有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

哈勃太空望远镜观测到最遥远的恒星！这颗恒星编号WHL0137-LS，又称为Earendel，是托尔金在“指环”系列小说中“晨星”之意，因为它存在于宇宙的黎明时期。WHL0137-LS的红移z=6.2±0.1，显示它的光线在大霹雳后仅9亿年就发出，历经129亿年后才到达地球。由于宇宙在膨胀，这颗恒星的目前位置距离我们达280亿光年。在此之前所见最遥远恒星是MACS J1149 Lensed Star 1，是大霹雳后44亿年发出的光（红移z=1.49，目前距离140亿光年），因此纪录大大超前。

能看到WHL0137-LS不仅依赖哈勃太空望远镜超强的观测能力，其实也带点运气。因为WHL0137-LS是因为星系团WHL0137-08的重力透镜效应（gravitational lensing），产生如透镜的集光效果才观测到。这是爱因斯坦广义相对论理论，WHL0137-LS所发的光线经过星系团WHL0137-08旁边时，空间受到质量扭曲，使光线产生像通过透镜般弯曲并集光的效应（估计为1000倍以上）。它在2016年6月首次被看到，但天文学家必须经过三年半观测确认的亮度没有改变，证明它是真实星点而不是短暂的光学现象。

根据对WHL0137-LS的紫外光的分析表明，它的质量约为太阳质量的50倍。但现有观测数据很难判断更多资讯，甚至它是单星或双星也无法确认。天文学家认为它是宇宙第一代恒星的可能性很小，但已计划使用詹姆斯·韦伯太空望远镜继续观测，它更强大集光力与红外波段观测，将能更了解WHL0137-LS。相关论文发表在《自然》期刊。（编译/台北天文馆研究员李瑾）

资料来源：Live Science

发布单位：台北市立天文科学教育馆

科学家已经确认了火星上的音速，他们使用毅力号探测器上的设备来研究火星的大气层，这可能会对未来前往火星的太空人产生一些奇怪的影响。声音的速度并不是一个不变的常数，它取决于介质的密度及温度，介质密度越大、温度越高，声速就越快，举个例子：在地球的大气层中，1大气压下20℃的空气传播速度约为343米/秒，在水中则为1480米/秒，在钢铁中则为5100米/秒。

火星的大气层比地球要稀薄得多，密度约为地球的60分之一，此外，行星的边界层（即地表上方的大气层）增加了更多复杂的特性，白天，地表变暖会产生上升气流形成强烈的湍流，这与地球上的天气状况可能具一致性，因此，原先推定在火星地表上所测得的声速虽速度较地球为慢，但仍应为大致相同的定值。

研究团队使用雷射光击打岩石和土壤样本时，产生的声压波动可以透过SuperCam的麦克风记录下来，研究团队在距离火星地表2.1米处，测量了雷射发射和声音抵达麦克风的时间，以测量在火星地表的音速，因此给定的波长所产生的回声，都会被沿着这条路径的温度、风速所影响。这一结果证实了此预测，火星在地表附近的音速为240米/秒。

二氧化碳在低压环境下的特性，其分子的振动模式并没有足够的时间放松回到它们的原始状态，最终导致高频的声音传播速度会比低频的声音每秒快10米，意即高音的声音比低音的声音更早抵达听者的耳朵。不过考量到任何前往火星的太空人，都必须穿着附带通讯设备的加压太空服或加压居住舱内，这可能不会马上造成什么问题，但对于科幻作家而言似乎是一个可以尝试的有趣概念。

研究团队计划继续使用该设备持续观察日常和季节的变化会如何影响火星上的声速并将声波温度读数与其它仪器进行比对，试图找出较大的波动，目前该研究已于大学太空研究学会网站上公布。（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 丨 观赏方式： ★★

2022年4月5日早上6时，火星与土星将达到合的位置，两者间隔仅20角分，想要看见两颗星必须选择天亮前的凌晨4时至6时的这段时间，火星和土星都是太阳系中相当明亮的行星，在凌晨的夜空中非常容易寻找，惟两星的高度并不高，应慎选观察地点，以东方无遮蔽物的视野环境较佳，4月5日当天火星为1.03等，土星为0.86等，虽然在这前后各十天以内都能够看到两星同时存在于夜空，但要看到两星如此接近则仅限于4月5日当天，观察此现象无需使用天文望远镜，仅需要利用肉眼就可以轻松观赏。

2022年4月5日清晨5时东方低空模拟画面，可见火星、土星几乎黏在一块。以上示意图由Stellarium软体产生。

上一次这两颗行星如此相近发生于1978年，当时两者相距6角分，而未来要再比这次更近则需要等到2036年。（编辑/台北天文馆技佐许晋翊）

发布单位：台北市立天文科学教育馆

宇宙中有许多「恒星质量」黑洞，质量达数十倍的太阳质量（M☉），是由大质量恒星坍缩而成。还有更容易被观察到的「超大质量」黑洞，质量为数百万至数十亿倍于太阳，座落于星系的中心，形成的原因尚未厘清。由于两者质量差距巨大，基本上恒星质量黑洞没有足够的时间演化成宇宙早期就存在的超大质量黑洞。而有一种论点认为，形成超大质量黑洞的“种子”介于102到105M☉之间，它们也就是所谓的「中等质量」黑洞。

尽管可能是超大质量黑洞演化的重要关键，但中等质量黑洞还没有得到观测的证实。测量黑洞质量的最佳方法是观察其周围恒星的运动，此方法却不适用于中等质量黑洞，因为它们的重力影响范围比超大质量黑洞小，也不像恒星质量黑洞有伴星的行为做观察。中等质量黑洞存在的真实性是科学家近年不断努力的方向。

最近有研究团队利用哈勃太空望远镜与双子星天文台的光谱仪，研究位于仙女座大星系（M31）中质量最大的星团B023-G078，借由恒星的运动分析星团中心致密的大质量天体是否为中等质量黑洞。团队使用一种称为“Jeans anisotropic modeling”的方法，计算星团内数个恒星的速度，这取决于中心物体的质量与大小。找出的最佳拟合模型质量为9x104M☉，完全就是中等质量黑洞的范围！

但研究团队也不能排除中心的质量是由多个恒星质量黑洞产生，使用更高解析度的光谱仪将能加以验证。而B023-G078星团中恒星的金属丰度分布广泛，团队认为它可能是一个与仙女座合并的小星系后的残余，形成被剥离的核星团（nuclear star cluster）。结合恒星丰度的观测与恒星速度拟合出的中心质量，研究团队倾向认为该星团中确实存在一个中等质量黑洞！（编译/台北天文馆虞景翔）

星团中恒星的平均速度（root-mean-square）与到星团中心的径向距离。红点表示双子星天文台的观测数据。黑线显示了大质量黑洞的最佳拟合模型。蓝线显示了中心无黑洞的模型。

资料来源：AAS Nova

发布单位：台北市立天文科学教育馆

天文学家使用甚大天线阵（VLA）和阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA）在猎户座年轻原恒星周围探测到97个气体和尘埃盘，猎户座不仅是冬季星空中最亮眼的星座，也是离地球较近的恒星形成区域所在地。

研究人员表示气体和尘埃云在自身重力不稳定下坍塌形成恒星，由于坍缩物质受初始角动量影响，云中的大部分物质会形成一个圆盘，物质通过圆盘吸积到恒星上，行星也将在这些圆盘中形成，因此若能了解它们在整个演化过程中的特性，将是解开行星形成的重要关键。

这片位于猎户座的分子云，距离地球约1,400光年，是一个巨大的恒星形成区域。年轻恒星周围的尘埃会阻挡恒星所发出的大部分可见光，而无线电波则可以穿过尘埃云，让我们能够更进一步了解年轻恒星系统。天文学家分析了VLA和ALMA的数据，这项调查被称为VANDAM，这是有史以来对年轻恒星进行最大规模的调查，透过这份调查测量了许多年轻原行星盘的大小和质量，并将其与ALMA已研究过较老的原行星盘进行比较，研究团队发现在相同的大小之下，新的原行星盘比较老的原行星盘更巨大。这结果其实是合理的，因为当恒星在形成时，它会捕获附近的物质，使得周围圆盘的质量变小，但这也意味着，年轻的圆盘反而有更多的原材料可以形成行星，可能行星系统中最大的行星已经在非常年轻的恒星周围形成了。

较老的原行星盘内部通常有环，那里的物质也明显较少，这些间隙通常是行星正在形成的区域，但也可能是圆盘内的共振结构，由年轻行星的重力牵引导致间隙形成，类似木星在小行星带中产生轨道间隙般。研究团队在年仅10万年的原行星盘中发现了类似的间隙结构，这时间出乎意料的早，研究人员表示在系统最初的一百万年内，圆盘的结构与较老的圆盘较为相似，在此次调查中看到一些系统在形状上非常不规则，猜测可能是系统还很年轻，以至于圆盘还没有开始形成，或者可能是连原恒星还没有完全成型。该研究成果发表于《The Astrophysical Journal》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

图片显示了猎户座分子云中VANDAM调查的目标，黄点是原恒星的位置；方框中的影像是由ALMA和VLA拍摄的年轻原恒星。图片来源：NRAO/AUI/NSF

资料来源：SCI-NEWS

发布单位：台北市立天文科学教育馆

德国马克斯普朗克天文研究所团队利用ESA盖亚太空望远镜（Gaia）及中国郭守敬望远镜（LAMOST）的数据，确认银河系发展时序，并发现银河系的“厚银盘”早在130亿年前就开始形成了，比先前想法早约20亿年。相关论文发表在《自然》期刊。

银河系主要部分可分银晕和银盘，银晕在外围由古老的恒星所组成。银盘则分为薄银盘和厚银盘，薄银盘包含大部分盘面上的恒星；厚银盘则比薄银盘厚两倍多，但半径较小。为了了解银河系发展的时序，天文学家必须确认恒星的年龄。但恒星年龄无法直接测量，必须以恒星的特征与恒星演化的模型相比较，来推断其年龄。由于宇宙诞生时，几乎只有氢和氦，其他元素是恒星内部制造，并在生命结束时炸回太空，因此，较老的恒星其金属（重元素）丰度较低。研究团队使用盖亚EDR3 数据得到恒星的亮度和位置，另外使用LAMOST提供光谱而得到金属丰度，如此获得25万颗恒星的年龄，这些恒星大多属于次巨星（subgiant star）。次巨星是恒星生命中相对短暂的演化阶段，属于较容易被确认年龄的恒星。

通过鉴别不同区域的次巨星，研究人员惊讶地发现银河系形成分两阶段。早期阶段形成了银河系的厚银盘和银晕，晚期阶段则形成了银河系的薄银盘。第一阶段在宇宙年龄仅8亿年时开始，厚银盘先开始形成恒星，内侧银晕的恒星也开始聚集在一起。之后在110亿年前，一个名为Gaia-Sausage-Enceladus的矮星系与银河系合并，它触发了更多新生的厚银盘恒星。研究团队的分析表明，与Gaia-Sausage-Enceladus矮星系合并不但引发的大量恒星形成，还继续形成厚圆盘的恒星，直到80亿年前气体耗尽后，厚银盘才停止形成。此时银河系周围气体聚集到一个更薄的盘面上，薄银盘逐渐向两端延伸，一直持续至今。研究团队认为：天文学很难为我们所在星系提供可靠的日期。这项研究成功地建构出银河系早期的时间表，对于认识和理解银河系演化史非常重要。（编译/台北天文馆研究员李瑾）

银河系示意图。Stefan Payne-Wardenaar / MPIA

资料来源：Tech Explorist

　　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。

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

资料来源：ScitechDaily