力平衡的地方,使得欧几里得可与地球保持同步,为观察宇宙提供一个稳定的有利位置,并加入也在L2上的韦伯太空望远镜的行列。

欧几里得主要任务为探索黑暗宇宙的演化,借由观测100亿光年范围内的数十亿个星系,横跨超过1/3的天空,绘制出宇宙的3D地图(以时间为第三维度)。虽然暗能量(dark energy)加速了宇宙的膨胀,暗物质(dark matter)控制着宇宙结构的增长,但科学家仍然不确定暗能量和暗物质到底是什么。

与我们在地球上看到的正常物质不同,暗物质既不反射也不发射光。它将星系凝聚在一起,据信占宇宙总质量的80%。我们已经知道它一个世纪了,但它的真正性质仍然是一个谜。暗能量同样令人费解,天文学家已经证明,在过去的50亿年里,宇宙的膨胀速度比预期要快。许多人认为这种加速是由一种看不见的力量驱动的,这种力量被称为暗能量,这占了宇宙中70%的能量。

欧几里得将观察宇宙在过去100亿年里的演化,以揭示宇宙是如何膨胀,以及宇宙的结构是如何形成的,由此天文学家便可推断出暗能量、暗物质和引力的特性,从而揭示更多关于它们的精确性质。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:ESAPhys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

一个新的研究发现:透过宇宙射线和雷射显示在意大利那不勒斯(Naples)的地下深处,埋藏着最初定居的希腊人遗迹。研究人员早就知道古希腊墓葬隐藏在城市下方,但无法进入墓室。现在,尖端技术使研究人员无需任何挖掘即可窥视地底下。

那不勒斯最初被称为库麦(Cumae),后来在西元前650年左右更名为尼亚波利斯(Neapolis ,意即“New City”),拥有寺庙、广场和众多的地下墓室。在Rione Sanità人口稠密且风景如画的现代区,多个时代的墓室众所周知,从希腊时期(西元前6世纪到西元前3世纪),有称为hypogea的富人墓室,以及罗马帝国时期(西元2至4世纪),有早期的基督教地下墓穴。

但是地面的现代建筑使得很难进入地表下方10公尺深的古代下水道、蓄水池和墓室等遗迹,因此意大利和日本研究人员使用缈子摄影术(muography)的技术来识别希腊时期未知的地下墓室。他们的研究发表在2023年4月3日的《Scientific Reports》期刊上。

缈子(muon)是一种类似于电子的轻子,但质量比电子大。1936年,科学家发现缈子是由宇宙射线与地球大气层交互作用的产物,这些微小的粒子很容易穿透牆壁和岩石。

在这项研究中,使用核乳胶技术(nuclear emulsion technology)记录缈子的轨迹,其中使用极其敏感的摄影胶片来捕捉带电粒子的路径。通过使用粒子探测器测量缈子的通量,研究人员可以观察火山、地下洞穴甚至埃及金字塔。

希腊墓葬距离地表约10公尺,研究人员在地下18公尺的地窖安装粒子探测器,该地窖在19世纪用于火腿熟成。研究人员记录了28天的缈子通量,捕获了大约1000万个缈子。为了识别未知结构,研究人员需要一个已知的地下3D模型。他们将已知的雷射扫描3D模型与测量的缈子通量进行比较。在3D模型中不可见,而缈子通量图像中的异常之处可以自信地假设为隐藏的或未知的墓室,墓室的面积约为2×3.5公尺,其矩形形状表明它是人造的而非天然的。

考虑到墓室的深度,研究人员认为它是西元前6至3世纪希腊墓地的一部分。这可能是一个富人的坟墓,类似于19世纪末发现的Toga wearers和 Pomegranates地下墓室。 然而,研究人员无法知道墓室内有什麽,缈子摄影术无法分辨尺寸小于10公分的物体,只能知道墓室的大致形状,但看不到骨头等小细节。(编译/台北天文馆施欣岚)

资料来源:Live Science