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  中国矿业大学流星监测系统于北京时间2022年3月27日22:06:52观测到一颗火流星。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

今年初,一颗潜在危险小行星的发现让天文学家们的心情像坐了一趟云霄飞车一样,1月6日美国亚利桑那州雷蒙山天文台发现了一颗直径为70公尺的小行星,根据他们最初的观察,这颗临时编号「2022 AE1」的天体可能在2023年7月4日经过时撞击地球。

由于小行星轨道的不确定性在其被发现后的几个小时内是最高的,在几个不同天文台持续观测,结果显示其撞击的机率不减反增,在巴勒莫撞击危险指数中被评为最危险等级,ESA与NASA都在它们的近地天体观测中心的网站上发布了这项资讯。

幸好在积累了更多小行星路径观测资料后,分析结果显示,其撞击的机率急剧下降,科学家目前已经证实2022 AE1将不会撞上地球。

那么天文学家究竟是如何从高风险天体渐渐排除该颗小行星撞击地球的威胁呢?起初对小行星的首次观测只是一个资料点,要了解它的运动方向至少需要两次观测,而要确定一个轨道,则至少需要三次观测,在多次的观测之后,天文学家的资料点越来越多,进而可以得知一颗小行星完整的轨道参数,包含行进方向、行进速度、轨道偏心率等等。

天文学家使用电脑模拟来计算小行星未来的轨道,并透过观测误差范围内的起始位置及速度,创建大量的模拟资料,假如模拟了100万个不同的轨道,其中只有一个轨道有撞击机会,这时候可称之小行星撞地球的机率为百万分之一。

持续针对2022 AE1的追踪观测资料,成为该计算小行星轨道所需要的重要资料,也证明了年初的观测资料所计算出的风险评估有误,随着一些热心的业余天文观测者一同加入监测这颗小行星,欧洲航太总署表示在2023年7月初,2022 AE1小行星将在距离地球约900万至1100万公里的远处飞掠而过。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

荷兰莱顿天文台团队使用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA),首次在原行星盘观测到二甲醚(CH3OCH3),它有九个原子,是目前为止在原行星盘中发现的最大分子,它也是与生命有关较大有机分子的前体分子。二甲醚常见于恒星形成的分子云,但未在原行星盘看过。

研究团队透过ALMA观测位于蛇夫座距离444光年外的年轻恒星IRS 48的原行星盘,因为它的圆盘包含一个不对称的腰果形灰尘环,而引起天文学家的关注。这个区域可能是由新生行星或小伴星造成的,它保留了大量毫米大小的尘埃颗粒,这些尘埃颗粒可以聚集在一起,并形成公里级的天体,如彗星、小行星甚至是行星。

天文学家认为许多复杂的有机分子,如二甲醚会出现在恒星形成前的分子云中。在寒冷的环境中,简单分子(如一氧化碳等)会黏附在尘埃颗粒上,形成冰层并发生化学反应,进而形成更复杂的分子。研究人员最近发现,IRS 48尘埃环也是一个冰库,里面尘埃覆盖各种富含复杂分子的冰,当IRS 48加热使冰升华成气体时,原来附着在尘埃上的分子将被释放出来而被观测到。研究团队表示:发现二甲醚,表明其他常在恒星形成区被观测到许多复杂分子也可能潜伏在原行星盘的冰冷结构上,这些分子将是氨基酸和糖等复杂有机物的前体分子,对生命来源有重要意义。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

ALMA的影像显示IRS 48恒星周围圆盘各分子的位置。
ALMA的影像显示IRS 48恒星周围圆盘各分子的位置。

资料来源:Science Daily

发布单位:台北市立天文科学教育馆

来自阿布达比纽约大学(NYUAD)太空科学中心的研究团队在太阳中发现了一组新的波,且它们的传播速度似乎比理论预测还要快得多。在一项名为「发现太阳中高频逆行涡旋波」的研究中,研究团队研究并分析了来自地面的全球日震观测网24年的观测数据,和太空日震观测站及磁成像仪10年的观测数据,发现了一个非常一致的讯号,一个以前从未见过的波,在太阳表面以涡旋(旋转运动)的形式出现,在南北极之间形成反对称,运动方向与太阳自转方向相反,运动速度是当前理论的三倍。

有三种机制可以影响和驱动高频逆行波(HFR),分别是磁力、重力和对流间复杂的相互作用。但是到目前为止,它们都无法解释观测数据,这表示在太阳模型中仍存在着某些缺失,等待着这个谜团的解决。在传统天文学中(如光学、X射线等)无法对太阳和恒星的内部进行成像,科学家仅能靠着解释各种波的表面特征与活动来推断内部的过程,而这些新的HFR波可能就是我们理解恒星的重要拼图,透过解开HFR模式的存在及起源,可能得以揭示太阳内部无法观察到的情况,让科学家们可以更好地了解太阳对地球和其他行星的潜在影响。该研究成果发表于《Nature Astronomy》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

太阳表面的漩涡图案。图片来源:阿布达比纽约大学
太阳表面的漩涡图案。图片来源:阿布达比纽约大学

资料来源:ScitechDaily

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 ★★★★

「行星合月」指行星和月球位置的经度相同,当从地球中心向外看,行星和月球的赤经经度相同时,通常也是一个农历月之中,行星和月球视线比较接近的时候。而在3月28日将发生难得一见三星合月的现象。

2022年3月28日清晨东方低空处,不仅可以看到火星、金星和土星三颗行星汇聚在一起,更难得的是在同一天发生合月。本次火星合月发生在10时53分,此时火星位于月球北方离角4.1度;金星合月发生在17时49分,此时金星位于月球北方离角6.69度;土星合月则发生在19时41分,此时土星位于月球北方离角4.43度。

当天月球约在3时17分升起,而三颗行星东升的时间分别为火星3时22分、金星3时27分、土星3时37分,建议最适合的观赏时间为凌晨4点至天亮前,都可以在夜空中欣赏火星、金星、土星和残月簇拥于东方天空的景象。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

2022/03/28清晨5时10分,火星、金星、土星与残月位置模拟画面。
2022/03/28清晨5时10分,火星、金星、土星与残月位置模拟画面。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

位于天鹰座方向距离我们约36,000光年远的GRS 1915+105(又称为天鹰座V1487)是由一个恒星级黑洞和其伴星(一般恒星)所组成的X射线双星,根据估计,该黑洞的质量约为太阳质量的12倍。该天体甚至被称为微类星体(micro-quasar),从其伴星流出的物质在黑洞周围形成高温的吸积盘并从盘面发出强烈的X射线,若是使用无线电波段观测,还能看到接近光速的高能粒子喷流。

从GRS 1915+105吸积盘中发出的X射线及来自喷流的无线电波都在剧烈的变动,虽然过去知道X射线的高能量是由于吸积盘内侧的强烈加热效果而成为所谓的黑洞「冕」区所导致的,但与喷流之间的变化关系似乎还不明确。

研究团队将历时15年的观测,其中包含了罗西X射线计时探测器(Rossi X-ray Timing Explore,RXTE)每隔三天对该天体的观测以及英国马拉德无线电天文台几乎每天的观测数据进行组合分析。

结果表明,在这个天体中,黑洞周围的物质被加热,形成巨大的黑洞「冕」区后,接着以喷流的形式喷射出去,这两个阶段不断地重复,如同心脏的收缩及舒张,让血液开始循环,就好比心电图那样。

像这种冕与喷流轮流交织的状况不仅仅是个案,在天文界的争议也长达20年之久,本次冕阶段后的喷流确认过程是非常困难的,天文学家们需以秒为单位对其数年的资料进行比较,此外高能量及低能量间的比较也不能放过。

本次的研究证明了GRS 1915+105的冕及喷流阶段是交替发生的,但同时也产生了几个待解的谜题。例如,该天体的X射线能量之高,仅凭冕的温度是无法解释的,研究团队认为可能是磁场效应所致,也正好可以解释喷流的成因,如果磁场的变动杂乱无章以及冕加热的机制下,物质就会沿着磁力线形成喷流。研究团队认为,本次确认的结构或许也能适用于银河系中心的超大质量黑洞。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

Two screenshots of the animation of two phases of a black hole. (c) Méndez et al.
描绘GRS 1915+105两个阶段的插图。(左)高温物质在吸积盘内部形成一个日冕(蓝色甜甜圈状部分),从中发射高能X射线。在这个阶段看不到喷流。(右)当日冕收缩并且温度下降时,从中心向上和向下喷射流。(提供:Méndez等人)

资料来源:AstroArts

发布单位:台北市立天文科学教育馆

土卫二(Enceladus)是直径仅504公里的小卫星,上面覆盖20-30公里厚的冰,表面温度为-201摄氏度。在卡西尼任务中最大的惊喜之一,是2006年看到土卫二南极附近的“虎纹裂缝”喷出水,估计有时水量可高达每秒200公斤。卡西尼任务提供冰壳内拥有海洋的证据,但是小而寒冷的星球如何能够维持地质活动,一直是个科学难题。最近发表在Geophysical Research Letters的研究,认为长达亿年的冷却周期中,不断膨胀的冰造成压力,不仅会破坏卫星冰壳而且让其内部的海洋喷出,造成了间歇泉。

加州大学戴维斯分校的科学家团队提出说明,如何导致地表裂缝深达海洋并导致喷发的现象。该模型认为土卫二绕土星公转轨道的变化,会造成在一亿年间土卫二变暖和变冷的循环。在每个周期里,冰壳都会经历一段变薄和变厚时期,在冷冻期冰壳会如同湖水结冰一样向下增厚。研究人员认为冰的体积比水大,土卫二向下膨胀的冰壳使下面海洋的压力增加,也对冰层产生压力,而形成虎纹裂缝,造成到达表面的通道。当流体到达地表时遇上真空环境而升华,就呈现羽状喷泉的外观。但论文作者表示,这项模型无法解释也有类似喷发现象的木卫二,需要未来木卫二快船(Europa Clipper)观测资料提供更多的证据。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

土卫二南极附近的羽状喷流。
土卫二南极附近的羽状喷流。

资料来源:Universe Today

发布单位:台北市立天文科学教育馆

自从30年前发现第一颗系外行星后,天文学家已发现近5,000颗系外行星,及近5,000颗候选天体,但麻省理工学院的团队在Astronomical Journal期刊上发表的研究中,认为有几颗克卜勒太空望远镜的资料判定为行星的天体可能是小恒星。团队利用更精确母恒星测量值,评估其行星的大小,并确定Kepler-854b、Kepler-840b和Kepler-699b直径是木星的两到四倍,这尺寸太大而不是行星。另外,Kepler-747b的大小约为木星的1.8倍,与已确认的最大行星相近,但是Kepler-747b离它的母恒星相对远,这样的距离不容易存在如此大小的行星。所以Kepler-747b行星的身分令人怀疑,但也并非完全不可能是行星。

Among thousands of known exoplanets, astronomers have flagged three that are actually stars.

论文作者表示:其实,团队的最初目标不是找这些“冒名”的行星,而是寻找有潮汐畸变迹象的系统。由于两个彼此靠近的天体,其重力会导致另一天体呈现椭圆形,这可让你知道伴星的质量有多大,所以可以根据潮汐力确定它是恒星或是行星。

团队在分析时,发现Kepler-854b尺寸似乎太大而难以置信,因此再次查验其原始资料。由于Kepler-854b与其他克卜勒太空望远镜所发现的行星一样,是以凌日法发现。望远镜观测到行星在其恒星前方经过所遮蔽的光度变化程度与行星跟母恒星大小比率有关,天文学家根据对恒星大小的估计值来计算行星大小。但Kepler-854b是2016年发现,当时对其母恒星直径的估计,相较今日不够精确。目前,对恒星最准确的测量来自ESA盖亚太空望远镜,根据新资料估算Kepler-854b变得更大,而不可能是行星。于是团队分析克卜勒太空望远镜发现2,000多颗行星,而找到其他2颗不是行星的例子。团队表示,由于修正幅度不高,显示原先资料误差不大,未来应该不会再修正了。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

资料来源:Science Daily

发布单位:香港天文学会

日本山形县坂垣公一于2022年3月19日13时04分左右(世界时)使用0.5米 f/6.8望远镜 + KAF-1001E CCD相机在狮子座NGC 3367星系中发现16.3等超新星候选体。该天体位置如下(春分点2000.0):

赤经 10时46分34.630秒
赤纬 +13度45分16.98秒

超新星2022ewj

该天体获得正式编号SN 2022ewj后,位于日本冈山天文台的安倍晴明望远镜经过分光光谱观测,确认其前身星为II型超新星。

这是他2022年1月27日以来发现的第2颗超新星,到目前为止,板垣公一共发现165颗超新星(包括独立发现)。

【图:板垣公一,文:节译自日本天文艺术网页】

发布单位:台北市立天文科学教育馆

不久前,我们还生活在已知只有少数几颗行星的宇宙中,所有行星都围绕着太阳运行,但现在已确认超过5,000颗行星存在于我们的太阳系之外,这不仅是一组数字,每一颗行星都是一个新世界,一个全新的星球,因为我们对它们一无所知。

迄今为止所发现的5,000多颗行星中,包含了像地球般的小型岩石世界、比木星大许多倍的气态巨行星、质量接近或超过木星但与其恒星极近距离的「热木星」、可能比地球更大的岩石世界的「超级地球」、如海王星缩小版的「迷你海王星」,还有同时围绕两颗恒星运行的行星。

1992年,我们第一次获得太阳系外行星运行的具体证据,发现有几颗质量类似地球的天体环绕着脉冲星PSR B1257+12旋转,透过测量脉冲时间的微小变化使科学家能够发现围绕脉冲星运行的行星,此篇论文在30年前揭开了第一批在太阳系外被证实的行星。研究人员表示,如果能在中子星周围找到行星,那么行星基本上必无处不在,行星生产过程必须非常稳健,不可避免地我们将可能会在某个地方找到某种生命,探测生命本身只是时间问题。

目前天文学家寻找系外行星有以下几种常用的方法:

  • 径向速度法:借由系外行星重力对母恒星产生的都卜勒效应得知行星的存在。

  • 凌日法:行星从其母恒星前经过时,因遮掩部份恒星的光芒,使恒星亮度减弱,这也是目前发现最多系外行星的方法。

  • 直接成像法:使用日冕仪遮挡母恒星的光芒,让其周围黯淡的行星得以发现。或使用光学干涉技术,结合不同望远镜的光线,将来自恒星的光互相抵消,就有可能侦测到系外行星。

  • 重力微透镜法:当前景恒星周围有行星环绕,那么行星本身的重力会使背景恒星变亮。

现在,借由多个现代化太空望远镜的发射,如2018年发射的凌日系外行星巡天卫星(TESS)将继续发现新的系外行星;最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope),也将捕捉来自系外行星大气层的光,读取其气体,以识别可居住条件的潜在迹象。预计将于2027年发射的罗曼太空望远镜(Roman Space Telescope)也将使用多种方法以发现新的系外行星。欧洲太空总署(ESA)ARIEL任务将于2029年发射,观测系外行星的大气。NASA的CASE技术将有助于消除系外行星的云层和雾霾。仅30多年的时间,系外行星发现的数字已爆炸式的增长。2022年3月21日标志着超过5,000颗系外行星得到确认的重大里程碑。(编译/台北天文馆赵瑞青)

银河系中已确认的5,000多颗系外行星。图片来源:NASA/JPL-Caltech
银河系中已确认的5,000多颗系外行星。图片来源:NASA/JPL-Caltech

资料来源:NASA