发布单位:国家空间天气监测预警中心

  北京时间2022年4月17日,活动区12994爆发了1次X1.1级的大耀斑,耀斑开始时间为11:17,峰值时间为11:34,结束时间为11:51。该耀斑引起我国绝大部分地区电离层发生短波吸收现象,可引起部分短波通信中断。截至12:45,电离层吸收仍在继续。

爆发耀斑的活动区12994,山东石岛气象台太阳Ha望远镜拍摄
爆发耀斑的活动区12994,山东石岛气象台太阳Ha望远镜拍摄

  耀斑爆发后,电离层将出现显著扰动,TEC会出现明显变化,对在轨目标探测如天波雷达探测等精度造成一定影响;无线电最低可用频率升高,可用通信窗口变窄,RTK测量出现调制码群延迟进而造成测量误差,作业台站可参照就近的电离层探测结果进行数据修正。

  国家空间天气监测预警中心将密切跟踪事件发展,及时发布预报预警信息。

数据来源:中国科学院紫金山天文台
资料整理:杨旸、高良超
时刻系东经120度标准时(北京时间)

  纷纷扰扰的“新冠”(“冠”读guān)疫情打乱了世界各地人们的正常生活。即使地球上发生了这么多的事情,但是,天体还是按照其规律运作着。虽然一些天体会有超乎意料之外的事情发生,如小天体靠近地球时才被发现、陨石坠落等等。既使是在天文数据能预先计算天体运行轨道,也会有超出计算之外的突发状况发生。所以,人生还是少一些计较,保持乐观心态比较好。

  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,月球过远近地点,月掩行星和恒星,变星,日月食,二分二至,彗星,流星雨,月闪等诸多天文事件。

  5月将各发生1次日食及月食,惜国内均无法见到。宝瓶座η流星雨极大期是在5月6日下午,可于5月7日(周六)凌晨时段,在光害少且视野广的地方观看。近期有一颗引人注目的C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星,已经解体

  在5月初入夜时的星空,巨蟹座位于头顶附近,往东方看下去,首先会看到狮子座,再下则是室女座,东北东方地平上方则可见到牧夫座的全貌。当天色完全暗下来以后,我们往东南方看过去,可以看到有4颗亮度相当的3等星排列成巧妙的小四边形,这是乌鸦座,在光害少的地方相当容意辨认。晚间20~22时间,乌鸦座位于南方天空,沿着乌鸦座下方向开口所指的方向大致上就是天南极的位置。位于低纬度且南方地平视野很好的地方时,在5月份的晚间21时前后,可以尝试在南方地平上寻找南十字座。南十字座包含有2颗一等星及二与三等星各1颗,因此在南天星座中是较为壮观易认。

太阳系天体动态
太阳:由白羊座运行至金牛座。
水星:在金牛座,11日水星留,留后由顺行转为逆行。22日水星下合日,合日后由昏星变为晨星。上旬日没后可见于西方,下旬近太阳不易见。视亮度0.4→5.5→3.2等,视直径8.2”→12.2”。
金星:由双鱼座移至白羊座,顺行。日出前可见于东方附近低空。视亮度-4.1→-4.0等,视直径16.7”→13.7”。
火星:由宝瓶座移至双鱼座,顺行,日出前可见于东南方。视亮度0.9→0.7等,视直径5.7”→6.4”。
木星:在双鱼座顺行,日出前可见于东方。视亮度-2.1→-2.2等,视直径34.7”→37.1”。
土星:在摩羯座顺行,16日西方照,日出前可见于东南方附近。视亮度0.9→0.8等,视直径16.4”→17.3”。
天王星:在白羊座顺行,5日天王星合日,接近太阳不可见。视亮度5.9等,视直径3.4”。
海王星:由宝瓶座移至双鱼座,顺行,日出前可见于东方。视亮度7.9等,视直径2.2”。

2022年可见行星一览表

2022/5/1 金星合木星(0.2度)★★★★★
  今年最精彩的行星合,就是5月1日2时42分的金星合木星(视赤经23h54m09s)!日出前东方可见,两星都非常明亮,金星亮度为-4.1等,木星为-2.1等,且相距仅0.25度,肉眼看起来好像重叠在一起(本次不发生掩,在2065年有一次)。两颗行星位于双鱼座,若使用小型天文望远镜,可看到金星、木星与木卫相聚于同一视野内。木卫三又恰好通过木星前方:03:31木卫三凌木始,06:42木卫三凌木终。这是一个早起的好理由!

2022/5/1 金星合木星(0.2度)

未来10次金星合木星
(北京时间,均不发生掩)
2022/05/01/02:42 0.25°
2023/03/02/18:41 0.54°
2024/05/23/17:30 0.19°
2025/08/12/15:44 0.86°
2026/06/09/20:30 1.64°
2027/08/26/06:22 0.53°
2028/11/10/03:05 0.66°
2029/09/08/15:54 1.90°
2030/11/21/02:08 0.61°
2032/02/07/11:02 0.34°

2022/5/1 日偏食 ☆
  本年第一次日偏食,沙罗周期第119号,自北京时间2022年5月1日2时45分开始,至6时38分结束,历经3小时又53分钟。这次日食,在太平洋西南部、南美洲南部、南极洲极小部分可以看到。最大食分为0.64。

2022年5月1日日偏食见食区域图

2022年5月1日日偏食概况

太阳和月亮赤经相合时的世界时2022年4月30日19时40分47.371秒

太阳地心坐标
赤经:2h32m9.04s+9.550s(T-20h)
赤纬:+14°57′21.9"+45.64"(T-20h)
赤道地平视差:8.73"
视半径:15′52.60"

月亮地心坐标
赤经:2h32m43.61s+117.567s(T-20h)+0.066s(T-20h)(T-20h)
赤纬:+13°49′18.4"+740.14"(T-20h)-2.00"(T-20h)(T-20h)
赤道地平视差:55′18.47"-1.078"(T-20h)+0.002"(T-20h)(T-20h)
视半径:15′4.27"-0.294"(T-20h)+0.001"(T-20h)(T-20h)
T为以小时为单位的世界时

2022年5月1日日偏食概况
                                   见食位置
 象 北京时间 地理经度 地理纬度
偏食始 02:45:20 -150°35.3′  -68°2.3′
食 甚 04:41:26   -71°34.0′  -62°13.6′
偏食终 06:38:00   -77°24.8′  -25°5.7′
食分=0.640,γ:-1.1901
沙罗序列:119

2022/5/1 白昼月掩天王星(不可见)
  日偏食结束后,12:10天王星合月(视赤经2h48m49s),地心所见天王星在月球以北0.4度的地方。如此近的距离,同时发生月掩天王星,掩带经过印度尼西亚、澳大利亚西部等地。接近太阳,无法观测。

月掩天王星概况         见掩位置
现 象 北京时间 地理经度 地理纬度
掩 始 10:18:05    71.94°   -38.97°
掩 甚 12:28:00  124.88°     -5.99°
掩 终 14:37:59  174.68°      4.01°
宽:3756公里,掩星时长:99分35秒

2022/5/1 月掩天王星见掩地区
Uranus = 天王星

2022/5/2 水星合月 + C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近昴星团 ★★★★
  水星继4月29日东大距后,5月2日22:18水星合月(视赤经3h57m57s),地心所见水星在月球以北1.85度的地方。可在日落后朝西偏北方低空无遮挡处观看,水星的下方是月龄1.5的极细眉月,右边还有一颗引人注目的C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星(已经解体)接近著名的昴星团(M45,七姊妹星团,金牛座的“蓝色问号”),是天文摄影的好机会!

2022/5/2 水星合月 + C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近昴星团

2022/5/2 水星合月 + C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近昴星团

2022/5/3 毕宿五合月 ★
  5月3日16:57毕宿五合月(视赤经4h37m10s),地心所见毕宿五在月球以南7.23度的地方。日落后30分钟,朝西偏北方低空无遮挡处观看,可见到月龄2.4的蛾眉月和金牛座α星毕宿五接近的景象。

2022/5/3 毕宿五合月

2022/5/5 天王星合日(不可见)
  只有与太阳有关的行星合日,才用黄经相等定义。2022年5月5日15:21天王星合日(视黄经44°47'41"),地心所见天王星在太阳背后以南0.4度的地方。接近太阳,不能看见。

2022/5/5 立夏 ★
  2022年5月5日20时26分立夏,太阳到达视黄经45度。立夏是二十四节气中的第七个节气,夏季的第一个节气。《历书》云:“斗指东南维,为立夏,万物至此皆长大,故名立夏也。”

2022/5/5 C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近加州星云
  5月5日傍晚,C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星(已经解体)接近英仙座发射星云NGC1499加州星云。比较适合改机单反或专业冷冻天文相机进行拍摄。常规的单反也能拍摄到,但是颜色可能会很淡。

2022/5/5 C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近NGC1499

2022/5/6 宝瓶座η流星雨极大期(ZHR~50,好条件)★★★★
  早在公元8世纪,中国人记录到宝瓶座η流星雨(eta Aquariids,00031 ETA)的存在。它跟10月份的猎户座流星雨(Orionids,00008 ORI)一样,都是由著名的哈雷彗星(1P/Halley)所衍生的,本流星雨的流星体分布区域较广,因此于4月19日至5月28日之间均有机会见到其流星出现,根据国际流星组织(IMO)的资料显示,今年极大期预估发生于北京时间5月6日16时,天顶每时出现率ZHR约为50(周期性变化40~85)。依国际流星组织在1984年以来收集的资料,每年5月3日至10日期间,ZHR一般都会在30以上。因此在极大期的前后几天,通常可在黎明前产生每小时10~30颗的流星。2023年和2024年出现数量可能会增加,接下来的几年请继续关注!

2022/5/6~7 宝瓶座η流星雨

主要流星雨

月闪现象
  月闪(流星体撞击月球表面产生的闪光)是小概率事件。2022年宝瓶座η流星雨活动期间,蛾眉月约在午夜落下。在月落之前,利用视频方法在夜晚监视月球暗面,有可能记录到月闪现象。观测月闪须用口径20cm以上望远镜,焦距1,000mm,半吋或更大的CCD或CMOS,赤道仪或望远镜附有旋场器的经纬仪,有月球追踪速度。电脑分析软件有VitrualDub、Limovie、Registax、UFO、LunarScan、Visual Spec等。

2022/5/6 宝瓶座η流星雨极大期可能出现的月闪

2022/5/6 “迷你笑脸” ★
  5月7日07:31北河三合月(视赤经7h46m39s),地心所见北河三在月球以北2.08度的地方,但此时已经天亮。可在5月6日日落后的西方天空,看到北河二(双子座α星)、北河三(双子座β星)与蛾眉月组成的迷你笑脸。下一次北河三合月在6月3日。
  顺便说一下,5月8日是世界微笑日哦!

2022/5/6 “迷你笑脸”

2022/5/6 C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近卷舌二
  5月6日晚,C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星(已经解体)接近英仙座ε星卷舌二。

2022/5/6 C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近卷舌二

2022/5/7 国际天文日
  国际天文日(International Astronomy Day)是每年春季和秋季的世界性活动。各地天文学会、天文馆、博物馆和天文台将服务公众观看讲座、科普影片、研讨会和其他活动,提高公众对天文学和奇妙宇宙的认识。10月1日还会举办秋季天文日。一年举办两次,给了我们两次探索星空奥秘的机会。

2022/5/7 C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近卷舌一
  5月7日晚,C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星(已经解体)接近英仙座ν星卷舌一。

2022/5/7 C/2021 O3 (PanSTARRS)彗星接近卷舌一

2022/5/9 上弦月接近“狮子座大镰刀” ★
  5月10日03:40轩辕十四合月(视赤经10h09m33s),地心所见轩辕十四在月球以南5.13度的地方,不过此时两者皆位于地平面下而不得见。可在5月9日日落后,看见明亮的上弦月接近“狮子座大镰刀”。下一次轩辕十四合月在6月6日。

2022/5/9 上弦月接近“狮子座大镰刀”

2022/5/10 天琴座η流星雨极大期(ZHR~3)
  天琴座η流星雨(eta Lyrids,00145 ELY)是每年固定发生的小流星雨之一,发生时间一般在5月3日至14日之间,今年极大期预测落在5月10日。不过这个流星雨很微弱,平均ZHR仅有3,速度中等(每秒43公里),流星昏暗,比偶发流星还不如。因此不推荐一般业余欣赏。(注:η为希腊字母,读为Eta,伊塔)

2022/5/11 (21)Lutetia掩UCAC4 390-061550(微光,减光微小)
  21号小行星巴黎,名称来自巴黎的拉丁名“鲁泰西亚”,李善兰曾译为“司琴星”。小行星在背景星空中移动时,有时会遮掩远方的恒星,这种现象就是小行星掩星。北京时间2022年5月11日23时37分,直径约100km、0.093″,视星等10.7等小行星巴黎(21)Lutetia掩天秤座12.4等恒星UCAC4 390-061550(J2000.0坐标:赤经14h36m06.994s,赤纬-12°04′56.10″),最长见掩时长9.1秒,减光(亮度下降)仅0.22等,小行星距离地球1.48550AU,距离月球48度,月球光照面76%(盈凸月)。须提前熟悉观测目标,在掩星预报中间时刻前5到15分钟开始计时观测,误差勿超过1秒。

2022/5/11 (21)Lutetia掩UCAC4 390-061550

掩星详情

2022/5/14 角宿一合月 ★
  5月14日05:29角宿一合月(视赤经13h26m23s),地心所见角宿一在月球以南5.09度的地方。在13日日落后至14日凌晨3点前都能观赏。角宿一乃室女座主星,亮度0.95等,呈青白色。下一次角宿一合月在6月10日。

2022/5/13 角宿一近月

2022/5/15 月掩氐宿一 ★
  5月15日(国际家庭日)傍晚,月掩氐宿一(天秤座α2星,2.8等)。掩终现象:恒星从月球亮缘出现。氐宿一是一颗分光双星,是天秤座的第二亮星,仅次于氐宿四,距离地球大约75.8光年。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩氐宿一概况         见掩位置
现 象 北京时间 地理经度 地理纬度
掩 始 18:07:48  119.85°   35.47°
掩 甚 20:08:40  174.71°     1.54°
掩 终 22:09:35 -130.58°   -7.10°
宽:3662公里,掩星时长:86分42秒

2022/5/15 月掩氐宿一见掩地区
R2118 = Zubenelgenubi = alpha Librae = 氐宿一

2022/5/16 土星西方照 ★
  西方照表示该行星位于太阳以西90度的位置。这是一个转折点,标志着外行星的观测条件将越来越好。5月16日02时49分土星西方照,日出时可见于东南方附近天空。用天文望远镜还可观察到美丽的土星光环。

2022/5/16 土星西方照

2022/5/16 月全食 ☆
  2022年5月16日12时14分的满月,将发生月全食。这次月食,沙罗周期第131号,在太平洋(除西北部)、大洋洲东部、北美洲南部、南美洲、大西洋、欧洲西南部、非洲、亚洲极西南部、印度洋西南部、南极洲可以看到。最大食分为1.419。全部过程历经5小时又21分钟,其中本影食历时3小时又28分钟,全食阶段(从食既到生光)持续1小时26分。

2022年5月16日月全食见食区域图

2022年5月16日月全食过程和概况图

2022年5月16日月食根数

2022/5/16~17 月掩房宿三 ★
  由于靠近黄道,天蝎座的房宿三有时被月球和行星(极少)遮挡。5月17日0时前后,月掩房宿三(天蝎座δ星,2.3等),恒星从月球亮缘掩入、暗缘复出。不过由于距离满月只有半天时间,几乎没有黑暗的部分,观测条件也没有太大的差别。用小型天文望远镜较难观察到。

月掩房宿三(非中心) 见掩位置
现 象 北京时间 地理经度 地理纬度
掩 始 23:24:35   91.56°   60.09°
掩 甚 00:38:35 153.84°   62.23°
掩 终 01:52:42 174.68°   33.63°

2022/5/16~17 月掩房宿三见掩地区
R2290 = Dschubba = delta Scorpii = 房宿三

2022/5/17 心宿二合月 ★
  5月17日11:19心宿二合月(视赤经16h30m47s),地心所见心宿二在月球以南3.05度的地方。午夜可见于南方附近天空。下一次心宿二合月在6月13日。

2022/5/17 心宿二合月

2022/5/18 火星合海王星 ★★★
  5月18日(国际博物馆日)07:08火星合海王星(视赤经23h43m25s),地心所见海王星在火星以北仅0.57度,日出前可见于东南方天空。从5月18日到19日,火星和海王星都接近到0.7度以内。由于海王星亮度只有8等,距离0.8等的火星较近,亮度差异较大,因此需要天文望远镜进行观测。下一次火星合海王星发生在2024年4月29日。

2022/5/18 火星合海王星

2022/5/21 小满 ★
  2022年5月21日09时23分小满,太阳到达视黄经60度。小满是夏季的第二个节气。《历书》云:“斗指甲为小满,万物长于此少得盈满,麦至此方小满而未全熟,故名也。”

2022/5/22 月掩韩
  5月22日2时前后,月掩韩(摩羯座35,5.8等)。掩终现象:恒星从月球暗缘出现。可用小型天文望远镜追踪观测。

月掩韩概况              见掩位置
现 象 北京时间 地理经度 地理纬度
掩 始 00:51:31  104.14°   10.76°
掩 甚 02:43:24  150.29°   16.06°
掩 终 04:35:11 -157.69°   43.59°
宽:4422公里,掩星时长:91分09秒

2022/5/22 月掩韩见掩地区
R3141 = 35 Capricorni = 韩

2022/5/22 水星下合日(不可见)
  内行星合日有上合、下合之分。当内行星位于地球与太阳之间发生的合,叫做下合。5月22日03:18水星下合日(视黄经60°43′06″),地心所见水星在太阳前方以南1.3度的地方。接近太阳,不能看见。合日后由昏星变为晨星。

2022/5/22 土星合月 ★★
  5月22日12:43土星合月(视赤经21h51m00s),地心所见土星在月球以北4.46度的地方。在日出前的南方天空,下弦前1天的亏凸月与淡黄色的土星位于摩羯座,用小型天文望远镜还可观察到美丽的土星光环;东边还有金星、木星、火星,都可一并欣赏。下一次土星合月在6月18日。

2022/5/22 土星合月

2022/5/25 火星合月 + 木星合月 ★★★
  5月24日18:01海王星合月(视赤经23h43m54s),地心所见海王星在月球以北3.67度;25日03:23火星合月(视赤经0h02m17s),地心所见火星在月球以北2.78度;08:02木星合月(视赤经0h11m17s),地心所见木星在月球以北3.25度。25日天亮前朝东方观看,海王星在残月的右上角,火星和木星在残月的左上角。火星和木星的距离约3.8度。火星与月球的距离约3.7度,相当接近。此外,木星与月球的距离约5.7度,有点宽。四颗天体齐聚一堂,其中火星和木星的距离正在缩小。

2022/5/25 火星合月 + 木星合月

2022/5/25 脉动变星猎户座U星最大亮度
  猎户座U星(U Ori,HD 39816)位于猎户座棒子顶端(J2000.0坐标:赤经5h55m49.17s,赤纬+20°10′30.68″),距离我们大约1000光年,自1885年发现它以来,科学家已经对它取得了超过120年的观测资料,亮度变化可从4.8等至13等(均为V波段),但由于它的光变周期长达373天,而猎户座又属于冬季星座,随着时间的推移,它在极大期间会越来越难观测。

2022/5/25 脉动变星猎户座U星最大亮度

2022年米拉变星预测亮度曲线

2022/5/26 (2483)Guinevere掩TYC 6304-02032-1(绝好)
  小行星在背景星空中移动时,有时会遮掩远方的恒星,这种现象就是小行星掩星。北京时间2022年5月26日1时06分,直径约38km、0.013″,视星等18.1等小行星桂妮维亚(2483)Guinevere掩人马座10.8等恒星TYC 6304-02032-1(J2000.0坐标:赤经19h14m26.141s,赤纬-19°51′22.31″),最长见掩时长4.0秒,减光(亮度下降)7.28等,小行星距离地球4.11350AU,月球在地平线下。须提前熟悉观测目标,在掩星预报中间时刻前5到15分钟开始计时观测,误差勿超过1秒。

广东和东沙群岛

广西和云南

新疆

掩星详情

2022/5/27 白昼月掩金星(我国南方可见)★★★
  5月27日10:51金星合月(视赤经1h47m51s),地心所见金星在月球以北仅0.2度的地方。如此近的距离,同时发生月掩金星,中国东南沿海、东南亚、马达加斯加岛南部可见。由于发生时间为中午,观测难度较高。建议使用能自动寻星的赤道仪,在事件前一夜定位校正之后,再于白天自动搜寻金星,或日出前找到金星后持续追踪,直到事件发生。
  千万注意,一定要躲在阴暗处且小心避开太阳,以免对眼部造成永久性损伤!

月掩金星概况              见掩位置
现 象 北京时间 地理经度 地理纬度
掩 始 08:34:35     49.91°  -34.66°
掩 甚 11:02:32   101.64°    -1.21°
掩 终 13:30:32   152.50°   17.12°
宽:3513公里,掩星时长:109分27秒

2022/5/27 月掩金星见掩地区
Venus = 金星

2022/5/27 月掩金星概况

2022年5月27日月掩金星时刻表

2022/5/28~29 月掩天王星(不可见)
  5月28日21:42天王星合月(视赤经2h55m02s),地心所见天王星在月球以北0.25度的地方。再次发生月掩天王星,掩带经过南美洲、非洲西部。接近太阳,难以观测。

月掩天王星概况              见掩位置
现 象 北京时间 地理经度 地理纬度
掩 始 19:37:54   -96.11°   -32.16°
掩 甚 21:52:45   -45.04°      2.56°
掩 终 00:07:39      8.64°    10.03°
宽:3577公里,掩星时长:100分57秒

2022/5/28 月掩天王星见掩地区
Uranus = 天王星

2022/5/29 火星合木星(小于1度)★★★★★
  5月29日08:03:59火星合木星(视赤经0h13m47s),地心所见火星在木星以南0.63度的地方。在5月29日凌晨2时至5时向东看,一颗金色的星星在相对较低的位置映入眼帘,这是木星(-2.3等)。火星(0.7等)在木星的右侧,它们看起来并排。若用天文望远镜观察,可以看到火星的极冠,木星大红斑过境,02:19木卫二进入木星影子里
  翌日30日凌晨,火星将移至木星下方并垂直排列。同样值得一看。

2022/5/29 火星合木星(小于1度)

2022/5/30 火星和木星

2022/5/31 武仙座τ流星雨极大期(ZHR~Var,今年可能爆发?)★
  武仙座τ流星雨(tau Herculids,00061 TAH)出现日期在5月底至6月初,ZHR可变,国际流星组织预测今年可能会迎来爆发。今年没有月光影响(5月30日19:30朔),观测条件很好。流星移动速度特别慢(约每秒16公里),亮度指标r=unknown(未知)。母天体是施瓦斯曼-瓦赫曼3号彗星(73P/Schwassmann-Wachmann,简称SW3,周期5.36年,已分裂)。1995年底观测到SW3解体,产生新的尘埃物质。彗星将在2022年8月25日到达近日点,地球可能会遇到SW3尘埃。然而,流星体的分布尚不清楚。因为还有其他天体(彗星或小行星遗留在轨道上的尘埃碎片)也可能闯入地球大气层,值得在5月28日至6月1日期间收集数据。
  *注1:国际天文学联合会(IAU)和国际流星组织(IMO)没有纯粹“武仙座流星雨”的叫法,不要跟二月武仙座流星雨(February Herculids,01175 FHL)混淆了!
  *注2:香港天文学会已于2022年5月15日更正中文维基百科为武仙座τ流星雨,并删除“武仙座流星雨”词条。

辐射点

5月中国各地见月掩星时间表

2022年5月月掩星

月掩星

详细天象
01日                   大熊座T星极大(米拉变星,6.6~13.5等,周期257日)
01日                   室女座h流星雨极大期(ZHR<2),室女座h流星雨(h Virginids,00343 HVI)出现日期介在4月24日至5月4日之间,速度~17km/s(慢速)
01日 02时42分 金星合木星,金星在木星以南0.25度(瞬时中天经度:-140.68度)
01日 04时28分 朔
01日 04时41分 日偏食,食分0.6393,阿根廷、智利、部分南极大陆以及部分东南太平洋可见
01日 06时          小行星灶神星接近摩羯座γ星垒壁阵三
01日 07时          冥王星留,转为逆行
01日 12时10分 天王星合月,天王星在月球以北0.40度(白昼月掩天王星,经过印度尼西亚、澳大利亚西部)
01日 17时          C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星接近昴星团
02日 02时42分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
02日 03时53分 月球过升交点
02日 19时22分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
02日 22时18分 水星合月,水星在月球以北1.85度(瞬时中天经度:-15.45度)
03日 16时57分 毕宿五合月,毕宿五在月球以南7.23度
03日 17时51分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
04日 00时03分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
04日 06时          C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星接近英仙座ο星卷舌五
05日 00时          月掩谷神星(8.9等),印度可见
05日 11时          月掩育神星(13.3等),北美可见
05日 12时          水星视赤纬最北+23°19′
05日 15时21分 天王星合日,天王星在太阳背后,不可见
05日 20时26分 立夏,太阳视黄经45°,太阳视赤纬+16°20′
05日 20时46分 月球过远地点:405285km,视直径29.5′
05日 21时          C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星接近英仙座发射星云NGC 1499加州星云
05日 23时53分 月球视赤纬最北+26°58.0′
06日 01时          小行星灶神星接近摩羯座δ星垒壁阵四
06日 02时          金星过天赤道,进入北半球
06日 16时          宝瓶座η流星雨极大期(ZHR~50),宝瓶座η流星雨(eta Aquariids,00031 ETA)出现日期介在4月19日至5月28日之间,速度~66km/s(快速),亮度指标r=2.4(中等),母天体1P/Halley哈雷彗星
06日 18时25分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
06日 21时          C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星接近英仙座ε星卷舌二
07日                   国际天文日(International Astronomy Day)
07日 07时31分 北河三合月,北河三在月球以北2.08度
07日 13时          C/2021 O3 (PanSTARRS)泛星彗星接近英仙座ν星卷舌一
08日                   半人马座T星极大(半规则变星,5.6~8.4等,周期181日)
08日 18时48分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
09日 02时16分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
09日 08时21分 上弦
09日 23时29分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
10日                   天琴座η流星雨极大期(ZHR~3),天琴座η流星雨(eta Lyrids,00145 ELY)出现日期介在5月3日至5月14日之间,速度~43km/s(中速),亮度指标r=3.0(暗淡)
10日 03时40分 轩辕十四合月,轩辕十四在月球以南5.13度
11日 06时37分 水星留(视赤经04.17h),转为逆行
13日                   室女座R星极大(米拉变星,6.1~12.1等,周期146日)
13日 00时          286P/Christensen克里斯坦森3号彗星通过近日点(周期8.3年,木星族)
13日 05时42分 月球过天赤道,进入南半球
13日 17时59分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
14日 05时29分 角宿一合月,角宿一在月球以南5.09度
14日 18时14分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
15日 18时          月掩氐宿增七(天秤座α1星,5.2等),恒星从月球暗缘掩入
15日 18时          月掩氐宿一(天秤座α2星,2.8等),恒星从月球暗缘掩入
15日 18时33分 金星过远日点,距离太阳0.728天文单位
15日 22时55分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
16日 01时50分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
16日 02时49分 土星西方照,日出时位于南方
16日 07时44分 月球过降交点
16日 12时11分 月全食,食分1.419,大洋洲东部、太平洋东部、北美洲(除北部),南美洲、大西洋、非洲、欧洲西南部及南极洲可见
16日 12时14分 望([美]花月),农历四月十六
16日 22时          月掩冥后星(10.3等),小行星冥后星从月球亮缘掩入、暗缘复出
17日 00时          月掩房宿三(天蝎座δ星,2.3等),恒星从月球亮缘掩入、暗缘复出
17日 03时36分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
17日 11时19分 心宿二合月,心宿二在月球以南3.05度
17日 21时          水星过降交点,日心黄纬0度
17日 23时27分 月球过近地点:360298km,视直径33.2′
18日 01时56分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型,2.1~3.4等,周期2.87日)
18日 07时06分 火星合海王星,火星在海王星以南0.57度(瞬时中天经度:133.25度)
18日 11时          月掩喜神星(10.2等),南美洲西南部可见
19日 09时22分 月球视赤纬最南-26°57.8′
20日 17时26分 冥王星合月,冥王星在月球以北2.86度
20日 17时40分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
21日                   双鱼座R星极大(米拉变星,7.0~14.8等,周期346日)
21日 01时          矮行星谷神星接近双子座疏散星团M35鞋扣星团
21日 04时          月掩颖神星(10.9等),南极洲可见
21日 09时23分 小满,太阳视黄经60°,太阳视赤纬+20°09′
21日 22时21分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
22日 02时          月掩韩(摩羯座35,5.8等),恒星从月球暗缘复出
22日 03时18分 水星下合日,水星在太阳与地球之间,不可见
22日 12时43分 土星合月,土星在月球以北4.46度(瞬时中天经度:17.22度)
22日 20时          420P/Hill希尔10号彗星通过近日点(周期13.0年,木星族)
23日 01时25分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
23日 02时43分 下弦
23日 03时02分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
24日 18时01分 海王星合月,海王星在月球以北3.67度(瞬时中天经度:-36.27度)
25日                   猎户座U星极大(米拉变星,4.8~13.0等,周期377日)
25日 03时23分 火星合月,火星在月球以北2.78度(瞬时中天经度:-172.65度)
25日 08时02分 木星合月,木星在月球以北3.25度(瞬时中天经度:119.79度)
25日 16时          木星过天赤道,进入北半球
25日 21时29分 月球过天赤道,进入北半球
26日                   小行星冥后星冲日(10.2等)
26日 09时          火星日心黄纬最南,日心黄纬-1.8度
27日 10时51分 金星合月,金星在月球以北0.20度(白昼月掩金星,中国东南沿海、东南亚、马达加斯加岛南部可见)(瞬时中天经度:99.507度)
27日 21时47分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
28日 06时05分 水星过远日点,距离太阳0.467天文单位
28日 21时42分 天王星合月,天王星在月球以北0.25度(白昼月掩天王星,经过南美洲、非洲西部)(瞬时中天经度:-47.73度)
29日 02时28分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
29日 08时04分 火星合木星,火星在木星以南0.63度(瞬时中天经度:115.94度)
29日 10时33分 月球过升交点
29日 20时53分 水星合月,水星在月球以南3.72度(瞬时中天经度:-20.82度)
30日 00时59分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
30日 03时          P/2012 O3 (McNaught)麦克诺特20号彗星通过近日点(周期9.8年,木星族)
30日 15时          179P/Jedicke詹迪克彗星通过近日点(周期14.4年,木星族)
30日 17时          火星过天赤道,进入北半球
30日 19时30分 朔
30日 23时          土星视赤纬最北+14°09′
30日 23时38分 毕宿五合月,毕宿五在月球以南7.22度
31日                   人马座R星极大(米拉变星,6.7~13.0等,周期268日)
31日 13时          武仙座τ流星雨极大期(ZHR~Var),武仙座τ流星雨(tau Herculids,00061 TAH)出现日期介在5月19日至6月14日之间,母天体73P/Schwassmann–Wachmann施瓦斯曼-瓦赫曼3号彗星(周期5.36年,已分裂),亮度指标r=unknown(未知),速度~16km/s(慢速)

  *注1: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、冲日则用地心视黄经。
  *注2: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2022/5/25/08:02木星合月(视赤经合),地处东经119.79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。详见紫金山天文台官方微信说明。
  *注3:部分天象(彗星、流星雨、变星等)由于误差原因,无法精确到分钟(min)。

  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,另加北河三即双子座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),是中国天文学会天文学名词审定委员会、全国科学技术名词审定委员会天文学名词审定委员会(统称“天文名词委”)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不应该翻译成“每小时天顶流星数”,国际流星组织(IMO)没有“ZHN = Zenith Hourly Number(天顶每小时流星数)”、“ZHF = Zenith Hourly Flow(每小时天顶流量)”这一类的词。维基百科百度百科根据国际流星组织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)亦在最新的0.22.1版本中更新了zh_CN的翻译。
  流星数(Number),按照下列公式计算:

可见流星数量公式

  其中,N为可见流星数目(颗);Teff为观测时长;K为云量遮盖率(百分比);lm为可见最暗星星的亮度(最佳条件为6.5等,实际需考虑当地光污染因素);hR为流星雨辐射点距地平线的仰角(地平高度);r为亮度指标,r值通常介于2.0(明亮)到3.5(暗淡)之间。

  晨昏蒙影:日出前和日没后由高空大气散射太阳光引起的天空发亮的现象称为晨昏蒙影;在日出前的叫做晨光,在日没后的叫做昏影。太阳中心在地平下6°时称为民用晨光始或民用昏影终,这时光线暗淡,需要人工照明。太阳中心在地平下18°时称为天文晨光始或天文昏影终,这时天空完全黑暗,可以看到目视最暗的星。

  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。

  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。

  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。

  合日和冲日:外行星或小行星视黄经与太阳视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。行星相邻两次合日(或冲日)的平均间隔称为会和周期,根据行星的平均运动得出行星的会和周期如下:

水星 115.88日 土 星 378.09日
金星 583.92日 天王星 369.66日
火星 779.94日 海王星 367.48日
木星 398.88日 冥王星 366.72日

  由于轨道偏心率和摄动的影响,实际间隔与会和周期有一定的差异。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

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、有趣天文奇观

  2022年的天象预报资料,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/2022astronomical_events/

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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

  2022年4月13日4时将发生木星合海王星,木星在海王星北方0.11度处。从地球中心向外看,当木星和海王星的赤经经度相同时,称为「木星合海王星」,通常是这两颗行星比较接近的时候。

  当天木星亮度为-2.7等,海王星为+7.8等,位于宝瓶座与双鱼座之间。两行星皆约于4时13分升起,台北日出时间约为5时34分,但由于此二行星近地平,需要找东方无遮蔽处才有机会观察。海王星肉眼不可见,若以小型天文望远镜观察,同视野中可以看到木星、木卫与海王星,但两颗行星因亮度差异大,所以在拍摄上困难度也较高。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

2022/4/13 木星合海王星
2022/4/13 木星合海王星。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:国家空间天气监测预警中心

  受冕洞高速太阳风影响,北京时间2022年4月10日11时到14时发生大地磁暴,Kp指数最大值为7,目前太阳风速度在500公里/秒左右波动。

  预计地磁暴过程仍将持续,可能出现小到中等地磁暴。

地磁活动

  地磁暴开始后数小时,电离层将出现显著扰动,TEC会出现明显变化,对在轨目标探测如天波雷达探测等精度造成一定影响,作业台站可参照就近的电离层探测结果进行数据修正。

  受磁暴影响,中高层大气密度将会出现较大幅度增加,可能对低轨航天器轨道有较明显的影响,请相关部门密切关注低轨卫星轨道高度的变化。地磁暴期间,高纬、中高轨卫星轨道将有大量热等离子体注入,可能引发表面充电效应,请有关单位注意卫星运行可能出现的异常状况。

  国家空间天气监测预警中心将严密监视此次空间天气事件发展,及时发布预报预警信息。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  一个跨国研究团队发现了迄今为止最遥远的候选星系,名为HD1,红移值z达到了惊人的13.27,推算为135亿光年远,意即在宇宙大爆炸仅3.3亿年就出现了这个星系。

在70多万个天体中找到的HD1,这张照片是由三种不同波段的观测影像叠合而成。
▲在70多万个天体中找到的HD1,这张照片是由三种不同波段的观测影像叠合而成。

  为了了解星系在早期宇宙中是如何以及何时形成的,天文学家希望透过遥远星系得到线索,但由于光速有限,来自遥远天体的光到达地球需要很久的时间。10亿光年之外的天体发出的光,在10亿年前离开了那个天体,途中经过了10亿年才到达我们这里,因此,研究遥远的星系可以让我们回顾过去。目前为止最遥远星系的记录保持者是GN-z11,它是由哈勃太空望远镜发现的,红移值z为11.0,意即134亿光年远的星系,然而,这个距离已经是哈勃太空望远镜探测能力的极限。

目前已确认最遥远的星系及新发现的最遥远候选星系。
▲目前已确认最遥远的星系及新发现的最遥远候选星系。

  最遥远候选星系HD1是由日本的昴星团望远镜、可见光和红外巡天望远镜(VISTA)、英国红外望远镜(UK Infrared)、史匹哲太空望远镜(Spitzer Space telescope)在总共1200小时的观测资料中发现的,论文第一作者播金优一(Yuichi Harikane)说:「从70万个不同的天体中找出HD1是一项非常艰钜的任务」,该团队接着利用阿塔卡马大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)进行了后续观测,以确认HD1的距离;领导ALMA观测的早稻田大学教授井上昭雄(Inoue Akio)说:「我们在氧发射谱线处发现了一个微弱的讯号,讯号的统计显着性是99.99%,如果讯号是真实的,这就是HD1存在于135亿光年之外的证据,但如果没有达到99.999%或是更高的统计显著性,我们仍无法确定。」

  HD1的发现,这表示在宇宙大爆炸后仅三亿年就存在明亮天体,HD1很难用现有的星系形成理论模型来解释,而且观测资讯有限,它的物理特性仍然是一个谜,至少目前为止它被认为是一个非常活跃的恒星形成星系,但也有可能是一个活跃的黑洞,由于HD1在天文学上的重要性,2021年年底发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜选择了HD1作为第一轮观测的目标,该研究发表在2022年4月8日的《天文物理学》期刊,目前可以在预印本网站下载。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:ALMA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  钱卓X射线天文台收集了超过8天以上的观测资料,在选定的空间内,蜘蛛网原星系团的新影像揭露了大量活跃的超大质量黑洞,包含了原星系团中心的蜘蛛网星系之后外,共有14个超大质量黑洞正在贪婪地吞噬着周围空间的物质。

蜘蛛网星系团中的14个超大质量黑洞,紫光强烈处为强X射线发射源。
蜘蛛网星系团中的14个超大质量黑洞,紫光强烈处为强X射线发射源。

  蜘蛛网原星系团是以其中心的蜘蛛网星系命名的,其光线经过了106亿光年才抵达地球,可以算是「宇宙正午」的时期,这是在宇宙大爆炸后的20至30亿年前的短暂时期,星系以惊人的速度形成了恒星。当我们能够研究这些早期阶段的星系团时,应该能让我们对宇宙的大尺度结构演化有更深入的了解,它还能告诉我们更多关于影响星系团成员中恒星形成率及超大质量黑洞的活动过程。

蜘蛛网星系团的主角,蛛网星系的多波段复合影像。
蜘蛛网星系团的主角,蛛网星系的多波段复合影像。

  科学家实际上并不晓得星系团是如何演化的,所以也很难确定哪些星系团是真正的原星系团,因此,科学家们寻找不同于常规的、有趣的目标,钱卓X射线天文台对蜘蛛网原星系团的观测就是如此。虽然黑洞本身并不发光,但吸积的能量如此之大,故在此过程中会发出高能量的X射线,意大利国家天文物理研究所的科学家将望远镜对准这个原星系团,以寻找超大质量黑洞在「进食」时所发出的X射线。

  研究团队发现在这大约1130万光年宽的空间里,可以看到原星系团中的14个星系发出强烈的X射线,这是中心的超大质量黑洞活跃的证明,此外在这个场域内的星系中,所存在的活跃超大质量黑洞,比一般平均宇宙空间范围内要高出5至20倍之多,目前还不清楚原因为何。有可能是星系间的引力作用在影响周围的物质,进而被这些黑洞们吞噬,又或者是原星系团以某种机制保留了大量的冷气体,这将会比我们在附近星系团中看到的热气体更容易让黑洞吸积。

  研究团队最后在文末写到:透过利用蜘蛛网星系团的多波段观测资料,他们将进一步探索X射线原星系团各成员的属性,以研究其主要的物理机制,目前本篇研究已被天文学和天文物理学期刊接受,现可在预印本网站arXiv上取得。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

发布单位:香港天文学会

水星 Mercury

  由美国、加拿大和中国科学家组成的国际研究团队发现,太阳系中最小的行星水星也拥有与地球上相似的地磁风暴。他们发现包括我们太阳系以外的行星,无论其磁层大小或是否具有类似地球的电离层,是否都会发生地磁风暴。

  研究团队在今年2月份发表在两篇论文。第一篇论文证明水星有一个环形电流,一个环形的带电粒子场,在行星周围横向流动,不包括两极。第二篇证明环流触发的地磁暴的存在。

  地磁风暴是由太阳风能量转移引起的行星磁层的主要干扰。地球磁层中的此类风暴会产生极光,并会破坏无线电通讯。

  这些过程与地球上的非常相似,主要区别在于行星的大小,而水星的磁场较弱,几乎没有大气层。对于水星上地磁风暴的确认源于一个偶然的巧合,在2015年4月8日至18日,太阳发生的一系列日冕物质抛射,以及美国太空总署(NASA)2004年发射并在2015年4月30日任务结束时,坠毁在水星表面的信使号(MESSENGER,英文全写: MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging,意为「水星表面、太空环境、地球化学与广泛探索」)太空船。

  日冕物质抛射,是太阳等离子体的喷射云,一种由带电粒子构成的气体。该云包括等离子体的嵌入式磁场。事实证明,4月14日的日冕物质抛射对科学家来说是关键。它压缩了水星面向太阳的环流并增加了环流的能量。环形电流的突然增强导致了磁暴的主要阶段,但这并不意味着水星有像地球上那样的极光显示。

  在地球上,当太阳风粒子与大气粒子相互作用时,风暴会产生极光。然而,在水星上,太阳风粒子不会遇到大气层。相反,它们不受阻碍地到达表面,因此只能通过X射线和伽马射线检查才能看到。

  在发现其固有的行星磁场后,从信使号获得的结果为水星在太阳系演化中的地位提供了进一步的见解。

  研究分别刊登在:

  2022年2月17日出版的《自然·通讯》期刊,标题是:Observational evidence of ring current in the magnetosphere of Mercury

  2022年2月18日出版的《科学中国·技术科学》期刊,标题是:Magnetic storms in Mercury’s magnetosphere

【图:美国太空总署,文:节译自美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校2022年3月30日新闻公布】

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  先前科学家认为冥王星是寒冷死寂的星球,但2015年新视野号太空船飞越冥王星时,发现它相当复杂且活跃。科学家获取新视野号资料相当不易,为受限于距离和其他限制,数据传输仅每秒1 kbit,所以科学家们仍持续在研究太空船7具科学仪器所提供超过6 GB的数据。最近。美国西南研究院的行星科学家在《自然通讯》期刊发表研究,表明冥王星曾经历了多次改变其地貌的冰火山活动,并塑造了其表面外观。

冰火山主要位于冥王星“心脏”Sputnik Planitia的西南方。
冰火山主要位于冥王星“心脏”Sputnik Planitia的西南方。

  冰火山地形主要位于冥王星“心脏(Sputnik Planitia)”的西南方,包含多个高度达1至7公里、宽度为30至100公里的大圆丘,有的还会合并形成更复杂的结构。最高的圆丘几乎和夏威夷的茂纳罗亚山(Mauna Loa)一样高,由于该地区没有陨石坑,表明该地区的地质上很年轻,估计该地区的地质年龄可能不超过10到20亿年,甚至有些地区的年龄可能不到2亿年。科学家认为该地区的地质年轻,并出现冰火山特征,表明冥王星的内部在“近期”是温暖的,并造成内部对流使富含水冰的物质沉积在表面上。

冰火山与夏威夷的茂纳罗亚山,及太阳系其他火山比较。
冰火山与夏威夷的茂纳罗亚山,及太阳系其他火山比较。

  论文作者认为:由于冥王星的表面太冷,温度约为摄氏零下-240至-215度,因此在低温下,纯水冰通常应该形成固体的基岩。但视野号太空船观测到其表面有氨化合物,由于氨具有抗冻的特性而造成流体。研究人员认为冰火山口物质流到冥王星表面时,像冰与水的泥泞混合物,且黏稠程度如牙膏,或是如地球上的冰河一样缓慢移动。不过冥王星的表面温度与大气压力都非常低,以至于在相对较短的地质时间尺度上,流体在表面仍会冻结。

  这些冰火山特征对研究冥王星的行星科学家来说是个难题。因为来自冥王星内部的热流非常小,但是该地区没有明确的撞击坑,显示冰火山喷发一定是在近期发生,这表示冥王星比预期活跃。先前在2019年的另一论文表明,冥王星在地下海洋和外部冰壳之间可能存在一层气体水合物,可以使地下海洋隔绝热和保持液态。如果没有那个绝缘层,液态水都可能在数百万至数十亿年前就冻结了。若海洋的热穿过水合物层释放,它可能会导致低温火山流。作者认为,太阳系中许多冰冷卫星和柯伊伯带天体也可能有这种水合物层而存在地下海洋,甚至有机会存在生命。但作者说,对于生活在冥王星上的微生物来说,生活真是巨大的挑战。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

资料来源:Universe Today

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家从已退役的克卜勒太空望远镜(Kepler Space Telescope)于2016年收集的数据中,发现了一颗系外行星,距离地球约17,000光年,是之前克卜勒太空望远镜观测记录的两倍,质量和木星相似,轨道距离也几乎和木星与太阳的距离相同。

  这颗被命名为K2-2016-BLG-0005Lb,代表了以2016年数据所确认的第一颗系外行星,该批数据被侦测到有27颗疑似星体,使用的是「重力微透镜」的分析技术而非克卜勒太空望远镜原本使用的「凌日法」检测,因为克卜勒太空望远镜并不是被设计为使用重力微透镜来寻找行星,所以这样运用和成果很令人惊喜。

克卜勒太空望远镜和加法夏望远镜探测到的信号。
克卜勒太空望远镜和加法夏望远镜探测到的信号。

  克卜勒太空望远镜于2009年发射升空,运作了将近10年时间,目标为寻找系外行星,这期间克卜勒太空望远镜发现了超过3,000颗已确认的系外行星和另外的3,000颗候选行星。

  克卜勒太空望远镜长时间观测着目标恒星场,数据经过优化处理后,可以检测出星光中微弱且规律性的下降,这就代表有系外行星正围绕着其恒星运行,这种搜寻方式被称为「凌日法」。

  「重力微透镜」则是利用了重力的特性,行星之类物体的质量会在其周围产生重力时空扭曲的现象,如果那颗行星经过一颗恒星的前面,会对其光线造成一些干扰,时空扭曲基本上就像一个放大镜,星光会非常微弱而短暂地变亮,重力微透镜非常适合寻找距离地球很远的系外行星,它们的 距离很远,行星质量很小,迄今为止所发现最遥远、距离地球25,000光年的银河系系外行星就是通过重力微透镜找到的。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Science Alert

翻译:丛雨
译注:第10和14题的翻译可能会有点怪。

  美国天文学与天体物理学奥林匹克竞赛(USAAAO,以下简称“美国天文奥赛”)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 2022 – First Round
2022年2月5日

选择题(单选)

1. 根据哈勃星系分类法(Hubble galaxies classification),给出以下几个星系的类型:

Sa
Figure 1: Galaxy 1

Sbb
Figure 2: Galaxy 2

E3
Figure 3: Galaxy 3

Irregular
Figure 4: Galaxy 4

Peculiar
Figure 5: Galaxy 5

(a) Sb,Sc,特殊星系,E2,不规则
(b) Sbc,E4,不规则,Sb,特殊星系
(c) E3,Sbc,Sa,特殊星系,不规则
(d) Sc,Sba,Sbc,E2,特殊星系
(e) Sa,Sbb,E3,不规则,特殊星系

2. 一颗彗星的轨道特征如下:偏心率e =0.995,远日点距rα =5×104AU。已知太阳的质量MS =1.98×1030kg,引力常数G =6.67×10-11N m2/kg2,计算彗星在远日点的速度。
(a) 34.76 m/s
(b) 20.57 m/s
(c) 187.91 m/s
(d) 63.38 m/s
(e) 9.19 m/s

3. 考虑一颗以如下椭圆轨道绕太阳运行的彗星:

a star

以下哪一个式子是彗星从A点到B点所需的时间?其中彗星轨道的周期为T,偏心率为e,轨道方向是逆时针的。

7

4. 赤道上经度相差30°的两点间的最短距离(沿着地球表面)是多少?纬度都是60°、经度相差30°的两点间的最短距离(沿着地球表面)又是多少?为了简便,假设地球是标准的球体。
(a) 3336 km,1668 km
(b) 3336 km,1654 km
(c) 6672 km,3336 km
(d) 3298 km,1649 km
(e) 3298 km,1668 km

5. 两颗球形小行星Ek和Do自由空间中绕它们的质量中心旋转,Ek有7倍月球质量,Do有1.4倍月球质量。系统的总角动量与小行星Do相对质心的角动量之比是多少?
(a) 26
(b) 6
(c) 1.2
(d) 1.04
(e) 0.1667

6. 考虑一架焦比f/9,焦距f=1.0m的望远镜,工作于波长λ=5000Å的可见光波段。此望远镜能辨别出一个半径RC =4.1pc的疏散星团的最远距离是多少?
(a) 1.2×106 pc
(b) 1.5×106 pc
(c) 3.0×106 pc
(d) 4.2×106 pc
(e) 5.8×106 pc

7. 想象你在一个遥远的系外行星上观测地球凌日。假设地球轨道的偏心率是0,凌日轨迹穿过太阳直径方向(碰撞参数为0),地球凌日的持续时间是多少?
(a) 3.24 h
(b) 25.93 h
(c) 6.48 h
(d) 1.62 h
(e) 12.97 h

8. 一颗系外行星在一次从恒星表面穿过的凌星事件中被观测到,估算这颗恒星因行星凌日造成的视星等变化Δm。已知在凌星期间,地球上的天文学家观测到恒星投影面积的η =2%被系外行星遮挡。
(a) -4.247
(b) 0.003
(c) 0.022
(d) 0.679
(e) -0.003

9. 估算一个径向速度弥散为σr =16.2 km/s的球状星团的质量,该球状星团的角直径θ =3.56′,距离d =9630 pc。
(a) 6.05×1035 kg
(b) 9.71×1035 kg
(c) 1.01×1036 kg
(d) 3.03×1036 kg
(e) 5.96×1036 kg

10. 木星的深层大气具有较高的温度,这是由于对流使绝热状态下的温度随压强增大而增加。做一个简单的假设,木星的外层温度是500 K,粗略估计木星包层的特征厚度(或称e 指数标高)是多少,你会发现它与压强大小无关。你可能会用到木星大气的比气体常数3600 J kg-1 K-1
(a) 20 km
(b) 73 km
(c) 568 km
(d) 3,120 km
(e) 10,233 km

11. 一天文爱好者在观测夜空时拍下了如下照片:

8

此照片拍摄地的纬度是?
(a) 70° S
(b) 20° S
(c) 2° N
(d) 20° N
(e) 70° N

12. 将以下的太阳演化阶段按从早到晚的顺序排列。
1. 氦闪(Helium flash)
2. 白矮星(White dwarf)
3. 红巨星分支(Red giant branch)
4. 渐近巨星分支(Asymptotic giant branch)
5. 核心氢聚变终止(End of hydrogen fusion in the core)
(a) 5,4,1,3,2
(b) 5,3,1,4,2
(c) 1,5,3,4,2
(d) 5,2,4,1,3
(e) 3,5,1,4,2

13. 一颗行星绕恒星运动的轨道偏心率是0.086,这颗行星与恒星的最近与最远距离之比是多少?
(a) 0.842
(b) 0.188
(c) 1.188
(d) 0.158
(e) 以上都不是

14. 下图(Figure 6)展示了开普勒空间望远镜探测的150,000颗恒星的6小时方均根(rms)组合差分测光精度(CDPP)曲线。CDPP可用于测量光变曲线中的白噪声,因此对于那些6小时CDPP为百万分之100(100 ppm)的目标,一次6小时凌星的深度是否能达到100 ppm被视作1-σ检测。

9

Figure 6:图片来源于Christiansen et al. (https://arxiv.org/abs/1208.0595),6小时rms CDPP和Kp星等的数据来自于第3季度(2009年9月18日到12月16日)的所有目标行星。

考虑一个1R的目标,开普勒星等Kp =13.5,而且就噪声大小而言,它是图(Figure 6)中该星等的最佳目标之一。同时设想具有如下半径的3个独立的系外行星:
I. 0.5R  
II. 1R
III. 10R
使用1-σ检测判断(假设凌日持续6小时),我们可能会因为噪声而无法观测到哪颗或哪些行星凌日?
(a) I
(b) III
(c) I 和 II
(d) II 和 III
(e) I、II 和 II

15. 一颗恒星的质量为M,能量来源于核反应41H4He +能量。p-p链(质子-质子链)的燃烧效率是0.007,这意味着每质量m 会产生0.007mc2的能量。假设可用于核反应的氢的质量是初始质量的一半,并且光度L 在整个燃烧阶段保持恒定,给出恒星氢燃烧阶段寿命的表达式。
(a) 1.625×1018 s (M / M)-2
(b) 3.15×1014 s (M / M)-2
(c) 1.625×1018 s (M / M)-2
(d) 3.15×1014 s (M / M)-2
(e) 以上都不是

16. 2025年,帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)将从距离太阳6.9×106km的位置经过,成为史上距太阳最近的人造天体。它将完成五次轨道环绕,每89天接近太阳一次,直到计划的2026年任务结束。帕克太阳探测器在最靠近太阳时能以多快的速度运行?
(a) 38 km/s
(b) 48 km/s
(c) 139 km/s
(d) 190 km/s
(e) 196 km/s

17. 地球上的天文学家观测到一个双星系统的相互掩食现象,并绘制了如下光变曲线。

Light Curve of Eclipsing Binary Star System

如果两颗恒星的轨道都是圆形,二者之间距离14.8 AU。双星的总质量是多少?以太阳质量为单位。
(a) 2.3M
(b) 5.7M
(c) 6.8M
(d) 23M
(e) 46M

18. 假如上述双星系统中,小恒星比大恒星更亮,那么小恒星与大恒星的半径之比是?
(a) 0.21
(b) 0.76
(c) 0.82
(d) 0.95
(e) 0.98

19. 理论上空间望远镜的分辨率受限于主镜的衍射。此问题需要比较哈勃空间望远镜(HST,主镜口径d = 2.4 m)和詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST,d = 6.5 m)的衍射极限,二者的工作波长分别是500 nm 和10 μm。计算角分辨率之比11,如果只受限于衍射,哪个望远镜能分辨出更小角度的目标?
(a) 0.014,JWST
(b) 0.14,HST
(c) 1.4,JWST
(d) 14,HST
(e) 140,JWST

20. 冥王星的轨道偏心率是0.25,估算从地球上看,冥王星一次轨道运转期间星等的最大变化。你需要知道冥王星的轨道半长轴比1 AU大得多。
(a) 0.2 (b) 1.2 (c) 2.2 (d) 3.2 (e) 4.2

21. 一颗人造卫星在赤道上空的圆形轨道上,且能朝以下任意方向启动引擎点火加速:
1. 运动方向
2. 运动的反方向
3. 朝向地球,垂直于速度方向(与径向速度相反)
4. 远离地球,垂直于速度方向(与径向速度相同)
5. 朝北天极(垂直于运动和径向速度方向)
考虑每个方向上的微小速度变化,有几种变轨动作会使轨道的近地点降低?
(a) 1 (b) 2 (c) 3 (d) 4 (e) 5

22. 上述五种变轨运动中,将它们变轨后的远地点距离从低到高排列。假设速度变化量相对于轨道速度很小,但不可忽略。
(a) 2 < 3 = 4 = 5 < 1
(b) 2 = 3 < 5 < 4 = 1
(c) 2 < 3 = 4 < 5 < 1
(d) 2 < 5 < 3 = 4 < 1
(e) 2 < 3 < 5 < 4 < 1

23. 一颗系外行星被径向速度法发现,以2.45天的轨道周期绕一颗类太阳恒星运行。如果此行星的反照率是0(吸收所有入射光)且表面完美导热,估算行星的温度。
(a) 395 K
(b) 954 K
(c) 1231 K
(d) 1476 K
(e) 2071 K

24. 天津四(α Cyg)是北半天球的一颗重要的恒星,是夏季大三角的其中之一,也是天鹅座的最亮星。已知以下数据,计算天津四和辇道增七(β Cyg)之间的距离。

12

(a) 569 pc
(b) 102 pc
(c) 432 pc
(d) 317 pc
(e) 459 pc

25. 假设秋分这一天你在休斯顿(29°46′N,95°23′W)观测到天津四上中天,结合24题表中的数据,此时太阳的时角是?
(a) 8h 41m
(b) 20h 41m
(c) 12h 00m
(d) 14h 19m
(e) 18h 22m

26. 已知下图拍摄于11:59pm,判断当天太阳正从哪个星座前方穿过。

13

(a) 天蝎座(Scorpius)
(b) 室女座(Virgo)
(c) 北斗(Big Dipper)
(d) 巨蟹座(Cancer)
(e) 金牛座(Taurus)

27. 一位天文学家在大雾天观测一个星系,它的图像信噪比约为1,成像时间约5秒。如果想要信噪比达到10,她需要总共观测该星系多久?
(a) 15秒
(b) 20秒
(c) 25秒
(d) 50秒
(e) 500秒

28. 天枢(赤纬δ=61.75°)是大熊座的一颗恒星,在旧金山(纬度λ=37.7°N)观测,它是否是拱极星?在迈阿密观测(纬度λ=25.8°N)呢?
(a) 是,是
(b) 是,否
(c) 否,是
(d) 否,否
(e) 需要更多信息

29. 一天文学家得到了一个星系的光谱,发现Hα发射线的波长是721.9纳米,而地球实验室中同一发射线的波长是656.3纳米。估算这个星系的(固有)距离是多少?
(a) 66 Mpc
(b) 430 Mpc
(c) 480 Mpc
(d) 3900 Mpc
(e) 4700 Mpc

30. 在旧金山(37.7°N,122.4°W)一年之中最长的白昼和最短的白昼的时间差多少?忽略大气折射。
(a) 2h 30m
(b) 3h 32m
(c) 4h 08m
(d) 5h 12m
(e) 6h 25m

第一轮答案:
EEBBC BECDB
DBAAA DECBC
CDDDA DEBBD


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