发布单位:台北市立天文科学教育馆 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)

2001 FO32

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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10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 

  月球在背景星空中移动时,有时会遮掩远方的星体,这种现象称作月掩星。2月26日晚间月球将会遮掩位于狮子座胸前的恒星——轩辕十三,届时月龄13.9的盈凸月的亮缘处可见亮度约3.45等的轩辕十三。

  台北地区发生时间为20:42,它将从亮缘掩入,21:39仍从亮缘复出。虽然月光亮度较高,但由于轩辕十三的亮度相对也高,只要透过双筒或小型望远镜仍可见到这个有趣的瞬间,有兴趣欣赏的民众可以提早五至十分钟开始观察,下图则为掩星复出时轩辕十三及月球的相对位置。(编辑/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

月掩轩辕十三
亮缘复出时(21:39)的月球及轩辕十三。以上示意图由Stellarium软体产生。

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  根据广电总局公布,2021年2月25日至3月17日,用于我国广播电视节目传输的卫星进入春季日凌期,届时卫星广播电视节目接收将受到日凌影响。发生日凌现象时,卫星电视用户可能会看到电视画面出现马赛克甚至信号中断的情况,这是正常现象,用户无需担忧。电视画面一般在几分钟后即可自行恢复正常,最长不超过20分钟。

  日凌(Sun outage)是指:每年春分和秋分前后,太阳穿过赤道,这段时间太阳位于地球赤道上空。在这期间,如果太阳、通信卫星和地面卫星接收天线恰巧又在一条直线上,那么太阳强大的电磁辐射会对卫星信号造成强烈的干扰,这种现象称为“日凌”,就是太阳侵犯、干扰之意,这是一种正常的自然现象。可以通过设计通信频率减小日凌中断的影响,但不能完全消除。“日凌”会影响到所有卫星电视信号的正常接收。

日凌影响示意图

2021年全国主要城市春季卫星日凌时间预告:http://www.nrta.gov.cn/art/2021/2/22/art_113_55163.html

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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,月亮过远近地点、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。

  2021年3月20日17时37分春分,此时太阳光直射赤道,而后直射点渐移向北半球。这日南北半球昼夜相等,太阳视黄经为0度,也标志着春季的开始。

  3月入夜后,冬季星空渐移至西方天空,晚间21~22时,春季大三角(狮子座五帝座一、牧夫座大角星、室女座角宿一)闪耀于东方天空。3月份起夏季银河会将在凌晨2-3时自东至东南方升起,开始进入了拍摄季节,喜爱拍摄夏季银河东升的民众请留意。我们在观星活动中寻找北极星,一般会以北斗七星及仙后座作为指标来确认,3月份晚间20时前后,可同时见这两组指标星座分列于北极星的左侧(仙后座),及右侧(北斗七星),有兴趣的公众可于夜间20时前后抬头找寻辨认之。

太阳系大行星动态
太阳:由宝瓶座运行至双鱼座。
水星:由摩羯座至宝瓶座,顺行。6日西大距,日出前见于东偏南方低空。视星等+0.2→-0.4等,视直径7.8”→5.4”。
金星:由宝瓶座至双鱼座,顺行。26日上合日,接近太阳不易见。视星等-3.9→-4.0等,视直径9.8”→9.7”。
火星:在金牛座顺行。日没后见于天顶附近天空。视星等+0.9→+1.3等,视直径6.4”→5.3”。
木星:在摩羯座顺行。日出前见于东偏南方附近低空。视星等-2.0→-2.1等,视直径33.0”→34.7”。
土星:在摩羯座顺行。日出前见于东南方附近天空。视星等+0.7→+0.8等,视直径15.4”→15.9”。
天王星:在白羊座顺行。日没后见于西方。视星等+5.8→+5.9等,视直径3.5”→3.4”。
海王星:在宝瓶座顺行。11日合日,接近太阳不易见。视星等+8.0等,视直径2.2”。

2021/3/2 西瓦星掩TYC 1397-01336-1
  小行星在背景星空中移动时,有时会遮掩远方的恒星,这种现象称作小行星掩星。2021年3月2日(星期二)23时58分,直径约107.2km、0.062",视星等13.39等的小行星西瓦星(140 Siwa)掩巨蟹座8.35等恒星TYC 1397-01336-1(视坐标α9h4m46s,δ+19°16'22"),最长见掩时长9.0秒,减光(星等下降)5.04等,距离月球74°,月球亮面占比85%。掩星带经过我国台湾赤尾屿、浙江南部、江西北部、湖北中部、重庆北部、陕西南部、四川北部、甘肃南部、青海中部、新疆中部等地。西瓦星是一颗位于小行星带的P型小行星,形状接近球状。详见紫金山天文台掩星预报网站。

小行星掩星

2021/3/4 月掩氐宿增五
  3月4日凌晨,月掩氐宿增五(天秤座μ星,5.3等),恒星从月球暗缘消失,月球为下弦前2日、月龄19.8的亏凸月。中国(除东北部)都可见。氐宿增五是五合星,距离太阳约240光年(约73秒差距)。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩氐宿增五概况   地理经度 地理纬度
掩始外切:02时48分   63.93° 45.77°
掩始内切:02时50分   63.69° 46.07°
掩  甚:04时42分 122.71° 17.76°
掩终内切:06时34分 170.99°   5.02°
掩终外切:06时35分 170.68°   4.70°
宽:4056公里          食延:83分57秒

2021/3/4 月掩氐宿增五见掩范围
R2114 = mu Librae = 氐宿增五

2021/3/4 火星合昴星团 ★
  金牛座的昴宿星团(简称昴星团,又称七姊妹星团,M45,著名的“蓝色问号”)是一个大而明亮的疏散星团。在正常视力下,肉眼可以看到6或7颗恒星,而用双筒望远镜可以看到许多恒星。3月4日,火星在昴星团以南2.6度的地方通过。日落后可见于西方天空。不论用肉眼,还是用双筒望远镜观看,都将是非常美丽的景色。

2021/3/4 火星合昴星团

2021/3/5 灶神星冲日 ★
  2021年3月5日2时08分,第4号小行星灶神星(4 Vesta)到达冲的位置,亮度为+6.0等,位于狮子座。灶神星在冲日前后数日整晚可见,越接近午夜时仰角越高,更适合观测。有兴趣的人可用双筒望远镜搜寻,或长镜头相机拍摄。只是灶神星不太亮,可以先寻找3.3等的西次相(狮子座θ星),再找到灶神星。灶神星是次于谷神星(1 Ceres),在小行星带中是第二大的天体。但灶神星比谷神星较靠近太阳,反射率也较高,因此灶神星比谷神星亮,甚至在近日点冲时肉眼可见!本月7日灶神星与西次相最接近,9日灶神星最近地球(1.360915天文单位)。下一次灶神星冲日将出现在2022年8月。

灶神星

2021/3/6 水星西大距 ★
  这是今年水星的首次西大距,太阳位于宝瓶座天区内,赤纬大约是-7度,而水星位于摩羯座,赤纬比太阳低10度左右,虽然它与太阳的角距达27度,但由于赤纬太低,日出时的地平高度仅为12度。水星西大距的亮度约+0.1等,在东南方低空中,距离水星右上角0.6度的地方有一颗-2.0等的木星,土星也在不远处。借助双筒望远镜使其更容易看到。值得一提的是,前一天(3月5日)水星和木星最接近,两者之间的间隔小于0.5度(满月的视直径),这也是值得一看的。
  警告:天亮后,不要试图用望远镜对准靠近太阳的物体,这样做将导致眼睛的永久性损伤!

2021/3/6 水星西大距

2021/3/9 天鹅座χ星最亮 ☆
  天鹅座χ星是一颗米拉型变星,也是一颗S型星,位于展开翅膀的天鹅脖子的正中央附近,距离地球大约500光年(约153秒差距)。在2021年3月上旬左右达到最亮,日出前可见于东方天空。天鹅座χ星是所有脉动变星中亮度变化最大的之一,其视星等从肉眼可见的3.3等至微弱到用口径30cm以上的望远镜才能看见的14.2等,亮度变化超过一万倍。
  虽然是在约408天的周期中迎来极大,但其周期不是恒定的,因为到了红巨星的末期,整个星球变得不稳定,反复收缩和膨胀,亮度就会发生变化。极大时的亮度也不一定,有时会亮到3~4等,肉眼和双筒望远镜就能找到,但有时达不到6等。建议在极大前后1个月左右,每隔1周进行观测,记录这颗红巨星的亮度变化。

2021/3/9 天鹅座χ星极大亮度

2021/3/14 矩尺座γ流星雨极大期(ZHR~6,不推荐)
  矩尺座γ流星雨(gamma Normids,00118 GNO)是每年固定发生的小流星群之一,活动日期介在2月28日至3月28日之间。今年极大期预测落在3月14日,不过因这群流星雨数量很少,平均ZHR只有6以下,几乎与偶发流星没两样,而且流星本身并不亮,平均在3等以下,只能以录影或无线电的方式进行观测。更重要的是,矩尺座的位置非常南边,受到大气层的影响,可以看见的流星数量会比纬度较南或南半球的地区更少。虽然今年极大期为农历月初,几乎不受月光影响,但仍不推荐观赏。

2021/3/19 “双星伴月”(红眼笑脸🙂)★★★
  进入3月,火星亮度逐日下降,由月初的0.9等下降到月末1.3等,平均亮度1.1等。3月19日傍晚,在西方天空可以容易地看到一张笑脸——“双星伴月”的美景将上演,火星、毕宿五和蛾眉月共同绽放笑脸。此时火星与月球的距离为4.5度,毕宿五与月球的距离为6.8度,火星与毕宿五的距离为7.0度。
  这次两只“眼睛”的亮度比较接近,比之前发生过的“一眼大”“一眼小”的笑脸要美观一些。笑脸的“眼睛”为什么红红的?那是因为火星土壤中含有大量氧化铁,氧化铁反射太阳光时,红色波长部分比较多,使得火星看上去红通通;而毕宿五是一颗红巨星。这次“红眼笑脸”的五官相对端正,持续时间较长,非常值得一看!

2021/3/19 “双星伴月”

2021/3/19 月掩天街二
  “红眼笑脸”当晚,还将发生月掩天街二(金牛座ω²星,4.9等),恒星从月球暗缘消失,月球为上弦前2日、月龄5.6的蛾眉月。中国(除东北部)、越南、老挝、泰国、柬埔寨、缅甸可见。天街二是一个双星系统,距离太阳约94光年(约29秒差距)。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩天街二概况     地理经度 地理纬度
掩始外切:18时36分     1.61°  -8.55°
掩始内切:18时38分     1.18°  -8.48°
掩  甚:20时43分   54.81° 27.22°
掩终内切:22时47分 123.08° 19.39°
掩终外切:22时49分 122.65° 19.32°
宽:3396公里          食延:96分58秒

2021/3/19 月掩天街二见掩范围
R628 = omega 2 Tauri = 天街二

2021/3/20 春分 ★
  2021年3月20日17时37分春分,太阳过天赤道,进入北半球。自清代开始,定以春分点为0度,太阳在黄道上每运行15度定为一个节气,春分是二十四节气中的第四个节气。春分是春季九十天的中分点,它不仅有天文学上的意义:南北半球昼夜平分;在气候上,也有比较明显的特征。春分时节,我国除青藏高原、东北、西北和华北北部地区外都进入明媚的春天。

2021/3/22 月掩天樽增一
  3月22日晚上,月掩天樽增一(双子座37,5.7等),恒星从月球暗缘消失,月球为上弦后1日、月龄8.3的盈凸月。中国南部、菲律宾、越南、老挝、泰国、柬埔寨、缅甸、马来西亚、新加坡、文莱可见。天樽增一是单个黄白色主序星,距离太阳大约为56.3光年。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩天樽增一概况     地理经度 地理纬度
掩始外切:19时13分   26.57°    -1.89°
掩始内切:19时15分   26.20°    -1.93°
掩  甚:21时20分   83.78°   21.64°
掩终内切:23时25分 140.53°   -4.04°
掩终外切:23时27分 140.16°   -4.00°
宽:3386公里         食延:100分42秒

2021/3/22 月掩天樽增一见掩范围
R1055 = 37 Geminorum = 天樽增一

2021/3/27 木卫二偏食木卫一
  木卫一是太阳系第四大卫星,木卫二是太阳系第六大卫星(稍比月球小)。当木卫一(艾奥)进入木卫二(欧罗巴)的影子里时,称为“木卫二食木卫一”。本次现象为偏食:半影食始04时22分,偏食始04时23分,食甚04时24分,偏食终04时26分,半影食终04时27分,减光0.5等。

2021/3/27 木卫二偏食木卫一过程

  不需要大望远镜,因为木星的四颗伽利略卫星相当明亮。与掩星一样,计时是关键点,最好使用能够加插GPS时间的摄影机(时间精度要求为0.1秒或更准确)。长焦距望远镜放大录影,使用高帧率(high frame rate)摄影机。需要现象发生前5分钟开始纪录,直至现象完结后5分钟,以帮助进行光度分析。拍摄时将木星移出视场以免影响木卫的曝光值。

2021/3/30 月掩角宿增三
  3月30日凌晨,月掩角宿增三(室女座74,4.7等),恒星从月球暗缘出现,月球为满月后1日、月龄16.0的亏凸月。亚洲大部、欧洲东部可见。角宿增三是一颗淡淡的红色恒星,距离太阳约432光年。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩角宿增三概况  地理经度 地理纬度
掩始外切:02时04分   24.57° 56.46°
掩始内切:02时06分   24.30° 56.86°
掩  甚:03时51分   98.15° 32.86°
掩终内切:05时36分 140.88°   7.64°
掩终外切:05时37分 140.51°   7.23°
宽:4603公里          食延:73分37秒

2021/3/30 月掩角宿增三见掩范围
R1941 = 74 Virginis = 角宿增三

3月中国各地见月掩星时间表

2021年3月月掩星

天文现象
3/01                   室女座R星极大(米拉变星,6.1~12.1等,周期146日)
3/01                   狮子座ρ流星雨极大期(ZHR<2),狮子座ρ流星雨(rho Leonids,00442 RLE)活动日期介在2月13日至3月13日之间,速度~66km/s(中速)
3/01 20时40分 月球过天赤道,进入南半球
3/02 02时23分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/02 05时09分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
3/02 07时         C/2020 R4 (ATLAS)阿特拉斯彗星通过近日点
3/02 13时18分 月球过近地点,月地距离365423.18公里,视直径32.7′
3/02 14时58分 角宿一合月,角宿一在月球以南6.58度
3/03 01时         C/2019 T3 (ATLAS)阿特拉斯彗星通过近日点
3/04 01时         水星过降交点,日心黄纬0度
3/04 04时04分 月掩氐宿增五(天秤座μ星,5.3等),恒星从月球暗缘消失,中国(除东北部)可见
3/04 07时36分 火星合昴星团,火星在昴星团以南2.6度
3/04 20时         206P/Barnard-Boattini巴纳德-博亚蒂尼彗星通过近日点(周期6.5年,木星族)
3/05 02时08分 小行星灶神星冲日,视亮度6.0等,位于狮子座,是一年中观测4号小行星灶神星(4 Vesta)的最佳时机
3/05 14时47分 水星合木星,水星在木星以北0.33度,水星亮度0.1等,木星亮度-2.0等,位于摩羯座,日出前见于东方低空
3/05 16时54分 惊蛰,太阳黄经345°,太阳赤纬-5°55′
3/06 08时56分 月球过降交点,月球自北向南运行时由白道经过黄道,地心黄纬0度
3/06 09时30分 下弦
3/06 19时22分 水星西大距,日距角27.3度,视亮度0.2等,视直径7.1″,黎明时见于东方低空
3/06 21时08分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/07                 三月天猫座流星雨极大期(ZHR<2),三月天猫座流星雨(March Lyncids,00271 MLY)活动日期介在1月25日至5月15日之间,速度~9km/s(慢速),母天体252P/LINEAR林尼尔12号彗星
3/07 05时33分 木卫一(6.2等,视直径0.8角秒)掩木卫二(6.4等,视直径0.7角秒)
3/07 04时         小行星灶神星与狮子座θ星西次相(3.3等)最接近(01°07′)
3/07 20时         月掩人马座球状星团M28,南太平洋可见
3/08 01时49分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/08 04时40分 月球赤纬最南(δ-25°09.6′)
3/09                   天鹅座χ星极大(米拉变星,3.3~14.2等,周期408日)
3/09 04时42分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
3/09 12时01分 小行星灶神星最近地球,1.360915天文单位,5.9等
3/10 06时57分 土星合月,土星在月球以北3.69度(瞬时中天经度:159.6度)
3/10 23时36分 木星合月,木星在月球以北4.05度(瞬时中天经度:-81.2度)
3/11 08时01分 海王星合日,海王星在太阳背后,不可见
3/11 09时01分 水星合月,水星在月球以北3.70度(瞬时中天经度:142.0度)
3/11 12时         C/2021 B3 (NEOWISE)彗星通过近日点
3/12                   武仙座x流星雨极大期(ZHR<2),武仙座x流星雨(x Herculids,00346 XHE)活动日期介在3月5日至3月21日之间,速度~35km/s(慢速)
3/12                   C/2020 R4 (ATLAS)阿特拉斯彗星最亮,视亮度6.3等,位于摩羯座
3/12 05时         28P/Neujmin诺伊明1号彗星通过近日点(周期18.4年,木星族)
3/12 13时         C/2020 N1 (PANSTARRS)泛星彗星通过近日点
3/12 20时34分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/13 08时16分 金星合月,金星在月球以北3.87度(瞬时中天经度:175.9度)
3/13 18时21分 朔
3/14                   矩尺座γ流星雨极大期(ZHR~6),矩尺座γ流星雨(gamma Normids,00118 GNO)活动日期介在2月28日至3月28日之间,速度~56km/s(中速),亮度指标r=2.4(中等)
3/14 01时15分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/14 09时         海王星合金星,海王星在金星北0.40度
3/14 09时46分 水星过远日点,距离太阳0.467天文单位
3/14 16时         金星日心黄纬最南,日心黄纬-3.4度
3/15                   天兔座T星极大(米拉变星,7.4~14.3等,周期372日)
3/15                   牧夫座R星极大(米拉变星,6.2~13.1等,周期223日)
3/15 04时06分 月球过天赤道,进入北半球
3/15 14时         C/2021 A10 (NEOWISE)彗星通过近日点
3/16 04时15分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
3/16 20时21分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
3/17                   双子座R星极大(米拉变星,6.0~14.0等,周期370日)
3/17                   室女座η流星雨极大期(ZHR<2),室女座η流星雨(eta Virginids,00011 EVI)活动日期介在3月5日至3月25日之间,速度~27km/s(慢速)
3/17 09时50分 天王星合月,天王星在月球以北2.7度(瞬时中天经度:-166.7度)
3/18 13时03分 月球过远地点,月地距离405252.55公里,视直径29.5′
3/18 20时00分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/19                   狮子座β流星雨极大期(ZHR<2),狮子座β流星雨(beta Leonids,00847 BEL)活动日期介在2月14日至4月25日之间,速度~57km/s(中速)
3/19 17时10分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
3/19 21时55分 月掩天街二(金牛座ω²星,4.9等),恒星从月球暗缘消失,中国(除东北部)、越南、老挝、泰国、柬埔寨、缅甸可见
3/20 00时42分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/20 01时47分 火星合月,火星在月球以北1.93度(瞬时中天经度:-17.2度)
3/20 05时48分 毕宿五合月,毕宿五在月球以南5.27度
3/20 08时         C/2021 A4 (NEOWISE)彗星通过近日点
3/20 10时         191P/McNaught麦克诺特11号彗星通过近日点(周期6.9年,木星族)
3/20 11时31分 月球过升交点,月球自南向北运行时由白道经过黄道,地心黄纬0度
3/20 17时37分 春分,太阳黄经0°,太阳赤纬0°,太阳过天赤道,进入北半球,春分前后可于日落后1~2小时的西方天空看见黄道光
3/21 22时40分 上弦
3/22 12时         P/2016 G1 (PANSTARRS)泛星55号彗星通过近日点(周期4.2年,恩克型,已经解体)
3/22 16时35分 月球赤纬最北(δ+25°18.6′)
3/22 21时55分 月掩天樽增一(双子座37,5.7等),恒星从月球暗缘消失,中国南部、菲律宾、越南、老挝、泰国、柬埔寨、缅甸、马来西亚、新加坡、文莱可见
3/23 03时49分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
3/23 08时         火星合毕宿五,火星在毕宿五以北7.0度
3/23 18时55分 北河三合月,北河三在月球以北3.45度
3/23 20时57分 金牛座λ星毕宿八极小(大陵五型食变星)
3/24 14时         C/2020 F5 (MASTER)彗星通过近日点
3/24 15时         10P/Tempel坦普尔2号彗星通过近日点(周期5.4年,木星族)
3/24 19时27分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/26 00时08分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/27 04时24分 木卫二偏食木卫一(偏食:半影食始04时22分,偏食始04时23分,食甚04时24分,偏食终04时26分,半影食终04时27分,减光0.5等)
3/27 19时50分 金牛座λ星毕宿八极小(大陵五型食变星)
3/27 22时42分 鸟神星冲日,视亮度17.1等,位于后发座,是观测小行星鸟神星(136472 Makemake)的最佳时机
3/29 02时48分 望,农历二月十七
3/29 06时13分 月球过天赤道,进入南半球
3/30 00时22分 角宿一合月,角宿一在月球以南6.45度
3/30 03时         海王星合水星,海王星在水星北1.40度
3/30 03时22分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
3/30 14时16分 月球过近地点,月地距离360309.17公里,视直径33.2′
3/30 18时53分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
3/30 03时48分 月掩角宿增三(室女座74,4.7等),恒星从月球亮缘消失、暗缘出现,亚洲大部、欧洲东部可见
3/31 18时43分 金牛座λ星毕宿八极小(大陵五型食变星)

  *注1: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2021/3/10/06:57土星合月(视赤经合),在东经159.6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。
  *注2: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。

  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β星)之间相合。

  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“每小时天顶流量”,国际流星组织(IMO)没有“ZHF = Zenith Hourly Flow(每小时天顶流量)”、“ZHN = Zenith Hourly Number(天顶每小时流星数)”这一类的词。百度百科以及万维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)已在最新的0.20.4版本中更新了zh和zh_CN的翻译。

  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。

《中国天文年历》行星合月定义

  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:外行星或小行星与太阳的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。

  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。

  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。

  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。

用手估计角直径
0.5度的距离,相当于满月的视直径,或是手臂打直后,小拇指顶端一半的宽度。
1度,相当于2倍满月的视直径,或是手臂打直后,小拇指顶端的宽度。
2度,相当于手臂打直后,大拇指顶端的宽度。
3度,相当于手臂打直后,食指与中指两指合并顶端的宽度。
5度,相当于手臂打直后,食指、中指与无名指三指合并顶端的宽度。
7度,相当于手臂打直后,四指合并顶端的宽度。
10度,相当于手臂打直后,一个拳头的宽度。
15度,相当于手臂打直后,食指到小拇指间张开的宽度。
25度,相当于手臂打直后,整只手从大拇指到小拇指张开的宽度。许多朋友的大拇指和小拇指张开并不能达到25°,可能只有20°-22°。

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、美国海军天文台《Explanatory supplement to the astronomical almanac》
  4、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/

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

Thorium concentrations on the Moon.

  一个覆盖了将近四分之一月球表面积的陨石坑,揭露了月球这颗卫星形成的新讯息。科学家利用放射性元素钍,针对南极-艾特肯盆地撞击产生的物质进行分析后,能够细部推演月球地函及地壳发展的时间线,这项结果对于理解月球的形成和演化有着重要意义。

  月球上的南极-艾特肯盆地放在太阳系之最里也相当突出,它的直径约2550公里,深达8.2公里,是太阳系中前几名的撞击坑。它在大约43亿年前的一次剧烈撞击下产生,当时的月球依然非常炎热,可塑性也极强,该次的撞击会从月球表面下挖出大量物质。

  我们都知道月球以同一面面对着地球,这使得研究位于月球另一侧的撞击坑并不容易,现在科学家针对该次撞击进行模拟,发现喷出物应该落在月球表面与钍沉积物相对应的位置。面对着地球的这一面,布满了黑斑,这些被称为月海的结构,实际上是月球远古火山或熔岩活动所形成的黑色玄武岩平原;相较之下,背对地球的那一面,颜色要浅得多,月球背面的地壳也更厚。

  科学家检测到的大部分钍都出现在近的这一侧,所以它的这种分布通常被解释为与两侧的差异有关,但对于南极-艾特肯撞击坑的分析后,似乎又是另一个故事。

  月球上的钍是在熔融时期沉积下来的,此时约为45亿至44亿年前,月球虽被熔融状态的岩石所覆盖,但也逐渐冷却和凝固,这个过程中,密度较大的矿物会下沉到更深处成为地函,较轻的则会浮上顶部形成地壳。而钍不容易与其它矿物互融,它就像一层油一样被夹在两个熔融层之间,过一段时间才会渐渐向地核下沉,而此时,一颗极大的陨石撞击月球时,挖出了大量的钍层,溅遍了月球近地球的一侧。

  该陨石也撞击并融化了更深的岩石,而更深层的岩石不含钍,因此两侧的表面物质似乎有很大的不同,研究人员最近在该撞击坑中找到了几处原始的钍矿床,期望成为未来探月任务中需要拜访的重要地点,该研究被发表在《地球物理研究期刊:行星》。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在经过203天穿越4亿7千万公里的旅程后,由NASA发射的毅力号火星探测车在2021年2月19日上午04:55成功登陆火星。

毅力号登陆过程,短短7分钟由5.4公里/秒的速度平稳着陆(点选图片将可放大观赏),图片来源NASA/JPL。
毅力号登陆过程,短短7分钟由5.4公里/秒的速度平稳着陆(点选图片将可放大观赏),图片来源NASA/JPL。

  在危险7分钟的降落过程后,毅力号成功穿越火星的稀薄大气抵达耶泽罗陨石坑(Jezero crater)。利用空气动力防护罩、降落伞、地形比对导航和火箭,探测车由火星大气(离地150公里)5.4公里/秒的速度和缓的降落在火星表面,并在过程中蒐集火星大气数据。

  由于探测车着陆处目前没有正对地球,毅力号首先传送讯号给NASA位于火星上空的侦察轨道卫星(Mars Reconnaissance Orbiter),再透过在西班牙的深空探测网(Deep Space Network)的电波天线接收,转发给在加州的JPL的控制中心的科学家和工程师。由于火星距离2.05亿公里约需11分钟才能收到讯号,因此降落7分钟的过程中毅力号必须自行完成进入火星大气、减速和着陆。借由比对即时影像和事先存取的地图来导航,毅力号成功在拥有峭壁、沙丘和巨砾的耶泽罗陨石坑(至今最具挑战性的着陆点)降落。

毅力号登陆后传回的第一批照片。这是透过红色滤镜拍摄的影像(图片来源NASA/JPL)。
毅力号登陆后传回的第一批照片。这是透过红色滤镜拍摄的影像(图片来源NASA/JPL)。

  毅力号这个约汽车大小1,026公斤重的机器地质和天文生物学家,在进行数周的测试后,将展开为期2年的耶泽罗陨石坑探测。任务最重要部分是寻找古代微生物的迹象,并研究湖底和三角洲的岩石和沉积物以了解过去的地质和气候。毅力号将蒐集可能有生命痕迹的岩石样本,并在未来的任务中带回地球分析。

  耶泽罗陨石坑位于火星赤道北方,邻近巨大撞击盆地——伊希斯平原(Isidis Planitia)的西侧。火星的轨道卫星于此发现在有水环境下生成的黏土矿物。科学家认为35亿年前,此处曾经充满水并拥有河流和冲积三角洲。

毅力号

  毅力号头部有一对Mastcam-Z的变焦相机,可提供高解析度、彩色3D的火星全景图。Super Camu将使用雷射脉冲来研究岩石和沉积物的化学组成,并配备麦克风帮助科学家了解岩石的性质和硬度。

  在机械手臂的末端,PIXL和SHERLOC将近距离蒐集火星地质数据。PIXL将使用X光来研究岩石化学组成。SHERLOC是和之前探测车较不同的仪器,它是紫外线雷射和光谱仪,将研究岩石表面来寻找生命基石相关的矿物或有机分子。机械手臂也将钻取岩石样本,并封存在食指大小的特殊试管中,以便将来的任务取回地球分析。

  毅力号底盘有三个仪器。RIMFAX是透地雷达,用来研究不同的表面随时间的形成,为将来寻找地下水冰层做准备。同样为未来探测火星做准备的还有MOXIE,将从火星稀薄且95%二氧化碳的大气中制造氧气。而MEDA在头部和底盘都有感测器,将提供火星的天气和沙尘随季节变迁的重要讯息。位于毅力号腹部的机智号直升机同样受到瞩目,它将利用太阳能充电,并在机智号控制下于火星稀薄大气中尝试飞行。因主要目标是成功飞行,机智号仅携带相机,成功的话将为火星增加空中的视角。在未来也可当作侦查员或是帮基地外的太空人运送物品。机智号测试完成后,毅力号将认真寻找古代微生物生命的证据。(编译/台北天文馆陈姝蓉)

资料来源:Sky & Telescope

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  美国天文学与天体物理学奥林匹克竞赛(以下简称“美国天文奥赛”,USAAAO)的目标是在全美范围内引起人们对天文学和天体物理学的兴趣。通过资源和选拔测试,举办者们鼓励学术发展,并选择学生代表美国参加国际天文学与天体物理学奥林匹克竞赛(IOAA)。
  USAAAO分为两个阶段:第一轮测试与NAO。第一轮考试为期约75分钟,约30道选择题笔试,涵盖IOAA教学大纲的所有部分。USAAAO允许考生使用科学计算器以及所提供的常数表。第一轮考试已于2021年1月30日完成,目前有110名学生有资格参加3月份的美国国家天文学奥林匹克竞赛(NAO)。

USAAAO 2021 – First Round
January 30th, 2021

选择题(单选)

1. 2020年12月21日,木星的坐标 (α, δ ) = (20h 10m, -20°34′) 。那时土星在哪个星座?
(a) 摩羯座
(b) 宝瓶座
(c) 双鱼座
(d) 天鹰座

2. 一颗光度5.86×1026W、半径8.51×108m的恒星的光谱类型是?
(a) A
(b) F
(c) G
(d) K
(e) M

3. 系外行星HD 209458b的质量是木星的0.71倍,以3.53天的轨道周期绕HD 209458运动,HD 209458有着1.15倍的太阳质量。假设HD 209458b的轨道是圆形并且是沿我们视线方向的,那么HD 209458b的轨道运动所造成的HD 209458的径向速度半振幅是多少?
(a) 69.6 m/s
(b) 85.9 m/s
(c) 94.2 m/s
(d) 120.8 m/s

4. 黑体的光子数密度与温度有关,1613557031163436.png,其中kB 是玻尔兹曼常数, 是约化普朗克常数,c 是光速,T 是黑体温度,α 是个无量纲的数值常数。那么n 的值是多少?
(a) 1
(b) 2
(c) 3
(d) 4

5. HD 209458b的半径是木星的1.35倍,而HD 209458的半径是太阳的1.2倍。HD 209458b的凌日深度用百分比表示是多少?
(a) 0.013%
(b) 0.13%
(c) 1.3%
(d) 13%

6. 以下传统大爆炸理论中的哪个问题可以用暴胀理论来解释?
(a) 传统的大爆炸理论中,我们的宇宙几乎不可能是平直或接近平直的,这与观测结果不同。
(b) 传统的大爆炸理论中,宇宙微波背景不可能在复合时期就已经达到热平衡,尽管观测到的温度是均匀的。
(c) 传统的大爆炸理论预言了大量的磁单极子,但我们还不曾发现它们。
(d) 以上都是

7. 新智彗星C/2020 F3 (NEOWISE)上一次过近日点是2020年7月3日,它的轨道周期大约4400年,偏心率为0.99921。以AU为单位,新智彗星的近日点距离是多少?
(a) 0.0123 AU
(b) 0.212 AU
(c) 2.69 AU
(d) 26.8 AU

8. 一位天文学家探测到一个星系并分析了其不同部分的物理组成。氢原子“自旋翻转”跃迁产生的频率ν0 =1420.406 MHz,但在这个星系中探测到的是ν =1422.73 MHz。他发现:

  1. 星族Ⅰ的恒星 (1) 并且都是 (2) 金属星

  2. 此星系正在 (3) 我们,速度为 (4) km/s

选出能正确补全以上描述的选项。

(a) (1) 年轻;(2) 贫;(3) 远离;(4) 245
(b) (1) 年老;(2) 富;(3) 接近;(4) 490
(c) (1) 年老;(2) 贫;(3) 远离;(4) 490
(d) (1) 年轻;(2) 富;(3) 接近;(4) 490
(e) (1) 年轻;(2) 富;(3) 接近;(4) 245

9. 一个稳定的疏散星团大约有N =1000颗类太阳恒星,它的角直径θ =30角分,距离d =500pc。如果星团可以近似为密度均匀的球形,估算星团内恒星的平均速度。已知半径为r 的均匀球体的引力势能为

1613568678814401.png

(a) 507 m/s
(b) 643 m/s
(c) 894 m/s
(d) 1021 m/s
(e) 771 m/s

10. 如果地球的自转倾角突然变成0度,但轨道偏心率保持不变,那么太阳的日行迹会有什么变化?
(a) 日行迹会变成有两个对称轴的完美“8”字形
(b) 日行迹会变成一个点
(c) 日行迹会变成大圆的一段圆弧
(d) 日行迹会变成一个圆
(e) 日行迹会变成一个球面三角

11. T⊙,CT⊙,S 分别是太阳的核心和表面温度,TA,CTA,S 分别是红巨星大角星的核心和表面温度,TS,CTS,S 分别是白矮星天狼星B的核心和表面温度。下面哪个大小关系是正确的?

1613572115793070.png

12. 一颗恒星光谱中的Hα 谱线有一个Δλ = 0.043×10-10m的微小位移,这一谱线本来的波长是λ0 = 6.563×10-7m。如果这是从恒星的赤道面观测的,计算该恒星的自转周期。已知Rstar = 8×105 km。
(a) 29.59天
(b) 14.63天
(c) 21.15天
(d) 34.39天

13. 艾萨克·牛顿制造的f /5反射式望远镜的主镜口径为30mm。他使用一个焦距5mm的目镜,由此可知此望远镜的焦距和放大倍率是?
(a) 150 mm,30×
(b) 300 mm,15×
(c) 300 mm,30×
(d) 150 mm,25×

14. 观察下面这张图片:

冬季星空

图中圈出了3个梅西耶天体,请选出天体类型和序号匹配正确的选项。
(a) 1-疏散星团,2-疏散星团,3-星云
(b) 1-疏散星团,2-星云,3-星系
(c) 1-星系,2-星云,3-球状星团
(d) 1-疏散星团,2-星系,3-球状星团
(e) 1–疏散星团,2-星云,3-疏散星团

15. 太阳系中有一种有趣的现象,即星际空间中的彗星被太阳捕获。假设一颗质量为7.15×1016kg的彗星被太阳系捕获后,它的轨道近日点是4.64 AU,而且它被捕获前相对太阳的速度非常小。计算彗星在近日点的速度。
(a) 87.1 km/s
(b) 45.9 km/s
(c) 5.67 km/s
(d) 105.4 km/s
(e) 19.6 km/s

16. 某天的世界时0h,本初子午线的恒星时是5h 56min 9.4s。在这一天(以世界时的开始和结束为准),当芝加哥的恒星时为20h的时候,当地的民用时间是多少?已知芝加哥的经度是87.65004722°W,时区是UT-6。你应该考虑太阳时和恒星时的差异。
(a) 14h 1min 32s
(b) 13h 26min 17s
(c) 14h 36min 47s
(d) 14h 0min 43s
(e) 13h 51min 11s

17. 考虑一个恐怖的情景:太阳变成了红巨星,并且它的半径每100年翻一倍。请按照紧迫性和重要性对以下人类应当关注的问题进行排序。
Ⅰ:由于地球与太阳直接接触而导致的轨道衰减
Ⅱ:随着地球和太阳之间的距离缩小,地球将进入太阳的洛希极限并开始解体
Ⅲ:潮汐对太阳外层大气的影响会导致轨道衰减,就像月球造成地球潮汐时会损失能量那样
Ⅳ:失控的温室效应导致极端的温度,使地球成为炎热、类似金星的行星,不可居住
(a) Ⅲ,Ⅳ,Ⅱ,Ⅰ
(b) Ⅳ,Ⅲ,Ⅱ,Ⅰ
(c) Ⅳ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅰ
(d) Ⅳ,Ⅲ,Ⅰ,Ⅱ

18.TESS的一个观测目标TOI 402.01的轨道周期是4.756 ± 0.000023天,上一次观测到它凌星是在TESS儒略日2139.1 ± 0.0027008天(即BJD – 2457000)。即将进行的下一次观测将会是上一次之后的第23次凌星,这次凌星的TESS儒略日是?
(a) 2243.732 ± 0.0027238 TESS JD
(b) 2248.488 ± 0.000529 TESS JD
(c) 2248.488 ± 0.0027238 TESS JD
(d) 2248.488 ± 0.0032298 TESS JD

19. 木星的质量是1.90×1027kg,半径是7.15×107m。以Mbar为单位,估算与木星中心压强最接近的数量级。
(a) 0.1
(b) 1
(c) 10
(d) 100

20. 以下哪一项叙述是错误的?
(a) 原子序数大于铁的元素,主要由超新星爆发形成。
(b) 维持恒星自身形状的是压力和引力之间的静力学平衡。
(c) 太阳的米粒组织在日冕层。
(d) 原恒星实际上并不是恒星,因为它们的主要热量来源不是聚变。
(e) 主序星的光谱型越早,质量越大。

21. 考虑一个水平式日晷,其中三角形圭表抬高的角度等于该地点的纬度,φ =38°。如果三角形圭表的面积是2 m2,那么春季的第一天(春分)正午3个小时后,阴影的面积是多少m2
(a) 3.0
(b) 3.5
(c) 2.5
(d) 1.5
(e) 4.0

水平式日晷

22. 一个食双星系统在某些特定波段的总合成视星等为5.67。在亮度次极小期间,第二颗恒星完全被第一颗恒星掩食,此时视星等变暗成了6.28。第二颗恒星产生的流量占总合成流量的百分比是多少?
(a) 10.8%
(b) 43.0%
(c) 57.0%
(d) 89.2%

23. 一位天文学家观测到一颗类太阳恒星,从地球上看它的V波段视星等是6.37。如果V波段的平均星际消光是1.00 mag/kpc,计算这颗恒星与太阳系的距离。
(a) 11.5 pc
(b) 49.5 pc
(c) 34.2 pc
(d) 23.7 pc
(e) 18.9 pc

24. 太阳的温度约5000 K,天狼星的温度约10000 K,二者谁的累积辐射(即单位时间单位面积发射的净能量)更高?
(a) 太阳
(b) 天狼星
(c) 与它们各自的半径有关
(d) 累积辐射相等

25. 一艘太空船正尝试在一颗质量是它100倍的气态巨行星旁进行引力弹弓操作。由于飞船在某种程度上进入了行星大气,因此守恒的是动量而不是能量。计算飞船的速度变化与行星的速度变化之间的比率1613577725804900.png
(a) 10
(b) 100
(c) -10
(d) -100

26. 想象一下,我们的宇宙充满了质量为mb =0.62 kg的篮球。篮球的数密度nb 需要是多少才能使质量密度等于目前的宇宙临界密度?
(a) 1.5×10-26 m-3
(b) 1.7×1026 m-3
(c) 1.5×10-27 m-3
(d) 1.7×1027 m-3

27. 如果双星的距离足够近,会有吸积现象发生,主星会“吃掉”伴星的物质,伴星的物质盘旋着掉向主星,形成吸积盘。
一吸积盘的外边缘到主星(半径R、质量M)中心的距离是3R ,计算一微小质量m 从第一次进入吸积盘到接触到主星为止的能量损失。你可以认为轨道满足开普勒运动。

1613658178628826.png

28. 一个经常被提及的有趣事实是,人体每单位体积的产能量比恒星还要大。如果太阳的大小保持不变,但它单位体积的产能与人体相等,那么它的表面温度会是多少?假设普通人的产能功率是100瓦,体积是66400 cm3
(a) 3500 K
(b) 10000 K
(c) 25000 K
(d) 40000 K
(e) 50000 K

29. 已知光子从物质中退耦和中性氢开始形成时的宇宙微波背景(CMB)的红移是1100,那时的宇宙温度是多少?目前的CMB温度是2.73 K。
(a) 10000 K
(b) 30000 K
(c) 3000 K
(d) 1000 K
(e) 300 K

30. 我们应该在何时何地安置一架射电望远镜,以使它与地球上的射电望远镜组合使用时,能够观测到玉夫座星系(NGC 253)中的超大质量黑洞?
玉夫座星系超大质量黑洞的质量约为5×106M,距离大约3.5Mpc
考虑到射电波的能量在10-5eV左右,在下面的选项中选出与你的计算结果最接近的一项。
使用公式1613580636596226.png估算角分辨率。
(a) 远地点的月球
(b) 合日的火星
(c) 大距的金星
(d) 木星冲日时,它的其中一颗卫星
(e) 地球在近日点时,奥尔特云最远处的某个位置

第一轮答案:
ACBCC DBDEC
DAAEE EDDCC
CBDBD ADECD

资料来源:https://usaaao.org/

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发布单位:香港大学

  现代地球和火星的大气都具氧化性,日常生活中含铁的物质很容易被氧化形成铁锈(即铁氧化物)。氧化性的大气在地球上已经存在约25亿年,但在此之前,地球的大气是还原性的,即地表并没有铁锈痕迹。

  从还原态行星(reduced planet)到氧化态行星(oxidised planet)的转化被称为大氧化事件(GOE),此转化是地球演化过程中的核心部分。地球上的大氧化事件在本质上与生命演化,尤其与产氧光合作用的盛行密切相关。香港大学的行星地质学家发现火星其实也经历过大氧化事件——这颗红色星球的表面在几十亿年前并没有那么红。

  这项研究最近于权威学术期刊《自然‧天文学》(Nature Astronomy)中发表,由港大地球及行星科学研究部和太空研究实验室的博士研究生刘嘉成和其导师Joseph MICHALSKI博士共同率领完成。他们利用高光谱遥感技术,分析火星地表物质的分子振动,借以研究火星古老岩石的矿物学和地球化学特征。研究团队将火星高光谱遥感数据与实验室所收集的光谱数据进行详细对比,发现火星地表出露的古老岩石曾经历过还原性的化学风化,显示早期火星确实存在过还原性的大气环境。

  虽然现代火星具有干冷的气候条件,但是在35亿年前,火星更为温暖潮湿,其气候条件足以让河道、湖泊和含水矿物在地表形成。科学家利用数学模型研究早期火星大气和古气候,发现早期火星存在过较强的温室效应。要实现这强度的温室效应,大气中不仅需要二氧化碳的存在,还必须包含还原性气体。在这项研究之前,没有任何证据显示早期火星出现过还原性大气,而这项研究证实了早期火星大气的确是还原性的。

  此研究采用了红外遥感的细致分析,利用红外光谱研究风化岩石露头的矿物分布特征。研究工作建基于中国海南岛与火星类似的玄武岩厚层风化剖面的仔细分析上。刘嘉成在室内利用红外光谱对海南岛玄武岩风化壳进行了系统性研究,较早前亦在《应用黏土科学》期刊(Applied Clay Science)发表了适用于表征玄武岩化学风化程度的光谱参数。

1613583785251597.jpg
  加工彩色图像中,左上角的蓝色调表明岩石在风化过程中,铁质因为风化而流失。这是存在还原环境的直接地质证据。

  「嘉成的研究项目真的非常出色,成功地将实验室的研究结果应用于火星遥感之上。」Michalski博士续说:「他发现火星上的岩石剖面具有和海南岛风化壳类似的矿物演化趋势。」

  地球及行星科学研究部助理教授Ryan MCKENZIE博士对这项研究工作亦印象深刻。Mckenzie博士说:「这是一项十分出色的研究,其发现将影响我们对类地行星及其表面环境早期演化的理解。氧气是生物光合作用的产物,正是由于生命的存在,地球的大气在25亿年前从还原性向氧化性的转变才成为可能。如果没有微生物产生氧气,它就不会在我们的大气中聚积,我们亦不会在地球上生存。尽管火星和地球在演化过程中的部分条件存在一定的差异,但我不禁开始思考,嘉成的研究结果对早期火星生物圈是否存在有哪些启示。」

  中国首次自主发射的「天问一号」探测器,已于2021年2月10日进入火星轨道,并定于今年5月登陆火星,令科学家为之振奋。港大这项研究工作证明了如何透过光谱和遥感技术,做出对理解火星演化具有重要意义的基础发现。当我们开始了解火星最古老的历史时,研究人员亦同时准备好直接探寻或曾存在于火星的生命印记,未来港大将致力成为参与探索任务的一员,为火星研究出一分力。

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 

  国际太空站(International Space Station,ISS)是地球的微重力实验室,在离地约400公里倾角51.6度的轨道由西向东绕行(约90分钟绕行一周)。国际太空站的亮光来自于反射太阳光,因体积较大、轨道较低是容易观察的人造卫星。当于黎明或黄昏通过上空,距离较近、角度适合时,肉眼可见移动的亮点。2021年2月19日清晨约5点半通过台北上空的亮度达-3.7等,经过的时间及相对位置(方位、仰角)会随观测地点而有差异。下方图片为以台北天文馆为观测点计算而得。

2021年2月19日国际太空站飞掠台北上空时的位置及时间示意图。
2021年2月19日国际太空站飞掠台北上空时的位置及时间示意图。

  若想提早知道符合您所在位置的观测时间、方位和亮度,可浏览HEAVENS ABOVE,调整网站右上角方格中的地点后,点选“人造天体”项下的“国际太空站”取得最佳观赏资讯。(编辑/台北天文馆陈姝蓉)

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  夏威夷大学天文学研究所(IfA)的小组,宣布发现太阳系最遥远的天体。这颗在2018年1月15日由8.2米昴望远镜首次看到的小行星绰号叫“Farfarout”,距离太阳为冥王星的四倍远!由于该团队已观测到足够的资料确定其轨道,IAU的小行星中心(MPC)赋予它2018 AG37的正式编号。先前纪录保持者“Farout”距离太阳123.5天文单位(au),也是同一天文学家小组所发现。

Farfarout-Distance-From-the-Sun

  “Farfarout”目前与太阳距离为132 au,相较于冥王星则是34 au。新发现的天体具有极长的椭圆轨道,绕太阳公转大约要一千年。最远处达175 au,最近时在海王星的轨道内,这意味着“Farfarou”会经历与海王星重力交互影响。由于其轨道周期长,在天空中的移动非常缓慢,所以需要数年观察才确定其轨道。“Farfarout”非常暗,目前为25.3星等,根据它的亮度和与太阳的距离,并假设它是富含冰的天体,估计它的大小约为400公里,是矮行星分类的下限。

  由于“Farfarout”与海王星有强烈的重力作用,因此不能用它的轨道和运动来确定在太阳系外围是否还有未知的大质量行星。只有那些轨道的近日点更远的天体,不受海王星的引力影响才能计算,如“Sedna”和2012 VP 113,尽管它们距离较近(大约80 au)。团队表示发现“Farfarout”,表明天文学家观察遥远太阳系边缘的能力更为强大。遥远天体的轨道动力学可以帮助我们了解海王星与其外围天体如何形成和演化,并能发现未知大质量行星的踪迹。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

资料来源:Scitech Daily

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  几千光年外的球状星团有个让人惊奇的核心。天文学家发现,NGC 6397包裹着一群恒星质量等级的黑洞,而不是一个相对巨大的黑洞。

  球状星团常被认为是早期宇宙的「化石」,它们是非常致密,大约包含有十万至一百万个非常古老的恒星,有些就像NGC 6397,和宇宙一样古老。所有的球状星团,它所有的恒星都是形成在同一时期、同一气体云中,我们的银河系大约有150个已知的球状星团。

  这些球状星团是研究宇宙历史、或是他们绕行的星系中暗物质含量的绝佳工具,但是近来天文学家关注于一种难以捉摸的天体——中等质量黑洞。

  这些中等质量黑洞(intermediate-mass black holes)位于恒星质量黑洞(Stellar black hole)和超大质量黑洞(supermassive black holes)之间,后者通常是位于星系中心。关于中等质量黑洞存在的确凿证据很少,而且还没有定论。理论模型显示,它们可以在球状星团中找到,球状星团是恒星聚集的引力核心,就像超大质量黑洞周围的较大星系一样。

  这与一种称为动态摩擦的阻力相一致,其中,群集的对象互相交换动量,诸如白矮星、中子星和黑洞这类的死亡恒星比主序星更致密,它们向内移动,而其他的较轻的恒星则往外围移动。天文学家使用恒星演化理论推测,发现的大部分额外质量都是黑洞。

Cluster of Stars Filled With Small Black Holes

  位于约7800光年之外的NGC 6397,其中心可能是一个中等质量的黑洞。

  天文学家Eduardo Vitral表示:强而有力的证据显示NGC 6397的致密核心有个看不见的质量,占比不大,但我们惊讶地发现,它不是「点状」呈现,应该不是一个孤立的巨大黑洞。

  这也是最近的两篇论文一致发现的,居住在球状星团的中心区域的不是中等质量黑洞,而可能是一群恒星质量黑洞。如今这些发现再次获得验证。

  这些观测证据,对于研究恒星质量黑洞和寻找中等质量黑洞是很有帮助的,天文学家可以优化搜索,排除行为相同的球状星团。另外对于其他黑洞研究也很有价值。由于这些对象将继续向星团的中心移动,因此该团队相信最终它们将开始相互缠绕并合并,最终就可能会形成中等质量的黑洞,当然这过程需经过很长很长的时间。

  这类星团的核心对于重力波天文学非常重要。由于它们是非常致密的聚合,因此会加速这过程,这意味着我们可以特别着眼于这些区域,针对合并前的状态研究,并可预测黑洞合并时即将发生的重力波事件。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Science Alert

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  「希望号」(Hope)本月9日成功进入火星轨道,阿联太空总署(UAE Space Agency)14日发布了「希望号」传回的首张火星影像,成为第一个到达红色星球附近的阿拉伯国家。

  这张影像是2月10日从火星表面约2万4700公里的距离拍摄,捕捉到太阳系内最高火山(奥林帕斯山)从清晨的阳光中浮现的景象。

「希望号」传回首张火星影像——从晨光中浮现的火星奥林帕斯山。
「希望号」传回首张火星影像——从晨光中浮现的火星奥林帕斯山。

  希望号于2020年7月19日发射,花了大约七个月到达火星,计划绕行火星至少一个完整的火星年(大约两个地球年),研究火星的大气层,纪录火星不同区域不同季节的天气变化,探究火星大气(氢、氧)为何逐渐逸散至太空的现象,期望建立完整的火星大气模型,希望号预期将在今年9月开始回传资料。

  2020年是地球与火星相对接近的年度,2020年7月阿拉伯联合大公国、中国以及美国相继发射火星探测器,希望号是继中国的「天问一号」 于2月5日传回火星的第一张照片之后,于本月抵达火星的三部火星探测器之一, NASA的毅力号(Perseverance) 预计于2月18日登陆火星。

资料来源:Science Alert

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