发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 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 ★★

  观测水星的好时机又将来临,2018年12月15日19:30水星西大矩,此时水星将到达太阳的西方最远的位置,与太阳的分离角度可达21.3度,亮度可达-0.5等,最大亮度的时间从12月15日到12月20日皆为适合观测的期间,15日清晨,水星从东方地平线升起的时间约为4:53,日出的时间为6:31,曙光出现时间6:06,明亮的水星也将在曙光中渐渐消失,最适合的观测时间为日出之前的1.5小时。

2018年12月15日凌晨5:30水星的位置示意图。以上示意图由Stellarium产生。

  水星古称辰星,西汉时期司马迁《史记‧天官书》即实际观测过它并将之命名为水星,它是最小也是最靠近太阳的行星,绕行太阳一周为87.969天,它的快速运动周期也是其名称Mercury的来源,Mercury是罗马神话中的信使之神,因为距离太阳最近,面对太阳的一面赤道最高温可达摄氏430度,但仅有稀薄的大气因而无法保存来自太阳或内部的能量,背对太阳的一面低温可降至摄氏-170度,日夜间的温度差距是太阳系之最。由于自转受太阳的潮汐力锁定,水星每自转三圈同时公转两圈,若在水星上观测太阳,会有一个水星日等于两个水星年的现象,渡日如年的水星生活再加上水深火热的日夜温差,让水星成为一个与地球极端不同的世界。

  水星最近位于太阳的西方的天秤座及天蝎座中间,曾有水手10号(1974)和信使号(2008)两个任务的侦测器探测过,绘制的水星表面影像和月球有惊人的相似性,实际上月球半径1737km也与水星半径2439km差异不大,从地球上仅有黄昏及凌晨可以看到水星,看到的水星也像月球一样具有盈亏的现象。

信使号传回来的水星假色照片

水星影像属于 NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
http://messenger.jhuapl.edu/
公有领域
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3443569&uselang=zh

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  今年最受注目的46P彗星,在16日将达到最大亮度,约为3.9星等。46P/Wirtanen是短周期期彗星,其周期为5.4年,在1948年1月17日由美国天文学家Carl A. Wirtanen拍摄发现。维尔塔宁彗星于2018年12月12日到达近日点(1.05 AU),16日离地球最近,距离约0.0781 AU,仅30倍地月距离,因此今年观测条件佳。

  46P维尔塔宁彗星的位置也适合北半球观测,在16日前后彗星位于金牛座附近,傍晚就出现在东偏南30°以上;约22时到达最高点,直到凌晨3:30左右在西方低空。虽然预期亮度可达3~4星等,但彗星视野范围较广,光线分散,因此不易以肉眼观察,建议使用双筒镜或6公分以上天文望远镜观察。

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  双子座流星雨(Geminids,004 GEM)是年度三大流星群的最后一群,活跃日期在12/4-12/17期间。国际流星组织(IMO)预测今年极大期发生在北京时间12月14日晚间20:30,预估ZHR可达每小时约120颗,整夜可见。不过月相逢月龄7的上弦月,在12/13或12/14晚上23时到隔日天亮之前的这段期间,都没有月光干扰,尤其是午夜0时至2时前后,辐射点来到天顶附近,观察条件最好,爱观星的朋友只要到无光害且空旷的郊区,就有机会许下满满的愿望。

  双子座流星雨不但流星数多而稳定,所以才名列年度三大流星群之一。流星雨的来源一般是彗星残留在轨道上的残渣,但这群却是第一群被确认流星体来源为小行星的流星雨。天文学家认为这群流星雨来自第3200号小行星(3200 Phaethon),辐射点位于双子座头部的北河二附近,其流星特色是速度中等偏慢(约每秒35公里),亮度中等偏亮,偶尔会出现较明亮的火流星,且流星多半呈现彩色;不过流星划过后少留有余痕,这点和8月中旬的英仙座流星雨不一样。

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  一般流星雨通常都是某颗彗星因接近太阳使其表面物质蒸发、留在轨道上而引起的;但双子座流星群的来源却是第3200号小行星法厄同(3200 Phaethon)受到撞击或潮汐作用而产生的大量碎片,这是天文界第一次确认小行星与流星雨有关的事件。

  法厄同直径约5.1公里,属「阿波罗型」近地小行星,即轨道会穿越地球轨道、有时会非常接近地球的小行星,故目前也被归类为「对地球有潜在威胁的近地小行星(PHA)」之一。它绕太阳公转一圈约需1.4年,轨道极为椭圆,远日点在2.4天文单位附近(火星与木星之间),但近日点最接近太阳时仅约0.14天文单位,比水星的0.4天文单位还近得多,是目前已知近日点最接近太阳的小行星,故其名Phaethon来自希腊神话故事中,硬要驾驶太阳马车而失事死亡的太阳神阿波罗之子Phaëton。

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  麒麟座流星雨(Monocerotids,019 MON)是每年固定发生的小流星群之一,发生日期一般在11/27~12/17之间,今年极大期预测落在12/9。这群流星雨非常微弱,且在气候不佳的冬季,观测资料并不多,所以极大期发生的正确时间点和辐射点位置都不甚确定。

  虽然辐射点位置是整夜可见,今年月相逢眉月,日落后不久月亮就已西沉而无月光影响,但其数量极少,ZHR仅为每小时2颗,流星平均又都亮度极暗(4等以下),所以并不是个好的观测目标,不推荐观赏。

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  太阳系中除了木星、土星、天王星和海王星等大型天体之外,有着奇怪形状的10199号小行星「女凯龙星(10199 Chariklo)」和矮行星之一的妊神星(Haumea)这两个太阳系小天体也拥有光环。根据最新研究指出:这两颗天体由于其不规则形状之故,所以不需要动用牧羊犬卫星(shepherd moon),仅需借由自身引力和快速自转就可以制造并维持光环不致崩散。康乃尔大学天文物理与行星科学中心(Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science)Maryame El Moutamid等人的相关论文发表在自然天文(Nature Astronomy)期刊中。(编注:Chariklo是神话故事中半人马族的凯龙的妻子,或可按音译为凯芮珂龙。)


艺术家想像的女凯龙星(上)和妊神星(下)。图片取自维基百科

  女凯龙星是小型的岩质小行星,轨道位置介在土星和天王星之间,直径约250~300公里,绕太阳一圈长达63年。根据NASA的纪录,它是所谓的半人马族小行星(Centaurs)中最大的。而妊神星发现于2004年12月,是矮行星之一,位于海王星轨道以外的柯伊伯带(Kuiper Belt)中,所以也被归类为海王星外天体(trans-Neptunian object,TNO),绕太阳一圈约需285年,整体外型呈现扁球状,平均直径约1400~1600公里左右。女凯龙星和妊神星的光环都是近两年才发现的,天文学家们自这些发现之后,认为太阳系天体拥有光环很可能比先前认知的还要普遍。

  现行理论认为:基本上是绕行星公转的牧羊犬卫星的引力扭矩(gravitational torque)维持了行星环的形状,令光环不会因扩散而消失。然而,El Moutamid等人的最新研究却显示:妊神星和女凯龙星表面不规则的地形,例如山脉等,可能扮演类似「月亮」这样的引力作用角色,所以才能把光环拢在一起。除引力外,这些天体也可以借由快速自转制造特定的共振来维持光环不致扩散消失。

  El Moutamid表示:对女凯龙星而言,维持光环的主要的作用力来自地形起伏不平,妊神星则是扁平外型出了大力。这些不规则地形导致的不规则引力场,让光环可以恰好处在这些天体的洛希极限(Roche limit)边缘,所以才不会散开。所谓的洛希极限是小天体能最靠近某个大天体,却不被大天体潮汐力扯碎的轨道位置。

资料来源:Cornell University

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  在北京时间2018年11月27日凌晨3时,当大家都屏息以待洞察号登陆火星时,其实还有2具迷你太空船也测试成功。这2个约公文包大小的太空船称为MarCO-A和MarCO-B,它们在5月5日与洞察号一起发射前往火星。为了安全起见,在巡航阶段它们位于洞察号侧边约10,000公里,并随着接近火星距离逐渐减小,最近时是3,500公里。MarCO CubeSats属于立方体卫星(CubeSats),这是一种微型卫星,以10公分立方体为单位组合。而MarCO是6U型,也就是6个立方体(10×20×30 cm)所组合,重量仅13.5公斤。

  MarCO CubeSats的任务是测试便宜的讯号中继站。由于传统上,NASA 登陆火星艇的运作模式,需以火星上空的太空船作为通讯中继工作,目前来说就是火星侦察轨道太空船(Mars Reconnaissance Orbiter),但它无法同步接收探测器讯号,并向地球发射,使得讯号会延迟长达一个小时。因此,在降落的过程中若发生紧急状况则无法应变。因此,这次实验就是为确定公文包大小的太空船是否能够在深空之旅幸存下来,以及是否适合作为讯号中继站,结果讯号非常清晰。MarCO CubeSats都没有携带科学仪器,但工程师认为未来的也能使用CubeSat从事有用的科学研究。

资料来源:Science Daily

延伸阅读:
NASA InSight 洞察号登陆火星任务的时间表
洞察号登陆火星,第一幅图像已传回地球

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  第38号短周期彗星38P/Stephan–Oterma于2018/11/11通过轨道近日点,而后预定在2018/12/18最接近地球。在此期间,它将于2018/12/02前后达到它的最亮程度约9等,此时距离太阳约1.60AU,距离地球则约为0.78AU,位在双子座头部至巨蟹座之间,整晚可见,观测条件良好。

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  其他有关38P/Stephan–Oterma彗星的详细状况,请见天象预报2018/11/11 38P/Stephan-Oterma彗星过近日点

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  凤凰座流星雨(Phoenicids,PHO) 是每年固定发生的小流星群之一。一般发生日期约在11/28~12/9之间,往年预测极大期会落在12/7,但经过数年观测资料调整后,国际流星组织(IMO)将其极大期修正为12/2。这群流星雨绝大部分年度的流星数量可能完全没有,或有寥寥数颗,但历史上也曾在1956年出现过ZHR约100颗,持续数小时的记录,变动非常大。今年极大期月相逢下弦过后的残月,但这群流星雨数量少又暗,凤凰座对台湾地区而言角度也极低,受大气消光影响严重,条件不好,并不适合一般业余观赏。

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  美国宇航局(NASA)的洞察号(InSight)在距离地球4.58亿公里的火星上于北京时间2018年11月27日凌晨3时52分登陆成功,登陆地点在埃律西昂平原(Elysium Planitia)的西侧,这是人类史上第八次成功登陆火星。

  着陆成功的信号透过与洞察号一同搭载其上的两个小型卫星「火星一号方块(MarCO)」传送出来,同时它们也是第一批被送入远处太空的方块卫星。

  洞察号以每小时约2万公里的速度进入火星大气层,经过了约7分钟,洞察号的程式设计成自主操作,并且天衣无缝的完成了所有步骤,如此一来才能够完美着陆。成功着陆并不是结束,之后的科学工作才是开始,首要任务是部署两个太阳能电板,虽然目前已经经由讯号确认操作完成,但是晚点将由火星奥德赛号对其进行验证。

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图说:洞察号第一幅传回来的图像

  洞察号本身设计成用来观察火星地质及地震学,在着陆后两天将开始相关的科学工作,利用1.8公尺的机械臂部署主要的科学仪器。

  洞察号将在火星停留一个火星年又四十个火星日,相当于地球的两年。喷气推进实验室表示,洞察号的成功登陆只是一小步,但这却是小型太空船的一大步,「火星一号方块」的成功证明了它的潜力,这项结果是对数百名天才工程师及科学家的赞颂。

资料来源:NASA Mars InSight

延伸阅读:
NASA InSight 洞察号登陆火星任务的时间表
随着洞察号一起前往火星的迷你太空船也试验成功!

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