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发布单位:台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式:以肉眼观赏即可 可拍照 ★★★

2022年宝瓶座η(Eta,读作“伊塔”)流星雨活跃期间从4月15日持续至5月27日,根据国际流星组织预测,今年极大期发生在5月6日前后达到极大期,ZHR约40。由于月相在上弦前2-3天,宝瓶座η流星雨辐射点凌晨2时左右东升时,月亮已经西落,观察条件非常好,建议可以把握5月6、7日两天凌晨2时至曙光前这段时间观赏。

宝瓶座η流星雨和10月猎户座流星雨都是来自著名的哈雷彗星(1P/Halley)之残余尘埃。辐射点在宝瓶座右手持水瓶处,其特色是是流星速度快而明亮,可达每秒66公里。平均亮度为2等,和北极星的亮度差不多。

欣赏不时划过天空的流星之际,还有明亮的土星、火星、木星、金星依顺东升,加上灿烂的夏季银河,让人目不暇给。

尽可能选择无光害且视野辽阔处,扫瞄整个天空观赏流星雨。台北天文馆也将在流星雨极大期夜晚以高画质摄影机在YouTube「台北天文馆」频道进行星空直播,让民众透过网路即时欣赏到流星雨美景。(编辑/台北天文馆施欣岚)

宝瓶座η流星雨辐射点示意图
宝瓶座η流星雨辐射点示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

哈雷彗星轨道

发布单位:台北市立天文科学教育馆

老人增四(绘架座β)是绘架座的第二亮星,视星等约3.8等,距离我们约63.4光年,质量约为太阳的1.75倍,年龄约2,000万年,是一颗极为年轻的恒星。在过去的30年里,老人增四倍受天文学家的关注,因为它除了至少拥有两颗年轻的行星外,还包含彗星,这些彗星早在1987年就被发现,而这是我们在太阳以外的恒星周围所观测到的第一批彗星。

由巴黎天体物理学研究所领导的研究团队已发现了30个像这样的系外彗星,并其彗核的直径约在3~14公里间,并估计出小彗星与大彗星的比例。这是第一次在太阳系外进行彗星观测,而结果与围绕太阳运行的彗星极为相似,这表示如同太阳系的彗星般,位于老人增四的系外彗星是由一连串的碰撞和分裂所形成,而这将为彗星的起源和演化提供了新的线索。由于地球上一部分的水可能源自于彗星,因此科学家正在寻找并了解彗星对行星特征的影响。研究团队使用NASA的凌日系外行星巡天卫星(TESS)对老人增四进行了156天的观测,根据对其光度资料的分析,共识别出30次的系外彗星凌日。科学家期望透过其他即将进行的观测,特别是哈勃和韦伯太空望远镜能够在未来发现更多。该研究成果发表于《Scientific Reports》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

艺术家描绘围绕恒星老人增四运行的系外彗星。图片来源:ESO/L. Calçada
图说:艺术家描绘围绕恒星老人增四运行的系外彗星。图片来源:ESO/L. Calçada

资料来源:Phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

2005年勇气号(台湾名:精神号)的全景相机(Pancam)拍摄到古瑟夫陨石坑(Gusev crater)中富含橄榄石的岩层露头。图片来源:NASA/JPL/Cornell/ASU
图说:2005年勇气号(台湾名:精神号)的全景相机(Pancam)拍摄到古瑟夫陨石坑(Gusev crater)中富含橄榄石的岩层露头。图片来源:NASA/JPL/Cornell/ASU

近几十年来,确认火星的形成和演化历史,一直是火星轨道探测器和漫游车的任务目标。

亚利桑那州立大学Steve Ruff的研究团队,分析了几个火星任务的数据,确认古瑟夫陨石坑和杰泽罗陨石坑(Jezero crater)中,富含橄榄石的岩层,可能是熔接凝灰岩(ignimbrite),熔接凝灰岩一般来自于巨大的火山爆炸式喷发所形成。

此推论如果正确的,将有利于了解火星其他富含橄榄石岩层的区域,这表示火星早期,可能常有火山活动,此研究结果已经发表在《Icarus》期刊。

Ruff说:「有很多关于尼利槽沟(Nili Fossae)地区(包含杰泽罗陨石坑),大部分区域富含橄榄石岩层的起源之想法,此讨论已经持续了将近20年的时间。」

富含橄榄石和碳酸盐的岩层连结了16年前NASA勇气号(台湾名:精神号)探索的古瑟夫陨石坑,以及2020年毅力号探索的尼利槽沟地区之杰泽罗陨石坑。这两个地方的橄榄石是迄今为止在火星上发现最多的区域。以前没有研究过此类富含橄榄石岩层的成分和形态上之相似性,现在看来,它们的形成方式相似。

橄榄石是一种常见的硅酸盐类矿物,可能来自火星地函中产生的岩浆(同样的过程也发生在地球上),所以火山作用是火星上富含橄榄石岩层是合理的解释。先前的理论表示橄榄石可能由地函剧烈喷发出熔岩流所造成。

左图是精神号的显微照像仪的马赛克照片,显示了深色对角线排列特征带有火焰状的形状,火焰状可能是扁平的浮石碎片,称为火焰石(fiamme),其中包括浅色晶体(白色长方形),类似右图的地球熔接凝灰岩。暗角部分是来自精神号硬体的影子。两个图像中的白色比例尺代表1公分。图片来源:NASA/JPL/USGS and Scripps Institution of Oceanography
图说:左图是精神号的显微照像仪的马赛克照片,显示了深色对角线排列特征带有火焰状的形状,火焰状可能是扁平的浮石碎片,称为火焰石(fiamme),其中包括浅色晶体(白色长方形),类似右图的地球熔接凝灰岩。暗角部分是来自精神号硬体的影子。两个图像中的白色比例尺代表1公分。图片来源:NASA/JPL/USGS and Scripps Institution of Oceanography

Ruff和研究团队计划检验一个主要假设:火山灰从火山烟流(volcanic plumes)慢慢地沉积。但是他们的观察揭示了一段更加猛烈的历史。

特别是,Ruff检视了精神号显微照像仪的马赛克照片,并注意到具有不寻常岩理的岩石。Ruff查阅了线上图书馆里面的地球岩石照片,发现一些火山岩的岩理与这些马赛克照片中的岩理非常相似。

这种岩石称为熔接凝灰岩,是地球上已知的巨大火山爆发产生的,当火山灰沉积时,温度还很高,会熔融焊接在一起。岩石内可能含有火山碎屑物和浮石。炽热的火山烟流和几乎熔化的火山灰和浮石在地面上流过数十英里,并在短短几天内沉积成数百英尺厚。炽热的沉积物会在数月或数年内缓慢冷却,这导致了冷缩节理(cooling joints)的裂痕。Ruff在火星上富含橄榄石的岩层发现了明显相似的裂痕,增加了熔接凝灰岩起源的证据。

左图为假色照片显示火星Nili Fossae地区富含橄榄石的岩层与右图地球上熔接凝灰岩(真彩色)的对比。右图裂痕是冷缩节理,与左图中的非常相似。图片来源:HiRISE/Google Earth
图说:左图为假色照片显示火星Nili Fossae地区富含橄榄石的岩层与右图地球上熔接凝灰岩(真彩色)的对比。右图裂痕是冷缩节理,与左图中的非常相似。图片来源:HiRISE/Google Earth

在地球上,熔接凝灰岩在美国西部的黄石国家公园等地被发现。黄石公园大约在210万年前开始从巨大的火山爆发形成,现在火山臼已经被填满。

Ruff说:「以前没有人将火星上富含橄榄石岩层解释为熔接凝灰岩,这可能是毅力号在过去一年中一直在採样的岩石。」

火星拥有太阳系中最高的火山,熔岩流覆盖了火星的大片区域,理所当然拥有火成岩,但是只有少数几个地方暂时地被建议含有熔接凝灰岩。

根据该研究团队的新发现,有可能在古瑟夫陨石坑和杰泽罗陨石坑中都有熔接凝灰岩。其他富含橄榄石岩层的地点也是熔接凝灰岩候选区域,而且它们似乎都在火星的早期形成,约在最初的十亿年左右。

Ruff说:「富含橄榄石的岩层对于地球上大多数的熔接凝灰岩来说是不寻常的,但在古老的岩层中存有这种成分。现在有了火星上富含橄榄石的熔接凝灰岩之有力证据,也许表明了发生在行星早期地质演化过程中,富含熔融橄榄石的岩浆,来自于爆炸式喷发之火山活动,这个论述可能要等到毅力号收集的岩石样本,在未来的火星任务被送返地球才能得到验证。(编译/台北天文馆施欣岚)

资料来源:Phys.org

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木卫二(Europa,欧罗巴)表面遍布长度达数百公里的双脊地形,来自史丹佛大学和NASA喷射推进实验室(JPL)的行星科学家之最新研究指出:在格陵兰西北部的冰层发现形状与欧罗巴类似的双脊,为了探索格陵兰岛双脊的形成,他们使用雷达探测地表海拔高度,显示双脊是透过冰层内浅层液态水一连串的再结冰、加压和破裂的过程而形成。他们认为,如果这个过程是欧罗巴双脊的成因,表示欧罗巴的冰壳中存在浅层液态水。

欧罗巴表面冰壳内的浅层液态水如何透过再结冰的过程形成双脊结构之示意图。
图说:欧罗巴表面冰壳内的浅层液态水如何透过再结冰的过程形成双脊结构之示意图。图片来源:Justice Blaine Wainwright。

欧罗巴是太阳系内可能有生命的主要候选星球,在表面20-30公里厚的冰壳下隐藏着全球性的海洋。冰壳详细结构、动力学及演变的时间尺度对于理解欧罗巴的基本物理过程和可能有生命的理论至关重要。

欧罗巴表面的地质年轻且活跃,呈现出各式各样的地形地貌,其中,延伸数百公里的双脊是最常见的,上面包含一些在地表可见的古老特征,横切交错意味着地质活动频繁。早在1990年代NASA伽利略太空船拍摄木卫二表面时,行星科学家就已经知道这种地貌,但是一直无法明确解释成因。

欧罗巴(上)和地球(下)双脊地形比较照片。
图说:欧罗巴(上)和地球(下)双脊地形比较照片。图片来源:Culberg et al., doi: 10.1038/s41467-022-29458-3。

分析2015年至2017年NASA冰桥计划(NASA’s Operation IceBridge)收集的地表高度数据,史丹佛大学科学家Riley Culberg及其同事研究指出格陵兰西北部的双脊如何形成?液态水不断地重新结冰使周围冰层破裂,导致两个山峰上升形成双脊。

Culberg 说:「格陵兰地表湖泊和溪流的水经常流入近地表并重新结冰形成双脊地形。欧罗巴的双脊地形可能是借由来自地下海洋的液态水向上涌入冰壳的裂缝而形成。」

这项研究和其他研究都显示欧罗巴的冰壳似乎经历了各种地质和水文活动,包括水柱喷发到地表的证据。活跃的冰壳支持可能有生命的理论,因为它促进了地下海洋和地表物质之间的交换。

NASA喷射推进实验室行星科学家Gregor Steinbrügge说:「如果没有看到格陵兰形成类似的双脊,我们研究中提出的机制似乎过于大胆和复杂。」

该研究发表在《自然·通讯》期刊上。(编译/台北天文馆施欣岚)

资料来源:SCI-NEWS

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根据发表在AGU Advances上的一项研究,在南非发现的少数古代锆石晶体具有板块隐没的最古老证据,这是板块构造的一个关键因素。

这些罕见的时间胶囊显示,地球从一个长期稳定的岩石表面,过渡到塑造成现今的地壳活动过程,为何时开始板块构造运动,提供了新的线索。

地壳和上部地函的上半部属于刚性板块,其下为黏度高的物质所组成,在高温和高压之下变成可塑性,使板块漂浮其上。来自地核的热量驱动着板块缓慢的运动,大部分的地震、火山及造山运动均来自于板块之间互相作用而产生。

密度较大的海洋板块隐没至大陆板块之下,诞生了火山,这是板块构造运动的结果。
图说:密度较大的海洋板块隐没至大陆板块之下,诞生了火山,这是板块构造运动的结果。

2018年,哈佛大学地质学家Nadja Drabon从南非巴伯顿绿岩带的古老地层中发掘出按时间顺序排列的33个细微的锆石晶体,这些晶体距今约41.5亿年至33亿年的关键时期形成,间隔长达8亿年。

锆石是地壳中一种相对常见的附属矿物,但来自40至45.6亿年前冥古代(Hadean Eon)的锆石非常罕见,在地球上只有12个地方发现过,每个地方的锆石数量通常不到3个。绿岩带锆石中保存的铪同位素和微量元素,提供了它们形成时地球当下的资讯。38亿年前或更年轻的锆石似乎是在类似于现代隐没带的压力和熔化的岩石中形成的,意谓地壳可能已经开始移动。

Drabon说,虽然还没有定论,但结果表明全球性地壳变化可能已经开始,然后形成现今看到的不断相互作用的板块运动。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Phys.org

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 ★★

夜间肉眼可见的五颗行星为水星、金星、火星、木星和土星。4月17日至19日这几天拂晓时分,可见土星、火星、金星与木星这四颗行星在东方天空约30度范围内等距离排成一直线的美景。最近可以亲眼目睹水星的风采吗?

水星公转周期约为88天,配合地球公转,与地球的会合周期约为116天。2022年第一次水星东大距在1月7日发生,接下来,第二次水星东大距将于4月29日发生,水星东大距表示水星的位置在太阳的东边,且与太阳的角距达到最大,因此较容易观看,可于日落后在西方地平面附近观看水星。但是当天的水星东大距发生时间为16时9分,日距角20.6度,太阳约18时23分西沉,太阳西沉后,在西北西方距离地面仰角20度左右的位置才有机会找到水星,视亮度0.2等。如果想拍下水星的影像,请参考台北星空第104期-固定摄影拍水星

刚好4月29日前后几天水星从著名的金牛座昴宿星团(M45)掠过,建议使用双筒望远镜或天文望远镜来观赏,将此天文美景尽收眼底。

水星将在6月时加入金星、火星、木星和土星的行列,届时肉眼可见的「五星」将在东方天空排成一直线,届时不妨起了个大早来观赏。(编辑/台北天文馆施欣岚)

2022年4月29日水星东大距示意图。
2022年4月29日水星东大距示意图。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 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

继4月13日海王星与木星合之后,在4月28日3时海王星将再与金星会合,且两者相距更近仅0.01度,金星在海王星南方0.01度处。从地球中心向外看,当金星和海王星的赤经经度相同时,称为「金星合海王星」,通常是这两颗行星较接近的时候。金星为-4.2等,海王星亮度仅7.9等,位于宝瓶座与双鱼座之间。两行星皆约于3时16分升起,台北日出时间约为5时21分,因此可于天亮前往东方无遮蔽处观看。虽然海王星肉眼不可见,但有了明亮的金星做为指标,寻找海王星将变得更加轻而易举,适合以小型天文望远镜或双筒望远镜来观察金星与海王星,但两颗行星因亮度相差近6万倍,因此较不容易拍摄。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

2022年4月28日凌晨,金星合海王星。
2022年4月28日凌晨,金星合海王星。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

质量约为10到100倍太阳质量的黑洞是垂死恒星的残余物,而质量超过太阳100,000倍的超大质量黑洞则位在大多数星系的中心,但宇宙中还散布着一些明显但类型更为神秘的黑洞,这些黑洞的质量从100到100,000个太阳质量不等,不仅难以测量,甚至连它们是否存在都备受争议。研究团队透过分析NASA钱卓拉X射线天文台所拍摄108个拥有核星团(nuclear star cluster)星系的影像,寻找巨大黑洞的特征,而这项新的研究将可以解释这些黑洞是如何透过摧毁上千颗的恒星以增加其质量。

研究人员表示中等质量黑洞生成的关键可能是在于它们的环境,研究人员观察了星系中心非常密集的恒星星团,由于恒星非常接近,因此许多恒星将在星系团中心黑洞的引力范围内通过。其研究表明如果星团中的恒星密度高于底限时,那么位于星团中心的恒星质量黑洞将因拉拢、撕碎及吸纳附近的恒星时快速增长。在此次研究的星团中,密度高于此底限的星团,其发展中的黑洞数量约是低于密度底限星团的两倍,而密度底限值取决于星团中恒星移动的速度。天文学家表明这个过程可以在宇宙历史的任何时候发生,这表示中等质量的黑洞可以在大爆炸后数十亿年形成,直到今天。该研究成果发表于《The Astrophysical Journal》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

星系显示其中心附近黑洞生长的证据。钱卓拉X射线(蓝色)叠加在来自哈勃太空望远镜所拍摄的星系NGC 1385、NGC 1566、NGC 3344和NGC 6503的光学影像上。
图说:图中这些星系显示其中心附近黑洞生长的证据。钱卓拉X射线(蓝色)叠加在来自哈勃太空望远镜所拍摄的星系NGC 1385、NGC 1566、NGC 3344和NGC 6503的光学影像上。图片来源:NASA/CXC/Washington State University / Baldassare et al. / ESA / STScI.

资料来源:SCI-NEWS

发布单位:台北市立天文科学教育馆

国际天文团队发现新型态的恒星爆炸——微新星(micronova)。他们使用欧南天文台的超大望远镜(VLT),证实白矮星会发生小型的热核爆炸,仅持续数小时。

在白矮星与恒星的双星系统中,白矮星会从伴星拉走氢气并堆积在外层,当白矮星的外层氢壳累积到温度与压力的极限时,产生大规模热核反应成为新星,其亮度可持续数星期以上。但研究团队在分析来自凌日系外行星巡天卫星(TESS)的数据时,研究人员发现恒星出现仅持续几个小时的明亮闪光。之后使用超大望远镜(VLT),证实这些爆炸是发生在白矮星特定区域的新型态新星。

研究团队表示:这是首次看到局部发生氢核聚变,在强磁场的白矮星上,物质送往并推积到恒星的两极,于是氢核反应发生在磁极局部区域。其强度约为新星爆炸的百万分之一,因此称为微新星。尽管名称中有“微”一词,但微新星仍然是极其强大的爆炸。推测一颗微新星会燃烧约20,000,000万亿公斤的氢,相当于35亿个吉萨大金字塔。

尽管迄今为止科学家们只看到3次事件,但研究人员认为微新星可能数量不少,但是亮度变化很快,很难观测到。希望能透过大规模巡天观测来发现和研究更多的微新星。相关论文发表在《自然》期刊。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

艺术家描绘的微新星
艺术家描绘的微新星

资料来源:SPACE.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

天文学家使用哈勃太空望远镜看到距离130亿光年的天体,可能是超大质量黑洞的祖先。这个称为GNz7q的天体位于大天文台起源北部星系深空巡天调查(GOODS-North)星场,在大霹雳后仅7.5亿年就存在了。该团队发现它是紧凑的紫外线和红外线源,不可能是由星系的辐射引起的,但与落入黑洞的物质所预期的辐射一致,表明GNz7q是一个新形成的黑洞。

当今天文学的一个未解之谜:达数百万到数十亿太阳质量的超大质量黑洞,如何能如此快速增长?丹麦哥本哈根大学研究团队目前提出的理论认为,超大质量黑洞在剧烈形成恒星的“星暴星系”核心中形成,之后推开周围气体和尘埃,并以极为明亮的类星体形态现身,目前未有明确的观测证据,但该团队认为GNz7q具有星暴星系和类星体的特征,它很可能是个超大质量黑洞。

类星体是由位于星系中央的超大质量黑洞所驱动极明亮的天体,超大质量黑洞会吞噬附近的物质形成吸积盘,吸积盘气体会经由摩擦而产生高温,在各波段释放明亮光线。观测显示GNz7q的宿主星系正在以每年1,600个太阳质量的速度形成恒星,它在紫外线波段极亮,但在X射线波长却非常微弱。团队认为X射线源的吸积盘核心仍被灰尘遮蔽,而吸积盘的外部(即紫外光的来源)已变得清晰,所以推测GNz7q是快速增长的黑洞,但仍被其宿主星系的尘埃核心所掩盖。

研究团队表示:借助GOODS-North计划所提供的多波长观测数据,才能找到隐藏在星爆星系中的GNz7q。不然GNz7q缺乏能识别早期宇宙中类星体的特征,所以很容易被忽视。该研究团队认为未来使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的光谱仪器能对如GNz7q等天体进行更详细研究,以研究超大质量黑洞之谜。相关研究发表在《自然》期刊。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

GNz7q位于大天文台起源北部星系深空巡天调查星场。
GNz7q位于大天文台起源北部星系深空巡天调查星场。

资料来源:Science Daily