发布单位:台北市立天文科学教育馆

  脸部幻觉或空想性错视是一种心理现象,人们常有在没有生命的物体中看到人脸的倾向或错觉,例如看到月亮上的人,或在吐司上看到耶稣的脸。但这次在火星上新发现的陨石坑,看起来像熊的脸,这可能是熊脸症的一个例子。

火星上熊脸陨石坑的区域。图片来源:NASA/JPL-Caltech/UArizona.
图说:火星上熊脸陨石坑的区域。图片来源:NASA/JPL-Caltech/UArizona.

  多年来,我们透过火星侦察轨道卫星(MRO)的高解析度成像科学设备 (HiRISE)在火星上看到了一些有趣的陨石坑,例如塞东尼亚区著名的「火星人脸」,或一头大象和一只鸟。而这次看到的火山口,不可否认看起来的确像熊的脸,那么到底什么可能造成在火山口中间形成了一个形状像熊鼻子的奇怪特征呢?

火星上的熊?图片来源:NASA/JPL-Caltech/UArizona.
图说:火星上的熊?图片来源:NASA/JPL-Caltech/UArizona.

  研究人员表示这座山丘上有个V形塌陷结构(鼻子)、两个陨石坑(眼睛)和一个圆形的断裂图案(头部)。而此圆形断裂图案可能是由于埋在撞击坑上的沉积物沉降造成,也许鼻子是火山口或泥浆喷口,沉积物可能是熔岩或泥流?事实是由什么造成呢?只要有一天我们自己去了火星,就有机会可以好好探索这个陨石坑,找出究竟是什么让这个陨石坑看起来像一头熊。并且可以使用由HiRISE资料所创建的地图来进行定位,如此便可以轻易地在火星上展开这样的冒险,若是没有这样的地图,我们在火星上的旅程将寸步难行。(编译/台北天文馆赵瑞青)

资料来源:Universe Today

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  从地球中心向外看,行星和月球的赤经经度相同时,称为「行星合月」,通常是一个农历月之中,该行星和月球比较接近的时候,若是明亮的行星可以成为有趣的影像。

  2023年1月4日3时37分火星合月,地心所见的火星位于月球以北约0.54度的位置,事实上自1月3日的晚间起便已能够看见火星与月亮同升同降,随着时间越接近天亮,火星与月亮也会愈发接近,从台北的方向看去,两者最接近的时间点约为隔日5时,仅剩下0.84度,与地球中心的火星合月时间略有不同。

月球随着夜晚降临会逐渐接近火星,直至隔日5时最接近。
月球随着夜晚降临会逐渐接近火星,直至隔日5时最接近。以上示意图由Stellarium软体产生。

  当晚同时也是象限仪座流星雨极大期,若是有兴致守候整个夜晚,相信在月光的筛选下,也能看到几颗明亮的火流星。(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

研究团队公布35亿年前的Aeolis Dorsa地貌图,显示远古时期海滨线的证据。
图说:研究团队公布35亿年前的Aeolis Dorsa地貌图,显示远古时期海滨线的证据。

  近日《地球物理学期刊》一篇研究论文公布了火星北半球的地形图,提供了有力的证据,表示火星北半球过去曾有海洋。从海平面上升的线索,发现火星曾有过温暖且潮湿的气候,与今日严峻冰冻的环境大有不同。

  美国宾州州立大学的地球科学助理教授,也是本研究的第一作者Benjamin Cardenas说:「这次研究结果最重要的是,这般面积范围的海洋环境,具有高度发展生命的潜力。火星古气候所留下的痕迹显示,火星有段时间的环境够温暖,亦有大气层,因此火星表面留得住液态水。」

  火星北半球的地势较低,是否有海洋,一直以来是科学界讨论地沸沸扬扬的议题。这回由地形学的相关资料,发现大约35亿年前的海滨线,累积了大量沉积物,厚度至少900公尺,覆盖数十万平方公里。

  Cardenas教授说明:「我们这次的研究是以地层学的观点来思考火星的环境。透过了解水流输送沉积物,由层层堆叠的特征线索来得知地形的变化。运用地层学的知识,剖析火星的地貌 。」

  研究团队使用美国地质调查局(the United States Geological Survey)所开发的软体、NASA和火星轨道雷射高度器(the Mars Orbiter Laser Altimeter)的资料,发现火星北半球沿岸超过6,500公里,并分类标示出20个沿岸的特征,可能为侵蚀三角洲或海底冰缘的区域。研究岩层形成有很多要件,如沿岸沉积层的厚度、海拔、位置、沉积流的方向,帮助研究人员深入了解该地区在古地理的演变。火星上曾经是海洋的地方,现称为Aeolis Dorsa,这里是沿岸特征最密集的区域。

  Aeolis Dorsa的岩石透露火星远古海洋的动态样貌:海平面不仅显著上升,岩石也快速地沿着盆地沉积。在地球上,古老的沉积盆地里,会层层纪录不断演变的气候。如果科学家想在火星上找到生命的踪迹,那么像Aeolis Dorsa大范围的海洋区域,在逻辑上是最有可能的起点。

  在火星地表四处探访的好奇号,其中一项任务就是寻找生命存在的印记。Cardenas教授说明: 「他一直在寻找水,寻找生命存在的痕迹。而这里Aeolis Dorsa有着大面积的海洋,也有来自高处被冲刷而下的肥沃土壤。如果古代火星有潮汐,那涨、退潮的刺激,就有机会触发生命的演进。」

  作者与团队们也绘制了火星上其他地区的水路地图。 而好奇号先前调查过各种裸露岩床的沉积物(编按:称为露头outcrop,为地质学专有名词),可能是远古时期沙洲特征,也即将整理发表在《Journal of Sedimentary Research》期刊。

  而另一篇研究发表在《自然·地球科学》期刊,则是在将之前调查墨西哥湾的海床,所用的声波成像技术,运用在模拟火星的地形侵蚀模型。该研究团队认为火星地表大范围的沿岸地貌,表示火星曾有过长期的河流侵蚀作用,也就是说,远古时期的火星有海洋级的水量。

  我们由地层学对地球环境的了解,将技术与知识运用在火星,以了解火星地表的样貌。 如今看到了火星有过水流的痕迹,透过地球科学让我们的视野拓展至火星。(编译/台北天文馆潘康娴)

资料来源:Phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  NASA的洞察号火星探测器(InSight)在2021年12月24日观测到一次4级地震,科学家后来才知道此次地震是由于流星撞击造成的,并且是NASA探测火星以来所记录到最大的撞击。特别的是这颗流星体在靠近火星赤道的地方挖掘出巨石大小的冰块,由于冰是未来在火星活动的重要资源,包括用来作为饮用水、农业和火箭推进剂等,但由于之前从未在火星赤道附近发现过冰,因此意义更显深远。

  新的陨石坑是科学家在火星侦察轨道卫星(MRO)上的火星彩色成像仪(MARCI)所发现,确定此次地震是由流星撞击造成的。MARCI目的为建立每日火星全球影像,使科学家能够观测大规模的天气变化。据估计,这颗流星体约为5到12公尺宽,小到足以在地球大气层中烧毁。但由于火星大气层的密度只有地球的1%,因此能撞击至火星地面,并造成150公尺宽、21公尺深的陨石坑,甚至抛出物质达37公里之远。

  InSight目的是研究火星的地壳、地函和地核构造,观测地震波是其核心任务。自2018年11月登陆以来,InSight已探测到1318次火星地震,其中有些是流星撞击造成的。目前InSight的太阳能电池板受到灰尘遮蔽,近几个月的功率急剧下降,并预计将在六星期内关闭结束任务。相关研究成果将发表于2022年10月27日出刊的《Science》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

从NASA火星侦察轨道卫星(MRO)上的高解析度成像科学设备(HiRISE相机)所拍摄火星上一个撞击坑的边缘,可看到巨石大小的水冰块。 该陨石坑位于亚马逊平原地区,于2021年12月24日被流星体撞击,形成一个约150公尺宽的陨石坑。图片来源:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
图说:从NASA火星侦察轨道卫星(MRO)上的高解析度成像科学设备(HiRISE相机)所拍摄火星上一个撞击坑的边缘,可看到巨石大小的水冰块。该陨石坑位于亚马逊平原地区,于2021年12月24日被流星体撞击,形成一个约150公尺宽的陨石坑。图片来源:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

资料来源:NASA

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  睽违2年又49天之后,有「战神」称号的火星又将在12月8日运行到「冲」的位置,这天也是月球运行到「望」的日子,在北美洲与欧洲更可以在这天见到「满月掩火星冲」的奇景!

2022年12月8日满月掩火星冲可见区域地图。图片来源:Occult4
图说:2022年12月8日满月掩火星冲可见区域地图。图片来源:Occult4

  2022年的火星冲发生在12月8日13时42分,此时太阳、地球和火星三者连成一线,严格来说是此时太阳与火星从地心视黄经座标来看相差了180°。而这个月的望发生在12月8日12时08分,此时太阳、地球和月球连成一线,也就是太阳与月球从地心视黄经座标系来看相差180°。但就像我们并不是每次满月都会有月食发生一样,若行星运行到「冲」的位置同时月球也运行到「望」的位置时,也不代表会发生「月掩行星」的现象。由于月球绕地球的白道面与黄道面有5度的交角,各个行星的轨道面与黄道的交角又有不同,若是要「行星冲」、「望」、「月掩行星」三者同时发生的机会是相当罕见的。

2022年12月8日满月掩火星冲可见区域动画。图片来源:NAOJ
图说:2022年12月8日满月掩火星冲可见区域动画。图片来源:NAOJ

  对于台湾地区的观察者而言,12月7日当晚月球位于火星的西方,12月8日晚间月球已经移动到火星的东方了。虽然我们无法看见满月掩火星冲的特殊天象,但由于火星冲当日火星的赤纬在+25°,火星在23时42分过中天时,火星将完美地位居天顶,是属于我们北纬25°的观察者才能看到的景象,也算是稍有安慰了。(编辑/台北天文馆谢翔宇)

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  睽违26个月后,有「战神」称号的火星将于12月8日达到「冲」的位置,整夜都可见也相对较大,下次要看到比今年更大的火星要等到2033年。

火星

  行星在天球上运行时,与地球的相对位置不断的改变;当行星运行至某些特定位置时,天文学家会给予一个特定的名称以示与地球的位置关系。其中,当地球公转轨道以外的外行星(以及地球轨道以外的矮行星、小行星和彗星等太阳系天体)行至与太阳的经度相差180度、分别在地球两侧的特定位置时,称为「冲」,几乎是外行星在一个会合周期中最接近地球之时,此时亮度最亮、视直径也最大,且行星于日落后便东升,直至日出才西沉,整夜均可见到,故为观测外行星的最佳时机。

行星的冲与合

  2022年的火星冲日发生在12月8日(星期四),此时其距离地球为0.55AU(约8,250万公里),视直径约为17.0”,最接近则发生在12月1日(星期四),距离地球为0.544AU(约8,167万公里)视直径约为17.2”,虽然比起两年前火星冲时略小,但仍比平时所见火星大两倍以上,未来11年内火星的视直径都比此小,要到2033年的火星冲时才能看到更大的火星。

2022火星冲:未来10年内最大最亮的火星冲!

  火星绕日公转的周期为686.98日,但火星绕日公转的同时,地球也在绕日公转,从地球上观察火星,相邻两次冲(或合)发生的时间称为会合周期,约为779.94天。因此,每经过2年又49天,就会有一次火星冲日。火星冲时非常明亮,在市区即可以肉眼看到明亮的红色星点,望远镜下则可看到较明显的地表地形特征,例如:火星极冠、大流沙、希腊平原…等,建议使用口径15公分以上的折射镜并挑选大气稳定度较高的场所,适当地使用滤镜、星图或天文软体等,也都有助于提升观察效果。(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

  自2018年美国太空总署(NASA)的洞察号探测器在火星着陆以后,科学家一直希望能够利用洞察号上的地震仪探测火星的撞击事件,而在2020年至2021年间共探测到四颗流星体撞击火星的讯号。

  第一个被证实的流星体于2021年9月5日进入火星大气层,爆炸成至少三个碎片,每个碎片也各留下了一个陨石坑,为了证实这一点,洞察号的科学团队与火星勘测轨道卫星的科学团队通力合作,控制卫星的移动轨迹至估计的撞击地点,从而发现了撞击坑。卫星首先使用黑白背景相机显示出火星表面的三个黑点,在定位这些斑点后,研究团队再使用高解析度成像科学实验相机(HiRISE)获得了陨石坑的全彩特写照片,科学家认为这个流星体可能在火星表面留下了额外的陨石坑,但它们太小以致于无法在HiRISE的照片中呈现。

图片中央的三个小黑点即为该次撞击所致,点击可看更高解析度的大图。(Credit: Brown University)
图说:图片中央的三个小黑点即为该次撞击所致,点击可看更高解析度的大图。(Credit: Brown University)

  洞察号的地震数据结合轨道图像,可以用来重建流星体的轨迹及冲击波的规模,每一个流星体在撞击大气层时会产生冲击波,而在撞击地面时会产生爆炸,爆炸程度越大,地面震波及来自大气的声波到达洞察号时的程度就不同,可以测量地震发生时地面倾斜的程度和方向,现在研究团队可以将不同大小的陨石坑与特定震波及声波媒合成功。

  在结合了早期资料后,科学家证实的四次流星撞击发生于2020年5月27日、2021年2月18日、2021年8月31日,这四次都产生了规模不超过2.0的小地震,那些小地震虽然只能让科学家对火星地壳有初步了解,但了解撞击的速度很重要,这有助于行星科学家估计行星表面的年龄,而来自火星深处,在2022年5月发生的规模5地震也可以揭露关于火星内部地函及地核的相关资讯。

  洞察号的研究团队一直很困惑为何没有检测到更多的流星体撞击事件,因为火星离太阳系的主小行星带更近,大气层厚度也只有不到地球的1%,理所当然有更多的流星体在穿过火星时不解体撞击地面,团队怀疑这些讯号可能被掩盖在来自风或大气中季节性的变化杂讯之中,但是洞察号已经没有更多的时间来探测撞击了,火星上的尘埃已经逐渐覆盖洞察号的太阳能板,降低可用电量,研究团队也已于今年5月宣布即将关闭,目前工程师根据最新的功率读数预测,洞察号可能会在2022年10月至2023年1月之间失去讯号,该研究论文发表于《自然·地球科学》期刊。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:布朗大学NASA Science

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  韦伯太空望远镜公布了第一幅火星的近红外光影像和近红外光谱图形,显示出韦伯太空望远镜的光谱仪在探索这颗红色星球的威力。

来自韦伯望远镜最新的火星表面红外光影像,可见数个重要的表面地形特征。
图说:来自韦伯望远镜最新的火星表面红外光影像,可见数个重要的表面地形特征。

  韦伯太空望远镜在9月5日对火星拍摄了一系列的照片,此时火星刚通过西方照的位置,正适合韦伯太空望远镜观测。由于韦伯太空望远镜受限于遮阳板的角度,只能在背对太阳的85度至135度之间观测,因此对于地球而言最佳的火星观测时期是冲的位置,但对韦伯来说却会因为阳光将越过遮阳板的关系,反而是在火星西方照或是东方照的位置才是最佳观测期。

2022/09/05太阳系各行星位置,火星与地球、太阳三者几乎夹90度角。图片来源:Heavens-Above
图说:2022/09/05太阳系各行星位置,火星与地球、太阳三者几乎夹90度角。图片来源:Heavens-Above

韦伯望远镜的可观测角度限制在背对太阳的85度至135度间,因此必须为观测目标拟定适合的观测时段。图片来源:JWST
图说:韦伯望远镜的可观测角度限制在背对太阳的85度至135度间,因此必须为观测目标拟定适合的观测时段。图片来源:JWST

  不过,由于韦伯望远镜设计是用来侦测遥远宇宙极为暗淡的星光,因此像火星这种在太阳系内的邻近行星对于韦伯的感光元件来说是过于明亮的,科学家使用了特别的观测手法,尽可能将曝光时间降到最低,才有办法取得火星的清晰影像。

来自韦伯的第一张火星光谱,显现出许多分子谱线。
图说:来自韦伯的第一张火星光谱,显现出许多分子谱线。

  这张由韦伯所配备的近红外光谱仪NIRSpec所摄得的火星光谱,主要是太阳光在火星表面的反射和火星表面的热辐射所组成的,从其中看到许多条由分子所主导的吸收谱线,尤其是二氧化碳、一氧化碳和水气的吸收谱线,其他资讯例如火星的灰尘、云层和表面状况,甚至是大气中各个成份的丰度,都可以由这些光谱资料进行进一步的研究。(编辑/台北天文馆谢翔宇)

资料来源:NASA/JWST

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  对火星侦察轨道卫星(Mars Reconnaissance Orbiter)拍摄到的资料进行深入研究,行星科学家已经确定了位于珍珠高地(Margaritifer Terra)内横跨拉冬山谷(Ladon Valles)北部、拉冬盆地南部和盆地周围的西南方高地的黏土沉积物分布。

研究指出在火星上的特定区域,有可能在数十亿年内多次孕育生命。
图说:研究指出在火星上的特定区域,有可能在数十亿年内多次孕育生命。

  黏土意味着水的长期存在,因为它是在中性pH值条件下形成,水分蒸发极小。研究小组认为,水从大约38亿年前到25亿年前流动到这里。虽然这并不是生命存在的确切证据,可能需要在火星上挖掘化石才能加以证实。然而根据这项最新的研究,可借由对火星表面和沉积物的观察来解释火星生命生存的条件。

  研究人员认为,黏土最初形成于拉冬盆地上方的高地周围,然后被水侵蚀,顺流而下,进入拉冬盆地和拉冬山谷北部的一个湖泊。研究人员发现黏土和其他岩石的分布与周围的水分布是一致的。更重要的是,黏土是营养物质的来源,也是周围环境的稳定剂。把水、营养物质和稳定的条件放在一起,有机体能够生存的机会就会显著增加。

  研究人员指出,直到火星近代历史,该地区的宜居条件可能周期性反复发生。这项研究发表在《Icarus》期刊上。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

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  2022年5月29日早上8时将发生火星合木星,火星在木星南方0.63度处。从地球中心向外看,当火星和木星的赤经经度相同时,称为「火星合木星」,通常是这两颗行星比较接近的时候。

  虽然在「合」发生的时间点太阳已高照,两行星皆不可见。但火星与木星约于凌晨1时45分升起,当天木星亮度约-2.3等,火星约0.7等,位于双鱼座,因此下半夜至天亮前,都可以在东南方天空观赏此二颗行星。观察此现象仅需要利用肉眼就可以轻松观赏,若是使用望远镜观看,因此二颗行星距离稍远,较无法同时显现于望远镜的视野内。

  此外,在晨光前还可以看到金星、火星、木星和土星依序由下而上,从东北方低空到南方天空,横跨半个天幕排成一列的景色。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

2022年5月29日4时的天空。
2022年5月29日4时的天空。以上示意图由Stellarium软体产生。