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  2021年9月25日,第十六届广东省中学生天文知识竞赛暨2022年全国中学生天文知识竞赛广东赛区预赛结束。省赛同时是国赛的选拔赛。2022年CNAO全国赛的预赛将不再接收广东省学籍选手的报名。本次竞赛由广东天文学会和广州市青少年科技教育协会主办,由广州市教育局支持,由广东省青少年科技中心、广东省地理学会教育与科普专业委员会、广州大学物理与材料科学学院、增城区凤凰实验小学协办。该赛事是2019年广东省教育厅批准的第一批面向全省中小学生竞赛活动,参赛人数约6600人,在全省88个考场进行,参与人数创历史新高。本轮初赛将选出100-200名选手参加10月中旬举办的复赛,争夺进入全国决赛的名额。

2021年广东省中学生天文知识竞赛试题(低年组)2021年9月25日下午14:00-16:00 闭卷

注意事项: 1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。 2、选择题全部为单项选择,考生直接在试题页面中点选一个最接近正确的答案,答错不扣分。 3、总分100分,每题2分,考试时间90分钟。 4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。 5、考试开始后45分钟方可交卷。 6、比赛结果将在广东天文学会网站和微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1. 我国的“天问一号”火星探测器在今年5月15日成功释放着陆器携带火星车________登陆火星。(  ) A. 祝融号  B. 火神号 C. 荧惑号  D. 萤火号

2. 北京时间2021年4月19日下午,_________无人机在火星上完成首次试飞,成为首个在地球以外的行星上御风飞行的人造物体。(  ) A. 机智号  B. 毅力号 C. 好奇号  D. 敏捷号

3. 下一次我国境内可见的日食发生在?(  ) A. 2021年12月4日 B. 2022年10月25日 C. 2023年4月20日 D. 2027年8月2日

4. 2020年12月17日,嫦娥五号的返回器成功降落四王子旗,将约_________千克月球样本带回地球。(  ) A. 0.2 B. 0.5 C. 1 D. 2

5. 美国宇航局的________探测器于今年5月从小行星“贝努”踏上返程之旅。(  ) A. 黎明号 B. 隼鸟2号 C. 奥西里斯王号 D. 冥土号

6. 2020年年底,曾为世界上最大的单孔径射电望远镜的___________发生倒塌。(  ) A. 波恩望远镜 B. 绿岸望远镜 C. 帕克斯望远镜 D. 阿雷西博望远镜

7. 今年10月,___________将把3名中国航天员送往中国空间站。(  ) A. 神州十一号 B. 神州十二号 C. 神州十三号 D. 神州十四号

8. ___________曾在今年6月出现故障,一度停止工作。(  ) A. 慧眼硬X射线调制望远镜 B. 盖亚望远镜 C. 哈勃空间望远镜 D. 凌星系外行星巡天卫星

9. 今年在我国境内看不到?(  ) A. 太阳黑子 B. 日环食 C. 英仙座流星雨 D. 土星合月

10. 为了纪念人类首次载人航天任务“东方一号”的成功,每年的4月12日被定为世界航天日。2021年的世界航天日恰是该次任务成功的(  )周年纪念日。 A. 45 B. 50 C. 55 D. 60

Part 2. 基础知识

Ⅰ. 请回答以下10道独立的小题。

11. 以下哪个星座所占天区面积最大?(  ) A. 人马座  B. 南十字座 C. 大犬座  D. 小熊座

12. 月球的年龄约为?(  ) A. 20亿年  B. 30亿年 C. 40亿年  D. 45亿年

13. 一位在南半球念书的留学生发现有两个云雾状天体围绕南天极做周日视运动,它们的视直径分别约为10度和5度,它们最可能是?(  ) A. 大麦哲伦云和小麦哲伦云 B. M31星系和M33星系 C. 猎户座大星云和昴星团 D. M57环状星云和M27哑铃星云

14. 在不同的节气,观测者对同一物体测得的正午日影长度不同,这反映太阳正午高度角在一年里会随时间变化。在广州,以下哪个节气的正午日影最长?(  ) A. 清明 B. 夏至 C. 惊蛰 D. 冬至

15. 两个天体间的万有引力大小反比于它们的?(  ) A. 质量   B. 距离的平方 C. 距离   D. 质量的平方

16. 用双筒望远镜可以比直接用肉眼看到更多星星,这是主要是因为?(  ) A. 双筒望远镜物镜焦距比人眼长,拥有更大的放大率 B. 双筒望远镜物镜直径比人眼瞳孔直径大,拥有较强的聚光本领 C. 双筒望远物镜焦距比人眼长,拥有更小的底片比例尺 D. 双筒望远镜的玻璃质量比人眼晶状体的更好

17. 现行公历平均每年的长度为?(  ) A. 355天 B. 365.25天 C. 365.242天 D. 365.256天

18. 七夕故事中的主角,牛郎星和织女星,与天津四一起构成?(  ) A. 夏季大三角 B. 冬季大三角 C. 春季大三角 D. 秋季大三角

19. 下列哪种天体还没被天文观测证实存在?(  ) A. 褐矮星  B. 中子星 C. 热木星  D. 黑矮星

20. 谷神星是最大的小行星,它的发现者是?(  ) A. 汤博   B. 皮亚齐 C. 伽利略  D. 赫歇尔

Ⅱ. 本部分包含第21-25小题。请在编号①至⑦备选答案中,选取最合适的一项填入下表的空格。并在答题卡上将编号对应的选项用2B铅笔涂黑。每个备选答案在本部分中最多使用1次。 (提示:Pioneer /ˌpaɪəˈnɪr/ 先驱者、开拓者)

2021年广东题图1

2021年广东题图2

21. A. ① B. ③ C. ④ D. ⑥(  ) 22. A. ① B. ③ C. ⑤ D. ⑥(  ) 23. A. ① B. ③ C. ⑤ D. ⑥(  ) 24. A. ② B. ④ C. ⑤ D. ⑦(  ) 25. A. ② B. ⑤ C. ⑥ D. ⑦(  )

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 天宫空间站

  我国天宫空间站的核心舱在2021年4月29日顺利升空进入绕地轨道。国内外的天文爱好者已多次在地面观测到核心舱过境闪光。附录中的图1-A是今年的某次过境预报,观测地经度约114.3度;图1-B是天宫空间站的相关资料。请参考图1-A和图1-B,结合现实情况回答26-33小题。

26. 天宫空间站核心舱的名字叫?(  ) A. 问天 B. 梦天 C. 天和 D. 天舟

27. 空间站的过境过程中,与下列哪颗恒星的角距离最小值最大?(  ) A. 玉衡   B. 天津四 C. 开阳   D. 织女星

28. 用一套10°左右视场的设备拍摄,经过后期处理后(不违反天体位置的真实性)我们有可能得到核心舱与下列哪个天体的合照?(  ) A. M13 B. M15 C. M7 D. M16

29. 核心舱过境时,空中最亮的行星是?(  ) A. 木星 B. 金星 C. 土星 D. 月球

30. 织女星赤经为18h 38m,赤纬为38°48′,这次过境事件最可能发生在下列哪个时段?(  ) A. 8月上旬   B. 9月上旬 C. 10月上旬 D. 11月下旬

31. 观测地的纬度约为北纬__________。 A. 67° B. 46° C. 36° D. 23°

天宫空间站32. 右图中从左上到右下的轨迹线是本次过境发生时天宫空间站的星下点轨迹(所谓星下点,即天体在地球表面的投影点),白色“×”标示了与图1-A预报相对应的观测点。如果我们想通过开车转移,捕捉天宫空间站穿过天顶的瞬间,我们可从该观测点出发往哪个方向移动?(  ) A. 东南 B. 西南 C. 东北 D. 正东

33. 关于天宫空间站,下列描述不准确的一项是?(  ) A. 口径30厘米的望远镜不可能分辨出核心舱的太阳能板轮廓 B. 从地面上看,核心舱过境时的亮度有时可以比北落师门还亮 C. 当天宫空间站建成后,过境亮度会整体比现在高 D. 广东的观测者有时可以观测到天宫凌日或者凌月的现象

Ⅱ. 宜居带

  液态水对生命而言,是一种常见且重要的介质。天文学中对宜居带的定义,也多和星球表面是否能稳定存在液态水有关。在上世纪,Kasting等人给出一套经典的宜居带模型(Kasting et al. 1993)。该模型在一个和地球类似的星球上,构建一个以氮气为背景,包含CO2和H2O两种气体的大气,然后分析这个星球拥有不同地表温度时到恒星的距离,判断恒星周围能让星球表面能稳定存在液态水的空间范围,从而划定宜居带。后来Kopparapu等人在Kasting等人的模型上进行了改进(Kopparapu et al.2013),表2-A和图2-A给出了新模型的部分结果。

34. 宜居带的内边界是根据水的散逸情况判定的。如果过于靠近太阳,太阳辐射流量过大,地表上的水将快速汽化并在高能辐射的作用下离解和逃逸到太空中。太阳的辐射流量𝑓与行星轨道半径𝑟的关系是?(  ) A. 𝑓正比于1/𝑟 B. 𝑓正比于1/𝑟² C. 𝑓正比于𝑟 D. 𝑓正比于𝑟²

35. 宜居带的外边界是以温室效应能让地表温度保持273K为判据的。在比外边界更远离太阳的地方,无地质活动星球的表面,绝大部分地表水的存在形式是?(  ) A. 等离子体  B. 液态 C. 固态    D. 气态

36. 根据表2-A的结果,我们可以发现同等条件下?(  ) A. 太阳周围的宜居带位置与行星大小无关 B. 质量越大的行星,宜居带外边界越远离太阳 C. 质量越大的行星,宜居带越宽 D. 质量越小的行星,宜居带内边界越接近太阳

37. 根据图2-A中Kopparapu等人的计算结果以及表2-B的信息,当一颗和地球相同的行星出现在一颗K5型主序星附近时?(  ) A. 宜居带平均半径约0.3 AU B. 宜居带宽度约0.31 AU C. 如果行星的轨道参数与水星一样,它将完全位于宜居带内 D. 如果行星的轨道参数与木星一样,它将位于宜居带内

38. 根据图2-A和表2-B,我们还可以发现?(  ) A. 光度越大的主序星,宜居带越窄 B. 随着主序星光度增大,宜居带内边界在有的阶段反而会向里缩小 C. 随着主序星光度增大,宜居带的外边界始终在缩小 D. 光度越大的主序星,宜居带整体越靠外

39. 我们对宜居行星的判断,总是依赖特定的模型。但任何模型都会有不完善的地方,例如Kopparapu等人的模型对宜居带的判断并没有完整地考虑云层、磁场和其它温室气体等因素的影响。太阳系中有一颗恒星不在计算出的宜居带内,但观测表明它的表面曾经也拥有大面积的液态水,这个行星是?(  ) A. 火星 B. 金星 C. 水星 D. 木星

40. 地球上的温室效应主要由水蒸气和二氧化碳贡献,其中水蒸气的贡献更大。如果阳光的强度降低,表面大气有效吸收的太阳辐射量可能下降得比太阳辐射本身更剧烈,关于上述现象以下推断中最不准确的一项是?(  ) A. 太阳辐射强度降低会减少地表可吸收的太阳能总量,使地表整体降温 B. 地表降温会使永久性冰川面积扩大,增加地球反照率,进一步降低地表对阳光的吸收 C. 全球性降温和永久性冰川大面积扩张可能降低全球大气的含水量,进一步削弱温室效应 D. 地质和生物活动具有影响全球气温的潜力,即使远离宜居带也可让平均温度保持稳定

41. 太阳系内也有一些星球,它们虽然在宜居带的外边界之外,但它们借助其它形式的热源,内部也可能存在大面积的液态水海洋。例如?(  ) A. 月球    B. 木卫二 C. 土卫六   D. 水星

42. 41小题中的天体其维持液态海洋的热源来自?(  ) A. 太阳辐射  B. 生物质能 C. 潮汐加热  D. 引力塌缩

Ⅲ. 摇摆的星点

  距离是天体重要的参数之一,天文学家有很多不同的方法测量天体距离,其中三角视差法是其中一种精确测量近邻恒星距离的方法。如下图所示,如果仅考虑地球的公转运动,一年中对恒星在天球上的位置进行高精度测量,恒星的位置将呈现为一个椭圆型的轨迹,称为视差椭圆,它的半长轴张角就是天体的周年视差。天文学家通过观测获得视差椭圆,即可定出天体的周年视差。

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  发射于2013年的欧洲空间局盖亚(Gaia)卫星于2014年7月25日开始了科学观测,在光学波段扫描全天恒星,获取了它们的位置、周年视差、自行、视向速度等参数。它通过三角视差的方法测定了银河系内超过13亿颗恒星的距离,为我们对银河系的形成和运动状况提供了宝贵的数据。

43. 周年视差是以_________天文单位的有效基线测得的恒星视差。(  ) A. 10 B. 5 C. 2 D. 1

44. 图3-A展示了天赤道附近某恒星去除了自行后的位置变化图。通过椭圆轨迹可测得该恒星的周年视差为?(mas表示毫角秒)(  ) A. 142.1 mas B. 296.3 mas C. 51.0 mas   D. 107.8 mas

45. 该恒星的距离为?(  ) A. 3.37 pc  B. 7.04 pc C. 9.80 pc  D. 19.62 pc

46. 根据距离判断,图3-A中测量的最可能是下列哪颗恒星?(  )

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47. 除了视差,恒星还会因自行而出现位置变化。图3-B是上述恒星在自行和周年视差共同作用下4条可能的运动轨迹,原点是轨迹的出发点。根据44小题的结果,请问哪一条轨迹最符合真实情况?(  ) A. ① B. ② C. ③ D. ④

48. 根据46小题的结果,这颗恒星在以下哪个月份在地球上最难被观测?(  ) A. 2月 B. 6月 C. 9月 D. 12月

49. 已知图3-A的恒星视星等为9.65等,它的绝对星等为?(  ) A. 10.4等  B. 9.7等 C. 8.9等    D. 8.2等

50. 已知它的B视星等为11.15等,V视星等为9.65等,它最有可能是一颗?(  ) A. 蓝巨星 B. 白色的主序星 C. 黄色的主序星 D. 红色的亚矮星

附录

天文常数

Ⅰ. 天宫空间站

天宫空间站在2021年内某次过境预报。图1-A 天宫空间站在2021年内某次过境预报。

图1-B 天宫空间站相关资料。图1-B 天宫空间站相关资料。

Ⅱ. 宜居带

表2-A 不同行星在太阳附近的宜居带范围不同行星在太阳附近的宜居带范围

1. 所有模拟星球都拥有相同的表面大气压强和组分比例 2. 内外边界数值指太阳到边界的半径 3. 超级地球的质量取10倍地球质量

表2-B 主序星参数表主序星参数表

不同质量主序星的宜居带外边界与内边界。

图2-A 不同质量主序星的宜居带外边界与内边界(假设行星与地球相似),实线是本题中Kopparapu等人的模型的计算结果。(取自Kopparapu et al. 2013)

Ⅲ. 摇摆的星点

盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图3-A 盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图3-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

图3-B 图3-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

2021年广东低年组答案 1-10    AABDC   DCCBD 11-20  ADADB   BCADB 21-30  CADCA   CDBBB 31-40  DCABC   CBDBD 41-50  BCDAB   BDCAD


2021年广东省中学生天文知识竞赛试题(高年组)2021年9月25日下午14:00-16:00 闭卷

注意事项: 1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。 2、选择题全部为单项选择,考生直接在试题页面中点选一个最接近正确的答案,答错不扣分。 3、总分100分,每题2分,考试时间90分钟。 4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。 5、考试开始后45分钟方可交卷。 6、比赛结果将在广东天文学会网站和微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1. 我国的“天问一号”火星探测器在今年5月15日成功释放着陆器携带火星车_________登陆火星表面。(  ) A. 祝融号  B. 火神号 C. 荧惑号  D. 萤火号

2. 北京时间2021年4月19日下午,_________无人机在火星上完成首次试飞,成为首个在地球以外的行星上御风飞行的人造物体。(  ) A. 毅力号  B. 机智号 C. 好奇号  D. 敏捷号

3. 在我国境内,今年5月26日可以观测到(  ) A、月全食  B、日环食 C、日全食  D、日偏食

4. 以下哪颗行星在9月达东大距?(  ) A. 水星 B. 金星 C. 火星 D. 土星

5. 关于筹划多年的平方公里阵列(SKA),下列说法中不准确的一项是?(  ) A. 于今年7月正式启动建设工作 B. 今年4月29日全国人大常委会批准《成立平方公里阵列天文台公约》的决定 C. 今年2月,平方公里阵列天文台正式成立 D. 中频阵列在澳大利亚,低频阵列在南非

6. 2020年年底,曾为世界上最大的单孔径射电望远镜的___________发生倒塌。(  ) A. 波恩望远镜 B. 绿岸望远镜 C. 帕克斯望远镜 D. 阿雷西博望远镜

7. 广州大学天文系于2020年11月成立,计划招收天文专业本科生。目前为止,广东省内有天文学院或者天文系的高校有哪两所?(  ) A. 中山大学、广州大学 B. 华南理工大学、广州大学 C. 华南师范大学、广州大学 D. 暨南大学、广州大学

8. 2021年3月,中国国家航天局与哪个国家/地区联盟的航天公司签署了关于合作建设国际月球科研站的谅解备忘录?(  ) A. 美国   B. 巴基斯坦 C. 俄罗斯  D. 欧盟

9. 下列哪个彗星并非于2021年回归近日点(  ) A. C/2020 T2 Palomar B. 7P/Pons-Winnecke C. 15P/Finlay D. 46P/Wirtanen

10. 今年年中,空间望远镜____________曾因故障停机1个多月。(  ) A. HST    B. GAIA C. CSST  D. TESS

Part 2. 基础知识

11. 太阳目前处于第25个活动周期,一个太阳活动周期平均长度为?(  ) A. 1年 B. 6年 C. 11年 D. 60年

12. 月球的年龄约为?(  ) A. 20亿年  B. 30亿年 C. 40亿年  D. 45亿年

13. 一位在南半球念书的留学生发现有两个云雾状天体围绕南天极做周日视运动,它们的视直径分别约为10度和5度,它们最可能是?(  ) A. 大麦哲伦云和小麦哲伦云 B. M31星系和M33星系 C. 猎户座大星云和昴星团星团 D. M57环状星云和M27哑铃星云

14. 在不同的节气,观测者对同一物体测得的正午日影长度不同,这反映太阳正午高度角在一年里会随时间变化。在广州,以下哪个节气的正午日影最长?(  ) A. 清明 B. 夏至 C. 立冬 D. 冬至

15. 中国传统的星官“鬼宿”其主体位于哪个星座?(  ) A. 长蛇座  B. 双子座 C. 摩羯座  D. 巨蟹座

16. 用双筒望远镜可以比直接用肉眼看到更多星星,这是主要是因为?(  ) A. 双筒望远镜物镜焦距比人眼长,拥有更大的放大率 B. 双筒望远镜物镜直径比人眼瞳孔直径大,拥有较强的聚光本领 C. 双筒望远镜物镜焦距比人眼长,拥有更小的底片比例尺 D. 双筒望远镜的玻璃质量比人眼晶状体的更好

17. 人类已经向火星发射过不少登陆器,但甚少有登陆金星的项目,本世纪至今更是一次金星登陆任务也没有。以下哪项对金星登陆器的探测任务影响最大?(  ) A. 天文学家对金星不感兴趣 B. 金星表面环境太恶劣,探测器难以长时间工作 C. 金星位于地球轨道以内,很难控制轨道精确制动 D. 金星云层太厚,行星科学家对金星地貌一无所知

18. 奎宿九(仙女座β)的视星等为2等,织女星的亮度约为奎宿九的?(  ) A. 6.3倍  B. 15.9倍 C. 20倍   D. 0.16倍

19. 以下哪一个叙述不正确?(  ) A. 根据目前观测,可观测宇宙内各种组分占比约为:常规物质占5%、暗物质占27%、暗能量占68% B. 偏离频道的老式电视机会显示满屏雪花(噪声),其中包含来自宇宙微波背景辐射的贡献 C. 因为天体间的引力作用,宇宙膨胀的速度正在减慢 D. 宇宙微波背景辐射存在涨落,温度差异接近十万分之一的量级

20. 分子云是恒星诞生的摇篮。在分子云中,大部分氢以H2的形式存在,难以通过中性氢原子谱线来示踪物质的分布和运动。但有一种丰富度仅次于氢分子的极性分子,在射电波段能产生较强的信号,指示分子气体的踪迹,帮助天文学家了解分子云的物理信息。这种分子是?(  ) A. CH3COOH B. CO C. N2      D. NO

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 模拟观测

  受现实条件制约,广东省内某天文社从上年至今一直无法组织外出观测活动。为了让社员们了解基本的观测知识,观测部长经过向指导老师申请后,在一个多云的晚上带领社员们用手机和平板开展星空辨认活动。他们利用常见天文App中的AR功能,透过屏幕观测所指方向的天空实况,从而了解现在天空中的天体分布。图1-A和图1-B是活动图中的手机截屏,时间是北京时间。请根据它们回答21-26小题。

21. 观测部长首先介绍春季大三角和春季大圆弧,当他介绍大角星时画面如图1-A所示。此时大角星出现的方位接近?(  ) A. 正南 B. 正北 C. 正东 D. 正西

22. 出现图1-A的画面后,接下来该如何移动屏幕,找到角宿一?(  ) A. 向左移动  B. 向上移动 C. 向下移动  D. 向右移动

23. 在图1-A左下方圈选的位置附近有一个著名的深空天体,它是?(  ) A. M13 B. M35 C. M44 D. M92

24. 当观测部长回到拱极星区时,一位新社员才发现他手机中的画面和别人的不同,具体情况如图1-B所示。观测部长看了他的手机设置,发现这位同学时间设置正确,但没打开定位,所以系统自动获取经纬度失败,导致模拟错误。这位同学的APP选定的观测纬度约?(  ) A. 23°S B. 47°N C. 46°S D. 38°N

25. 这位同学模拟的观测地经度与他真实所在地的经度差约为?(  ) A. 在真实地点以东183°35′ B. 在真实地点以东19°56′ C. 在真实地点以西107°45′ D. 在真实地点以西13°55′

26. 观测日期最有可能是以下哪天?(  ) A. 3月1日  B. 3月16日 C. 4月1日  D. 5月15日

Ⅱ. 宜居带

  液态水对生命而言,是一种常见且重要的介质。天文学中对宜居带的定义,也多和星球表面是否能稳定存在液态水有关。在上世纪,Kasting等人给出一套经典的宜居带模型(Kasting et al. 1993)。该模型在一个和地球类似的星球上,构建一个以氮气为背景,包含CO2和H2O两种气体的大气,然后分析这个星球拥有不同地表温度时到恒星的距离,判断恒星周围能让星球表面能稳定存在液态水的空间范围,从而划定宜居带。后来Kopparapu等人在Kasting等人的模型上进行了改进(Kopparapu et al.2013),表2-A和图2-A给出了新模型的部分结果。

27. 判断宜居带外边界时,模型选取了地表平均温度能保持273K的判据。当地表平均温度小于273K,气压为1标准大气压时,大气中的温室效应主要由哪种物质贡献?(  ) A. H2O   B. N2C. H2CO3  D. CO2

28. 计算宜居带的外边界时,模型会根据水的损失效果判断一个临界距离。当行星过于接近太阳,水将会快速散逸,这过程主要由恒星辐射导致高层大气水分子的离解和逃逸过程主导。但当行星稍微过度接近太阳时,大气中的二氧化碳还能相对保持稳定(例如金星大气),主要原因是?(  ) A. 碳、氧原子的相对原子量比氢大,且碳氧双键的键能比氢氧键的键能大 B. 二氧化碳对高能光子的透明度显著高于水分子 C. 大气内部合成二氧化碳的效率随温度升高而增加,与大量逃逸的二氧化碳达到平衡 D. 二氧化碳的比水的沸点高

29. 根据表2-A的结果,我们可以发现同等条件下?(  ) A. 恒星周围宜居带的位置与行星大小无关 B. 质量越大的行星,宜居带外边界越远离恒星 C. 质量越大的行星,宜居带越宽 D. 质量越小的行星,宜居带内边界越接近恒星

30. 根据图2-A中Kopparapu等人的计算结果以及表2-B的信息,当一颗和地球相同的行星出现在一颗K5型主序星附近时?(  ) A. 宜居带中心半径约0.3 AU B. 宜居带宽度约0.31 AU C. 如果行星的轨道参数与水星一样,它将完全位于宜居带内 D. 如果行星的轨道参数与木星一样,它将位于宜居带内

31. 我们对宜居行星的判断,总是依赖特定的模型。但任何模型都会有不完善的地方,例如Kopparapu等人的模型对宜居带的判断并没有完整地考虑云层、磁场和其它温室气体等因素的影响。如果你听到有人说某颗系外类地行星是宜居星球,下面理解中不准确的一项是?(  ) A. 宜居星球至少允许简单的单细胞生物生存 B. 宜居星球表面可能不适合人类生存 C. 宜居星球一定位于宜居带内 D. 发现宜居星球不代表发现外星生命

Ⅲ. 食变星

  一对互相绕转的双星以合适的角度朝向我们时,我们将看到双星相互掩食,产生光变。这类变星天文学家称为食变星。在本届复赛中,我们将要处理涉及食变星观测的问题。现在我们先从理论上做一些简单的模型分析,以及介绍必要的概念。设双星系统中两星质量分别为𝑀1和𝑀2,轨道为正圆形,轨道半径分别为𝑟1和𝑟2,且𝑀1 > 𝑀2,轨道倾角为90°(轨道面与视线平行),辐射流分别为𝐹1和𝐹2,视星等分别为𝑚1和𝑚2,请回答32-41小题。

32. 以下哪种变星不属于食变星(  ) A. 天琴座β型变星 B. 大陵型变星 C. 大熊座W型变星 D. 蒭藁型变星

33. 双星系统中的两颗成员星在引力的作用下围绕公共质心旋转。设运动轨道为圆轨道,下列选项中准确反映两星相对位置关系的示意图是?(  )

双星系统

34. 若双星轨道平面与视线平行,以下哪项正确描述了双星轨道周期𝑇、恒星的质量与轨道半径的关系?(  )

双星轨道

35. 金牛座λ是一颗较明亮的食变星,光变周期约4天,亮度在3.37-3.91等之间变化。主星质量为7.2倍太阳质量,光谱型B3 V型;伴星质量为1.9倍太阳质量,光谱型A4 IV型,变星距离为148 pc。关于金牛座λ系统下列说法最不准确的是?(  ) A. 两颗成员星之间的距离与它们的直径相差不大 B. 伴星的年龄远大于主星的年龄 C. 伴星和主星之间发生过明显的物质交流 D. 伴星正向红巨星演化

36. 我们还可以测量双星的光谱,通过多普勒效应得到成员星的视向速度变化曲线。下面哪项准确反映了视向速度𝑣𝑟随时间𝑡变化情况?(  )

视向速度变化曲线视向速度变化曲线

37. 图3-A是某颗食变星的光变曲线。在一个周期里,光变曲线出现两次极小,较深的一次称为主极小,较浅的一次称为次极小。关于食变星光变曲线的普遍形态,下列观点最准确的是这?(  ) A. 当两星互不遮掩时出现主极小 B. 当表面半径较大的恒星掩盖半径较小的恒星时出现主极小 C. 当表面温度高的恒星掩盖表面温度低的恒星时出现次极小 D. 当质量小的恒星掩盖质量大的恒星时出现次极小

38. 在观测变星时,受现实条件制约,甚少能在一个光变周期内获取完整的光变曲线。天文学家一般需要结合多次观测的数据,通过一定的数学物理方法初步确定变星的周期,然后通过相位图描画出天体的光变曲线。光变曲线的相位一般定义为𝜑 = (𝑡 − 𝑡0)⁄𝑃 − 𝐸,这里𝑃是光变周期,𝑡0是计时起算时刻,对食变星一般选其中一次主极小时刻为𝑡0,𝑡是任意时刻,𝐸是指从𝑡0时刻到𝑡时刻之间经过的主极小次数(不算𝑡0那次)。这样任意时刻𝑡都可以换算为0到1之间的相位值,它表示了该时刻光变周期完成的进度。若某变星的主极小出现在8月3日18:00,光变周期为3.5天,则8月16日0时的相位为?(  ) A. 0 B. 0.25 C. 0.5 D. 0.75

39. 图3-A光变曲线的极小之间,变星的亮度会间隔地维持稳定,形成“平台”,此阶段变星亮度也最高。在“平台”阶段,食双星的遮掩情况是?(  ) A. 互不遮掩 B. 主星掩伴星 C. 伴星掩主星 D. 主星与伴星中心重合

40. 有时候,食变星光变曲线的极小会出现“平底”(非测量误差导致),如图3-B就是其中一个例子。出现这种“平底”结构通常意味着?(  ) A. 轨道偏心率很大 B. 掩食过程中出现全食或环食 C. 两成员星的半径接近 D. 双星发生物质交流

41. 若两星的表面温度𝑇1 > 𝑇2,半径𝑅2 > 𝑅1。当这种“平底”状的极小出现时,次极小和主极小的亮度比为?(  )

2021年广东题

Ⅳ. 摇摆的星点

  距离是重要的参数之一,天文学家有很多不同的方法测量天体距离,其中三角视差法是测量近邻恒星距离最精确的方法。如下图所示,如果仅考虑地球的公转运动,一年中对恒星在天球上的位置进行高精度测量,恒星的位置将呈现为一个椭圆型的轨迹,称为视差椭圆。天文学家通过观测获得视差椭圆,即可定出天体的周年视差。

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  发射于2013年的欧洲空间局盖亚(Gaia)卫星于2014年7月25日开始了科学观测,在光学波段扫描全天恒星,获取了它们的位置、周年视差、自行、视向速度等参数。它通过三角视差的方法测定了银河系内超过13亿颗恒星的距离,为我们对银河系的形成和运动状况提供了宝贵的数据。

42. 周年视差是以_________天文单位的有效基线测得的恒星视差。(  ) A. 10 B. 5 C. 2 D. 1

43. 下列说法中正确的是?(  ) A. 视差椭圆的半短轴张角等于周年视差 B. 视差椭圆的半长轴张角等于周年视差 C. 视差椭圆的半焦距张角等于周年视差 D. 视差椭圆半长轴与半短轴之和的一半等于周年视差

44. 图4-A展示了天赤道附近某恒星去除了自行后的位置变化图。通过椭圆轨迹可测得该恒星的周年视差为?(mas表示毫角秒)(  ) A. 142.1 mas B. 296.3 mas C. 51.0 mas   D. 107.8 mas

45. 根据距离判断,图4-A中测量的最可能是下列哪颗恒星?(  )

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46. 除了视差,恒星还会因自行而出现位置变化。图4-B是上述恒星在自行和周年视差共同作用下4条可能的运动轨迹,原点是轨迹的出发点。根据44小题的结果,请问哪一条轨迹最符合真实情况?(  ) A. ① B. ② C. ③ D. ④

47. 除自行外,对盖亚卫星来说,以下哪项也会显著影响恒星位置的测量结果?(  ) A. 蒙气差 B. 视宁度 C. 光行差 D. 地球公转过程中日地距离的变化

48. 根据恒星位置的不同,恒星周年视差的轨迹也不一样。当恒星处于哪个位置时周年视差轨迹为一条线段?(  ) A. 北黄极  B. 北银极 C. 黄道上  D. 天赤道上

49. 身在木星的观测者对盖亚卫星非常感兴趣,也发射了木星的盖亚卫星并与地球的盖亚卫星同时开始科学观测。假设木星的观测者需要恒星在天空中画出完整的椭圆轨迹后才能测定视差,那么他们还要观测多久才能测定?(  ) A. 约半年   B. 约10年 C. 约12年  D. 约5年

50. 在得到完整的视差椭圆之后,木星的观测者测得的视差椭圆长轴张角是地球卫星测得的周年视差的几倍?(  ) A. 10.4倍 B. 5.2倍 C. 1倍 D. 0.2倍

附录

天文常数

Ⅰ. 模拟观测

讲解春季大三角时的手机截屏。 下方朝向地面,上方朝向天顶。

左:图1-A,讲解春季大三角时的手机截屏。下方朝向地面,上方朝向天顶。

上图为观测部长的手机画面下图为某社员的手机画面

右:图1-B,讲解北斗七星和北极星时的截屏。上图为观测部长的手机画面,下图为某社员的手机画面。

Ⅱ. 宜居带

表2-A 不同行星在太阳附近的宜居带范围不同行星在太阳附近的宜居带范围

1. 所有模拟星球都拥有相同的表面大气压强和组分比例 2. 内外边界数值指太阳到边界的半径 3. 超级地球的质量取10倍地球质量

表2-B 主序星参数表主序星参数表

不同质量主序星的宜居带外边界与内边界。

图2-A 不同质量主序星的宜居带外边界与内边界(假设行星与地球相似),实线是本题中Kopparapu等人的模型的计算结果。(取自Kopparapu et al. 2013)

Ⅲ. 食变星

某颗食变星的V波段光变曲线。纵坐标是该变星与比较星的V星等差,横坐标是相位(可当作时间)。取自Srivastava & Sinha (1984)。

图3-A 某颗食变星的V波段光变曲线。纵坐标是该变星与比较星的V星等差,横坐标是相位(可当作时间)。取自Srivastava & Sinha (1984)。

食变星 GSC 03090-00153的光变曲线。纵坐标是归一化后的辐射流量,横坐标是相位。取自https://vs-compas.belastro.net/bulletin/issue/2/p6。

图3-B 食变星 GSC 03090-00153 的光变曲线。纵坐标是归一化后的辐射流量,横坐标是相位。取自 https://vs-compas.belastro.net/bulletin/issue/2/p6

Ⅳ. 摇摆的星点

盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图4-A 盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图3-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

图4-B 图4-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

2021年广东高年组答案 1-10    ABAAD  DACDA 11-20  CDADD  BBACB 21-30  CDABC  DDACB 31-40  ADBAB  DCCAB 41-50  DDBAB  DCCDA 高年组第23题因试卷印刷问题,评分时已做作废处理。 广东天文学会、第十六届中学生天文知识竞赛组委


  更多天文试题,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!(https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/

资料整理:高良超、杨旸,历表:VSOP87
时刻系东经120度标准时(北京时间),ΔT取70.6秒

地球轨道位置

地球通过轨道近日点 2022/1/4 14:55 距离0.983337AU
地球通过轨道远日点 2022/7/4 15:11 距离1.016715AU

二十四节气

2022/01/05 17:14:03 小寒 太阳视黄经285° 太阳视赤纬-22°36′
2022/01/20 10:39:05 大寒 太阳视黄经300° 太阳视赤纬-20°09′
2022/02/04 04:50:45 立春 太阳视黄经315° 太阳视赤纬-16°20′
2022/02/19 00:43:00 雨水 太阳视黄经330° 太阳视赤纬-11°28′
2022/03/05 22:43:43 惊蛰 太阳视黄经345° 太阳视赤纬-5°55′
2022/03/20 23:33:24 春分 太阳视黄经0°   太阳视赤纬0° 太阳过天赤道,进入北半球
2022/04/05 03:20:13 清明 太阳视黄经15°  太阳视赤纬+5°55′
2022/04/20 10:24:16 谷雨 太阳视黄经30°  太阳视赤纬+11°28′
2022/05/05 20:25:56 立夏 太阳视黄经45°  太阳视赤纬+16°20′
2022/05/21 09:22:35 小满 太阳视黄经60°  太阳视赤纬+20°09′
2022/06/06 00:25:47 芒种 太阳视黄经75°  太阳视赤纬+22°36′
2022/06/21 17:13:50 夏至 太阳视黄经90°  太阳视赤纬最北+23°26′
2022/07/07 10:37:59 小暑 太阳视黄经105° 太阳视赤纬+22°36′
2022/07/23 04:06:58 大暑 太阳视黄经120° 太阳视赤纬+20°09′
2022/08/07 20:29:07 立秋 太阳视黄经135° 太阳视赤纬+16°20′
2022/08/23 11:16:09 处暑 太阳视黄经150° 太阳视赤纬+11°28′
2022/09/07 23:32:17 白露 太阳视黄经165° 太阳视赤纬+5°55′
2022/09/23 09:03:41 秋分 太阳视黄经180° 太阳视赤纬0° 太阳过天赤道,进入南半球
2022/10/08 15:22:26 寒露 太阳视黄经195° 太阳视赤纬-5°55′
2022/10/23 18:35:41 霜降 太阳视黄经210° 太阳视赤纬-11°28′
2022/11/07 18:45:28 立冬 太阳视黄经225° 太阳视赤纬-16°20′
2022/11/22 16:20:28 小雪 太阳视黄经240° 太阳视赤纬-20°09′
2022/12/07 11:46:15 大雪 太阳视黄经255° 太阳视赤纬-22°36′
2022/12/22 05:48:11 冬至 太阳视黄经270° 太阳视赤纬最南-23°26′

七十二候

公历日期     时刻    节气 候次 年候次 干支 太阳视黄经   太阳视赤纬     候应
2022/01/05 17:14:03 小寒 初候 67候  戊午    285°   -22°35′38.87″ 一候 雁北乡
2022/01/10 14:57:37 小寒 次候 68候  癸亥    290°   -21°56′53.07″ 二候 鹊始巢
2022/01/15 12:45:46 小寒 末候 69候  戊辰    295°   -21°07′47.78″ 三候 雉始雊
2022/01/20 10:39:05 大寒 初候 70候  癸酉    300°   -20°08′56.08″ 一候 鸡始乳
2022/01/25 08:37:26 大寒 次候 71候  戊寅    305°   -19°00′54.76″ 二候 征鸟厉疾
2022/01/30 06:40:15 大寒 末候 72候  癸未    310°   -17°44′24.01″ 三候 水泽腹坚
2022/02/04 04:50:45 立春 初候  1候  戊子    315°   -16°20′06.95″ 一候 东风解冻
2022/02/09 03:13:36 立春 次候  2候  癸巳    320°   -14°48′48.31″ 二候 蛰虫始振
2022/02/14 01:50:45 立春 末候  3候  戊戌    325°   -13°11′15.52″ 三候 鱼陟负冰
2022/02/19 00:43:00 雨水 初候  4候  癸卯    330°   -11°28′16.48″ 一候 獭祭鱼
2022/02/23 23:49:08 雨水 次候  5候  丁未    335°    -9°40′38.42″ 二候 鸿雁来
2022/02/28 23:08:18 雨水 末候  6候  壬子    340°    -7°49′08.27″ 三候 草木萌动
2022/03/05 22:43:43 惊蛰 初候  7候  丁巳    345°    -5°54′32.46″ 一候 桃始华
2022/03/10 22:38:46 惊蛰 次候  8候  壬戌    350°    -3°57′37.86″ 二候 仓庚鸣
2022/03/15 22:55:19 惊蛰 末候  9候  丁卯    355°    -1°59′11.56″ 三候 鹰化为鸩
2022/03/20 23:33:24 春分 初候 10候  壬申      0°     0°00′00.09″ 一候 玄鸟至
2022/03/26 00:30:09 春分 次候 11候  戊寅      5°     1°59′11.48″ 二候 雷乃发声
2022/03/31 01:44:59 春分 末候 12候  癸未     10°     3°57′37.47″ 三候 始电
2022/04/05 03:20:13 清明 初候 13候  戊子     15°     5°54′31.98″ 一候 桐始华
2022/04/10 05:18:09 清明 次候 14候  癸巳     20°     7°49′08.12″ 二候 田鼠化为鴽
2022/04/15 07:40:09 清明 末候 15候  戊戌     25°     9°40′38.75″ 三候 虹始见
2022/04/20 10:24:16 谷雨 初候 16候  癸卯     30°    11°28′16.63″ 一候 萍始生
2022/04/25 13:26:40 谷雨 次候 17候  戊申     35°    13°11′15.51″ 二候 鸣鸠拂其羽
2022/04/30 16:46:52 谷雨 末候 18候  癸丑     40°    14°48′48.21″ 三候 戴胜降于桑
2022/05/05 20:25:56 立夏 初候 19候  戊午     45°    16°20′06.90″ 一候 蝼蝈鸣
2022/05/11 00:25:44 立夏 次候 20候  甲子     50°    17°44′24.62″ 二候 蚯蚓出
2022/05/16 04:46:02 立夏 末候 21候  己巳     55°    19°00′55.35″ 三候 王瓜生
2022/05/21 09:22:35 小满 初候 22候  甲戌     60°    20°08′56.51″ 一候 苦菜秀
2022/05/26 14:11:48 小满 次候 23候  己卯     65°    21°07′48.40″ 二候 靡草死
2022/05/31 19:12:30 小满 末候 24候  甲申     70°    21°56′53.46″ 三候 麦秋至
2022/06/06 00:25:47 芒种 初候 25候  庚寅     75°    22°35′39.61″ 一候 螳螂生
2022/06/11 05:52:36 芒种 次候 26候  乙未     80°    23°03′40.04″ 二候 鵙始鸣
2022/06/16 11:30:12 芒种 末候 27候  庚子     85°    23°20′35.66″ 三候 反舌无声
2022/06/21 17:13:50 夏至 初候 28候  乙巳     90°    23°26′16.08″ 一候 鹿角解
2022/06/26 22:59:42 夏至 次候 29候  庚戌     95°    23°20′36.40″ 二候 蜩始鸣
2022/07/02 04:47:19 夏至 末候 30候  丙辰    100°    23°03′40.47″ 三候 半夏生
2022/07/07 10:37:59 小暑 初候 31候  辛酉    105°    22°35′39.64″ 一候 温风至
2022/07/12 16:30:51 小暑 次候 32候  丙寅    110°    21°56′53.10″ 二候 蟋蜂居壁
2022/07/17 22:22:14 小暑 末候 33候  辛未    115°    21°07′48.61″ 三候 鹰乃学习
2022/07/23 04:06:58 大暑 初候 34候  丁丑    120°    20°08′57.52″ 一候 腐草为萤
2022/07/28 09:42:26 大暑 次候 35候  壬午    125°    19°00′56.26″ 二候 土润溽暑
2022/08/02 15:09:37 大暑 末候 36候  丁亥    130°    17°44′24.97″ 三候 大雨行时
2022/08/07 20:29:07 立秋 初候 37候  壬辰    135°    16°20′06.79″ 一候 凉风至
2022/08/13 01:39:32 立秋 次候 38候  戊戌    140°    14°48′48.40″ 二候 白露降
2022/08/18 06:36:43 立秋 末候 39候  癸卯    145°    13°11′16.51″ 三候 寒蝉鸣
2022/08/23 11:16:09 处暑 初候 40候  戊申    150°    11°28′17.78″ 一候 鹰乃祭鸟
2022/08/28 15:37:44 处暑 次候 41候  癸丑    155°     9°40′39.27″ 二候 天地始肃
2022/09/02 19:42:52 处暑 末候 42候  戊午    160°     7°49′08.01″ 三候 禾乃登
2022/09/07 23:32:17 白露 初候 43候  癸亥    165°     5°54′31.86″ 一候 鸿雁来
2022/09/13 03:04:49 白露 次候 44候  己巳    170°     3°57′38.08″ 二候 玄鸟归
2022/09/18 06:15:52 白露 末候 45候  甲戌    175°     1°59′12.51″ 三候 群鸟养羞
2022/09/23 09:03:41 秋分 初候 46候  己卯    180°     0°00′00.63″ 一候 雷乃收声
2022/09/28 11:29:26 秋分 次候 47候  甲申    185°    -1°59′11.86″ 二候 蛰虫坯户
2022/10/03 13:35:01 秋分 末候 48候  己丑    190°    -3°57′38.51″ 三候 水始涸
2022/10/08 15:22:26 寒露 初候 49候  甲午    195°    -5°54′32.62″ 一候 鸿雁来宾
2022/10/13 16:49:47 寒露 次候 50候  己亥    200°    -7°49′07.76″ 二候 雀入大水为蛤
2022/10/18 17:54:09 寒露 末候 51候  甲辰    205°    -9°40′38.08″ 三候 菊有黄华
2022/10/23 18:35:41 霜降 初候 52候  己酉    210°   -11°28′17.00″ 一候 豺乃祭兽
2022/10/28 18:55:58 霜降 次候 53候  甲寅    215°   -13°11′16.75″ 二候 草木黄落
2022/11/02 18:58:27 霜降 末候 54候  己未    220°   -14°48′49.45″ 三候 蛰虫咸俯
2022/11/07 18:45:28 立冬 初候 55候  甲子    225°   -16°20′07.30″ 一候 水始冻
2022/11/12 18:15:10 立冬 次候 56候  己巳    230°   -17°44′24.11″ 二候 地始冻
2022/11/17 17:26:37 立冬 末候 57候  甲戌    235°   -19°00′55.49″ 三候 雉入大水为蜃
2022/11/22 16:20:28 小雪 初候 58候  己卯    240°   -20°08′57.76″ 一候 虹藏不见
2022/11/27 14:58:55 小雪 次候 59候  甲申    245°   -21°07′49.78″ 二候 天气上腾地气下降
2022/12/02 13:26:54 小雪 末候 60候  己丑    250°   -21°56′54.51″ 三候 闭寒成冬
2022/12/07 11:46:15 大雪 初候 61候  甲午    255°   -22°35′39.49″ 一候 鹖鴠不鸣
2022/12/12 09:56:10 大雪 次候 62候  己亥    260°   -23°03′39.87″ 二候 虎始交
2022/12/17 07:56:39 大雪 末候 63候  甲辰    265°   -23°20′36.68″ 三候 荔挺出
2022/12/22 05:48:11 冬至 初候 64候  己酉    270°   -23°26′17.30″ 一候 蚯蚓结
2022/12/27 03:33:47 冬至 次候 65候  甲寅    275°   -23°20′37.59″ 二候 麇角解
2023/01/01 01:18:49 冬至 末候 66候  己未    280°   -23°03′40.84″ 三候 水泉动

参考资料:GB/T 33661-2017 农历的编算和颁行.pdf

2022年天象预报资料,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/year/2022astronomical_events/


相关资料:

发布单位:台北市立天文科学教育馆

大红斑是木星大气中持久的大型反气旋,就像地球上的台风一样,但规模要大得多。没有人知道大红斑何时出现在木星上,但从四个世纪前人们开始通过望远镜观察木星以来,它就在那里。

在地球上,我们使用轨道卫星和追风飞机密切地追踪主要的风暴;在木星上,我们没有风暴追逐飞机,无法在现场实地测量,但依靠如同太阳系行星的「风暴观察者」哈勃太空望远镜十多年长期的观测,让我们可以详细地捕捉并记录到木星的风暴。

哈勃显示木星大红斑的风正在加速

分析哈勃「风暴报告」的研究人员发现,在这个巨大且持续几个世纪的风暴系统中,外缘风的速度比内道更快,并且还在继续加速中。风暴边界内的平均风速(称为高速环)从2009年到2020年间增加了8%,相较之下,最内层区域的移动速度明显减慢。

研究人员表示使用哈勃望远镜测量到的风速变化每年(地球年)小于2.5公里/时,如此小的变化,若没有11年的哈勃数据根本无法发现,而有了哈勃太空望远镜持续的监测,我们才有了发现趋势所需的精确度。

在过去的十多年中,大红斑的平均风速略有增加,但是什么推动了风暴外围的强风,目前尚不清楚。哈勃无法很好的看到风暴的底部,云顶以下的任何东西在数据中都是不可见的,这个有趣的数据,可以帮助我们了解是什么推动大红斑,以及它如何维持能量,但想要完全理解它,还有很多工作要做。

自1870年代以来,天文学家一直在研究大红斑,它目前直径约16,100公里,大到足以吞没地球,但在过去的一个世纪里一直在缩小,且变得比椭圆形更圆。另外,研究人员还观察到其他行星上的风暴,例如海王星,它们往往在行星表面游走,并在几年内消失。像这样的研究不仅可以帮助科学家了解个别行星,还可以得出关于驱动和维持行星风暴的潜在物理学结论。该研究发表于《Geophysical Research Letters》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

资料来源:SciTechDaily

发布单位:台北市立天文科学教育馆

地球的外营力在地表产生风化,内营力悄悄地影响山丘下的地底结构,「山崩」的现象在山地面积占比七成以上的台湾地区时有所闻,这个现象最近也在谷神星上被记录到了!

谷神星表面的两个区域

上图显示了谷神星表面的两个区域,谷神星是内太阳系里唯一的矮行星,其他包含冥王星、妊神星、鸟神星及阋神星都位于主小行星带外的外太阳系。图中两区及其放大图显示,细碎的岩粒从陨石坑壁滚落了下来。

谷神星与地球不同,没有大气产生外营力,其低质量组成也使谷神星不像地球拥有活跃的内营力,是如何发生类似山崩的现象呢?

在由美国南加州大学Elizabeth Palmer等人新发表的论文中,他们发现谷神星的最上层表面比其他类似的天体,有更多的孔隙,这提供了一个崩解的可能性。谷神星能在地表上层保留隐藏的挥发性物质,在没有大气压力的表面上,这些物质终将慢慢蒸发。研究团队推测,谷神星的多孔表面与其表面细粒产生的山崩现象可能有所关联。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:AAS NOVA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

美国绿堤天文台(GBO)、美国国家电波天文台(NRAO)及雷神资讯暨太空公司(RI&S)共同发表一张月球高分辨率图像,是从地面拍摄最高解晰度的月球图像,目标是第谷坑。图像分辨率为5米乘5米,包含大约14亿像素。该图像覆盖了200公里乘175公里的区域,确保完整包含直径达86公里的撞击坑。

绿堤望远镜(GBT)位于美国西维吉尼亚州绿堤,是世界上最大完全可控方向的无线电望远镜,其主镜的接受面积为直径100米,可观测毫米波到米波段。在今年年初,配备雷神公司所开发新型雷达发射器,能将脉冲发送太空,当信号从月球表面反弹,可被甚长基线阵列(VLBA)接收,工程师将存储的脉冲相互比较以生成图像。他们使用利用合成孔径雷达技术,使发射器、目标和接收器都在随地球自转移动下,将接收的电波组成高分辨率的影像。此外,每个返回的雷达脉冲都包含略微不同方向的信息,因此天文学家可以获得比静止观测更多的资料。天文学家希望这项新技术,能让我们从地球就可清晰地探索更多太阳系的星球。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

最高解晰度的月球图像
最高解晰度的月球图像

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

科学家在一颗距离地球约520光年外的系外巨行星上发现了云,其观测资料甚至可以分辨出云层高度及上层大气结构。

2016年发现的WASP-127b是一颗热土星,它的一年只有4.2天,体积为木星的1.3倍,但质量只有木星的0.16倍,与土星的平均密度接近,这意味着它的大气层较为稀薄,非常适合做大气的光谱分析,因此,一组研究团队结合了哈勃太空望远镜及地面上的甚大望远镜(Very Large Telescope)两个项目的光学观测数据,来分析WASP-127b的大气层。

左图为太阳与木星、地球的比较,右图为WASP-127恒星系统的大小比较,下图则为太阳与水星的距离及WASP-127b与母恒星的距离比较。
▲左图为太阳与木星、地球的比较,右图为WASP-127恒星系统的大小比较,下图则为太阳与水星的距离及WASP-127b与母恒星的距离比较。

要弄清楚系外行星的大气组成是一件相当棘手的事情,多数我们无法直接看到的系外行星都是使用凌日法见到的,在这样的前提下,这些系外行星上的大气层也会影响光线的亮度,但必须使用解析度更高的仪器才能达成,光谱中不同的波长可能会被不同的元素吸收,借由这项特性,科学家可以了解系外行星的大气层中含有什么样的物质。

研究团队在分析后发现该行星有钠的存在,但是所在的高度比预期的要低得多,此外,红外波段有强烈的水汽讯号,但可见光波段却没有,这表示有云层的成分是对可见光不透明而对红外线透明。他们还将高解析度的光谱吸收将云层的高度降低到一个惊人的云层厚度,其大气压力仅在0.3至0.5毫巴之间。

目前科学家们仍然无法确切得知云的组成,但可以肯定的是这颗系外行星的大气层绝非由水组成,钠的发现位置也令人意想不到,而且WASP-127b的轨道不仅与恒星的自转方向不同,几乎是绕着恒星的两极运行,这个系统被认为大约有100亿年的历史,或许造成这样的排列可能过去是受到一个未知的伴星所造成的,所有这些独特的特征使WASP-127b成为一颗未来将被非常深入研究的行星。

该研究发表于《天文学与天文物理学》期刊上,并且在2021年的欧洲行星科学会议上发表。(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

An artist’s conception of cold planet distribution throughout the Milky Way. For comparison, the cyan cone is the Kepler transit survey field. The inset shows an artistic conception of a planetary system in the Galactic bulge.

目前已发现的系外行星超过4,500颗,大多数都位于距离地球约3,300光年的范围内,这使得直径接近10万光年的银河系在其他部分的行星分布,还无法被清楚的理解。

为了解决这个问题,由Naoki Koshimoto(美国NASA戈达德太空飞行中心)所领导的一组天文学家,对28颗以重力微透镜效应(Gravitational microlensing)找到的系外行星进行分析,并以数个系外行星分布的模型,包含「行星聚集在星系中心附近」、「行星聚集在银盘的边缘」以及「行星均匀地分布在整个银河系中」这三个模型进行统计上的比较。

重力微透镜效应与在主导地位的行星凌日法或径向速度法相比,可以探测到更遥远的系外行星。根据这28颗系外行星的距离分布分析,该团队发现系外行星分布仅微弱得依赖于与银河系中心的距离。这一结果表明行星很可能在整个银河系中被可以被发现,尽管结果并不能完全排除系外行星在银河系中心附近很少见的可能性,也有可能因为该处的系外行星的质量不足以发生明显的重力微透镜效应。

参考资料:No Large Dependence of Planet Frequency on Galactocentric Distance,N. Koshimoto等人,2021年,天文物理期刊通讯。doi:10.3847/2041-8213/ac17ec

未来随着利用重力微透镜效应发现的系外行星数量增加,天文学家应该更好地了解系外行星在整个银河系中的分布情况。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:OSAKA UNIVERSITY

数据来源:中国科学院紫金山天文台
资料整理:高良超、杨旸
时刻系东经120度标准时(北京时间)

  天象包括行星天象(合日、冲日、凌日、大距、行星最接近地球、过远近日点、升降交点、纬度最南最北,以及行星相合、行星合恒星等),月相,月球过远近地点、月掩行星和恒星,日月食,二分二至,彗星,流星雨,变星等诸多天文事件。

  日没后可见到西南方天空中明亮的金星,而木星及土星则分列在东南至南方天空。

  入夜后除了西移的夏季星空及西没的夏季银河外,可见秋季四边形在东方的天空展示着;更晚一些,在光污染少的地方,可利用简易的望远镜观看1个遥远的天体,就是仙女座内距离我们有2百多万光年之遥的仙女座大星系(M31)!这个天体中心的视星等约为4等,在无光害处用肉眼就可以看得到,在夜空中看起来呈白矇矇的一小片,中国古称为奎宿白气。

太阳系天体动态
太阳:由室女座运行至天秤座。
水星:在室女座逆行,19日留后转为顺行。10日下合,25日西大距,上半月接近太阳不易看见,下半月日出前见于东方低空。视亮度+1.5→+5.0→-0.8等,视直径9.6”→10.2”→6.0”。
金星:由天秤座经天蝎座移至蛇夫座,顺行。30日东大距,日没后可见于西南方附近低空。视亮度-4.3→-4.6等,视直径18.8”→25.3”。
火星:在室女座顺行。8日合日,位于太阳背后不可见。视亮度+1.7→+1.6→1.7等,视直径3.6”。
木星:在摩羯座逆行,18日留后转为顺行。日没后可见于东南方。视亮度-2.7→-2.5等,视直径46.3”→42.3”。
土星:在摩羯座逆行,11日留后转为顺行。30日东方照,日没后可见于东南至南方附近天空。视亮度+0.5→+0.6等,视直径17.6”→16.8”。
天王星:在白羊座逆行。近全夜可见。视亮度+5.7等,视直径3.7”→3.8”。
海王星:在宝瓶座逆行。日没后见于东方。视亮度+7.8等,视直径2.4”→2.3”。

2021年可见行星一览表

反复增减光的仙后座新星2021 ★
  今年3月由中村祐二发现的仙后座新星2021(仙后座V1405,V1405 Cas),在半年后的现在依然明亮,不断地重复着6~8等左右的增减光,是所谓的“慢新星”。
  通常的新星在出现后的几天左右就会迎来极大,然后慢慢减光。在较早的新星中,每天会以1等左右的速度变暗。但是这次的仙后座新星与一般的新星不同,它以极大期的光度反复多次增减光。这样的新星被称为慢新星。
  新星的光度变化差异,被认为是由于新星爆发的质量不同所造成的。
  新星发生在白矮星和主序星的近距离联星中。氢气从主序星向白矮星吸积,白矮星表面堆积的氢气引发剧烈的核反应爆发,这就是新星现象。如果白矮星的质量很重,新星爆发会很剧烈,周围的气体也会被吹走。并且在爆发后,随着温度的下降,光会逐渐减弱。但是如果白矮星的质量较轻,新星爆发就会较弱,只要白矮星周围残留着氢气体,就会产生增减光,成为慢新星。
  现在是容易看到仙后座的季节,请把握这次机会记录新星的光度变化。使用双筒望远镜和小型天文望远镜也可以观测它的亮度。

赤经 23h24m47.73s
赤纬+61°11′14.8″(J2000.0)

仙后座新星V1405光变曲线

仙后座新星V1405的位置

2021/10/1 北河二、北河三与残月排成一线 ★
  9月30日21:18北河三合月(视赤经7h46m38s),地心所见北河三在月球以北2.77度的地方。彼时两者皆位于地平面下而不得见。在10月1日天亮前朝东方天空观看,双子座头部的北河二、北河三与月龄23的残月这三个天体几乎排成一线。

2021/10/1 北河二、北河三与残月排成一线

2021/10/2 谐神星冲日
  10月2日10:22谐神星冲日,地心所见谐神星与太阳的视黄经相差180度,视亮度9.5等,位于鲸鱼座,是一年中观测小行星谐神星(40 Harmonia)的最好时机。因亮度暗,须用天文望远镜搭配相机记录谐神星在背景星空中移动的轨迹。

2021/10/2 谐神星冲日

2021/10/3 轩辕十四合月 ★
  10月3日13:42轩辕十四合月(视赤经10h09m30s),地心所见轩辕十四在月球以南4.95度的地方。3日天亮前朝东方观看,一弯残月接近“狮子座大镰刀”。

2021/10/3 轩辕十四合月

2021/10/4 (3200)Phaethon掩UCAC4 646-021974(阿波罗型近地小行星,双子座流星雨母体,DESTINY+目标天体)

北京时间2021年10月4日01时05分
被掩恒星:UCAC4 646-021974(=GSC 2894-00131),12.0等
赤经 04h 50m 35.2051s
赤纬+39°05’11.250 (J2000.0)
在御夫座和英仙座之间的边界附近

小行星:(3200)Phaethon,18.5等,推定直径5~6km
减光:约6.5等,持续时间:最长0.7秒
月球:在地平面以下
掩带:山东、河南、山西、陕西、甘肃、青海、西藏
详细预报:紫金山天文台
国际掩星计时协会(IOTA)(最后更新:2021年9月15日)

(3200)Phaethon小行星掩星

法厄同掩星

掩星观测的重要性
  第3200号小行星法厄同(3200 Phaethon,又译菲以颂)是每年12月双子座流星雨的母天体。在1.4年的公转周期中,围绕着从黄道面倾斜的细长椭圆轨道旋转。近日点距离比水星更接近太阳,远日点到小行星带,一公转过程中天体表面温度会变化到200~1000K。2017年12月,当法厄同接近地球时,世界各地都进行了观测,确定了自转周期(3.6小时)、自转轴的倾斜、反射光谱特性等。从阿雷西博的雷达观测中我们得到了天体的三维模型,我们还发现法厄同与龙宫和贝努具有相似的形状。
  日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)正在研制探测器“DESTINY+”,将于2024年发射升空,预计2028年1月抵达,探测对象是3200号小行星法厄同。
  由于掩星带延伸到中国地区,需要尽可能多的业余观测者的合作。作为参加联合观测的条件,有掩星观测经验的人,拥有一套掩星观测器材。此次对象恒星为12等星较暗,掩星现象持续时间较短,仅为0.64秒,因此需要口径25cm以上的天文望远镜与高速摄像相机的组合。国内的观测结果可汇总于紫金山天文台(电子邮件:yuanye@pmo.ac.cn)。

小行星Phaethon的轨道(图源:Sky & Telescope,2014)
小行星Phaethon的轨道(图源:Sky & Telescope,2014)

2021/10/56 十月鹿豹座流星雨极大期(ZHR5?)
  十月鹿豹座流星雨(October Camelopardalids,00281 OCT)是个很新的流星雨,2005年至2006年的10月5日至6日发生时间极短的爆发,才经由录像方式确认这群流星雨的存在,2016年曾观测到短暂爆发,且发生时间正如理论预测,但流星很暗,仅能经由录像和无线电观测才发现这个爆发现象。由于新近才确认其存在,因此依少少的观测数据所预测之天顶每时出现率ZHR约为5,但不确定性很大,流星速度中等(约每秒47公里),平均亮度都不高,IMO预测今年极大期可能落在北京时间10月6日的6时。这群流星雨活动日期仅在10月5日至6日,辐射点接近天北极,几乎整晚可见,对北半球而言,下半夜的仰角比较高,比较容易观测。且月相逢朔,恰好无月光影响,今年观测条件不错。不过这群比较适合雷达或电波观测,白天也无所谓,有设备的人不妨一试。目视观测部分则建议在10月5日午夜以后至隔日天亮前进行观察,但流星昏暗,要小心观测。
  *注:流星雨名称一律按照国际天文学联合会流星雨数据中心(IAU Meteor Data Center)新审定的名称命名。

十月鹿豹座流星雨(OCT)辐射点所在位置示意图。取自IMO

2021/10/8 寒露 ★
  10月8日09时39分寒露,太阳到达黄经195°,昼渐短,夜渐长,日照减少,露华日浓。

2021/10/8 火星合日 ☆
  10月8日中午12时01分火星合日,地心所见火星视黄经与太阳视黄经相同。这时候,地球和火星位于太阳的两侧,地球上看不到火星,火星上也看不到地球。

2021/10/8 火星合日

2021/10/89 十月天龙座流星雨极大期(ZHRvar)
  十月天龙座流星雨(October Draconids,00009 DRA)发生于每年的10月6日至10日之间,辐射点靠近天龙座头部,在这个季节的傍晚入夜后仰角最高,约午夜左右从西北方落入地平面下。此群流星速度缓慢,仅每秒20公里,流星亮度低,约2~3等以下,颜色偏黄。这是个年轻的流星雨,流星体的分布稀少,只有在母彗星回归的时候才会活跃。今年的贾可比尼·秦诺彗星在远日点附近,流星出现的数量极少,每小时能看到几颗就很好了。
  *注:流星雨名称一律按照国际天文学联合会流星雨数据中心(IAU Meteor Data Center)新审定的名称命名。

十月天龙座流星雨(DRA)辐射点位置漂移示意图,取自IMO

2021/10/10 金星合月 + 心宿二合月 ★★★★
  10月10日02:36金星合月(视赤经15h59m27s),地心所见金星在月球以南2.86度的地方;14:58心宿二合月(视赤经16h30m43s),地心所见心宿二在月球以南4.00度的地方。傍晚时朝西南方附近观看,月龄4.4的蛾眉月与火红色的心宿二静静相望,右边不远处的金星亮度达-4.3等,三个明亮天体在暮色中同争辉,将是引人注目。用肉眼或双筒望远镜观看,也可拍照分享至朋友圈。下一次金星合月是11月8日,届时还会在白天发生月掩金星。

2021/10/10 金星与心宿二合月

2021/10/10 金牛座南流星雨极大期(ZHR~5)★
  金牛座南支流星雨(Southern Taurids,00002 STA)活动时间一般在9月10日至11月20日之间,国际流星组织(IMO)预测极大期落在10月10日,天顶每时出现率ZHR~5左右。由于辐射点范围广达20°×10°左右,为了确认辐射点位置,最好利用录影或是小心地在星图上绘制流星轨迹的方式来记录这群流星雨。金牛座在这个季节几乎整夜可见,而这群流星雨的流星速度偏慢,仅每秒27公里,但流星平均亮度偏亮,因此很适合作静态长时间曝光摄影,也很适合作为流星雨观测出入门者练习的目标。
  如果错过极大期也不要紧,因为这群流星雨活动时间颇长,挑选天气良好且无月光干扰的夜晚前往观看即可。
  *注:金牛座南流星雨(Southern Taurids,00002 STA),表示:辐射点来自金牛座天区内南边出现的流星雨,同理,金牛座北流星雨(Northern Taurids,00017 NTA),表示:辐射点来自金牛座天区内北边出现的流星雨。

金牛座北流星雨(NTA)与金牛座南流星雨(STA)辐射点位置漂移示意图,取自IMO

  我们称为“金牛座南流星雨”和“金牛座北流星雨”,是因为辐射点在“金牛座”内的南边或者北边出现的流星雨,不是“南金牛座”和“北金牛座”各自有两个同源的流星雨分支,也不能够采用“南金牛座”等同“金牛座的南边”这种称呼。避免一些对天文缺乏认知的公众,误以为天上有个星座名叫“南金牛座”和“北金牛座”,与已有的“南三角座”、“南十字座”等名称引起混淆。截至2021年9月10日,国际天文学联合会流星雨数据中心(IAU Meteor Data Center)将流星区分成24个复合流星群,112个确定流星雨,1个等候确定流星雨,合共有917个流星雨。其中以南、北位置命名的流星雨也有不少。

例如:
金牛座南流星雨,中文不应翻译成“南金牛座流星雨”,令普通人误以为有个星座名叫“南金牛座”;
金牛座北流星雨,中文不应翻译成“北金牛座流星雨”,令普通人误以为有个星座名叫“北金牛座”。
宝瓶座δ南流星雨,中文不应翻译成“南宝瓶座δ流星雨”,令普通人误以为有个星座名叫“南宝瓶座”;
巨蟹座δ北流星雨,中文不应翻译成“北巨蟹座δ流星雨”,令普通人误以为有个星座名叫“北巨蟹座”。

  没有“南南冕座流星雨”、“北北冕座流星雨”、“南北冕座流星雨”、“北南冕座流星雨”的说法,同样,也没有南南鱼座、北南鱼座、南南极座、北南极座、南南十字座、北南十字座、南南三角座、北南三角座流星雨的错误说法。

  此外,在现代88星座中,位于南天的“南三角座”与位于北天的“三角座”是两个不同位置的星座,如果把南北位置放在前面,就分不清楚是哪一个流星雨了。

2021/10/12 月掩斗宿一 ★
  10月12日晚上发生月掩斗宿一(人马座φ星,3.2等),掩始和掩终现象:恒星从月球暗缘掩入、亮缘掩出。月龄6.7(蛾眉月)。可用小型天文望远镜追踪观测。斗宿一是人马座中的第九亮星,散发出蓝白色的光芒,距离地球大约239光年。在过去,该星被列为光谱联星,伴星是经由月球的掩星侦测出的。但是,它很可能是个单星,附近的恒星只是光学双星。

月掩斗宿一概况    地理经度 地理纬度
掩始外切:17时30分   47.72° 33.33°
掩始内切:17时32分   47.60° 33.78°
掩  甚:19时09分   92.78° 24.82°
掩终内切:20时46分 138.20° 34.80°
掩终外切:20时48分 138.09° 34.35°
宽:5412公里          食延:87分58秒

2021/10/12 月掩斗宿一见掩地区
R2721 = phi Sagittarii = 斗宿一

2021/10/14 土星合月 ★★
  10月14日(重阳节)15:08土星合月(视赤经20h38m00s),地心所见土星在月球以北3.93度的地方,不过时值白昼,无法观看。待入夜后朝南方观看,上弦后1天的盈凸月位于摩羯座中,右侧是亮度0.5等、呈现淡黄色的土星;左侧稍微远一点的地方则是亮度-2.6等、呈现白色的木星。目视或双筒望远镜都可以,用小型天文望远镜还可观察到美丽的土星光环。

2021/10/14 土星合月

2021/10/15 木星合月 ★★
  10月15日18:03木星合月(视赤经21h40m21s),地心所见木星在月球以北4.14度的地方。用小型天文望远镜还可观察木星的美丽条纹以及伽利略卫星。

2021/10/15 木星合月

2021/10/16 金星合心宿二 ★★★★
  10月16日21:37金星合心宿二(视赤经16h30m43s),地心所见金星在心宿二以北1.5度的地方,不过此时两者皆在地平面以下,无法观看。可在16日或17日日落后30分钟内朝西南低空看到。借助低倍双筒望远镜可以同框。金星接近“天蝎的心脏”,梦幻般的美!

2021/10/16 金星合心宿二

2021/10/17 海王星合月
  10月17日21:58海王星合月(视赤经23h28m32s),地心所见海王星在月球以北4.11度的地方。海王星合月时,地处东经116.4度经线上的人们可以看到海王星与月球视赤经相合,并同时到达中天。中天即是当地的视子午线。海王星视亮度7.8等,视直径2.3″。海王星视星等暗,受到月光影响严重,其实不推荐在合月时观测海王星。

北京古观象台所见的海王星合月示意图

2021/10/18 双子座ε流星雨极大期(ZHR~3,条件差)
  双子座ε流星雨(epsilon Geminids,00023 EGE)是非常微弱的流星雨,流星速度极快(每秒70公里),但都非常暗(平均亮度大都在3~4等以下),因此不适合一般业余观赏;科学性记录者,建议以望远镜和录影记录为佳。在此时节,这群流星雨几乎整晚可见,不过今年极大期逢满月前两天,受月光影响严重,观测条件不佳。

2021/10/21 猎户座流星雨极大期(ZHR~20,条件差)
  猎户座流星雨(Orionids,00008 ORI)是每年固定发生的中小型流星雨,活动日期约在每年的10月2日至11月7日之间。2021年极大时间是10月21日20点左右,但这个时段的辐射点还没有升起,极大时刻的条件不是很好。更重要的是月光,因为20日是满月,所以整晚都会受到大月光的影响。综合考虑,2021年猎户座流星雨条件最差。即使是天空昏暗的山区,每小时能看到10颗就算很好了。近年来猎户座流星雨从极大到前后几天呈现多个高峰期。不仅在10月21日到22日的夜晚,错开日期进行观测也不错。话虽如此,今年的目视情况似乎很难避免月光的影响。

双子座ε流星雨(EGE)与猎户座流星雨(ORI)辐射点位置漂移示意图,取自IMO

2021/10/22 天王星合月
  10月22日清晨05:40天王星合月(视赤经2h44m09s),地心所见天王星在月球以北1.33度的地方。天亮前朝西方天空观看,月球视亮度-12.5等;天王星视亮度+5.7等,视直径3.7″。不过,在月光影响下,观赏性欠佳。

2021/10/22 天王星合月

2021/10/23 霜降 ★
  10月23日12时51分霜降,太阳到达黄经210°,是一年之中昼夜温差最大的时节。

2021/10/24 毕宿五合月 ★★
  10月24日14:17毕宿五合月(视赤经4h37m10s),地心所见毕宿五在月球以南6.36度的地方。凌晨2时左右位于天顶附近,毕宿五与月球的距离约7.5度,月球与昴星团的距离约6.3度,几乎连成一线。金牛座中的昴宿星团(Pleiades),简称昴星团,又名七姊妹星团,梅西叶星表编号为M45,是一个明亮又美丽的疏散星团,视直径约2°,一见难忘。

2021/10/24 毕宿五合月

2021/10/24~25 月掩诸王五
  10月24日深夜,月掩诸王五(金牛座99,5.8等),掩终现象:恒星从月球暗缘出现,月龄18.4(亏凸月)。我国台湾、福建沿海、广东沿海、海南,以及东南亚可见。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩诸王五概况       地理经度 地理纬度
掩始外切:22时38分     96.18°   -9.42°
掩始内切:22时39分     95.97°   -9.41°
掩  甚:00时44分   150.18°  25.05°
掩终内切:02时50分 -146.07°  10.91°
掩终外切:02时51分 -146.29°  10.90°
宽:3396公里          食延:100分48秒

2021/10/24~25 月掩诸王五见掩地区
R742 = 99 Tauri = 诸王五

2021/10/25 水星西大距 ★★
  水星是太阳系中运行最快的行星。它可以在一个半月的时间里从太阳的最东边跑到最西边,而地球走完这个过程则需要半年时间。水星常常淹没在太阳的光辉之中,只有当水星离太阳的视角距离最大时我们才有机会看到它。
  10月25日13时30分水星西大距,日距角18.4度,视亮度-0.6等,视直径6.9″,黎明时见于东方低空。今年水星西大距会发生三次,这次是条件最好的。另外,结合东大距也是全年第二好条件,对从未见过水星的人来说是绝佳机会。水星看起来很低,受到晨光大气的影响看起来会比实际更暗,而且容易受到低空常见的薄云影响,建议使用双筒望远镜来观测。
  警告:天亮后应结束观测,不要试图用望远镜对准太阳及附近的天体,这样做会导致眼睛的永久性损伤!

2021/10/25 水星西大距

2021/10/26 月掩司怪一
  10月26日清晨,月掩司怪一(金牛座139,4.8等),掩终现象:恒星从月球暗缘出现,月龄19.5(亏凸月),临近天亮。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩司怪一概况      地理经度 地理纬度
掩始外切:02时37分    49.76°   -7.14°
掩始内切:02时38分    49.38°   -7.18°
掩  甚:04时43分  104.88°  22.41°
掩终内切:06时48分  163.88°    1.31°
掩终外切:06时50分  163.50°    1.35°
宽:3383公里     食延:104分03秒

2021/10/26 月掩司怪一见掩地区
R900 = 139 Tauri = 司怪一

2021/10/28 月掩积薪增一
  10月28日清晨,月掩积薪增一(双子座76,5.3等),掩终现象:恒星从月球暗缘出现,月龄21.2(亏凸月)。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩积薪增一概况    地理经度 地理纬度
掩始外切:02时37分    75.19°   -8.99°
掩始内切:02时39分    74.88°   -9.19°
掩  甚:04时38分  127.97°    6.07°
掩终内切:06时38分  179.24° -21.63°
宽:3589公里          食延:108分12秒

2021/10/28 月掩积薪增一见掩地区
R1169 = 76 Geminorum = 积薪增一

2021/10/28 北河三合月 ★
  10月28日清晨05:15北河三合月(视赤经7h46m37s),地心所见北河三在月球以北2.59度的地方。北河三合月时,地处东经121.4度经线上的人们可以看到双子座北河三与月球视赤经相合同时到达中天。中天即是当地的视子午线。

上海天文台所见的北河三合月示意图

2021/10/29 (1404)Ajax掩HIP 3428(特洛伊群小行星)
  小行星在背景星空中移动时,有时会遮掩远方的恒星,这种现象称为小行星掩星。北京时间2021年10月29日20时51分,直径约86.6km、0.032”,视星等15.95等特洛伊群小行星大埃阿斯星(1404 Ajax)掩仙女座10.32等恒星HIP 3428(J2000.0坐标:赤经0h43m41.6092s,赤纬+23°53’2.976”),最长见掩时长6.0秒,减光(亮度下降)5.63等,月球在地平面下。掩带经过:山东、江苏、安徽、河南、湖北、重庆、贵州、四川、云南等地。须提前熟悉观测目标,在掩星预报中间时刻前5到15分钟开始计时观测。详见紫金山天文台掩星预报网站。

2021/10/29 (1404)Ajax掩HIP 3428

2021/10/29 (1404)Ajax掩HIP 3428

2021/10/30 金星东大距 ★★★
  10月30日04时52分金星东大距,日距角47.0度,视亮度-4.5等,视直径25.0″,距离地球0.67天文单位,位于蛇夫座内。要注意的是,傍晚时的金星不在西方,而是靠近南边的西南方,在暮光中相当的明亮,天文望远镜中看起来呈半月形。在此之后,金星的高度将逐渐上升,亮度也越来越亮!

2021/10/30 金星东大距

2021/10/30 金星东大距

2021/10/30 土星东方照 ★
  东方照表示该行星位于太阳以东90度的位置,意味着外行星的可观测时间将越来越短。10月30日17时53分土星东方照,日落时可见于南方,土星距离地球9.9天文单位,视亮度+0.6等,视直径16.8”。
  土星有着夺目的光环,它是太阳系中最美丽的行星。土星也是一颗巨行星,它比木星稍小,也会自行发光,是太阳系中的第二大行星。

2021/10/30晚上,土星的位置

2021/10/31 轩辕十四、轩辕十二与残月组成的“微笑” ★
  10月30日23:04轩辕十四合月(视赤经10h09m30s),地心所见轩辕十四在月球以南5.10度的地方;31日04:35轩辕十二合月(视赤经10h21m10s),地心所见轩辕十二在月球以北3.83度的地方。可在31日凌晨朝东方观看,狮子座的轩辕十四(1.4等)、轩辕十二(2.2等)与月龄24的残月组成了迷你“笑脸”,笑到天亮。

2021/10/31凌晨的迷你“笑脸”

10月中国各地见月掩星时间表

2021年10月月掩星

月掩星

天文现象
10/01 10时         C/2020 H6 (ATLAS)阿特拉斯彗星通过近日点
10/02 01时07分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/02 10时22分 谐神星冲日,视亮度9.5等,位于鲸鱼座,是一年中观测小行星谐神星(40 Harmonia)的最好时机
10/03 08时44分 金星过远日点,距离太阳0.728AU
10/03 13时42分 轩辕十四合月,轩辕十四在月球以南4.95度
10/05 人马座RR星极大(米拉变星,5.414.0等,周期336日)
10/05 13时         52P/Harrington-Abell哈灵顿·阿贝尔彗星通过近日点(周期7.6年,木星族)
10/06 06时         十月鹿豹座流星雨极大期(ZHR
5?),十月鹿豹座流星雨(October Camelopardalids,00281 OCT)出现日期介在10月5日至10月6日之间,辐射点:赤经α=164°、赤纬δ=+79°,辐射点漂移:可忽略不计,亮度指标r=2.5(中等),速度47km/s(中等)
10/06 09时         月掩司曲星(11.9等),中国极西部可见
10/06 12时39分 月球过天赤道,进入南半球
10/06 17时40分 火星合月,火星在月球以南3.55度(瞬时中天经度:32.7度)
10/06 19时05分 朔
10/06 19时52分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/06 20时         冥王星留,转为顺行
10/07 01时39分 水星合月,水星在月球以南6.91度(瞬时中天经度:-82.8度)
10/07 09时         芬利彗星(15P/Finlay)关联流星雨极大
10/07 09时13分 角宿一合月,角宿一在月球以南5.82度
10/08 00时33分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/08 09时39分 寒露,太阳视黄经195°,太阳视赤纬-5°55′
10/08 12时01分 火星合日,火星在太阳背后,不可见
10/09 谷神星留,转为逆行
10/09 00时         月掩颖神星(11.8等),非洲西部地区可见
10/09 01时28分 月球过近地点,月地距离363385.7km,视直径32.9′
10/09 02时30分 十月天龙座流星雨极大期(ZHR
var),十月天龙座流星雨(October Draconids,00009 DRA)出现日期介在10月6日至10月10日之间,辐射点:赤经α=263°、赤纬δ=+56°,辐射点漂移:可忽略不计,亮度指标r=2.6(中等),速度21km/s(慢速),母天体21P/Giacobini-Zinner贾可比尼·秦诺彗星
10/09 16时         火星合水星,火星在水星以北2.86度
10/10 仙后座V星极大(米拉变星,6.9
13.4等,周期229日)
10/10 00时18分 水星下合日,水星在地球与太阳之间,暗面朝向地球,因而不可见
10/10 02时36分 金星合月,金星在月球以南2.86度(瞬时中天经度:-57.6度)
10/10 03时35分 月球过降交点
10/10 14时58分 心宿二合月,心宿二在月球以南4.00度
10/10 17时         金牛座南流星雨极大期(ZHR5),金牛座南流星雨(Southern Taurids,00002 STA)活动日期介在9月10日至11月20日之间,辐射点:赤经α=32°、赤纬δ=+09°,亮度指标r=2.3(明亮),速度27km/s(慢速),母天体2P/Encke恩克彗星
10/11 十月御夫座δ流星雨极大期(ZHR2),十月御夫座δ流星雨(October delta Aurigids,00224 DAU)出现日期介在10月10日至10月18日之间,辐射点:赤经α=84°、赤纬δ=+44°,亮度指标r=3.0(暗淡),速度64km/s(中速)
10/11 天猫座R星极大(米拉变星,7.214.3等,周期366日)
10/11 09时         土星赤纬最南(δ-19°21′)
10/11 11时27分 土星留(赤经20.63h),转为顺行
10/11 16时12分 天琴座β星渐台二极小(渐台二型食变星原型)
10/12 03时43分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
10/12 17时09分 月球赤纬最南(δ-26°12.2′)
10/12 19时17分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/12 20时         月掩斗宿一(人马座φ星,3.2等),掩始现象:恒星从月球暗缘消失
10/13 04时         小行星智神星与宝瓶座λ星垒壁阵七(3.7等)最接近(00°58′)
10/13 11时25分 上弦(视半径15.9′)
10/13 23时58分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/14 00时         P/2021 R4 (Wierzchos)彗星通过近日点(周期13.3年,木星族)
10/14 11时         冥王星赤纬最南(δ-22°53′)
10/14 15时08分 土星合月,土星在月球以北3.93度(瞬时中天经度:179.2度)
10/15 十月大熊座流星雨极大期(ZHR<2),十月大熊座流星雨(October Ursae Majorids,00333 OCU)出现日期介在10月10日至10月20日之间,速度
55km/s(中速)
10/15 00时32分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
10/15 04时39分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/15 16时         水星过升交点,日心黄纬0.0度
10/15 18时03分 木星合月,木星在月球以北4.14度(瞬时中天经度:150.1度)
10/16 17时         木星赤纬最南(δ-15°09′)
10/16 21时37分 金星合心宿二,金星在心宿二以北1.5度
10/17 18时         57P/du Toit-Neujmin-Delporte杜图瓦·诺伊明·德尔波特彗星通过近日点(周期6.4年,木星族)
10/17 21时21分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
10/17 21时58分 海王星合月,海王星在月球以北4.11度(瞬时中天经度:116.4度)
10/17 22时         418P/LINEAR林尼尔57号彗星通过近日点(周期11.4年,木星族)
10/18 双子座ε流星雨极大期(ZHR3),双子座ε流星雨(epsilon Geminids,00023 EGE)出现日期介在10月14日至10月27日之间,辐射点:赤经α=102°、赤纬δ=+27°,亮度指标r=3.0(暗淡),速度70km/s(中速)
10/18 08时53分 水星留(赤经12.64h),转为顺行
10/18 14时         C/2021 G3 (PanSTARRS)泛星彗星通过近日点
10/18 15时         110P/Hartley哈特雷3号彗星通过近日点(周期6.8年,木星族)
10/18 18时43分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/18 18时57分 木星留(赤经21.67h),转为顺行
10/19 12时17分 月球过天赤道,进入北半球
10/19 18时         342P/SOHO SOHO6号彗星通过近日点(周期5.3年,木星族)
10/19 23时24分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/20 07时56分 水星过近日点,距离太阳0.308AU
10/20 18时09分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
10/20 22时57分 望(农历九月十五)
10/21 04时05分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/21 09时         水星赤纬最北(δ+2°52′)
10/21 20时         猎户座流星雨极大期(ZHR20),猎户座流星雨(Orionids,00008 ORI)出现日期介在10月2日至11月7日之间,辐射点:赤经α=95°、赤纬δ=+16°,亮度指标r=2.5(中等),速度66km/s(中速),母天体1P/Halley哈雷彗星
10/22 巨蟹座τ流星雨极大期(ZHR<2),巨蟹座τ流星雨(tau Cancrids,00480 TCA)出现日期介在9月23日至11月12日之间,速度67km/s(中速)
10/22 05时40分 天王星合月,天王星在月球以北1.33度(瞬时中天经度:45.6度)
10/23 12时51分 霜降,太阳视黄经210°,太阳视赤纬-11°28′
10/23 19时47分 月球过升交点
10/24 小狮座流星雨极大期(ZHR
2),小狮座流星雨(Leonis Minorids,00022 LMI)活动日期介在10月19日至10月27日之间,辐射点:赤经α=162°、赤纬δ=+37°,亮度指标r=3.0(暗淡),速度62km/s(中速),母天体C/1739 K1 (Zanotti)彗星(非周期彗星)
10/24 牧夫座R星极大(米拉变星,6.2
13.1等,周期223日)
10/24 14时17分 毕宿五合月,毕宿五在月球以南6.36度
10/24 18时08分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/24 23时         282P/(323137) 2003 BM80彗星通过近日点(周期8.7年,主带小行星)
10/24 23时28分 月球过远地点,月地距离405615.07km,视直径29.5′
10/24 23时         月掩诸王五(金牛座99,5.8等),掩终现象:恒星从月球暗缘出现
10/25 09时         金星日心黄纬最南,日心黄纬-3.4度
10/25 13时30分 水星西大距,日距角18.4度,视亮度-0.6等,视直径6.9″,黎明时见于东方低空
10/25 22时49分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/26 鲸鱼座U星极大(米拉变星,6.713.8等,周期235日)
10/26 05时         月掩司怪一(金牛座139,4.8等),掩终现象:恒星从月球暗缘出现
10/26 16时         P/2012 TK8 (tenagra)田纳瓜彗星通过近日点(周期8.4年,木星族)
10/27 00时05分 月球赤纬最北(δ+26°17.5′)
10/27 03时30分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/27 19时         419P/PANSTARRS泛星41号彗星通过近日点(周期6.6年,恩克型)
10/28 大熊座λ流星雨极大期(ZHR<2),大熊座λ流星雨(lambda Ursae Majorids,00524 LUM)出现日期介在10月18日至11月7日之间,速度
61km/s(中速)
10/28 05时         月掩积薪增一(双子座76,5.3等),掩终现象:恒星从月球暗缘出现
10/28 05时15分 北河三合月,北河三在月球以北2.59度
10/29 04时05分 下弦(视半径15.3′)
10/30 04时52分 金星东大距,日距角47.0度,视亮度-4.5等,视直径25.0″,傍晚时见于西南方天空
10/30 13时         水星日心黄纬最北,日心黄纬+7.0度
10/30 17时34分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/30 17时53分 土星东方照,日落时位于南方
10/30 23时04分 轩辕十四合月,轩辕十四在月球以南5.10度
10/31 22时15分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10/31 23时         424P/La Sagra拉萨格拉彗星通过近日点(周期9.3年,木星族)

  *注1:凡称行星合月、恒星合月、行星合恒星、行星合行星,皆指地心视赤经相同;惟合日则用地心视黄经,冲日亦如之。
  *注2:瞬时中天经度是指行星合月与恒星合月、行星合恒星与行星合行星时,由北极向南极的同一地理经度都能同时看到它们相合时的瞬时中天(纬度不必考虑)。例如2021/10/06/17:40火星合月(视赤经合),在东经32.7度经线上可以看到它们同时到达中天。中天即是当地的视子午线。详见紫金山天文台官方微信
  *注3:流星雨名称一律按照国际天文学联合会流星雨数据中心(IAU Meteor Data Center)新审定的名称命名。

  天象载太阳、月球和行星的动态以及其他天文现象,包括:
  (1)行星的地心天象(冲日、合日、方照、留、内行星东西大距以及金星最亮、火星最近地球等)和日心天象(过近日点和远日点、纬度最北和最南、过升交点和过降交点等);
  (2)日月食概况;
  (3)朔、望、两弦,月球过近地点和远地点;
  (4)月掩行星或掩四颗亮恒星(毕宿五即金牛座α星、轩辕十四即狮子座α星、角宿一即室女座α星、心宿二即天蝎座α星),行星合月,行星之间以及行星与五颗亮恒星(除上列四颗外,另加北河三即双子座β星)之间相合。掩星和合月如果距离合朔24h之内,即不列出,行星之间相合或行星与恒星相合如果距离太阳10°以内,也不列出。

  现把各种天象分别说明如下:

  天顶每时出现率(Zenithal Hourly Rate,简称ZHR)是天文学专有名词。来自中国天文学会天文学名词审定委员会审定发布的天文学专有名词中文译名。假设辐射点位于仰角90度的天顶,在理想情况下,一个肉眼视力能够看到6.5等星的观测者可以看见的流星数量最多的流量值。实际能看见的会低于此一数值。
  ZHR不应该译作“每小时天顶流星数”,国际流星组织(IMO)没有“ZHN = Zenith Hourly Number(天顶每小时流星数目)”、“ZHF = Zenith Hourly Flow(天顶每小时流量)”这一类的词。维基百科以及百度百科按照国际流星组织从2017年12月21日上架的《2018流星雨日历》中文版开始,将ZHR的中文翻译为“天顶每时出现率”。开源的星空模拟软件Stellarium(虚拟天文馆)亦在最新的0.21.2版本中更新了zh_CN的翻译。
  关于流星的数量(Number),采用下列公式计算:

流星数量公式

  其中,N为可见流星数目;Teff为观测时长;K为云量遮盖率(百分比);lm为可见最暗星星的亮度(最佳条件为6.5等,实际需考虑当地光污染因素);hR为流星雨辐射点距地平线的仰角(地平高度);r为亮度指标,r值通常介于2.0(明亮)到3.5(暗淡)之间。

  合月、月掩星、行星间和行星与恒星相合****:行星或恒星合月以及行星之间、行星与恒星相合都是指视赤经相合而言。行星在天球上运行的路线以及四颗亮恒星(毕宿五、轩辕十四、角宿一和心宿二)都很接近黄道,因而月球18.6年交点运动周期内有机会掩蔽它们。

  月掩星:月球在天空中每月移动一周,每小时约东移半度多,相当于月球的视角直径。月球移动时常将恒星和行星掩蔽起来,这种现象称为月掩星。观测月掩星可以测定观测者的地理坐标、研究双星、测定太阳视差及月球位置等,是业余天文学家感兴趣的观测项目之一。专业天文学家亦需要仰赖月掩射电源来求出射电源的准确位置。

  阴历是按月球的月相周期来安排的历法,它的一年有12个朔望月,约354或355日。主要根据月球绕地球运行一周时间为一个月,称为朔望月,大约29.530588日,大月有30日、小月有29日。

  月相是月球环绕地球公转时,地球、月球、太阳之相对位置的变化,地球上的观测者从不同角度看到月球被太阳照亮的部分,造成月相盈亏圆缺之变化。月相盈亏周期平均是29.530588日,历法中之朔望月源于此。

  朔、蛾眉月、上弦、盈凸月、望、亏凸月、下弦,残月分别是月球视黄经超过太阳视黄经0、45、90、135、180、225、270、315度的时刻。

  月龄是指从新月为起始,在一个朔望月周期内,出现各种月相所经历的天数。月龄的数值通常用带一位小数的数字表示,比如月龄7.4是上弦月,月龄14.8是满月,月龄22.2是下弦月。因此月龄和阴历是有关连的,只不过阴历只显示朔望月每日的整数,而月龄是计算月相所经历的天数,为求更加准确,很多时会显示至小数后一个位(甚至几个位)。如果知道确实的月龄,便能推算出当时月球大致的形状、出没时刻及所在方位。

  合日和冲日:外行星或小行星视黄经与太阳视黄经相同的时候称为合日,相差180度的时候叫做冲日。内行星(水星和金星)的合日有上合和下合之分,上合是行星在太阳之后,即太阳在内行星与地球之间,下合是行星在太阳之前,即行星在太阳与地球之间,上合的时候,行星是顺行,即行星由西向东移动,下合时是逆行,即行星由东向西移动。行星相邻两次合日(或冲日)的平均间隔称为会和周期,根据行星的平均运动得出行星的会和周期如下:

水星 115.88日 土 星 378.09日
金星 583.92日 天王星 369.66日
火星 779.94日 海王星 367.48日
木星 398.88日 冥王星 366.72日

  由于轨道偏心率和摄动的影响,实际间隔与会和周期有一定的差异。

  留:由于地球和行星绕日运动时运行速度和相对位置的不同,行星在天空的视运动有时顺行(自西向东),有时逆行。顺行和逆行之间有一个时刻行星看来是停留不动的,这叫做留。顺行而留,留后逆行叫做顺留;逆行而留,留后顺行叫做逆留。内行星发生在上合日以后,外行星发生在冲日以后。

  东大距和西大距:外行星对太阳的角距可以为任何数值,在180度时为冲日。而内行星由于轨道是在地球轨道内侧,所以从地球上看,它们对太阳的角距不能超过某种限度,并且没有冲日现象。内行星在太阳之东(或西)的最大角距称为东(或西)大距。水星在下合日前后约20天达东大距或西大距,由于水星轨道偏心率比较大,最大角距变化在18度28度之间。金星在下合日前后70天左右达东西大距,角距约为46度48度。内行星发生的天象其循环总是这样:下合-留-西大距-上合-东大距-留-下合。

  金星最亮:从地球看金星,也像月球一样有盈亏晦明现象。金星约在下合日前后36天,或东大距之后西大距之前35天为最亮。金星的会合周期约为584天,所以它的最亮日期有时全年都没有,有时一年有两次。
  关于金星的亮度计算采用下列公式计算:
  m=-4.47+5lgrΔ+0.0103i+0.000057i²+0.00000013i³,2.2<i<163.6;
  0.98+5lgrΔ-0.0102i,163.6<i<170.2。
  i以“度”为单位,r、Δ以“天文单位”为单位。
  位相角采用下列公式计算:
  设L与B表示其日心的、l与b表示其地心的黄经与黄纬,θ表示太阳的黄经,且将其黄纬略而不计。设在太阳一地球一行星三点所组成的平面三角形内,以σ表示地球所在的角,σ’表示太阳所在的角,则
  cosσ=cos(θ-l)cosb
  cosσ’=-cos(θ-L)cosB
  i=180-(σ-σ’)
  σ角是地面观测者所看的行星对于太阳的距角,常小于直角;σ’角在一或二象限内,按其余弦的符号而决定。

  方照:对外行星而言,行星视黄经超过太阳视黄经90度和270度时为方照,在太阳以东90度时称为东方照,在太阳以西90度时为西方照。

  距角:是自地球看行星与太阳之间的角度,从太阳向东或向西计算,由0°至180°,但由于行星轨道与黄道有一定的倾斜,行星合日和冲日时,距角不一定恰好是0°或180°。
  距角E是用下式计算:
  cosE=(R²+△²-r²)/2R△
  其中R和r分别是地球和行星的日心向径,△是行星的地心距离。

  过近日点和过远日点****:假使不考虑摄动影响,行星的轨道为一椭圆,而太阳在其焦点上,行星在轨道上离太阳最近的一点,称为近日点,最远的一点称为远日点。所列过近日点和过远日点日期是行星向径为极小或极大的日期,也就是已经考虑摄动的影响,这与由平均轨道根数近日点黄经等于0度或180度的日期稍有不同。

行星纬度最南最北****:是日心黄纬最南、最北的时刻,最北时黄纬为正,最南时黄纬为负。

  预报的时间同时适用于所有东八时区(UTC+08:00)的地方,包括:中国、蒙古、菲律宾、新加坡、马来西亚及文莱。

参考资料:
  1、《中国天文年历》科学出版社
  2、李广宇、张培瑜著《PMOE2003行星历表框架》,《紫金山天文台台刊》第22卷,3~4期(2003年12月)
  3、有趣天文奇观

  每月天象预报资料,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/year/

发布单位:台北市立天文科学教育馆

新的研究表明,火星没有存在生命的原因(至少目前还没有发现),可能与星球体积大小差异有关。火星的直径只有地球的53%,这就使得火星不可能留住对生命至关重要的挥发物,比如水。

地球和火星。
地球和火星。

圣路易斯华盛顿大学的行星科学家Kun Wang说,火星的命运从一开始就被决定了。岩石行星的大小可能有一个临界值,质量必须超过火星,才足以维持足够的水,以支持可居住的环境和板块构造运动。

火星从一个相对潮湿的星球转变为干旱的尘暴区,有时被认为是由于火星失去了磁场。但也有可能是天体的表面重力对挥发物的影响有关,于是Wang的研究团队利用火星陨石样本进行钾同位素组成分析。

20颗火星陨石的年龄从数亿年到40亿年不等,记录了火星不稳定的演化历史。通过测量挥发性元素的同位素(比如钾),我们可以推断出大部分行星的挥发性耗损程度,并在不同的太阳系天体之间进行比较。

结果表明,火星在形成过程中比地球失去了更多的挥发物,但比月球和灶神星保留较多的挥发物,因为这两颗天体都比火星小得多,也比火星干燥得多。

钾同位素组成与行星重力的相关性是一项新发现,对于不同行星何时以及如何接收和失去它们的挥发物具有重要的定量意义。

我们现在知道系外行星是否有生命存在,第一阶段的决定因素是行星的大小是否可以保留挥发性气体。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

发布单位:香港天文学会

洞察号(InSight)

2021年9月18日,美国太空总署洞察号(InSight)测量到该任务探测到的最大、持续时间最长的火星地震之一,来庆祝它登陆第一千个火星日。地震估计约为4.2级,震动了近一个半小时。

这是洞察号在一个月内检测到的第三次大地震。在8月25日,任务的地震仪检测到两次4.2级和4.1级地震。为了进行比较,幅度4.2地震已经是之前保持纪录的五倍能量。上次是2019年检测到的3.7级地震,一经过两年多的时间,火星似乎也通过这两次地震告诉我们一些新的东西,它的结构具有独特的特征。

洞察号任务以研究地震波去了解有关火星内部的更多情况。震波在穿过火星的地壳、地幔和地核时会发生变化,为科学家提供一种观察火星地下深处的方法。数据可以揭露所有岩石世界的形成方式,包括地球和月球。

如果该任务没有在今年早些时候采取行动,可能根本不会检测到地震,因为火星的高度椭圆轨道使它离太阳更远。较低的温度要使到洞察号要依靠加热器来保暖;再加上它的太阳能电池板上积聚灰尘,降低了储电功率水平,需要通过暂时关闭某些仪器来节省能源。

操作团队为此采取了一种另类的方法,去设法让地震仪保持开启状态:他们使用洞察号的机械臂,在一块太阳能电池板附近洒下一些沙粒,希望当阵风吹过太阳能电池板时,沙粒会带走一些灰尘。结果该计划奏效,在几次除尘活动中,团队发现储电功率水平保持相当稳定。现在火星再次接近太阳,电力能量开始逐渐回升。

【图、文:节译自美国太空总署2021年9月23日新闻公布】