有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

阿提米丝1号任务在经过25天飞越月球并返回，猎户座太空船里2个人体模型于2023年1月11日，在佛罗里达州肯尼迪太空中心的太空站处理研究机构（Space Station Processing Facility）内接受飞行后酬载检查。作为Matroshka AstroRad辐射实验（Matroshka AstroRad Radiation Experiment, MARE）的一部分，2个女性人体模型Helga和Zohar配备了辐射侦测器。Zohar还穿着辐射防护背心，以确定阿提米丝1号任务期间的辐射风险，并可能减少未来太空人执行太空任务时的辐射暴露。侦测器在肯尼迪太空中心拆除，躯干将返回德国太空总署的研究团队进行进一步分析。

阿提米丝1号猎户座太空船于美东时间2022年11月16日凌晨1点47分在肯尼迪太空中心39B发射场，由太空发射系统（SLS）火箭发射升空。在飞行过程中，猎户座太空船比任何为人打造的太空船飞得更远，为人类深空探索铺陈道路，并展现NASA将人类足迹扩展到月球及更远地区的能力。阿提米丝1号的主要目标是在载人任务之前彻底测试SLS火箭和猎户座太空船的整合系统。在阿提米丝任务的执行下，NASA的目标是让第一位女性和第一位有色人种登上月球，并建立可持续性的月球探索计划。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

豌豆星系是2009年由参加「星系动物园」的志工所发现并命名的天体，由公民科学家参与分辨斯隆数位巡天（SDSS）观测资料的影像，并协助星系形态的分类。豌豆星系是带有明显绿色的小圆点，是一种新形态有着异常高的恒星形成比率的明亮蓝致密星系。豌豆星系非常罕见，仅占附近星系的0.1%，其颜色很不寻常，因为相当比例的光线来自明亮发光的气体云，这些气体会发出特定波长的光（发射线）。整个星系也非常小，通常只有约5,000光年宽，这大约是我们银河系大小的5%。

2022年7月，天文学家发布韦伯所观测迄今所见的最远、最清晰的红外影像，捕获名为SMACS 0723的星系团及其后面的数千个星系。星系团SMACS 0723的质量使它成为一个重力透镜，能放大并扭曲背景星系的外观。天文学家找到3个微弱红外天体（下图圈出处），其外观与近距离的豌豆星系非常相似。

图说：韦伯所拍摄星系团SMACS 0723的深空影像中，捕捉到的3个微弱天体（圈出），所呈现的性质与离地球更近处发现的豌豆星系非常相似。图片来源：NASA, ESA, CSA, and STScI

韦伯不仅对星系团进行成像，它的近红外光谱仪（NIRSpec）还观测到星系光谱。当研究团队检查这些测量结果，并根据宇宙膨胀所导致的波长拉伸现象校正时，看到了氧、氢和氖气发出的特征，其特征也与近距离的豌豆星系惊人地相似。团队认为这些疑似早期的豌豆星系存在于131亿年前，宇宙年龄仅为当前年龄的5%时。所圈出最左边的星系其氧丰度仅为银河系的2%，可能是迄今为止发现化学成分最原始的星系。相关研究成果将发表于《American Astronomical Society（美国天文学会）》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

图说：韦伯太空望远镜的近红外光谱仪观测资料（红色），经宇宙膨胀所引起的红移校正后，呈现氧、氢和氖特征，与近距离的豌豆星系光谱（绿色）特征相似。图片来源：NASA’s Goddard Space Flight Center/Rhoads et al. 2023

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

黑洞并不像一般人想象的猎人那样到处去捕捉猎物，而是停留在原地像捕兽夹那样。当一颗倒霉的星星经过黑洞的重力影响范围时，它的引力会将其猛烈地撕裂，并在喷射出强烈辐射的同时，缓慢地吞噬它的气体。

黑洞的中心也可称为重力奇异点或时空奇异点，是一个体积无限小、密度无限大的点，在这个点上，目前所知的物理定律均无法适用，因此在当前的理论中，一个物体在落入黑洞中心的奇异点之前，会因不同部位受到的吸引力差距而被拉长，又可以称为面条化，而最终消失于事件视界中。我们可能永远也无法用实验数据证明奇异点的存在，却又能从数学及物理理论中证明它，虽然目前有许多理论（如：超弦理论、圈量子重力论等）试图绕过奇异点来解释黑洞的存在，但这些理论目前并非主流观点，也缺乏实验或更有力的理论证明。

美国航太总署（NASA）利用哈勃太空望远镜详细记录了恒星被黑洞吞噬的惊诧时刻，这种现象被称为「潮汐瓦解事件」（Tidal Disruption Event），即使是哈勃太空望远镜也无法拍摄到事件的全貌，因为这颗被吞噬的恒星距离我们约三亿光年，但天文学家利用紫外光波段来研究恒星所发出的光，使科学家能够还原整起「星」杀案的经过。

这起事件最初是由超新星全天自动巡天望远镜（All-Sky Automated Survey for Supernovae）所发现，该设施每周对天空巡视一遍，以寻找与过往照片不同之处。一般而言这些事件很难见到，但这次的亮度够高也够「近」，因此哈勃太空望远镜有足够的时间进行紫外光谱分析。

哈勃对该处的光谱观测数据，显示出一团非常明亮、极热、甜甜圈形状的气体，该区域曾经是恒星，并且与太阳系的大小相当，该盘面围绕中间的一个黑洞旋转。科学家看到来自盘面边缘的某处，黑洞的恒星风以每小时3200万公里的速度扫过表面并投射到我们眼前，因此透过数值模拟，科学家得以建立如下动画，该研究成果于美国天文学会第241次会议中发表。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

图说：艺术家的插图描绘了黑洞如何吞噬一颗绕行的恒星。1.一颗普通恒星经过星系中心的超大质量黑洞附近。2.恒星的外层气体被拉入黑洞的引力场。3.当潮汐力将恒星撕裂时，恒星被撕碎。4.恒星残余物被拉入黑洞周围的甜甜圈状环中，最终将落入黑洞，释放出大量的光和高能辐射。图片来源：NASA、ESA、Leah Hustak (STScI)

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

利用美国NASA凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS）的资料，科学家又发现一个地球大小的行星，名为TOI 700e，在其母恒星的宜居带内运行，意谓这颗行星表面可能存在液态水。其半径约为地球的95％，可能由岩石组成。

图说：新发现的TOI 700e在其母恒星的宜居带内运行的示意图，图中左上角为TOI 700 d。图片来源：NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt

TOI 700是一颗小而冷的M矮星（M dwarf star），位于约100光年远的剑鱼座。2020年天文学家在此恒星系统中发现了三颗行星，分别是TOI 700 b、c和d。行星TOI 700 d大小和地球差不多，在宜居带内运行，公转周期37天。TOI 700e为比TOI 700 d小约10％，这是继TOI 700 d后，该恒星系统第二颗位于宜居带内运行的行星。

领导TESS计划的NASA喷气推进实验室天文学家Emily Gilbert在西雅图举行的美国天文学会第241次会议上公布了这项结果。关于这颗新发现行星的论文被the Astrophysical Journal Letters期刊接受。

最内侧的行星TOI 700b大小约地球的90％，公转周期10天。TOI 700c比地球大2.5倍，公转周期16天。这些行星可能被潮汐锁定，意即有一面总是面对着恒星，就像月球的一面总是朝向地球一样。TOI 700e也可能被潮汐锁定，公转周期28天，位于所谓乐观宜居带的行星c和d之间。在这个区域发现其他拥有地球大小的恒星系统，有助于更加了解太阳系的演化过程。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：NASA

澳门浸信中学天文学会观测到太阳高达三十万公里的喷发日珥，与及阔近太阳三十分一弧度的日珥，另有耀斑和暗条。这些现象是发生在太阳的色球层上，它是用上太阳专用色球望远镜，经过氢谱线滤镜才可看见，而平时的黑子是在光球层的现象，只是于色球层是一层半透明的氢气，而淹没在光球层的强光中而不见呢。

图一：太阳色球表面出现的不同状况，日珥、耀斑、暗条和黑子。

图二：喷发高达三十万公里的日珥。

图三：绕在黑子附近的耀斑。

图四：阔近太阳三十分一弧度的日珥。

望远镜：CORONADO 70mm Ha 0.7i With 2x&2.8x Barlow

摄像机：ZWO ASI533 2000~3000 Frames Max70%

资料来源：澳门《华侨报》

一月十四日，中国探月航天IP形象太空兔在北京正式对外公布 「兔星星」「To Star」的中英文名称。中国探月航天太空兔是中国探月航天工程的吉祥物，「兔星星」寓意「玉兔巡月，扬帆星河」，表达了其太空特质和初心使命。图为一月二日在北京拍摄的太空兔形象。（中新社记者 侯宇摄）

资料来源：澳门《华侨报》

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★★

在2023年1月19日日出前的东方天空，可以见到农历腊月廿八日的残月掩入蛇夫座M19球状星团，掩入至复出的过程全程可见，推荐早起的朋友欣赏。

2023年1月19日发生月掩M19球状星团示意图。为呈现星团与月球相对关系，图示模拟时间为掩入前与复出之后。以上示意图由Stellarium软体产生。

由于月球每日绕地球公转，月球在天球上会以每天约13°的速度自西向东移动。当月球通过远方天体与观察者之间而遮蔽该天体时，称为月掩星。月掩星可以精确量测月球在天空中的运行状态外，也可以用来测量月球的地貌、解析无法分辨的双星，甚至用来测量恒星的视直径，是少数可以用一般简易天文望远镜能进的高精确度天文研究项目。

由于月球是地球天空上视直径最大的天体之一，月掩星其实不断发生，但因为月球相当明亮，通常只有明亮的恒星被月球掩蔽才易于观赏或观测，很少会去讨论月球掩蔽深空天体的状况。但这次的月掩M19球状星团，发生时的月龄约为26.4，外形为残月、亮度较低，值得尝试观赏！

本次月掩M19球状星团自1月19日凌晨5时4分由月球的亮缘掩入，凌晨6时7分由月球的暗缘复出，掩星时长1时3分。当日日出时间为6时41分。M19位于蛇夫座。（编辑/台北天文馆谢翔宇）

2023年1月19日凌晨月掩M19球状星团可见区域地图。图片来源：Occult4掩星软体。

发布单位：台北市立天文科学教育馆

图说：这两张分别是AU Mic周围的尘埃盘在3.56微米（蓝）和4.44微米（红）的影像。恒星的位置以白色星图标记，被日冕仪遮挡的区域则用虚线圆圈表示。图片来源：NASA, ESA, CSA, and K. Lawson (Goddard Space Flight Center)

韦伯太空望远镜拍摄到一颗红矮星周围的尘埃盘，不仅呈现了尘埃盘在红外波长的高解析影像，更提供了尘埃盘组成的线索。这颗红矮星AU Mic位于显微镜座，距离我们约32光年，估计约有2,300万年的历史，这表示其行星形成阶段已经结束，因为该过程通常需要不到1,000万年的时间。而先前其他望远镜已经发现这颗恒星有两颗行星，并具有充满尘埃的盘状构造，这个尘埃盘是微行星（Planetesimal）之间碰撞的结果，相当于太阳系中的尘埃粒子，其产生了一种被称为黄道光的现象，且总质量比太阳系类似构造更大。

透过韦伯近红外相机（NIRCam）中的日冕仪，阻挡了中心恒星的强光，从而能够研究非常靠近恒星的区域。NIRCam的影像使研究人员能够观测到距离AU Mic 5个天文单位的圆盘，约为木星到太阳的距离。研究团队观察了波长3.56微米和4.44微米的影像，发现圆盘在较短波长处更亮，或者说「更蓝」，这表示它包含了大量细的尘埃，这些尘埃可以更有效地散射较短波长的光。这一发现与之前的研究结果一致，之前的研究发现AU Mic的辐射压力与更大质量恒星的辐射压力不同，它不足以强到将细小的尘埃从圆盘中喷出。

虽然观测到尘埃盘意义重大，但团队的最终目标是寻找较外围轨道上的巨行星，类似于木星、土星或是太阳系中的冰巨行星，因为凌日法或迳向速度法很难找到这类行星。研究人员表示这是我们第一次可以直接观测到质量低于木星和土星的宽轨道行星，就低质量恒星周围的直接成像而言，这确实是一个新的、未知的领域，透过直接观测可以让我们更了解行星形成过程。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

研究人员使用韦伯太空望远镜首次确认了一颗系外行星，即绕另一颗恒星公转的行星。这颗行星正式命名为LHS 475 b，其大小几乎与我们地球的大小完全相同，约地球直径的99%。该研究团队由约翰霍普金斯大学应用物理实验室的Kevin Stevenson和Jacob Lustig-Yaeger领导。

在仔细检视了NASA凌日系外行星巡天卫星（TESS）的感兴趣目标后，该团队选择这个目标，并利用韦伯观测。韦伯的近红外光谱仪（NIRSpec）仅利用两次凌日观测就轻松地清晰地捕捉到这颗行星的光谱资料。这个地球大小的岩石行星之首次观测结果为未来韦伯研究岩石行星大气的可能性打开了大门。

图说：2022年8月31日，研究人员使用NASA的韦伯太空望远镜的近红外光谱仪 （NIRSpec）观测了系外行星LHS 475 b的透射光谱。正如该光谱所示，韦伯没有观察到任何可检测到的元素或分子。数据（白点）与代表行星没有大气层（黄线）的无特征光谱一致。紫色线代表纯二氧化碳大气，在目前的精准度下与黄线无法区分。绿线代表纯甲烷大气，这是不被看好的，因为如果存在甲烷，预计会吸收更多3.3微米的星光。图片来源：绘图：NASA、ESA、CSA、L. Hustak (STScI)；科学：K. Stevenson、J. Lustig-Yaeger、E. May（约翰霍普金斯大学应用物理实验室）、G. Fu（约翰霍普金斯大学）和S. Moran（亚利桑那大学）。

在所有运作中的望远镜中，只有韦伯能够捕捉地球大小的系外行星之大气特征。该团队试图通过分析其透射光谱来评估行星大气层中的物质。透射光谱是利用比较行星在恒星前方移动时行星大气层吸收的星光，与当行星在恒星旁边时检测到的未经大气层吸收的星光而制成。图上的56个数据点（白点）代表行星大气层吸收不同波长的星光之量。行星大气中特定的分子会吸收特定波长的星光。

数据显示这是一颗地球大小的类地行星，但是研究团队还不能对这颗行星的大气层做出任何明确的结论。

虽然团队无法断定大气层存在什么，但他们绝对可以说不存在的是什么。研究团队排除一些类地行星的大气成分，例如：LHS 475 b不可能有浓厚的以甲烷为主的大气层，类似于土星的卫星土卫六泰坦。

研究团队还指出虽然这颗行星可能没有大气层，但仍未排除一些大气成分，例如纯二氧化碳大气层，100%的二氧化碳大气透射光谱（紫线）扁平，以至于很难检测到。该团队需要更精确的测量来区分纯二氧化碳大气和没有大气的状况。研究人员计划在2023年夏天即将进行的观测中获得更多光谱资料。

韦伯还揭示这颗行星的温度比地球高几百度，因此如果探测到云层，研究人员可能会得出结论：这颗行星更像是金星，拥有二氧化碳大气层，并且永远笼罩在厚厚的云层中。

研究人员还证实，这颗行星公转周期只有短短的两天，尽管LHS 475 b比我们太阳系中的任何行星都更接近它的“母恒星”，但是它为红矮星，温度不到太阳的一半，因此研究人员预测LHS 475 b仍然可能有大气层。

LHS 475 b相对较近，距离我们只有41光年，位于南极座。（编译/台北天文馆施欣岚）

图说：韦伯太空望远镜近红外光谱仪（NIRSpec）的光变曲线显示了2022年8月31日行星LHS 475 b经过红矮星LHS 475时，LHS 475的亮度随时间的变化。图片来源：绘图：NASA、ESA、CSA、L. Hustak (STScI)；科学：K. Stevenson、J. Lustig-Yaeger、E. May（约翰霍普金斯大学应用物理实验室）、G. Fu（约翰霍普金斯大学）和 S. Moran（亚利桑那大学）。

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

影片记录2022年8月12日至12月22日期间的太阳活动。

NASA戈达德太空中心发布了一段长达1小时的影片，展示了太阳的133天活动。影片显示了太阳的混乱表面，巨大的电浆环沿着磁力线在太阳表面拱起，电浆环有时循着磁力线连接到太阳表面，有时喷射到太空中，造成危险的太空天气。

这些图像来自太阳动力学天文台（SDO），该卫星于2010年发射，是NASA与恒星共存（Living With a Star, LWS）计划的一部分。它的主要任务持续了5年，但是NASA会让SDO一直运作到2030年。

影片中的图像是使用SDO的EVE（Extreme Ultraviolet Variability Experiment）在极紫外波长下以108秒的间隔慢速摄影拍摄的。SDO位于地球上空22,000公里的地球同步轨道上，太阳每27天自转一次，提供太阳表面千变万化的景象。SDO观测太阳的内部、磁场和日冕等，还测量产生地球和其他行星电离层的辐照度（irradiance）。

SDO每天拍摄大约70,000张图像，总数据量高达1.5TB。这是巨量的数据，《自然》杂志2017年的一篇论文将所有数据汇编到一个资料库中，并表示：……人类可用的最丰富、最大的太阳图像数据资料库之一。

大多数天文学关注银河系中其他遥远的恒星，很容易忘记，我们就住在一颗将氢融合成氦的恒星隔壁，并且比地球上的所有生命更长久。太阳的活动影响着地球和地球上的一切。太阳提供稳定可靠的能源，但是也有令人不安的、有害的一面。

NASA的LWS计划旨在更好地了解太阳，部分原因是我们可以了解和预测可能损坏卫星、电网和其他设施的强烈太空天气。SDO将确定太阳磁场的产生与结构，以及如何转化为太阳强烈太空天气事件。

SDO非常成功，2020年，NASA制作了一段影片来庆祝SDO发射10周年，它突显了10项重要的观察和发现。SDO目睹了巨大的闪焰爆发，发现了一种新型的波，观察了行星在太阳前方凌日与太阳撕裂一颗距离太近的彗星。

SDO并不是唯一研究太阳的卫星。ESA的SOHO（Solar and Heliospheric Observatory）自1995年发射以来一直在研究太阳。2018年，NASA发射了帕克太阳探测器（Parker Solar Probe），成为有史以来离太阳最近的人造物体。2020年，ESA发射了Solar Orbiter，它将拍摄近距离的太阳图像并研究太阳的两极区域。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：Universe Today