发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:双筒望远镜辅助观赏 需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★

  5月5日发生白昼月掩火星天象,本次的月掩火星因出现在上午,此时火星亮度1.1等,视直径4.78",且月相接近残月,因此用肉眼难以观看。建议运用双筒或小型望远镜辅助,或以摄影方式记录,才容易观察或欣赏这次难得出现的天象。火星在台北10时38分自月球亮缘掩入,11时57分自暗缘复出。

2024年5月5日10时38分起,台湾可见月掩火星示意图。
2024年5月5日10时38分起,台湾可见月掩火星示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

  下一次台湾地区可见的白昼月掩火星在2030年6月1日,天象发生之后约6小时接续发生日偏食,因此观测的困难度高。而全程在台湾地区可见的白昼月掩火星,发生于2042年8月20日上午。至于台湾地区全程可见且出现在夜晚的月掩火星,就要等到约百年后的2136年2月16日凌晨了。

  另,同日亦发生月掩海王星天象,但台湾地区无法看见。墨西哥可见白昼月掩海王星,新西兰可见夜间的月掩海王星。(编辑/台北天文馆蔡承颖)

2024年5月5日全球可见月掩海王星的区域图。其中青色实线标示月出或月没时掩星的区域,白色实线为夜间可见掩星事件的南、北界线,蓝色实线为晨昏可见掩星事件的南、北界线,红色虚线为白昼可见掩星事件的南、北界线。
图说:2024年5月5日全球可见月掩海王星的区域图。其中青色实线标示月出或月没时掩星的区域,白色实线为夜间可见掩星事件的南、北界线,蓝色实线为晨昏可见掩星事件的南、北界线,红色虚线为白昼可见掩星事件的南、北界线。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在火星表面被称为夜之迷宫(Noctis Labyrinth of the Night)的区域下方,科学家发现了一个巨大的古代火山存在的证据,而且很可能还发现了一层被埋在地下的冰川。这项发现使火星赤道地区成为寻找古代生命迹象有吸引力的选择之一。

诺克蒂斯火山和其他三座巨型火山的位置分布。(Lee & Shubham, 2024)
图说:诺克蒂斯火山和其他三座巨型火山的位置分布。(Lee & Shubham, 2024)

  寻找一个隐藏的火山从来都不是研究计划的一部分,但是当SETI研究所的行星科学家Pascal Lee领导的一个小组调查一个有古代冰川痕迹的地区时,他们意识到发现了一个几十年来一直没有被发现的火山。这是因为这座火山被严重侵蚀,乍看之下不像火山。目前将其暂时命名为诺克蒂斯火山(Noctis)。这座火山海拔9000多公尺,地基绵延250公里,使它成为火星上海拔第七高的火山。

标示诺克蒂斯火山特征的地形图。(Lee & Shubham, 2024)
图说:标示诺克蒂斯火山特征的地形图。(Lee & Shubham, 2024)

  有几个特征表明这座摇摇欲坠的山是火山的性质。在它的中心附近,研究人员发现了一个火山口的遗迹,曾经充满熔岩湖的坍塌火山口。中间还有一些台地,形成弧形,勾勒出火山的圆锥形状。火山沉积物在几个地方被发现,研究指出火山周围涵盖着约5000平方公里的火山沉积物区域,火山的大小和周围地形的复杂性表明它活跃了很长一段时间。

诺克蒂斯火山周围的一些火山地形特征。(Lee & Shubham, 2024)
图说:诺克蒂斯火山周围的一些火山地形特征。(Lee & Shubham, 2024)

  更有趣的是,在火山一侧的底部,还发现了一大片充满水泡状土丘的区域。他们将其解释为一种被称为无根火山锥(Rootless cone)的火山地形特征。他们认为,当一层熔岩覆盖在富含水或冰的表面时,这些锥体可能会产生,这与冰川沉积物的存在一致。先前对该地区的分析表明,存在可能由熔融火山岩和冰川之间的化学反应形成的矿物质。无根火山锥也表现出类似的特征,意味着诺克蒂斯火山底下可能还埋藏着冰川,它们被一层火山岩保护着不被昇华。它之所以会变成现在的样子,很可能是因为长时间的热侵蚀、冰川侵蚀和地形抬升过程中破裂的结果。

  我们不知道火山表面之下正在发生什么事,最近的证据表明,火星的地质活动比我们想象的要活跃得多,不断有火山和地震的活动。如果它处于休眠状态,那么它可能仍然活跃,意味着地表下方可能潜藏着温暖,可能存在生命出现的条件。该团队在第55届月球与行星科学会议上发表了他们的研究结果。(编辑/台北天文馆吴典谚)

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  欧洲太空总署(ESA)的火星快车号太空探测船,近期在火星赤道下方的地底,发现了迄今为止范围广最大,含量最多的冰层。这些水冰以尘埃冰的形态层层堆积形成沉积物,厚度约为3.7公里(2.3英里),上方覆盖着数百公尺厚的火星乾燥尘土。冰的型态与地球上日常所见完整的水冰不同,是冰与尘土的混合物。

火星快车号所探测,在梅杜莎槽沟层内土丘地形下的冰层分布。土丘由一系列的风蚀沉积物所构成,直径约数百公里,高度约数公里,土丘下所埋藏的冰层厚度可达约3公里。This map shows the estimated amount of ice within the mounds that form the Medusae Fossae Formation (MFF) consists of a series of wind-sculpted deposits measuring hundreds of kilometers across and several kilometers high, indicating that the ice-rich deposits are up to 3000m thick. (Image credit: Planetary Science Institute/Smithsonian Institution)
图说:火星快车号所探测,在梅杜莎槽沟层内土丘地形下的冰层分布。土丘由一系列的风蚀沉积物所构成,直径约数百公里,高度约数公里,土丘下所埋藏的冰层厚度可达约3公里。图片来源:Live Science

  约15年前,火星快车号在位于赤道附近的梅杜莎槽沟层(Medusae Fossae Formation)质构造下方发现了这些沉积物,但在当时并无法确定它们的组成与成分。行星科学家们推论梅杜莎槽沟层是在过去的30亿年间,由很久以前地质活跃时期的熔岩流所形成,然后被火星火山所喷出的火山灰层层覆盖。现在的梅杜莎槽沟层则是因为覆盖着数公里厚的沉积物,而成为形成火星沙尘暴时的主要尘埃供应来源。但是,这些沉积物只是由尘土堆积形成的吗?由最新的探测结果证实,它们并不只是尘土。因为行星科学家发现这些沉积物的密度比一般由尘土堆积所形成的沉积物要低得多。经过进一步分析,证实它们其实是冰和尘土的混合物。

这张立体图是火星上名为Eumenides Dorsum的地形图,它属于梅杜莎槽沟层的一部分。梅杜莎槽沟层由一系列的风蚀沉积物所构成,位于火星高地与低地之间的边界附近,可能是火星上最大的单一尘土来源,也是分布最广泛的沉积物之一。This perspective view shows Eumenides Dorsum, part of Mars’s Medusae Fossae Formation (MFF). The MFF consists of a series of wind-sculpted deposits measuring hundreds of kilometers across and several kilometers high. Found at the boundary between Mars' highlands and lowlands, the deposits are possibly the biggest single source of dust on Mars, and one of the most extensive deposits on the planet. (Image credit: Caltech/JPL Global CTX Mosaic of Mars/Smithsonian Institution)
图说:这张立体图是火星上名为Eumenides Dorsum的地形图,它属于梅杜莎槽沟层的一部分。梅杜莎槽沟层由一系列的风蚀沉积物所构成,位于火星高地与低地之间的边界附近,可能是火星上最大的单一尘土来源,也是分布最广泛的沉积物之一。图片来源:Live Science

图为由火星快车号所探测分析,梅杜莎槽沟层内的地层剖面图。其中干燥的尘土沉积物以棕色标示,与疑似富含水冰的冰-尘土混合沉积物以水蓝色标示。隐藏在地下的冰层厚度约数公里,宽度约为数百公里。The graph shows the shape of the land and the structure of the subsurface, with the layer of dry sediments (likely dust or volcanic ash) in brown and the layer of suspected ice-rich deposits in blue. The graph shows that the ice deposit is thousands of meters high and hundreds of kilometers wide. (Image credit: CReSIS/KU/Smithsonian Institution)
图说:上图为由火星快车号所探测分析,梅杜莎槽沟层内的地层剖面图。其中干燥的尘土沉积物以棕色标示,与疑似富含水冰的冰-尘土混合沉积物以水蓝色标示。隐藏在地下的冰层厚度约数公里,宽度约为数百公里。图片来源:Live Science

  在此之前,在火星上低纬度的其他地区,陆续就有发现大量水冰的纪录,甚至还发现由古代的冰川作用所遗留下来的特殊地质构造。而会形成这种结果,是因为火星的自转轴曾经发生漂移的缘故。行星科学家在研究火星的地质历史时,发现火星的地轴倾角曾经发生过重大改变,而且过程相当混乱。目前的火星自转轴倾角约为25°。但是在过去的历史中,火星的自转轴倾角曾经发生在10°~60°之间的大幅度变化。由于在自转轴倾角大的时期,两极有时会比赤道更接近太阳。因此仅受太阳斜射的赤道地区,表面可能会形成大量的冰。之后,这些冰被层层的火山灰和尘土掩埋在地底,并残存至今。而不断变化的火星自转轴倾角也可以解释为何在约40万年前,火星地表会短暂出现液态水并冲刷出沟渠地形的原因。(编辑/台北天文馆蔡承颖)

资料来源:Live Science

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  踏上月球后,人类的下一个目的地是火星,对是否能快速、长距离的太空旅行提出了全新的挑战。美国国家航空暨太空总署(NASA)宣布,又一次成功测试了一种创新的火箭发动机,其推力足以让我们到达火星。

已成功进行了251秒的引擎发动测试。A successful 251-second hot fire test has been carried out. (NASA)
图说:已成功进行了251秒的引擎发动测试。(图片来源:NASA)

  在阿拉巴马州的NASA马歇尔太空飞行中心对原型旋转引爆火箭引擎(RDRE)进行测试,创造了这项技术的新纪录,在251秒内达到了25810牛顿(5800磅)的推力。这超过了2022年火箭发动机在近一分钟内产生的17800牛顿推力。最终的目标是建立一个完全可重复使用的44000牛顿级火箭引擎,以改进传统的液体火箭引擎。马歇尔太空飞行中心负责RDRE项目的设备工程师Thomas Teasley说道:「RDRE实现了设计效率的巨大飞跃」。

  RDRE的革命性之处在于,它利用围绕环形通道的持续爆炸,由燃料和氧气混合提供动力,每次爆炸都会点燃燃料和氧气。这项技术已经开发多年,自2020年以来一直在实验室进行测试,但直到现在,科学家才证明它足够稳定和易于管理,可以用于实际的火箭,把我们带到太空。更重要的是,RDRE比传统火箭引擎使用更少的推进剂燃料,其机械和构造更简单。意味着进入太空变得更加便宜,并且更远的飞行距离也成为可能。另外值得注意的是,NASA已使用3D列印技术来生产客製化的机器零件,这些零件的强度足以承受RDRE设计中涉及的极端高温和压力。

  NASA希望第一批太空人能够在2030年代踏上火星。要到达火星并在火星上生存仍有很多障碍需要克服,但拥有高效能的推进方法有助于解决其中的一个障碍。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  美国太空总署的洞察号火星任务帮助科学家绘制了火星的内部结构,包括其核心的大小和组成,并提供了有关其如何形成的线索。但发表在《自然》期刊上一篇新论文的发现,可能会导致对这些数据的重新分析。国际研究小组发现,在火星金属核心上存在着熔融硅酸盐层,这为火星如何形成、演化并成为今天这个贫瘠星球提供了新的见解。

火星地核周围的液态硅酸盐层的示意图。An artist’s depiction of the liquid silicate layer covering the Martian core. Credit: IPGP-CNES.
图说:火星地核周围的液态硅酸盐层的示意图。(Credit: IPGP-CNES.)

  该团队使用地震资料来定位和识别位于火星地函和地核之间的一层薄薄的熔融硅酸盐(构成火星和地球的地壳、地函的岩石矿物)。随着这一熔融层的发现,研究人员确定火星的地核比先前的估计密度更大、体积更小,这一结论与其他地球物理数据和火星陨石的分析更吻合。

  马里兰大学(University of Maryland)地质学教授也是这篇论文的共同作者Vedran Lekic,将熔融层比作覆盖火星地核的「加热毯」(heating blanket)。Lekic指出,这层毯子不仅隔绝了来自核心的热量,阻止了核心的冷却,还能集中衰变产生热量的放射性元素。当这种情况发生时,火星地核可能无法产生对流运动,从而产生磁场,这可以解释为什么火星周围目前没有活跃的磁场。像火星这样的类地行星,如果周围没有一个有效的保护磁场,将极易受到勐烈太阳风的影响,并失去表面上所有的水,使其无法维持生命。Lekic补充说,地球和火星之间的这种差异可以归因于内部结构的差异以及两颗行星所采取的不同的行星演化路径。

  论文的主要作者也是法国国家科学研究中心的科学家Henri Samuel说:「地函底部的液态层对火星金属地核的覆盖意味着,在火星演化的最初5亿至8亿年间,火星地壳中记录到的磁场必须由外部来源产生。这些来源可能是高能撞击或已消失的古代卫星引力相互作用产生的核心运动。」研究小组的结论支持这样的理论,即火星曾经是一个熔岩海洋,后来冷却结晶,在地函底部产生一层富含铁和放射性元素的硅酸盐熔体。

  经过四年多收集火星数据后,NASA的洞察号任务于2022年12月正式结束,但对观测结果的分析仍在继续。研究作者希望利用地震数据收集到的行星演化讯息能够为将来前往月球和金星等天体的任务铺平道路。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:马里兰大学

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  地球上已知有近6000种不同的矿物,火星也有一样多丰富的矿物吗?经过50多年的调查,科学家只在火星上记录到了161种矿物,对于一个与地球有很多共同点的星球来说,这是一个非常低的数值。

这张全景图是由好奇号于2023年4月8日拍摄的火星盖尔陨石坑标记带谷(Marker Band Valley)的两张照片合并而成,分别是在当地时间的上午和下午。原始图像是黑白拍摄的,然后进行了着色,右边部分(蓝色天空)代表上午的场景,左边部分(黄色天空)代表下午的场景。This panorama was merged from two images of “Marker Band Valley” in Mars’s Gale crater taken by Curiosity on 8 April 2023, one in the morning and one in the afternoon local time. The original images were taken in black and white and then colorized, with the right portion (under blue sky) representing the scene in the morning and the left portion (under yellow sky) representing the afternoon. Credit: NASA/JPL-Caltech
图说:这张全景图是由好奇号于2023年4月8日拍摄的火星盖尔陨石坑标记带谷(Marker Band Valley)的两张照片合并而成,分别是在当地时间的上午和下午。原始图像是黑白拍摄的,然后进行了着色,右边部分(蓝色天空)代表上午的场景,左边部分(黄色天空)代表下午的场景。(Credit: NASA/JPL-Caltech)

  一项新研究表明,虽然地球和火星的矿物演化轨迹非常相似,之所以出现这种差异,是因为与地球上的矿物相比,火星上的矿物形成途径较少。在对地球上矿物的形成和演化进行分类研究之后,本研究第一作者,美国卡内基科学研究所地球与行星实验室的Hazen等人又对过去半个世纪的火星任务和火星陨石分析中发现的所有161种火星矿物进行了研究。

  在行星演化的早期,地球和火星上的矿物以类似的方式形成。例如,两颗行星上的第一批矿物很可能是直接从冷却的岩浆中结晶而来。热液活动也可能在每个星球上产生许多新的矿物。然而,数十亿年前,随着板块构造的出现和生命的繁衍,地球上一系列的矿物经历了广泛的多样化阶段。但对于火星而言,尚未出现过这种过程。

  毫无疑问火星表面和地下还有许多矿物种类尚未被观察到,但研究人员指出,火星矿物的总数量仍可能比地球小一个数量级。相关研究成果发表于《地球物理研究期刊:行星》期刊上。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  对于火星上的毅力号探测器来说,他失去了一位朋友,在火星上整整427个太阳日(Sols)那么久,毅力号的轮子上始终带着一块岩石,科学家们也一直在追踪这颗「宠物岩石」的传奇故事,这一年多来,它一直「陪伴」着毅力号上天入地(其实只有些许的爬坡及沙滩上行走)。然而近期的毅力号操作团队从摄影镜头发现那块岩石已经不见了,它陪伴着毅力号行驶了大约10公里。

自第341个火星日发现的石头,已经于第768个火星日(地球日:2023年4月18日)消失。Credit: NASA
图说:自第341个火星日发现的石头,已经于第768个火星日(地球日:2023年4月18日)消失。

  这块岩石第一次被发现是在2022年的2月初,或是说是火星上的第341个太阳日,不知何故,它卡进了毅力号的左前轮,像一个好朋友一样在车上待了很长时间。有人说毅力号把它最喜欢的石头放在轮子里是因为它没有口袋,NASA表示这块岩石没有对毅力号造成任何变化或破坏,但不晓得毅力号是否觉得这种咚咚声感到烦人。工程师表示,毅力号在穿越斜坡时,岩石可能会进入车轮,又或者是火星车在移动时,车子的重量将岩石辗碎时喷进轮子内的。

  您可以在毅力号的网站上找到所有来自毅力号的原始图片,借此发现一些更新的照片,也许你也能找到独特的火星照片。(编译/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

  在美国NASA火星洞察号任务的最后一年,一场强烈的地震使苏黎世联邦理工学院的研究人员能够确定火星地壳的全球厚度和密度。平均而言,火星地壳的厚度比地球或月球要来得厚。

左图为火星表面的地形分布,右图为地壳厚度的分布。Topografische Darstellung der Marsoberfläche (l.) und Darstellung der Krustendicke (r.). (Infografik: Doyeon Kim / ETH Zürich)
图说:左图为火星表面的地形分布,右图为地壳厚度的分布。(Credit: MOLA Science Team / Doyeon Kim, ETH Zurich)

  研究人员利用2022年5月一次大规模火星地震的数据,从这次估计为4.6级的地震中观测到的表面波,不仅直接从震源传播到测站,还绕行整个火星好几次。这些数据不仅提供有关火星特定区域的资讯,还提供了全球观察。

  本研究已发表在《地球物理研究快报》期刊,主要作者Doyeon Kim提到,他们测量了这些表面波在不同频率下传播的速度。这些地震速度提供对不同深度的内部结构的了解,以及全球结构的地震观测数据。

  将他们获得的结果与火星重力和地形的现有数据相结合,能够确定火星地壳的厚度为平均42至56公里。平均而言,地壳在伊希斯撞击盆地(Isidis impact basin)最薄,厚度约为10公里,在塔尔西斯地区(Tharsis province)最厚,约为90公里。相较之下,地球地壳的平均厚度为21至27公里,而阿波罗任务地震仪测定的月球地壳厚度约在34至43公里之间。

  研究人员发现火星北部低地和南部高地的地壳密度是相似的,且南半球的地壳比北半球延伸的深度更大。Kim提到,这一发现非常令人兴奋,结束了长期以来关于火星地壳起源和结构的讨论,因有人认为可用不同的岩石成分来解释南北半球地形的差异。况且,去年对火星表面陨石撞击的分析已经证明了火星南北的地壳是由相同的物质所组成。

  Kim说:「我们的研究提供了火星是如何产生热能,并解释了火星的热历史。」今日火星内部的主要热源是放射性元素(如钍、铀和钾)衰变的结果,研究发现,这些产热元素的50%到70%存在于火星地壳中,这可以解释为什么今日地下的某些区域仍有熔融作用的发生。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:苏黎世联邦理工学院

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家首次观察到地震波穿过火星的地核,并证实了对火星地核组成模型的预测。

火星内部和地震波穿过火星地核时的路径示意图。图片由NASA/JPL和Nicholas Schmerr提供。图片来源:NASA/JPL和Nicholas Schmerr。An artist’s depiction of the Martian interior and the paths taken by the seismic waves as they traveled through the planet’s core. Image courtesy of NASA/JPL and Nicholas Schmerr. Credit: NASA/JPL and Nicholas Schmerr.
图说:火星内部和地震波穿过火星地核时的路径示意图。图片由NASA/JPL和Nicholas Schmerr提供。图片来源:NASA/JPL和Nicholas Schmerr。

  包括马里兰大学地震学家在内的一个国际研究小组,利用美国NASA洞察号火星探测器(InSight lander)获得的地震数据,得出火星地核的性质,发现了一个完全液态的铁合金核心,其中含有大量的硫和氧。这些发现已发表在《美国国家科学院院刊》上,揭示了火星如何形成以及地球和火星之间地质差异的新见解,这些差异也可提供维持行星可居住性的线索。

  该论文的第二作者、马里兰大学地质学副教授Vedran Lekic提到,有了洞察号,我们终于发现火星的中心是什麽,是什么让火星与地球如此相似却又如此不同。

  为了解其中差异,研究小组追踪了火星上的两次地震事件,一次是由地震引起,另一次是由大型撞击引起,并探测到了穿过火星地核的地震波。借由比较地震波在火星内部传播的走时差异,并与其他地震和地球物理测量结果相结合,结果显示,火星很可能有一个完全液态的地核,不像地球是液态外核和固态内核的组成。

  此外,还推论了火星地核化学成分的细节,比如火星最内层存在大量的轻元素(原子序数低的元素),即硫和氧,并占地核质量的20%。这一高百分比与地球地核中相对较小的轻元素占比大相迳庭,意即火星地核的密度远低于地球地核,更易于压缩,此差异表明两颗行星的形成条件不同。

  虽然火星目前没有磁场,由于火星地壳中残留的磁性痕迹,科学家认为火星曾经有一个类似于地球的磁场。意味着火星是逐渐演变到目前的状况,从一个潜在的适居环境转变为一个令人难以置信的恶劣环境。根据研究人员的说法,内部条件在这种演变中起关键作用,或是巨大撞击也可能造成影响。

  Lekic提到,即使洞察号任务在经过四年的地震监测后于2022年12月结束,我们仍在分析所收集的数据,洞察号将继续影响我们对火星和其他行星形成和演变的理解。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  美国太空总署(NASA)的好奇号探测车拍摄到火星上的第一张云隙光(Crepuscular rays)照片,看起来如梦似幻的场景。好奇号在2023年2月2日拍摄到了这张照片,当时的太阳落在一团薄云后面及下面,这些云也处于「异于常云」的高度,表示它们可能是由二氧化碳冰构成的云,太阳光透过云层后呈现了些微柔和的绿色及粉红色,这与地球上云隙光的物理机制虽然相似,颜色却有所不同。

好奇号在火星的日落时分,拍摄到火星上的云隙光。A sunset on Mars captured by the Curiosity rover.
图说:好奇号在火星的日落时分,拍摄到火星上的云隙光。(© NASA/JPL-Caltech/MSSS)

  云隙光在地球上很常见,别名佛祖光、耶稣光、光绳或青白路,是一种大气发光现象,指阳光透过云层的缝隙或边缘后出现的光柱现象,一般出现在大气透明度良好,有云的天气状况下,尤常见于清晨或傍晚时分。

野柳的云隙光。
图说:野柳的云隙光 (2005/09/18,by Peellden)

  这样的场景要在火星上看到非常困难,由于火星大气中没有多少水分,因此云在火星上相当少见,大部分情况的云层都会出现在火星一年最冷的时候并显现在火星赤道附近。好奇号还意外捕捉到一团悬在火星上空的羽状彩虹云,图中可见粉红、绿、蓝色的光芒,就好像一只色彩斑斓的鸟儿身上掉落的羽毛那样。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

如羽毛般的云,在火星上空出现。
图说:如羽毛般的云,在火星上空出现。(© NASA/JPL-Caltech/MSSS)

资料来源:Business Insider