有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

大部分穿过宇宙的光是人类肉眼看不见的，除了我们能看见的可见光波长之外，还有整个宇宙在高能和低能辐射中闪耀。

美国NASA的费米伽玛射线太空望远镜（Fermi Gamma-ray Space Telescope），这是一个在近地轨道上运行的探测器，观测宇宙中能量最高的伽马射线。费米望远镜不断监测整个天空的伽玛射线源以及它们如何随时间变化，为天文学家提供可以探测到的各种伽玛射线源的地图，并且这些数据被汇编成一个目录。

图说：此为费米望远镜一年来对伽马射线天空观测的动画。（NASA’s Marshall Space Flight Center/Daniel Kocevski）

上面的动画代表了2022年2月至2023年2月期间收集来自1,525个伽马射线源一整年的波动，用紫色圆圈表示，每一帧图片代表三天的观测值，圆圈越大，伽马射线就越亮。另外，黄色的圆圈代表太阳在天空中的视路径。还有银河系平面的伽马射线辉光，是由一条横跨影像中间的橙色带状表示，更亮的颜色代表更多的辐射光芒。

大多数的闪光都来自一种被称为耀变体（blazars）的星系，属于类星体的一种，具有极其活跃核心的星系，意味着核心处的超大质量黑洞正在以惊人的速度吞噬周遭物质。这些物质被黑洞周围的极端活动加热，从而在天空中闪闪发光。耀变体是伽马射线的已知来源，它们的亮度在相当短的时间内波动，此亮度变化可帮助天文学家研究这些天体是如何进食的。

在费米伽玛射线目录的新成员中，耀变体占了90%以上。其他发射伽马射线的天体还包括一种被称为脉冲星的中子星，以及双中子星等双星系统。相关研究可从天文物理期刊（The Astrophysical Journal Supplement Series）免费获得。（编译/台北天文馆吴典谚）

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： ★★

2023年3月26日凌晨4时左右将有一颗小行星2023 DZ2与地球擦肩而过，该小行星的直径估计为39至88公尺之间，相当于一座足球场的大小，最近的时候距离地球仅0.00117AU（约173,000公里）！

潜在危险天体（potentially hazardous object，PHO）是指轨道有撞击地球的可能，且其大小足以对地球造成全球或局部区域重大损害的近地天体，而最常见的又称为潜在危险小行星，其定义为与地球的最小轨道交点距离少于0.05AU（19.5月距），并且绝对星等达22等或更亮。截至2023年3月20日止，符合潜在危险小行星定义的天体数量是3,250颗，其中估计有213颗的直径超过1公里。

2023 DZ2是2023年2月27日被发现的，属于阿波罗族小行星，每3.16年绕太阳公转一周，被归类为近地天体。虽然以绝对星等计算还排不上潜在危险天体之列，但仍然超过2013年车里雅宾斯克陨石的大小，若是受到其它因素的重力偏移，就有可能撞向地球，造成地球上小区块极大的伤亡。目前科学家的计算显示它几乎不可能撞击地球，但以它的尺寸及距离之近，甚至可以在天空中短暂成为星点，科学家估计它在天空中的亮度最高可能达到视星等10等，在无光害的地方使用品质较高的双筒望远镜也许能捕捉到它的身影，其详细预报路径如下。（编辑/台北天文馆技佐许晋翊）

2023年3月25日晚上至3月26日凌晨期间，2023 DZ2在天空中的飞掠轨迹。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

地球非常善于隐藏它的伤疤，我们自以为是地认定过往小行星的撞击证据可以协助我们更好地规划及防范下一次灾难的到来，美国航太总署（NASA）戈达德太空飞行中心首席科学家James Garvin认为，我们可能错误解读了过往100万年内发生的小行星撞击痕迹，如果他的研究结果是对的，那么似乎有些不那么大的石块也会成为危害。

所有陨石撞击中最著名的一次，莫过于约6600万年前在犹加敦半岛上的一个大洞了，它可能直接导致了恐龙的死亡。在目前的统计中，每一亿年会出现一次这种十公里等级的庞然大物撞击，但是每60万年会出现的一公里等级小行星撞击也足够摇动地球上的尘埃，并将地球笼罩于阴影之下造成严重的饥荒事件。

虽然现在人类可以扫描天空，搜寻那些大到足以产生危害的天体，也能从地质纪录中探寻到实际陨石撞击过的踪迹，但是当我们越往过去深入，这个纪录就越不明朗，地球的动态行为，包含风、水、地壳运动等不断地磨损地表，就连比较近期的事件，也很难透过灰尘和生物学的累积来解释。

研究团队使用了高解析度的卫星影像，观察过去100万年中形成大型撞击坑的风化遗迹，以衡量它们的真实大小，从分析结果来看，大多数陨石坑的再外围都有些微弱的环，超出了原先认定的「外缘」，例如：哈萨克境内有一个12至14公里宽的洼地，叫做Zhamanshin，许多人认为是一颗直径200至400公尺的陨石于9万年前撞击地球形成的，这是最近一次最可能造成核子冬天的陨石撞击，在这次的分析中，团队认为实际上它留下了一个直径接近30公里的陨石坑。另外三个大型陨石坑的外缘径也被重新计算，都是原先的二至三倍。

旧模型的改进是好事，但这些新发现的环可能不只是撞击后的涟漪，而是撞击后喷出来的碎片集中在外缘落下，又或者，它们只是一场数据资料的虚影，这是一个值得讨论的假设，虽然我们正忙着建立各种系统以避免严重的小行星撞击，但是地球过去的伤疤我们应该想尽办法去了解才是，该研究在2023年月球与行星科学会议中发表。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert

发布单位：国家空间天气监测预警中心

北京时间2023年3月23日22时，地球突发Kp指数达到7的大地磁暴，持续时间为三小时，随后稍作停歇，又在24日凌晨5时至8时，再次发生大地磁暴，到本文发布之前，又发生了第三次大磁暴，而且活动强度较前两次还要更强。

国家空间天气监测预警中心分析，此次地磁暴的产生与太阳在2023年3月20日爆发的日冕物质抛射（CME）活动有关，首先是CME的“前锋”激波对地球磁场造成冲击，随后到达的裹挟着太阳磁场的大团磁云，给地球磁场造成了进一步的打击。

造成此次地磁暴的CME

磁暴期间，太阳风磁场、速度、密度均发生明显变化。

而在前一天微信内容太阳上的大冕洞出现的高速太阳风，并不是此次地磁活动的幕后推手，他所带来的影响要到3月25日甚至是26日才会具体展现。

由风云三号E星所拍摄的太阳极紫外图像，图中的太阳与往常有很大的不同，位于太阳南侧存在一个巨大的深色区域。这是一个典型的冕洞结构。

此次地磁暴是太阳爆发活动对地球造成影响的典型案例，极光带附近电离层的电离度因此而快速增加，造成该区域上空电磁波吸收强烈，无线电通讯受阻；同时，电离层变化造成短波信号的通讯带宽也发生大幅衰减，严重的区域相较正常水平降低的比例甚至达到60%左右。

全球范围电离层都受到不同程度影响。

根据国家空间天气监测预警中心的最新预报，预计未来三天，受已经到达磁云的影响，24日仍可能出现大磁暴，受冕洞高速流的影响，25-26日可能出现小磁暴甚至中等磁暴。我国24日电离层可能出现强扰动，25-26日可能出现小扰动。

提示相关行业的朋友提高注意，做好防范措施，我们也将持续关注太阳未来的活动情况，及时做好相关服务。

也欢迎关注我们，获取及时、准确的空间天气预报预警信息。

中国气象局 国家空间天气监测预警中心
图片：王聪
文字：韩大洋
审核：宗位国 冯小虎 唐云秋
签发：毛冬艳

发布单位：台北市立天文科学教育馆

奥陌陌（’Oumuamua，台湾名：斥候星，香港名：首使星）于2017年10月19日由泛星1号（Pan-STARRS 1）望远镜所发现，这是已知第一个来自太阳系外的访客。起初根据轨道型态，这个天体被归类为彗星，但长时间观测之后发现它没有明亮的彗发或尘埃尾，形状奇特介于雪茄和煎饼之间，且因其小尺寸更像是小行星而非彗星。它正以天文学家无法解释的方式加速远离太阳，导致一些天文学家甚至认为它是一艘外星飞船。

加州大学与康乃尔大学研究团队开发的新模型中显示’Oumuamua的加速归因于物体内部分子氢的释放。研究人员过去几十年的研究发现冰可以转化为分子氢，这表示彗星的雪球状结构可以将氢困在冰内的气泡中，而太阳的热量会迫使气泡以扇形喷雾形式释放气体。因’Oumuamua如此之小，以至于当氢气从冰中喷出时所产生的微小推力，会轻微改变它围绕太阳系的路径。这类的反应已在实验中得到了证实，在此条件下会产生分子氢并随后被排出，此模型将可以帮助天文学家理解’Oumuamua不寻常特性。

图说：艺术家对’Oumuamua的描绘，它在接近太阳时变暖并释放出氢气，这将略微改变其轨道。此彗星是除了尘埃颗粒之外，第一个从另一颗恒星造访我们太阳系的已知天体。图片来源：NASA, ESA and Joseph Olmsted and Frank Summers of STScI

研究人员表示对于一颗几公里宽的彗星而言，释气来自相对于主体而言非常薄的外壳，因此无论是从成分上还是加速度方面，都不一定是可检测的效果。但因’Oumuamua是如此之小，研究人员认为它实际上产生了足够的力来推动这种加速。此发现也支持了先前的理论，即’Oumuamua可能起源于一个冰行星，一种在行星形成早期阶段的小物体，类似于太阳系彗星。’Oumuamua是一颗标准的星际彗星，它刚刚经历了重度加工，研究团队运行的模型与我们在太阳系中从彗星和小行星上看到的一致，这个想法也解释了没有尘埃彗发的原因。即使冰基质中有灰尘，也不会升华冰，只是重新排列冰，然后让氢释放出来。所以灰尘甚至不会出来，这正是星际彗星应该发生的事情。相关研究成果将发表于《自然》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

天文学家发现在太阳大气层中一种类似「心跳」的无线电爆发模式，而这个电波的跳动模式对于理解太阳表面耀斑是如何释放巨大的能量有关。太阳无线电爆发通常与太阳耀斑相关，而且经常出现重复模式的信号。一个跨国研究团队在分析2017年7月13日的一次太阳耀斑事件的微波观测资料后，成功揭示了这个信号模式的来源。这些观测资料是由纽泽西理工学院的扩展欧文斯谷太阳阵列（Expanded Owens Valley Solar Array, EOVSA）捕获的，这个无线电波望远镜阵列位于美国加州的欧文斯谷无线电天文台（Owens Valley Radio Observatory, OVRO）。

图说：NASA的SDO望远镜拍摄的211Å的太阳影像，显示太阳活跃区域与较暗的冕洞。来源：SDO

这个被称为准周期脉动（quasi-periodic pulsations, QPPs）的重复性无线电波讯号的成因，在天文学界一直尚未有定论。 根据EOVSA对太阳耀斑的观测，他们发现了周期为10到20秒的无线电脉动，就像是心跳一样。这种被称为准周期脉动的电波讯号和太阳表面耀斑区域的强烈磁场活动有关，在磁力线接近、断裂和重新连结的过程中，大量的能量因而产生。由于EOVSA独特的微波成像能力，为研究团队提供了高时间和空间解析度的资料，研究人员得以在原先测得的无线电波脉动中发现了不用于准周期脉动的次级脉动，很可能源自于耀斑物质的重新连结，这个讯号可以有助于判别耀斑细部活动的先后顺序。

图说：研究团队提出的准周期脉动形成机制。灰色的宽曲线代表爆发的丝状物，金色和紫色的覆盖场代表上覆磁场。较浅和较深的灰色椭圆分别代表磁场的正极性和负极性。从较浅到较深，圆形的蓝色和红色代表在耀斑环流和重新连接的CS区域分别位于强和弱微波源。来源：NATURE

研究团队的分析显示，在太阳表面的电浆态物质会形成岛状或泡状结构，会往耀斑的区域移动，并产生周期性的重新连结，而这种连结释放出大量的能量，在微波和X射线波段产生周期性的脉动现象。相关研究成果发表在《自然·通讯》期刊。（编译/台北天文馆谢翔宇）

资料来源：Science Daily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

我们可以提出的最有趣问题之一是：生命是如何形成的？为了回答这个问题，科学家们回顾了生命的基本化学组成成分，包括水、碳基有机分子、硅酸盐等等。韦伯太空望远镜让我们得以一窥新生恒星周围的气体、冰粒和尘埃，并发现有机分子存在于其中。

韦伯的数据将改变我们对新形成恒星化学的理解，这是因为韦伯探测到原恒星MIRI 15398-3359周围有机分子的存在，该原恒星位于距离我们约500光年的Lupus 1分子云（也被称为B228）中。韦伯发现吸收特征，表明存在水、甲醇、氨和甲烷冰。此外还有乙醇和乙醛，以及一氧化碳和水蒸气。这些都是复杂的有机分子，可以结合形成生命的基石。

图说：韦伯太空望远镜 (JWST) 获得的原恒星（左上角的橙色区域；与本研究中的原恒星不同）假色图像。JWST使用红外仪器研究原恒星如何形成冰（蓝色）的化学成分。图片来源：NASA、ESA、CSA

使用其他分子追踪恒星活动

由于这是一颗新生的原恒星，它显示出双极喷流，韦伯也发现了铁、氖、硅和氢气等物质的发射谱线。MIRI 15398-3359像许多其他原恒星一样，仍在吸收其它的物质。

这不是天文学家第一次观测到生命化学物质的原始材料，其他气体和尘埃似乎也显示出这些复杂的化学物质，但是，韦伯的精美数据显示了更多的细节。

形成有机分子

日本研究机构RIKEN的研究团队分析这颗新形成原恒星的韦伯数据，他们得出结论：这些复杂的有机分子在气体和尘埃中的冰粒表面形成，当原恒星加热这些分子时，它们就会离开冰粒，盘旋进入气体和尘埃 。

RIKEN的恒星与行星形成实验室的Yao-Lun Yang表示：我们希望获得这种形成途径的明确证据，而韦伯太空望远镜提供了这样的最佳机会。

为了了解这颗原恒星正在发生的事情，Yang和研究团队使用了韦伯中红外仪器 （MIRI）在2022年的观测数据。这并不是望远镜第一次观察MIRI 15398-3359，之前的观测已经在气相中发现了其中一些化学物质。MIRI更深入地观测气体与尘埃，以识别处于冰相的这些物种。

初见婴儿星

恒星诞生的过程长期以来一直被这些化学物质所在的尘埃所掩盖，MIRI可以更深入地观测尘埃，它提供了恒星形成过程中更早期的化学演化情形，据Yang表示：这些喷出物可能只有170年的历史，它确实让天文学家很好地了解新生恒星活跃的时间如此之早。对气态和冰形式的复杂有机化学物质的观察也让科学家们更了解恒星诞生地中发生的化学演化。

随着恒星演化的进展，以及可能在MIRI 15398-3359周围的原恒星盘中形成行星，韦伯应该能够继续观测它。追踪这些行星上生命的形成将需要科学家追踪那些复杂的有机分子从气体到行星表面的持续演化，这是理解从恒星形成到生命诞生的漫长道路上的一个非常有重要的突破。Yang表示：我们将开始了解有机化学是如何出现，还有揭示对于类似太阳系的行星系统之持久影响。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：Universe Today

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★★★★

当月球在背景星空中移动时，有时会遮掩住位于远方的星体，这种现象称为月掩星。2023年3月24日日落后，往西方天空可见金星在初三眉月上方，两者相距仅1°，此时仰角高度约30°。若天候许可，肉眼将可见初三眉月的地球照，与亮度达-4.0等的金星相伴，观赏条件极佳。

2023年3月24日傍晚19:52前后，将可见到「月掩金星」奇景。以上示意图由Stellarium软体产生。

3月24日傍晚19时52分前后台湾地区将可见到「月掩金星」奇景（各地发生时间约有数分钟差异），金星将从月球暗缘掩入，明亮的金星在短短十余秒内瞬间消失于眉月边缘，如日食般神奇令人惊叹！此时仰角仅约10°，需选择西方视野开阔处，若使用望远镜观测效果更佳。20时47分月落，20时49分金星自月球亮缘复出但不可见。月掩金星发生时，除了可以直接使用肉眼观赏之外，亦推荐使用望远镜观察月面暗缘的地球照现象。若使用高倍率望远镜，将有机会看到盈凸月状的金星被月面掩入之过程。当天金星视直径13.5”，是今年令人期待的天象之一！

2023年3月24日傍晚，金星与月球相对位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

「月掩金星」发生频率并不低，但因大多出现在白天而无法观赏，或在黎明前而鲜为人见；以过去一百年来说，台湾地区出现月掩金星多达28次，但发生在白天的就有22次，其他6次，包括1974年上一次肉眼可见的月掩金星，都是在黎明前，但像这次发生于日落后，大众皆可目睹的机会，得回溯到百多年前的1895年，而下次则要等到40年后的2063年5月31日！（编辑/台北天文馆赵瑞青）

2023年3月24日傍晚，月掩金星。

发布单位：台北市立天文科学教育馆

水占地球表面的71%，但没有人知道如此大量的水是如何或何时到达地球的，然而发表在《自然》期刊上的新研究让科学家离回答这个问题又近了一步。在马里兰大学地质学助理教授Megan Newcombe的带领下，分析了自45亿年前太阳系形成以来一直在太空中漂浮的熔化陨石。他们发现这些陨石的含水量极低，也是有史以来测量过的最干燥的地外物质之一。

图说：图中白色虚线显示了内太阳系和外太阳系的边界，小行星带大致位于火星和木星之间。图片上缘的放大图示显示了附着在岩石碎片上的水分子，意味这种天体可能将水带到地球。Credit: Jack Cook/Woods Hole Oceanographic Institution. Click image to download hi-res version.

这些结果使研究人员排除了它们作为地球水的主要来源，可能对在其他行星上寻找水和生命具有重要意义，还有助于了解使地球成为宜居星球的不可能条件。

研究小组分析了七个熔化的陨石或称为无球粒陨石（achondrite meteorites），这些陨石在数十亿年前从至少五个星子（planetesimals，星子指的是碰撞形成太阳系中行星的物体）中分裂出来后撞向地球。在所谓熔化的过程中，这些星子在早期太阳系历史中被放射性元素的衰变加热，导致它们分离成具有地壳、地函和地核的层圈构造。

因为这些陨石是最近才落到地球上的，这个实验是首次测量它们的挥发性物质。研究人员使用电子微探针测量它们的镁、铁、钙和硅的含量，以及用二次离子质谱仪测量它们的含水量。样本表面或测量仪器内部的任何水都可以很容易被检测到，从而污染结果，为了减少污染，首先在低温真空烘箱中烘烤样本，以去除表面的水分，在使用二次离子质谱仪之前，必须将样本再次干燥。

在分析了无球粒陨石样本后，研究人员发现水的含量不到其质量的百万分之二。相比之下，最潮湿的碳质球粒陨石（carbonaceous chondrites）含有约20%的水，比本研究的陨石样本多10万倍。

这意味着星子的加热和熔化都会导致几乎全部水分流失，不管这些星子起源于太阳系的哪里，以及它们一开始有多少水。本研究发现，并非所有太阳系外天体都富含水。这使他们得出结论，水很可能是通过未熔化的陨石或球粒陨石传到地球的。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：University of Maryland

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★★

在3月21日的15时41分，谷神星运行到冲的位置，此时距离地球1.6天文单位，视亮度6.9等，位于后发座。使用天文望远镜配合星图检索，可以在后发座众多恒星与星系中找到谷神星的身影。若再搭配天文摄影方法，连续数日拍摄，更有机会记录到谷神星的移动轨迹，推荐给有天文望远镜的朋友们！

谷神星位置变化图，自2023年3月15日至4月15日止。若以M99星系为中心，使用300mm镜头配合全片幅相机拍摄，可以记录一整个月谷神星的轨迹，以及室女座星系团中著名的马卡莱恩长链。以上示意图由Stellarium软体产生。

谷神星位于火星与木星间的主小行星带，平均日距约为2.77天文单位，以4.6年的周期绕日公转。谷神星发现于1801年1月1日，由意大利天文学家皮亚齐（Giuseppe Piazzi）所发现。谷神星曾经是最大的小行星，在2006年后改隶属于矮行星，也是主小行星带中唯一的矮行星，占整个主小行星带约三分之一的质量，赤道半径达470公里，大约是月球四分之一。

谷神星（左下）与月球、地球的实际大小比较。来源：Wikimedia Commons

谷神星同是也是天文学家了解最深入的矮行星，美国NASA的曙光号（Dawn）探测器自2015年3月进入谷神星轨道，成为了首架环绕矮行星的太空船。曙光号拍摄了大量的谷神星表面高解析力影像，其中位在撞击坑中央的明显亮点，是谷神星最令人惊奇的表面特征。经由曙光号的观测，目前天文学家认为这是富含盐类的矿物质，更与谷神星内部含有大量水份的地层有关。

谷神星欧卡托撞击坑（Occator）的亮斑，由曙光号拍摄。来源：JPL

在2018年10月曙光号耗尽燃料并停止工作，但在曙光号长达三年的任务中蒐集了大量的谷神星的资料，还有待天文学家持续分析。JPL表示，曙光号将在谷神星轨道上停留至少20至50年以上，也就是说当我们未来几十年里观察谷神星时，谷神星都还有一颗微小的、来自地球的伙伴正在陪着它呢。（编辑/台北天文馆谢翔宇）