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发布单位:台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式: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

当月球在背景星空中移动时,不时会通过远方星体的前方,这种现象称作月掩星。11月29日清晨时分月球将会遮掩位于室女座中的恒星内屏二,届时月龄23.6的残月亮缘处附近可见亮度约4等的内屏二。

以台北地区的发生时间为例,11月29日清晨6:04,内屏二将从月球亮缘掩入,7:28从暗缘复出。不过11月29日太阳将在6:20升起,欲欣赏的民众需准备望远镜等器材才能在曙光中看到亮度4等的内屏二。

不同地区月掩内屏二的时间,可参考国际掩星组织The International Occultation Timing Association预报。(编辑/台北天文馆虞景翔)

2021年11月29日月掩内屏二(室女座nu)示意图。
2021年11月29日月掩内屏二(室女座nu)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: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

1号小行星兼矮行星之一的谷神星将于2021年11月27日运行至「冲」的位置,也就是与太阳在天球上经度相差180度的位置。此时最大亮度可达7.0等,在冲前后数日整夜可见,越接近午夜时仰角越高,大气扰动较小,是观测的最佳时机。然而因肉眼不可见,必须以双筒望远镜或口径约5-10公分的望远镜加以观察。

「天体封号一变再变的谷神星」-谷神星是由意大利科学家朱塞普·皮亚齐(Giuseppe Piazzi)于1801年所发现,直径约950公里,是火星和木星之间的小行星带中最大的天体,约占小行星带总质量的三分之一,最初被视为太阳系内的一颗行星,然而随着愈来愈多的小天体在相似的轨道上被发现,因此在1850年代被重新分类为小行星。由于是第一颗被发现的小天体,于是在小行星系统中被赋予了1号的称谓(1 Ceres),而谷神星英文名指的是意大利西西里岛的谷神。

在2006年国际天文学联合会表决通过对行星重新定义,连带将谷神星由原先的小行星升格为矮行星。目前是唯一在火星与木星之间的主小行星带中的矮行星,也是唯一没有卫星的矮行星。另外,根据NASA的最新探测结果,发现其地底下有疑似海洋的存在,摇身一变成为找寻外星生命的潜在目标。(编辑/台北天文馆吴典谚)

发布单位:香港天文学会

2021年11月19日月偏食,不同的理论计算出来的时间差异。

复圆:
18时47分04秒(美国太空总署 Fred Espenak)
18时47分07秒(Danjon)
18时47分18秒(美国海军天文台)
18时47分26秒(Chauvenet)
18时47分36秒(Herald & Sinnott)

半影食终:
20时03分38秒(美国太空总署 Fred Espenak)
20时03分43秒(Danjon)
20时04分10秒(Herald & Sinnott)
20时05分24秒(美国海军天文台)
20时05分30秒(Chauvenet)

最大本影食分:
0.974(Danjon)
0.9742(美国太空总署 Fred Espenak)
0.976(Herald & Sinnott)
0.978(Chauvenet)
0.978(美国海军天文台)

不同的机构、不同的理论及采用Δt不同,民众不必计较于所谓的“精确时间”。

今次是月食沙罗周期126第45次月食,起始1210年7月8日,终于2490年8月30日,历经1280年,共有月全食14次,月偏食27次,半影月食31次。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

经过几十年研究,终于证实月球拥有二氧化碳的冷阱,可能含有固体二氧化碳(干冰)。它们位在月球两极永久阴影区域,温度低于冥王星最冷区。在月球夏季的最高温度期间,在这些冷阱中二氧化碳分子也可能冻结并保持固体形式。尽管科学家多年来一直预测有冷阱,但这是首次确定并绘制位置,并表在AGU journal Geophysical Research Letters学刊。

为了找到月球表面最冷的点,研究人员分析了11年来月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)上的仪器(Diviner Lunar Radiometer Experiment)的温度数据,研究报告表明,这些冷阱位于几处月球南极区,总面积约204平方公里,其中阿蒙森环形山(Amundsen)最大,拥有82平方公里的冷阱。在这些地区,温度持续保持60K以下(大约负210摄氏度)。

月球存在干冰阱可能会对未来月球探索与资源政策产生影响,因为干冰能以多种方式使用:如未来太空探索者可以利用这些资源生产钢铁、火箭燃料和生物材料,这对于机器人或人类在月球上的持续存在都至关重要,这种潜力已经引起了政府和私营公司的兴趣。科学家们还可以研究月球的碳,以了解有机化合物是如何形成,以及在这些恶劣的环境中可以自然产生什么样的分子。此外,二氧化碳也可以作为月球表面水和其他挥发物来源的示踪剂,帮助科学家了解它们是如何到达月球。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

月球拥有二氧化碳的冷阱
月球拥有二氧化碳的冷阱

资料来源:Phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

2021年2月以来天问一号一直在绕着火星运行,5月时释放了祝融号火星车,成功登陆火星的乌托邦平原,在每个火星日绕行火星三圈,包括其中一次从祝融号头顶飞过,用太空船的天线,将数据从祝融号传送回地球。

据上海航天技术研究院表示,天问一号在11月8日启动了发动机260秒,并将速度提高到每秒78公尺。这将太空船从原本每8小时12分钟绕行轨道飞行一次,距火星最近距离为400公里和最远距离12,000公里,变为每7小时5分钟绕轨道一次,近地点为265公里和约10,700公里的远地点。

天问一号原始设计为周期7小时48分钟的绕行轨道。但由于祝融号在三个月的主要任务完成之后还是运作良好,任务科学家设计了新轨道,希望同时可以让天问一号除了协助将祝融号数据传递回地球外,也可兼具对火星进行全球调查的科学目标。

天问一号携带七个科学酬载,包括的中、高解析度的相机,用于绘制火星大面积地图,以及清晰的行星表面图像。次表层探测雷达(MOSIR)是一种探测雷达,能侦察火星地表下的水冰,主要目标包括撞击坑、火山和峡谷。

天问一号还带有一个用于详细分析表面成分的矿物光谱仪(MMS)、用于大气研究的火星离子与中性粒子分析仪(MINPA)和一个火星磁强计(MOMAG)进行火星空间磁场环境探测。其轨道经过两极,这意味着随着天问一号的绕行加上火星的自转,随着时间的推移,天问一号将能够探测火星的整个表面。

这张于2021年11月8日发布的图像为的祝融号在火星上的驾驶地图。图片来源:北京航天飞行控制中心(BACC)
这张于2021年11月8日发布的图像为的祝融号在火星上的驾驶地图。图片来源:北京航天飞行控制中心(BACC)

绕行太空船原设计寿命为两年,在2022年年底期限将结束时,会根据实际具体情况而调整新的任务内容延长期限,有可能降低其轨道……等,以便更近距离地观察火星,获得更多探测数据。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Space.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

月球克拉维斯陨石坑。(图片来源:NASA/USGS)
月球克拉维斯陨石坑。(图片来源:NASA/USGS)

2021年10月,澳大利亚太空总署和NASA签署了一项协议,利用阿提米丝计划将澳大利亚制造的探测车送上月球,目的是收集月球岩石,希望在月球能产出可以提供呼吸的氧气。

尽管月球有大气层,但它非常稀薄,主要由氢、氖和氩组成,不是依赖氧气以维持生存的哺乳动物(例如人类)所需要的那些地球大气成分。

实际上,月球上有充足的氧气,只是它不是气体形式,而是被锁在风化层内,覆盖在月球表面的岩石和尘土中。

在地球上,氧气可以在我们周围地下的许多矿物质中找到,月球主要也是由这些相同岩石组成(虽然来自流星的物质比较多)。二氧化硅、铝、氧化铁和氧化镁等矿物是月球表面主要的成分,这些矿物质都含有氧气,它们以几种不同的形式存在,其中包括覆盖在月球表面的坚硬岩石、灰尘、砾石和石头中,这种物质是数千年以来陨石撞击月球表面的影响产生的。

月球到底可以产出多少氧气呢?如果我们不计算在月球更深的硬岩材料中存在的氧气,只考虑表面容易接近的风化层,我们可以得出一些估计值。每立方公尺的月球风化层平均含有1.4吨矿物质,包括约630公斤氧气。NASA表示,一个人每天呼吸约需800公克氧气才能生存。所以630公斤的氧气可以让一个人存活约两年。

假设月球风化层的平均深度约10公尺,我们可以从中提取所有氧气。这意味着月球深度10公尺的表面,将提供足够的氧气来支持地球上所有80亿人大约100,000年的时间。

月球的风化层大约由45%的氧气组成,但氧气与上述矿物质紧密结合,如何打破那些牢固链结?在地球上,我们常用「电解」这种化学反应,例如生产铝,利用电极让电流通过液态氧化铝,将铝与氧分离。这是一个非常简单的技术,但非常耗能,在月球上处裡需要得到太阳能或月球上可用的其他能源的支持,将这个工业设备从地球移到月球上,并产生足够的能量来维持运作,将是一个巨大的挑战。

2021年初,总部位于比利时的新创公司Space Applications Services宣布正在建造三个实验反应炉,研究改进电解制氧过程,希望到2025年将这项技术送上月球,作为欧洲太空总署就地资源利用(in-situ resource utilization,ISRU)任务的一部分。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Space.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

人类在20世纪完成了太阳系所有行星的探测任务,除了当时还是行星身份的冥王星未曾造访。在21世纪初「新视野号」发射前往冥王星,准备完成太阳系行星探测的最后一块拼图。新视野号于2015年完成飞掠冥王星的任务,只是在旅途中冥王星被抹除了行星的定义,让这个最后的行星任务,意外成为第一个海王星外天体的探测任务。

新视野号拍摄了许多冥王星成功的画面,飞掠冥王星后也尝试捕捉这颗矮行星寒冷的南半球夜侧。由于冥王星公转周期长达240年,数十年来太阳无法直接照射到冥王星南纬39度以南的地区,如果没有其他光源,新视野号的光学仪器无法对这个地区成像。幸好,冥王星附近确实有一个微弱的光源:冥卫一「卡戎」反射的阳光。

在一份新发表的研究中,由Tod Lauer(美国国家光学/红外光天文学实验室)领导的一个团队尝试将冥王星永夜区、仅受到冥卫一照明的地区恢复成像。这个挑战有多困难?团队分析冥卫一反射阳光的通量,其亮度最多只是略低于地球上所看的上弦月。

而为了对冥王星仅受冥卫一「微光」照明的永夜区成像,研究团队还必须去除来自冥王星大气散射的阳光,仅仅是这一层稀薄大气的辉光也比冥卫一的反照亮了三个数量级。经过恢复的图像肉眼仍难以辨识,但已尽可能将部分资讯从杂讯中挑出。(编译/台北天文馆虞景翔)

冥王星南半球仅受冥卫一「微光」照明的永夜区成像,右上和左下使用不同的图像处理技术。Lauer et al. 2021
冥王星南半球仅受冥卫一「微光」照明的永夜区成像,右上和左下使用不同的图像处理技术。Lauer et al. 2021

资料来源:AAS NOVA

发布单位:台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

2021年第一颗发现的彗星C/2021 A1将在11月25日与NGC 4656最为接近,不过此时C/2021 A1亮度只有约8星等,因此无法使直接观看,有兴趣的民众可以透过焦长800mm以上的望远镜,就有机会可以看到他们同框的画面,当然所使用的望远镜口径越大集光力越强解析力越好。

C/2021 A1 (Leonard)是2021年第一颗发现的长周期彗星,预计将于2021年12月12日最接近地球,届时距离约0.23天文单位,预期总亮度将达2.1等,有机会成为2021年肉眼可见彗星。这颗彗星公转轨道周期非常长,目前预估约7万年绕行太阳一圈,这表示此次最接近之后,在我们有生之年将没有机会再看到C/2021 A1的踪影。

NGC 4656位于猎犬座,与NGC4657交互作用产生奇特的外型,因此也被称为曲棍球棒星系,两者都属于NGC4631星系群的成员。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

2021年11月25日4时15分彗星C2021 A1会NGC 4656星系示意图。
2021年11月25日4时15分彗星C2021 A1会NGC 4656星系示意图。

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 ★★★★

2021年11月19日月偏食为第126沙罗序列中第45次,北美洲及俄罗斯堪察加半岛全程可见,东亚、南亚东部及澳洲等地可见月出带食。本次月偏食的本影食分高达0.979(月球视直径之97.9%进入地球本影),相当于99.09%的月球盘面被地球本影掩入,已非常接近全食的程度(100%掩入),不仅是自1939年以来台湾地区可见食分最大的月偏食,同时也是自1440年2月之后至2669年2月前,全球所见持续时间最长的月偏食!

本次月偏食台湾地区可见「月出带食」,当日17:03月升之时亦即食甚之时,两分钟后17:05日落,整个月球也浮出地平线上,所以民众若在东方无遮蔽处,将可看见深红色满月自地平线缓缓升起的奇景。随着暮色渐深,月亮也逐渐离开地球本影而恢复光明,至18:47复圆,其间共历时1小时44分。20:06为半影食终,在此前会见到满月亮度比平常稍暗。建议要到东方几乎无遮蔽的地点,才有机会看到较完整过程。月食现象可仅用肉眼观赏,若配合双筒及小型望远镜或摄影,可观察到更多月食细节的变化。

月食

月食

月食并非罕见天象,以本影月食来说,全球每年最多可发生3次。21世纪共有228次月食,包括月全食85次(37%)、月偏食57次(25%)、半影月食86次(38%);台湾地区可见其中的161次,包括月全食63次(39%)、月偏食38次(24%)以及半影月食60次(37%),可以全程观赏全食阶段最精彩「红月亮」奇景的有41次,但也有13次完全看不到全食,甚至只能看到半影食的阶段。

台湾地区可见的月食

★ 月全食:
上一次:2021年5月26日(月出带食)
下一次:2022年11月8日(月出带食)

★ 台湾地区全程可见的月全食:
上一次:2018年1月31日
下一次:2025年9月8日

如何观测月食? 观察月全食不需要任何仪器,只需挑选东边地平面附近无遮蔽物、看得到月亮的地方,就可以仅用肉眼欣赏。若能使用脚架固定手机或相机、更可以轻松记录这个美丽的天象,是所有壮观天象中最容易观察的!以下为几种月食摄影方式:

月流迹摄影: 从月出至复圆期间,将快门一直打开曝光,可以记录月全食的光度连续变化。拍摄月流迹须用广角镜头,且需先事前估算月球从开始到结束的位置,将镜头位置调整好,才能在同一影像内纪录下整个月食过程。

月全食流迹摄影。2007/8/28,吴昆臻摄于台北天文馆第二观测室。
▲月全食流迹摄影。2007/8/28,吴昆臻摄于台北天文馆第二观测室

间歇摄影: 类似月流迹摄影,相机与脚架位置固定不动,但快门每隔10~15分钟固定拍摄一次,并事后以影像软体予以合成;此外,还必须随月球的亮暗调整光圈大小与曝光时间。此次月食发生的仰角较低,搭配适当地景拍摄,容易得到不错的结果。

2019年夏,月落带食 林永敏摄。
▲2019年夏,月落带食 林永敏摄

扩大摄影: 利用相机配合长镜头或天文望远镜,将月球尽可能放大者来拍摄。调整好焦距,配合适当快门摄影。若配合地貌,可用此方法拍摄月出带食的美照。

大雪山月出带食 王志信摄。
▲大雪山月出带食 王志信摄

地球影摄影: 使用长镜头的相机,装设在赤道仪或摄星仪上,利用仪器追踪抵销地球自转所造成的星月移动,隔数分钟曝光一次,再事后以软体合成。这种方式可以拍到月亮进出地球影的景象,并藉以显示地影的大小与位置。拍摄前需先估算好食甚时刻月球位置,以此位置为视野中心。只是此次月食仰角低,较不适合此方式摄影。

月全食和地球本影摄影
▲月全食和地球本影摄影 王嘉辉摄

月食的成因 月球绕地球公转的轨道称为「白道」;跟着地球一起绕太阳公转的轨道称为「黄道」。月球公转过程中,和地球、太阳的相对位置一直改变,地球上的人们会见到不同形状的月球,称为「月相」或「月球的相位」。月相变化周期即为农历(阴历)的一个月,约29.53天,亦称为一「朔望月」。

月相变化示意图。
月相变化示意图

太阳光照射物体时,会在物体背面形成阴影。由于地球是球形,且太阳体积比地球大许多,故地球阴影是圆锥形的,其中深灰色小圆锥称为「本影」,阳光完全无法抵达;浅灰色大圆锥称为「半影」,仍有一部分的太阳可以照射到此处。

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本影与半影示意图

日月食成因示意图。
日月食成因示意图

白道面和黄道面两者并不重合,而是有个约5°9’的夹角。当月球在望的位置时,不一定会恰好落在地球阴影中;唯有位在白道面和黄道面的交点(节点)附近时,才有机会形成月食。故月食发生有2个必要条件:(1)为月球必须在望的位置,(2)月球必须在白道面与黄道面的交点上,简而言之,就是月─地─日必须几乎成一直线。

因月球位置并不见得会恰好全部落在地球本影中,若月球全部进入地球本影中,则为月全食;若仅从地球本影边缘通过,只有一部分月面被遮,则形成月偏食;若月球全部位在地球半影中,则为半影月食。半影月食的光度变化非常小,除非用比较灵敏的摄影器材或光度观测仪器,否则不太容易用肉眼看出变化。

月食种类、成因与各阶段名称示意图。
月食种类、成因与各阶段名称示意图

(编辑/台北天文馆研究员李瑾)

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 ★★

狮子座流星雨活动时间在11月6日至30日,极大期将发生在11月17日晚间,由于辐射点在午夜升起,18日凌晨天明前较适宜观测,估计每小时最多可见约15颗流星。当晚为盈凸月,受到月光影响,只能看见较明亮的火流星。观赏流星不需要任何特殊装备,肉眼即可观赏。或是可使用可长时间曝光的相机以三脚架固定,就有机会捕捉流星美景。

狮子座流星雨是最受注目流星雨之一,它的母彗星是每隔33年回归的坦普尔-塔特尔(55P/Tempel-Tuttle),每当母彗星通过近日点时,都会在其轨道上留下大量残余物质,当地球穿越浓密彗星物质区域时,便会出现高达每小时数千颗以上的流星暴。上次狮子座流星暴发生在2001年,2033年也可能再出现每小时超过数百颗流星的盛况。此外狮子座流星雨也以高速闻名,流星速度高达每秒约71公里,因此有机会看到许多明亮有尾痕的火流星。

台北天文馆将在17日晚间于台湾各地观星条件极佳的地点,以高画质摄影机进行星空直播,让民众透过网路也能即时欣赏到这次难得的流星雨美景。(编辑/台北天文馆李瑾)

流星爆