有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆

哈佛-史密松天体物理中心的科学家，发现超大质量黑洞在星系里明显移动的例子，相关结果发表在天文物理期刊。超大质量黑洞因质量较大移动不易，如同移动保龄球比足球困难一样，科学家预期超大质量黑洞（数百万倍太阳质量）几乎不会移动。

科学家花了五年的时间，观测和比较10个星系和其中心超大质量黑洞的速度，假如两者不同代表黑洞曾受到扰动。科学家选择观测吸积盘（物质绕转掉进黑洞前所形成的结构）中带有水分子的超大质量黑洞和其星系。当水分子绕转黑洞，在特殊条件下它可以在无线电波段产生迈射（原理如同雷射，但光频段为无线电波）。结合数个电波天线搭配超长基线干涉术（利用数个电波望远镜同时观测讯号，以模拟成一个大口径的望远镜）来观测迈射讯号，可以精确测量邻近黑洞物质的速度，并进一步得到黑洞速度。

在观测的十个星系中，有一个星系（J0437+2456，距离2.3亿光年）的超大质量黑洞（约3百万倍太阳质量）有移动，后续借由Arecibo和Gemini天文台的观测亦确认此发现。此超大质量黑洞相对星系移动的速度约50公里/秒。

科学家推测可能的原因有二，其一是观测到的是刚经过黑洞合并后的新生黑洞，还在安顿的过程中而尚有些速度，另一可能是此为两个超大质量黑洞形成的双星系统，因另一黑洞缺乏迈射而无法用无线电波观测到。虽然科学家预期超大质量黑洞双星的存在，但尚未明确的观测到，目前还需要更多观测来确定此超大质量黑洞运动的原因。（编译/台北天文馆陈姝蓉）

星系J0437+2456被认为是移动的超大质量黑洞的所在地。图片来源：美国斯隆数字巡天 Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

资料来源：SciTechDaily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

这两张照片分别摄于1996年和2016年。相隔20年的哈勃太空望远镜的影像显示了刺魟星云的快速演化。

最近在《天体物理期刊》的一篇文章针对年轻的星云Hen 3-1357（刺魟星云）发表了长期追踪的分析。当一颗与太阳差不多大的恒星步入迟暮，不断膨胀的外层会被抛出并被恒星的热辐射电离，形成行星状星云。

受辐射激发的气体会放出特定波长的萤光，这些气体绝大部分为氢离子，放出如Halpha、Hbeta波段的谱线，直到星云逐渐弥散、残余的恒星核心演化为白矮星，大范围的电浆最终重新结合为中性气体，消失在望远镜的视野里。

虽然行星状星云的演化可能在千年的时间尺度上，但对刺魟星云的观测显示，从1980年代首次被观测以来的40年间已有明显变化，并且已经急剧衰落，改变了形状、结构和大小。可能在未来几十年内将几乎无法观测到。（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

科学家利用反弹回的无线电波讯号来研究邻近的小行星，例如不久前坍塌的阿雷西博电波天文望远镜。作者提出分析观测资料的新方法，来帮助我们了解近地小行星。无线电波的波段是少数如可见光般，光可以穿透地球大气的大气窗口。借由观测天体发出的电波讯号，如波霎（脉冲星）、宇宙微波背景辐射、星际介质的分子谱线、超大质量黑洞等，在天文上提供了许多资讯。

除了观测天体发出的电波讯号外，对于邻近的天体，科学家还可主动发射电波讯号到目标（邻近的行星或小行星）上，并借由反射回的电波的时间间隔、偏振等来了解天体性质（形状、运动等）。光是由电场和磁场交互振荡所组成，电场振荡的方向称为偏振方向，借由反射回来电波讯号的偏振资讯可以了解天体的表面特性，例如其表面是由细粒的灰尘或大的砾石所组成、是否有许多孔隙及反光程度等。了解邻近地球小行星的结构和组成，对于有潜在危害时采取防御措施，或利用太空船进一步研究等，都很有帮助。

小行星表面非常复杂。这是OSIRIS-REx拍摄的Bennu小行星表面。(NASA)

分析无线电波的偏振讯号并不简单，因为小行星表面粗糙程度、形状、冰和岩石的组成等讯息都混在一起，由于其形状组成较复杂，不能借由较熟悉的月球表面观测结果来推论。由阿雷西博天文台的科学家Dylan Hickson所带领的团队，近日提出新的方法来分析小行星的无线电波偏振讯号，并搭配数值模拟来提升对讯号的了解。在实际应用于阿雷西博观测的小行星数据后，成功得到许多小行星的表面性质。在失去阿雷西博天文台后，目前剩下金石太阳系雷达（Goldstone Solar System Radar）可继续观测小行星。幸好先前的雷达观测，科学家已发现并纪录超过1100颗的小行星和彗星。借由新分析方法重新处理观测资料，将可再提供许多关于小行星的资讯。（编译/台北天文馆陈姝蓉）

近地小行星的无线电波观测，纵轴为三个不同的观测日期，横轴为不同偏振的讯号。

资料来源：AAS NOVA

发布单位：香港天文学会

俄罗斯科学家周六发射了世界上最大的水底太空望远镜之一，从贝加尔湖（Lake Baikal）原始水域深入宇宙。

自2015年以来一直在建造的深海水底望远镜目标在观察中微子，这是目前已知的最小粒子。望远镜称为贝加尔湖-GVD，淹没在距离湖岸约四公里的750米至1,300米的深度。

由于中微子很难发现，而水是一种有效的媒介，所以浮动水底天文台由钢缆将球形玻璃连接到它上面的不锈钢模组。科学家将模块小心地通过冰上的一个矩形孔降到冰冻的水中。

联合核研究所的德米特里·纳乌莫夫（Dmitry Naumov）站在湖的冰冻表面上说：「我们的脚下正好有一个半立方公里的中微子望远镜，未来几年望远镜将会扩展到一立方公里。」

贝加尔湖望远镜将与美国在南极冰盖下的一个巨大冰立方（Ice Cube）中微子观测站相抗衡。这架望远镜是北半球最大的中微子探测器，而贝加尔湖（世界上最大的淡水湖）非常适合用来容纳这个漂浮的天文台。

贝加尔湖它的深度而成为唯一可以部署中微子望远镜的湖，而它是个淡水湖是很重要，因为水的透明度非常重要。而且有两个半月的冰覆盖期这一事实也是重要的因素。

望远镜是捷克、德国、波兰、俄罗斯和斯洛伐克的科学家合作的结果。

【图、文：节译自物理学机构网页】

发布单位：香港天文学会

由中国科学院国家天文台、西藏自然科学博物馆、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院紫金山天文台等机构联合申报高海拔地区科研及科普双重功能一米级光学天文望远镜建设项目日前正式启动，这意味着世界上口径最大的折射式光学望远镜将会在拉萨建立。

一米光学天文望远镜建成后，凭借西藏海拔高、观测条件好的特点，可以进行变星、双星等天体的较差测光，近地小行星及太空目标监测等多项科研观测工作。同时，一米级光学天文望远镜作为西藏天文馆的配套设备，具备覆盖白天和夜晚的目视观测、天文摄影、直播和远程教学能力。望远镜系统配套有太阳望远镜科普观测系统一套、直播系统一套、米级望远镜和太阳望远镜的远程演示教学系统一套。

下一步西藏还将建设一个天文馆，一米级光学望远镜将会安装在天文馆上面，进一步完善西藏科普资源。西藏天文馆有望于今年内开工，建成后将成为世界上海拔最高的天文馆。

【节录自中国西藏新闻网；新闻讯息由林景明提供】

发布单位：台北市立天文科学教育馆

当恒星结束主序星阶段，将不再产生能量，随之迈入死亡。死亡的恒星根据残留的质量决定其命运，依照质量高低可能形成黑洞、中子星或白矮星。

黑洞与中子星有其理论形成的分界，但因为此时物质处于极端高能的状态，中子星的质量上限一直是科学家讨论的议题。一般认为，对于不旋转的中子星，它的质量上限约为太阳质量的2到3倍，但准确值取决于中子星内部物质的未知型态。

再好的理论都需要观测来佐证。近年科学家尝试用重力波观测来研究中子星的质量上限，特别是这两个事件：

GW170817：两个质量在1.1到1.6倍太阳质量范围内的中子星，合并形成一个更大的天体，并认为合并后不久该天体马上坍塌形成黑洞。这个事件的重力波和电磁辐射观测表明，中子星的质量上限小于2.3倍太阳质量。

GW190814：一个超过20倍太阳质量的黑洞与一个2.5到2.7倍太阳质量的天体合并。科学家不知道较小的天体是黑洞还是中子星。如果它是不旋转的中子星，意味着中子星质量的上限高于2.5倍太阳质量。

因此德国物理学家Antonios Nathanail领导的团队，在最近分析了这些合并事件对中子星质量极限描述的差异。

Nathanail及其合作者使用“基因演算法”进行分析，来确定哪些质量极限的模型与GW170817和GW190814的重力波和电磁辐射观测、数值模拟的合并事件相一致。

研究发现，如果中子星质量极限定在2.5倍太阳质量，则与GW170817的观测结果或数值模拟的事件不符。但如果质量极限定在2.2倍太阳质量，则能匹配GW170817的观测结果与数值模拟的事件。

基因演算法（蓝）与GW170817（紫）的机率密度函数。在质量上限定为2.2倍太阳质量时与观测结果有可信的匹配。

也就是说，根据研究人员的分析，GW190814很可能就是两个质量不同的黑洞合并，也再次定调中子星（无自转）的质量上限约为2.2倍太阳质量。（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 丨 观赏方式：  ★★★

2021年3月21日将有一颗超大的“潜在危险小行星（PHA）”2001 FO32掠过地球，它的移动速度如此之快，以至于观察者若使用望远镜，在数十分钟之间可看到它在移动。2001 FO32直径估计是0.77到1.71公里间，在目前所知的PHA大小排行前3％。

2001 FO32是2001年3月23日由新墨西哥州的林肯近地小行星研究中心（LINEAR）所发现，属于阿波罗型小行星，其公转周期810天，由于轨道是高椭圆形，近日点为0.30 AU，远日点则高达3.11 AU。2001 FO32最接近地球时距离2,016,351公里，约5倍地月距离。最亮时估计11.7星等，以20公分以上望远镜有机会用CCD拍摄，且在十多分钟时间内可见它在移动，这也是最有趣的地方。此外，事先用Stellarium软体预报位置，将有助于规划观测时间。详细位置与亮度资料请查阅此处。（编辑/台北天文馆助理研究员李瑾）

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：   ★★

春分是二十四节气之一，此时太阳位在黄道与天球赤道的升交点上，也就是赤经0时、以及黄经0度之处。一般来说，春分发生在3月20~21日之间，今年春分为3月20日17时35分。这天阳光直射地球赤道，昼夜等长，太阳也在正东方升起，正西方落下。

春分不只是节气的变化，在此前后数十天到光害较少的地方，于日落后1~2小时内有机会在西方天空看到黄道光。黄道光为积聚在黄道面附近的微尘粒子反射阳光所造成的景象，看起来是沿着黄道泛出略呈三角形的白色微光，最亮的区域几乎与银河一样亮，只是因接近地平线，容易受到大气消光效应及光害等影响。因为春分前后黄道较为垂直于地面，较适合观赏。（编写/台北天文馆助理研究员李瑾）

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：   ★

C/2020 R4 (ATLAS)彗星预计将于2021年3月12日达到最大亮度，视星等约6.5，届时它与太阳的距离为1.05 AU，与地球的距离为1.47 AU。

C/2020 R4将在3月12日清晨03:19从东南方地平线附近升起，比太阳早2小时49分钟出现。在曙光05:13到来之前，达到仰角24度的高度，随后消失在黎明的天色之中。

由于彗星的亮度是弥散在整个彗发中，C/2020 R4最适合的观察时间落在3月12日清晨5点前后数分钟，需搭配双筒望远镜或天文望远镜巡视东南方低空得以观看。详细的C/2020 R4位置可参考此处星历。

Michael Mattiazzo所摄之C/2020 R4 (ATLAS)彗星。

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：    ★

χ Cyg预计将在3月9日左右达到最大亮度，背景星空为天鹅座，于日出前在东方低空可见，最佳观测时间约为04:30左右（相对位置请见示意图），虽然他的亮度比肉眼观星极限高一些，但建议还是使用天文望远镜或双筒望远镜来观赏。

它是一颗米拉型变星，又称为蒭藁（ㄔㄨˊ ㄍㄠˇ，chú gǎo）变星，得名于经典米拉变星，蒭藁增二，其亮度变化周期非常长，动辄超过100天。此类型的变星亮度变化很大，以χ Cyg为例，有纪录以来最亮为3.3等、最暗则只有14.2等，最亮时可以用肉眼见到，最暗时则需要使用30公分以上的望远镜才看得见，χ Cyg的光变周期为404.5天。

该星发现于十七世纪，虽然亮度变化的周期大致上相同，但是最亮的亮度却不完全相同，例如：2006年观测其极亮时的数值为3.8等，2015年的极亮数值却只有6.5等，差异甚大，目前对于此状况的原因尚不明朗。

米拉型变星已经属于恒星演化晚期的红巨星，即将喷出外层气体形成行星状星云，由于这类变星的周期稳定且亮度变化大，故米拉变星是有志于观测变星的业余天文学家最普遍的目标。（编辑/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

χ Cyg与其它亮星的相对位置。以上示意图由Stellarium软体产生。

* 不要跟天鹅座X（X Cygni，造父变星）混淆了，是天鹅座χ（Chi Cygni，米拉变星）。