有趣天文奇观

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

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★★★★

「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。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）

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