有趣天文奇观

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

2023年1月27日上午8时29分，一颗直径约4到8公尺，大约是一辆卡车大小的小行星2023 BU，以距地表不到4,000公里的高度飞掠地球的南美洲上空！这是目前观测中最接近地球的小行星之一，如果它坠入地球大气层，预估将会变成一颗明亮的火流星，甚至有机会留下一些陨石碎片。

近地小天体2023 BU轨道预测图。图片来源：JPL
图说：近地小天体2023 BU轨道预测图。图片来源：JPL

来自克里米亚的业余天文学家Gennadiy Borisov在1月21日通报发现了小行星2023 BU，仅仅在这颗小行星最接近地球的6天之内！根据喷射推进实验室（JPL）的小天体资料库（SBDB）计算结果，这颗小行星最接近地表的距离是3,589公里，但不会撞击地球。在掠过地球上空后，小行星的行进方向受到地球重力影响，轨道将明显改变，绕日周期将自0.98年变为1.16年，不过在未来100年内撞击地球的机率不高于万分之一。

小行星2023 BU实际影像。影像来源：Virtual Telescope Project
图说：小行星2023 BU实际影像。影像来源：Virtual Telescope Project

其实直径达8公尺的小天体撞击地球的频率大约是5年1次，而4公尺大小的天体则几乎是每年都有机会撞击地球。即使如此，监测这些近地天体仍然是非常重要的工作，不只是防范地表遭受陨石撞击，在现在大量使用卫星通讯的时代更为重要。例如是这次2023 BU已经侵入到地球的中地球轨道（MEO）内，也就是比所有的同步卫星都还要接近地球，若能及早侦测这些天体的位置，将有机会可以避免近地天体对于人造卫星的危害。（编辑/台北天文馆谢翔宇）

资料来源：JPL、NASA

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

我们生活在一个重新探索太空的时代，在接下来的十年内，美国太空总署及中国航天局也许将展开载人火星任务，不久之后的许多其他国家也可能加入这一行列。若要将太空人带离近地轨道和地月系统则需要新的技术的协助，包含了维生系统、辐射遮蔽、动力推进。而谈到动力推进，热核反应及核电力是一个顶尖竞争者。

在美苏的太空竞赛期间，两国花了几十年的时间研究核动力推进，几年前，NASA重新启动该项目，目的是开发双峰式核推进系统，作为NASA 2023年的先进创新概念（Innovative Advanced Concepts）的一部分，NASA选择了核概念作为第一阶段的开发目标，这项新式系统可以将前往火星的运输时间缩短至45天。

作为NASA所选定的14个第一阶段开发项目之一，其中包含12500美元的首笔赞助款项用以精进其技术及方法，该项目由佛罗里达大学超音速工程应用研究团队成员Ryan Gosse所提出，本质上可以总结为两个概念，NTP及NEP。

艺术家绘制的双峰核动力火箭概念图。Credit: NASA
图说：艺术家绘制的双峰核动力火箭概念图。Credit: NASA

NTP是指热核推进（Nuclear-Thermal Propulsion），包含一个核反应堆加热液态氢，将其转化为电浆体，再透过喷嘴产生推力，在1959年NASA接管了美国空军之后，该计划曾致力于太空飞行应用的新阶段并成功测试固体核反应堆，但着阿波罗时代的结束，各项资金大幅删减，在正式飞行测试前就被取消。同时，苏联也在1965年及1980年间发展了他们自己的NTP计划，而且也曾经执行过一次地面测试。

另一方面NEP是指核电力推进（Nuclear-Electric Propulsion），主要仰赖核反应堆为霍尔效应推进器提供电力。霍尔效应推进器利用磁场限制电子的轴向运动，使推进剂（如惰性气体氙）电离，有效地加速离子产生推力，并中和羽状流中的离子。

与传统的化学推进系统相比，这两种系统有相当大的优势，包含更高的比冲值、燃料效率和几乎无限的能量密度。虽然NEP能保持近3小时的推力，但力道仍显不足，而且如何散热也是一大问题，因此在理想情况下，热能转化率约为30%至40%。正因如此，结合NEP及NTP的两种推进方案受到青睐，Gosse结合两者的优点可以提供900秒的比冲值（数值越大越好），是目前化学火箭性能的两倍。

此外，Gosse提出的循环还包括一个压力波增压器，当NTP与其配合使用时，压力波增压器会对加热的液态氢再次产生压力进一步压缩反应质量，若再加上NEP的循环配合，可使比冲值提升至1800~4000秒，这将使太阳系的深空探索成为可能，除了减少传统推进技术的任务时间，还可以同时减少辐射暴露及微重力环境的太空人健康问题。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Universe Today

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发布单位：台北市立天文科学教育馆

在轨道运行30年，NASA和JAXA合作的Geotail卫星功成身退，原因是卫星剩余数据记录器（remaining data recorder）发生故障。

自1992年7月24日发射以来，Geotail绕地球运行，收集了大量关于地球磁层结构和动力学的数据，磁层是地球的防护盾。Geotail最初预定运作4年，但是由于其高质量的数据，该任务被延长了数次，这为超过一千个科学出版品做出了贡献。

虽然Geotail两台数据记录器中的一台在2012年发生故障，但第二台继续运作，直到2022年6月28日出现异常。在尝试远程修复记录器失败后，Geotail于2022年11月28日结束任务。

An artist's concept of the Geotail spacecraft. Credits: NASA
艺术家对Geotail卫星的描绘。Credits: NASA

NASA戈达德太空中心名誉太空科学家（2018年退休）且也是Geotail的第一位科学家Don Fairfield表示：Geotail一直是非常高效率的卫星，它是NASA和JAXA的首次联合任务，该任务让我们对于了解太阳风如何与地球磁场交互作用以产生磁暴和极光做出重要贡献。

Geotail穿过磁层的边界，收集该处物理过程的数据，以帮助我们了解来自太阳的能量和粒子流如何到达地球。Geotail获得许多科学突破，包括太阳物质进入磁层的速度、磁层边界发生的物理过程，以及辨识月球大气中的氧、硅、钠和铝等。

Geotail还确认磁重联过程（magnetic reconnection）的发生位置，该过程是将物质和能量从太阳输送到磁层的主要途径，也是造成极光的原因之一。这一发现为2015年发射的MMS卫星（Magnetospheric Multiscale mission）奠定了基础。

多年来，Geotail参与NASA许多太空任务，包括MMS卫星、范艾伦辐射带探测卫星（Van Allen Probes）、THEMIS 卫星（Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms）、Cluster卫星与Wind卫星。Geotail有时距离地球120,000英里（约190,000公里），提供来自遥远的磁层之数据，让科学家全面了解磁层某个区域发生的事件如何影响其他区域。Geotail还与地面观测相结合，以确认极光形成的位置和机制。

尽管Geotail已完成收集数据，但科学发现并未结束，科学家们将在未来几年继续分析Geotail所收集的数据。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：NASA

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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 ★★★★

春节期间天象不放假，今年最亮彗星、双星伴月、木星合月及水星最佳观赏时机等天象接连登场，民众可以趁着连假，好好欣赏这些大自然的巧妙美景！

首先登场的是1月23日（初二）傍晚的「双星伴月」，同场加演「金星合土星」。日落后傍晚18时前后，可在西方天空看见明亮的金星、土星紧紧相依，伴随着一弯细线般的眉月，初二的新月环抱形成了「地球照」，在暮光中彷若一幅图画。不过美景不长，仅持续半小时左右便将沉入西方地平线下。

2023年1月23日金星合土星。

Earthshine.

初五的木星也不遑多让，1月26日天黑后在西方天空出现「木星合月」，明亮的木星在眉月近旁毫不逊色，反而相互生辉更添一分美感，用双筒或小型望远镜还可以看到环绕木星的四大卫星！

2023年1月26日木星合月。

久违的彗星也将在春节期间来访。今年预报最亮的彗星C/2022 E3 (ZTF)在1月12日通过近日点后，2月1日将最接近地球，距离约4,190万公里，之后便又快速奔离，大约5万年后才有机会再见到它。在这颗彗星最接近地球的几天里，亮度也将达到最高，预测可能达到5等，也就是肉眼可见的程度，在无光害的环境中配合双筒望远镜，有机会看见彗星绒毛状的彗发和淡淡的彗尾。春节期间不妨在午夜后至天亮前这段时间，以北斗七星、北极星为指标来搜寻它的踪迹，一睹彗星的奇妙风采！

2023年最亮彗星C/2022 E3 (ZTF)

1月27日（初六）黎明前，水星达到全年中日出时仰角最高的18°47’，紧接着在1月30日到达「西大距」。其间几天都是观察这颗离日最近行星的难得佳机，可把握清晨6时前后在东南方低空搜寻，不难找到亮度0等闪耀白色光芒的水星。

2023年1月27日黎明的水星。

台北天文馆在春节期间正常开馆，观测室上午10时至12时及下午14时至16时开放望远镜观赏太阳黑子，1月28日（初七）周末晚间19至21时观赏月球及火星，宇宙剧场19时、19时30分并有两场免费星象解说，欢迎到馆亲睹宇宙之美！

发布单位：台北市立天文科学教育馆
联络电话：(02)2831-4551转302分机（研究组）
联络人：谢翔宇、赵瑞青
地址：台北市士林区基河路363号

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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 ★★

水星和金星绕太阳的轨道都在地球轨道以内，故有「内行星」之称。从地球上观看，这两颗行星常在太阳左右，仅能在清晨日出前或傍晚日落后的短暂时机观看，因此常有「晨星」与「昏星」之称。而水星另有「辰星」的别称。

2023年第一次水星西大距即将发生在1月30日的13时54分，届时水星将在太阳以西并达到最大距角，同时也是今年三次水星西大距当中距角最大的一次，达25.0°。

2023年1月30日水星西大距，是今年三次水星西大距中距角最大的一次。
2023年1月30日水星西大距，是今年三次水星西大距中距角最大的一次。以上示意图由Stellarium软体产生。

要观察水星需要天候的配合，虽然水星的视星等相当明亮，但出现的时机往往已是曙光出现之后，加上又与太阳相当接近，并不容易观察。这次1月30日的水星西大距亮度达-0.1等，若天气良好，在06时37分日出前的06时00分左右往东南东方地平线附近观察，此时水星的仰角大约是10°，仔细观察应该能够看见。推荐大家一起来观察这颗太阳系中运行速度最快的行星喔！（编辑/台北天文馆谢翔宇）

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发布单位：香港天文台

上弦：1月7日     07:56
望：　1月14日   06:27
下弦：1月22日   04:31
朔：　1月29日   20:36
上弦：2月5日     16:02
望：　2月12日   21:53
下弦：2月21日   01:32
朔：　2月28日   08:45
上弦：3月7日     00:32
望：　3月14日   14:55 月全食
下弦：3月22日   19:29
朔：　3月29日   18:58 日偏食
上弦：4月5日     10:15
望：　4月13日   08:22
下弦：4月21日   09:36
朔：　4月28日   03:31
上弦：5月4日     21:52
望：　5月13日   00:56
下弦：5月20日   19:59
朔：　5月27日   11:02
上弦：6月3日     11:41
望：　6月11日   15:44
下弦：6月19日   03:19
朔：　6月25日   18:32
上弦：7月3日     03:30
望：　7月11日   04:37
下弦：7月18日   08:38
朔：　7月25日   03:11
上弦：8月1日     20:41
望：　8月9日     15:55
下弦：8月16日   13:12
朔：　8月23日   14:06
上弦：8月31日   14:25
望：　9月8日     02:09 月全食
下弦：9月14日   18:33
朔：　9月22日   03:54 日偏食
上弦：9月30日   07:54
望：　10月7日   11:48
下弦：10月14日 02:13
朔：　10月21日 20:25
上弦：10月30日 00:21
望：　11月5日   21:19
下弦：11月12日 13:28
朔：　11月20日 14:47
上弦：11月28日 14:59
望：　12月5日   07:14
下弦：12月12日 04:52
朔：　12月20日 09:43
上弦：12月28日 03:10

月相的天文资料是根据英国皇家航海历书局及美国海军天文台提供的天文数据计算。
以上的时间是东经120度标准时（北京时间），即协调世界时加8小时（UTC+8:00）。

相关资料：

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发布单位：香港天文台

下弦：1月4日     11:30
朔：　1月11日   19:57
上弦：1月18日   11:53
望：　1月26日   01:54
下弦：2月3日     07:18
朔：　2月10日   06:59
上弦：2月16日   23:01
望：　2月24日   20:30
下弦：3月3日     23:23
朔：　3月10日   17:00
上弦：3月17日   12:11
望：　3月25日   15:00 半影月食
下弦：4月2日     11:15
朔：　4月9日     02:21 日全食
上弦：4月16日   03:13
望：　4月24日   07:49
下弦：5月1日     19:27
朔：　5月8日     11:22
上弦：5月15日   19:48
望：　5月23日   21:53
下弦：5月31日   01:13
朔：　6月6日     20:38
上弦：6月14日   13:18
望：　6月22日   09:08
下弦：6月29日   05:53
朔：　7月6日     06:57
上弦：7月14日   06:49
望：　7月21日   18:17
下弦：7月28日   10:52
朔：　8月4日     19:13
上弦：8月12日   23:19
望：　8月20日   02:26
下弦：8月26日   17:26
朔：　9月3日     09:56
上弦：9月11日   14:06
望：　9月18日   10:34 月偏食
下弦：9月25日   02:50
朔：　10月3日   02:49 日环食
上弦：11月11日 02:55
望：　10月17日 19:26
下弦：10月24日 16:03
朔：　11月1日   20:47
上弦：11月9日   13:55
望：　11月16日 05:28
下弦：11月23日 09:28
朔：　12月1日   14:21
上弦：12月8日   23:27
望：　12月15日 17:02
下弦：12月23日 06:18
朔：　12月31日 06:27

月相的天文资料是根据英国皇家航海历书局及美国海军天文台提供的天文数据计算。
以上的时间是东经120度标准时（北京时间），即协调世界时加8小时（UTC+8:00）。

相关资料：

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一块庆祝伽利略发现木星卫星的纪念牌在「木星冰月探测器」（Juice）上揭幕，为4月即将来临的发射完成一切准备。Juice预计在2031年7月抵达木星，并配备多种科学仪器探测这些冰冷的木星卫星，进行史上最全面的木卫冰冷海洋的观测任务。

Juice任务携带的伽利略手稿揭幕，探测器完成最终测试准备发射。
图说：Juice任务携带的伽利略手稿揭幕，探测器完成最终测试准备发射。

昵称是「果汁」的木星冰月探测器（Jupiter Icy Moons Exploere, Juice）预计研究木卫二、木卫三与木卫四，尤其对于这些冰冷卫星的水体设计了多种探测仪器，除了观测卫星表面的地质与组成外，更重要的是想了解这些卫星的冰原与可能存在的地下海洋，研究这些充满水冰的世界有没有适合生命存在的可能性。作为这项任务准备工作的最后一部分，一块纪念伽利略的纪念牌被安装在Juice的外壳上，以纪念1610年伽利略首次发现木星四大卫星。

Juice任务预计探测木卫二、木卫三与木卫四。
图说：Juice任务预计探测木卫二、木卫三与木卫四。

这张纪念牌的图像扫描自罗马天文学和哥白尼博物馆（INAF）所收藏的、来自伽利略于1610年首刷的550份星际信使（Sidereus Nuncius）的副本之一，除了星际信使这本书的封面之外，还有伽利略观察木星卫星运动的手绘图像，这是人类首次观察到其他天体互绕的直接证据，也作为翻转当时流行的地心说的有力证据之一。

Juice任务所携带的伽利略1610年星际信使原稿。
图说：Juice任务所携带的伽利略1610年星际信使原稿。

在1月18日的最终检查后，Juice将在2月空运前往ESA位在法属圭亚那的欧洲太空港（CSG），并预计在4月由亚利安5号火箭（Ariane 5）载运发射升空。这也是ESA最后一次使用亚利安5号火箭发射的太空任务，接下来ESA将使用下一代的亚利安6号火箭（Ariane 6）。亚利安6号运载火箭将有更低的发射成本，以及更高的发射频率。预计亚利安6号运载火箭将于2023年首飞。（编辑/台北天文馆谢翔宇）

Juice任务发射时间表。
图说：Juice任务发射时间表。

资料来源：ESA

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天文学家发现一对超冷矮星，由于彼此绕行一圈只需20.5小时，意味着它们的一年还不到一个地球日，因此特别引人注目。

我们无法用肉眼看到超冷矮星，但它们是银河系中数量最多的恒星。它们的质量很低，只能发射红外光，因此需要红外线望远镜才能看到它们。理论表明，如此接近的恒星应该存在，但这是首次观察到如此极端距离的双星。在此之前，天文学家只知道三个短周期、超冷双星。

西北大学天体物理学家Chih-Chun“Dino”Hsu领导了这项研究并在西雅图举行的美国天文学会第241届会议上展示了他们的发现，该系统被命名为LP 413-53AB。

研究小组使用Hsu编写的一种算法来梳理数据，这种算法基于恒星的光谱数据来建模。但在这些早期的观测图像中，恒星恰好是对齐的，以致于看起来像一颗恒星。这种情况发生的机率对于像这样紧密的双星对（binary pair）来说是很高的，由于这些数据很奇怪，所以他们用凯克天文台更近距离观察了这颗恒星。观测结果表明，光曲线变化得如此之快，肯定有两颗恒星。最终，他们意识到找到了有史以来最接近的双星对。

论文和报告中的这张图显示了紧密双星的RV测量在短短两个小时内的变化（粉色和橙色箭头），显示了彼此轨道的紧密程度。这些数据来自凯克望远镜的NIRSPEC仪器。图片来源：Hsu et al. 2023。
图说：论文和报告中的这张图显示了紧密双星的RV测量在短短两个小时内的变化（粉色和橙色箭头），显示了彼此轨道的紧密程度。这些数据来自凯克望远镜的NIRSPEC仪器。图片来源：Hsu et al. 2023。

这对恒星比木星和木卫四距离更近，也比红矮星TRAPPIST-1与其最近的行星TRAPPIST-1b更近。这些恒星比天文学家所知的其他三个类似的系统要古老得多，这三个系统相对年轻，只有4,000万年，但LP 413-53AB和太阳一样则有数十亿年的历史。

研究人员认为LP 413-53AB演化的两种可能情况：恒星可能在更宽的轨道上开始成对运行，然后随着时间的推移变得更近。另一种可能性是最初时是一个三合星系统，引力的相互作用可能同时将一颗恒星弹出并将其余两颗恒星拉入更紧密的轨道。对这个独特系统的更多观测可能有助于回答这个问题。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：Universe Today