发布单位:台北市立天文科学教育馆

棕矮星,褐矮星

  天文学家使用昴星团望远镜与凯克天文台直接观测到棕矮星的影像,该星围绕一个离地球仅86光年,年龄约15亿年如太阳的恒星运行,距离母恒星为20天文单位。是少数拍摄到环绕如太阳的恒星,距离尺度与太阳系相近的棕矮星或系外行星,相关研究发表于The Astrophysical Journal Letters期刊上。

  研究团队表示这颗天体首先在2018年10月昴星团望远镜系外行星成像系统(SCExAO / CHARIS)影像中检测出,后续也使用凯克天文台自适应光学(AO)技术观测其红外影像,确认该物体是恒星HD 33632 Aa的伴星,而不是背景恒星。研究人员经观测HD 33632 Ab位置变化而得到直接质量,与其他直接成像的行星或棕矮星,是基于年龄与亮度而以模型推断其质量不同。估算HD 33632 Ab的质量约为木星的46倍。

  棕矮星是比恒星小,但比木星重的天体。它们被称为“失败的恒星”,是因为质量不足以点燃其核心的核融合而发光。行星与棕矮星的质量没有明显分界,但HD 33632 Ab的质量属于棕矮星。团队还观测到HD 33632 Ab的大气层可能含有水和一氧化碳。

  团队表示,先前直接成像观测大多是“盲目”搜索,检出率非常低。他们则根据盖亚任务(Gaia)数据中的速度变化筛选观测目标,由于恒星的速度变化可能是伴星正在拖曳恒星,因此检测到HD 33632 Ab代表这种方法可行。天文学家希望通过观测,更加了解行星和棕矮星大气的年龄和质量,温度与化学性质等各方性质。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

Brown dwarf
(左)HD 33632 Ab的光谱,该光谱是大气中的水和一氧化碳分子吸收形成的。(右)对HD 33632 Ab的轨道进行建立模型。

资料来源:phys.org

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2019年9月,天文学家在检视无线电波望远镜的观测资料库时,发现了一个非常奇特的物体,经过多项比对后,发现该物并不属于任何已知的天体,同时天文学家给它上了一个标签,WTF,而下图是一个类似于鬼影般的无线电波发射团,如同一个宇宙中的烟雾悬在太空中,不仅如此,几天后,另一位同事又发现了第二个,比早先发现的更大一团。

图片中间的蓝绿色团块,即为ORCs
▲图片中间的蓝绿色团块,即为ORCs

  这些图像是由澳大利亚平方公里望远镜阵列得到的,过去探索宇宙的仪器还无法见到这么暗的天体,而如今由于等效口径加大,可以看见比以前更小、更暗的天体,而且由于资料量巨大,原先预期要透过人工智慧深度学习发现新的天体,但谁也没想到事情这么不可预期,这些WTF都是单纯用肉眼搜集资料时见到的,这些神秘的圆雾被研究团队正式命名为ORCs(Odd Radio Circles,奇怪的无线电圈)。

  起初,研究人员怀疑这是因软体臭虫或故障而产生的一种人工失误成像,但是当你使用了其它电波望远镜仍能看见它们时,那就不是这个原因了,目前研究团队仍然不知道它们有多大,甚至是离我们有多远。在光学波段用望远镜观察时,该范围内是完全没有东西,相当于完全透明的存在,目前针对该天体,研究团队已经排除了多项可能:

1.超新星残骸?不,ORCs离银河系中大多数恒星都很远,而且ORCs太多了。
2.会不会是爆发星系中由恒星集团产生的电波辐射环?不,并没有见到任何潜在星系的踪迹。
3.会不会是电波星系中看到的巨大电波瓣?不太可能,因为ORCs相当接近圆形,与电波瓣的缠绕状况差异甚大。
4.会是爱因斯坦环吗?也许是电波星系被重力透镜效应弯曲成一个圆?仍然不可能,ORCs太对称了,而且在这些天体的中心也看不到一个恒星群集。

  对天文学家来说,这是一项棘手的工作,从为数不多的发现中估计,他们认为天空中应大约有1000个ORCs,目前正在用望远镜搜寻更多的ORCs,并试图了解它的成因;究竟它是一种全新的发现,或是我们已知却用了另一种不同的方式看它?不论状况为何,都令天文学家感到兴奋。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:The Conversation

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  虽然夏威夷的井上建太阳望远镜(DKIST)还未完成,但是它在2020年1月28日拍摄的第一张黑子图像已经是有史以来最清晰的太阳黑子,黑子强烈活动的细节另人屏息凝视。DKIST所拍摄太阳表面的磁场结构可以小至20公里,太阳黑子解析度是以前的2.5倍。

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  大部分的太阳表面是围绕黑子周围的米粒组织,每一个米粒组织都是对流的单元,中间的热电浆上升,在冷却时会游移至边缘,然后回落到太阳表面,典型的米粒组织很大,一个约有1,500公里宽。(NSO / AURA / NSF)

  太阳黑子所在位置的太阳磁场特别强,恒星的正常对流活动受到抑制。因为磁力线阻止了热电浆从内部升起,所以黑子的温度比周围的温度约低三分之一,看起来也更暗。

  当这些磁力线断裂、缠绕及磁重联时,会释放出大量能量,产生太阳闪焰和日冕喷发。这些来自太阳的强烈的电磁波可能会破坏地球的卫星通信、导航,严重时甚至会破坏电网(虽然很少发生),因此,科学家们非常热衷于研究黑子。

黑子周围的米粒组织

  这张图像的区域全长约为16,000公里(地球直径12,742公里),当科学家们利用DKIST为该区域成像时,能够追踪约100秒内短时间的精细结构的变化(参考上方的 gif 动画)。箭头指出了在本影点(UD)和半影颗粒(PG)中经常被观察到狭窄的暗线。研究人员表示:通过磁对流的数值模拟,狭窄的暗线是磁场强度较低的区域中,其强烈上升气流的结果。通过对磁对流的数值模拟,可以预测明亮的UD和PG中的狭窄暗道,这是磁场强度。DKIST的分光偏振仪器将允许对这些小型特征进行详细分析,并与模型预测互相比较。

  科学家希望更能了解太阳活动,并改善预测太空天气的能力。(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

  蜻蜓44星系(DF44)位于后发座,距离3.3亿光年,属于后发座星系团的成员。天文学家认为一般星系其暗物质比可见物质重10到300倍之间,但DF44相当不一样,它的暗物质是恒星的10,000倍!天文学家努力多年,要确认是这个天体异常,还是观测分析中出了问题?现在有了答案。由荷兰、西班牙等天文学家的国际团队测量DF44的球状星团总数,发现其数量比先前认定要少得多,因此暗物质的比例小多了,表明该星系并不独特。该结果发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society期刊。

  论文作者表示,尽管没有严谨的物理解释,但球状星团的数量与星系的质量有关性,这可能与形成星系的原始气体量有关。先前观测认为DF44有80个球状星团,意味它质量与银河系相当,但银河系拥有数千亿颗恒星,而DF44仅一亿颗星,因此认为DF44暗物质质量比恒星高万倍。

  研究团队使用先前哈勃太空望远镜的观测数据重新分析,他们以更严格的参数来确定哪些球状星团被DF44所束缚,他们发现,该星系的球状星团总数量仅20个,因此得出DF44所含暗物质是可见物质的300倍,并未超出正常值。这不是团队首次发现暗物质含量测量错误。先前别的团队观测认为DF2和DF4星系几乎没有暗物质,去年他们提出这是距离计算错误的结果,修正距离之后,这两个星系也不再是宇宙怪胎。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

蜻蜓44星系(DF44)

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

  木星是太阳系中质量最大的行星,是所有其他行星总和的两倍,与太阳和其他行星一样,都由相同的尘埃和气体云形成。

  做为太阳系最先形成的行星,木星巨大的重力场很可能影响着整个太阳系的形成,对于围绕着太阳的所有行星的轨道排列发挥影响力,如果不是木星的引力,小行星带这一个广阔的区域可能会被另一个行星占据。

  木星也是「彗星捕手」。木星的重力场捕获了彗星和小行星,这些彗星和小行星原本可能掉落到太阳系内部并撞击地球等岩石星球,最终掉入木星的云层中。但是,木星也可能出现了相反的作用,向地球方向投掷小行星,虽然这不是件好事,但也可能导致富含水份的岩石进入了地球,进而成就了地球成为蓝色星球。

  笼罩在云层之下木星就像可以探询太阳系过去的一扇窗户,这也就是围绕木星运行的朱诺号(Juno)命名的由来。希望Juno能像朱诺女神一样,能看穿层层云雾,见识「朱比特」的真面目,Juno也能够穿过木星的云层来探寻我们太阳系的历史。

  Juno旅行了近五年,于2016年7月5日进入木星轨道,在木星的重力作用下,Juno以每小时210,000公里的惊人速度到达。在佩里霍夫(Perijove)或最接近的轨道进近过程中,在4,200公里的高度掠过木星,然后向外扫至810万公里远,穿越木星难以置信的强大磁场的较弱区域。

  这些是Juno完成了Perijove 29飞行所拍摄的照片,经过软体工程师Kevin Gill的影像处理,Kevin Gill同时也是行星和气候资料专家及科学资料视觉化的艺术家。(编译/台北天文馆刘恺俐)

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Jupiter from Juno PJ29 – c. (NASA/JPL/Kevin Gill)

资料来源:Science Alert

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发布单位:香港天文学会

  布拉格天文钟(Prague Orloj)是捷克首都布拉格的一座中世纪天文钟,座落于老城广场的老城市政厅的南面墙上,是一个热门的旅游景点。机械钟和天文表盘是布拉格天文钟最古老的部分,1410年10月9日由钟表师傅Mikuláš of Kadaň和Jan Šindel制作,后者是查理大学的数学和天文学教授。大约在1490年,天文钟加了日历表盘,外观上加了歌德式的雕塑。

  天文钟是一种机械式的星盘,在中世纪是一种天文学的设备。另外,也可以将布拉格天文钟当成是一个原始的天象仪,显示目前的宇宙状态。天文钟的背景显示出地球和天空,围绕着它有四个主要的移动元件:黄道环、一个旋转的外环、代表太阳标帜的图示、代表月球标帜的图示。

Prague astronomical clock

资料:维基百科

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  欧洲南方天文台(ESO)望远镜拍摄到了银河系中一个壮观的蝴蝶状气泡照片。

这张非常详细的NGC 2899行星状星云的图像是使用智利北部ESO甚大望远镜上的FORS仪器捕获的。
▲这张非常详细的NGC 2899行星状星云的图像是使用智利北部ESO甚大望远镜上的FORS仪器捕获的。Credit: ESO

  这张来自智利由ESO的甚大望远镜(VLT)拍摄的图像显示,被称为NGC 2899的行星状星云看似飘浮在太空中。NGC 2899的气体泡泡看起来像是一只蝴蝶,有着对称的结构、美丽的颜色和复杂的图案。这个天体从未被拍摄到如此引人注目的细节,包括行星状星云暗淡的外边缘都在背景恒星的映衬下发光。

  NGC 2899巨大的气体带从其中心延伸最多到2光年远,当气体达到一万度以上的温度时,在银河系的恒星前发出明亮的光芒。高温是由于来自行星状星云母星的大量辐射,导致星云中的氢气在蓝色光芒的氧气周围发出红色的光晕。

  这个天体位于船帆座(Vela)南部距离地球约6,500光年,有两颗中心恒星,据信这两颗恒星使它的外观近乎对称。在一颗恒星到达生命的尽头并脱离气体外壳之后,另一颗恒星现在干扰了气体的流动,形成了看到的双叶形状。目前,大约只有10-20%的行星状星云显示出这种双极形状。(编译/台北天文馆研究组吴典谚)

资料来源:phys.org

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家使用位于夏威夷昴星团望远镜与凯克天文台,并结合机器学习的力量,找到打破氧丰度最低记录的星系,仅为太阳的1.6%,这表明HSC J1631+4426是最近才开始制造恒星。HSC J1631+4426位于武仙座内,距离地球约4.3亿光年。

  研究人员表示,以标准宇宙学预测,现今宇宙大多数星系已经成熟,像HSC J1631+4426这样年轻星系非常少见。为了找到这些非常微弱并稀有的星系,必须以昴星团望远镜拍摄既暗且广视野的画面,因此数据量相当庞大。为了检测4000万个天体,研究团队开发新的机器学习方法。他们“教”一台电脑学习判断不同阶段星系的颜色,并挑选刚形成的星系。当电脑挑出27个候选天体后,研究小组使用凯克天文台的DEIMOS光谱仪与昴星团望远镜的FOCAS光谱仪对其中4个星系后续观测,以确定其的元素丰度,距离和质量。结果光谱数据表明,其中HSC J1631+4426是极贫金属的星系,其氧丰度最低。研究人员还确定它距离仅4.3亿光年,相对较近且很小,估计仅80万太阳质量,约银河系的1/100,000,仅与银河系的球状星团相当。研究人员表示,在我们附近发现这种低质量,年轻且金属贫乏的星系很重要,因为它们类似于原始星系,可帮助了解宇宙大霹雳后最早期的星系。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

HSC J1631+4426 broke the record for the lowest oxygen abundance. Credit: NAOJ/Kojima et al.
▲HSC J 1631+4426打破了最低氧丰度的纪录。Credit: NAOJ/Kojima et al.

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

  20世纪初期科学家便发现火星上头有如同地球上河谷一般的特征,一直以来也都想像着火星过去十分温暖,且有河流在上头流动。但亚利桑那州立大学的Anna Grau Galofre和两位同事将火星上的山谷特征和地球进行比较,并在《Nature Geoscience》上报告了他们的成果。他们认为,火星其实一直以来都不温暖,山谷是由冰川和下方流动的水所切割出来。

  引起Galofre怀疑的是2015年由Robin D. Wordsworth所做的研究,Wordsworth模拟了火星的三维气候模型,结果发现无法重现大家所期待的温暖又潮湿的火星。另一方面,火星上头的部分山谷地形和纽约西部的手指湖如出一辙,而那是冰河消退所遗留的地形特征。于是,Galofre团队前往加拿大北极地区、世界上面积最大无人岛的德文岛进行野外考察,将山谷特征分类成开放性河流、冰河边缘融化的水、次冰河流动及地下水等四种成因。同时,将采集到的特征和火星上超过1万个山谷、涵盖66个流域进行比较。

  结果显示,其中22个流域出现冰河下流体侵蚀的特征,例如成群出现的手指状分支;14个出现复杂的支流和较窄的河道;9个的山谷宽度仅3-5公里,同时包含冰河后退造成的特征。虽然还有18个流域无法确定成因,但可能是来自于地下水的仅有3个流域。

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(图说)这张图显示了火星山谷(上)和德文岛冰河(下),两地的山谷形状相当类似。

  然而这结果并不否定生命存在在火星上的可能,因为冰层下方的环境温度恒定,甚至还可以阻挡来自太阳的有害射线。南极冰层下方4公里深处的沃斯托克湖中,便发现有微生物在那生活了数百万年。目前NASA的毅力号探测器正前往火星,科学家希望毅力号能带给我们更多的线索。(编译/台北天文馆研究组王彦翔)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  巨石阵是英国南部一个新石器时代的奇迹,几个世纪以来,它的许多谜团始终困扰着历史学及考古学家,就连天文学家也对于它的用处做了不少的猜测。科学家想知道的是其建造方法,目的,以及其石材来源,其中石材来源这一项,可能已经有了答案。

  虽然迄今为止,没有人确切知道当初建造它的目的到底是什么,一些科学家认为巨石阵是早期英国部落或宗教组织举行仪式的中心,还有一些专家认为那里是观察天文的地方,人们很可能在季节变化之际在那里举办活动;巨石阵中几个重要的位置,似乎都是用来指示太阳在夏至那天升起的位置,而从反方向看刚好就是冬至日太阳降下的位置。

  巨石阵中较小的蓝岩(bluestone)先前被追溯到250公里外的威尔斯彭布罗克郡(Pembrokeshire),但萨森岩的来源一直无法确认。7月29日在《科学进展》期刊中所发表的一项研究中提出,大部分被称为萨森岩块的巨石似乎都源于25公里外的西伍兹,那里也曾是史前活动频繁的地区。1958年的考古修复工作中,为了稳固一块即将裂开的岩石钻入金属棒进行固化,相对的就会有同样数量的圆柱状岩石被取出,但由于当时对该古文物的价值并无认识,最终给了参与挖掘作业的工作人员作为纪念,直到2018年及2019年其中的两块完璧归赵。于是研究团队使用质谱仪对这些样本进行了深入分析,他们将其结果与20个可能来源地的沉积岩进行比较,发现威尔特郡的西伍兹与之最为吻合。

1958年考古修复时的照片。
▲图为1958年考古修复时的照片。

  目前已经确定石材来源了,古时候的英国人是如何将重达30吨的巨石搬运到25公里外的地方仍是个谜,普遍认为巨石是由雪橇拖来的,但若要证实这个现象,还必须了解其路线及其中途所落下的萨森岩屑,但是至少我们已经确定了起点和终点了。(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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  中国首次火星探测任务天问一号探测器目前飞行状态良好,能源平衡、工况正常,地面测控捕获及时、跟踪稳定,飞行控制和数据接收有序通畅,各项工作顺利开展。探测器已脱离地球引力影响范围,进入行星际转移轨道,飞离地球超过150万公里。

  2020年7月27日,天问一号探测器在飞离地球约120万公里处回望地球,利用光学导航敏感器对地球、月球成像,获取了清晰地月合影。在这幅黑白合影图像中,地球与月球一大一小,均呈新月状,在茫茫宇宙中交相辉映。

来源:中国探月工程

图为2020年7月27日,天问一号探测器在距离地球约120万公里处拍摄的地月合影照片。
▲上图为2020年7月27日,天问一号探测器在距离地球约120万公里处拍摄的地月合影照片。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  研究人员使用加州Zwicky瞬变设施天文台,于2019年12月发现的超新星SN2019yvq,它位于天龙座中相对较近星系NGC 4441里,距离地球约1.4亿光年。在发现后几小时内,天文学家就使用NASA的尼尔·格雷尔斯雨燕天文台研究紫外线和X射线波长下的现象。SN2019yvq归类为Ia型超新星,这是常见的白矮星爆炸事件,但不寻常是这次却伴有的紫外线的闪光。由于白矮星爆炸通常不会热到足以产生这种紫外线,天文学家仅第二次探测此现象(前次是iPTF14atg)。

  天文学家猜测可能原因为:1. 双星系统中的白矮星在吞噬来自伴星的物质后,两者之间发生碰撞,从而激发出紫外线。2. 白矮星核心中的极热放射性物质与外层混合,使外壳达到比通常更高的温度。3. 外部的氦层点燃白矮星内部的碳,引起极热的爆炸和紫外线闪光。4. 两个白矮星合并,造成撞击与爆炸并发射紫外线辐射。

  天文学家表示,随着时光流逝,爆炸的物质会越散越远,我们就可以看到更深处。或许一年之后,爆炸物质将变得很薄,以至于能看到中心。最终将能理解白矮星爆炸过程,以及这种超新星所产生的铁如何分布在整个空间。甚至更能了解Ia型超新星,而更精确测量天体距离,从而确定宇宙的膨胀的速度。相关研究发表在The Astrophysical Journal期刊。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

Ia型超新星SN2019yvq(蓝点)合成图像。(ZTF/Northwestern/Caltech)
Ia型超新星SN2019yvq(蓝点)合成图像。(ZTF/Northwestern/Caltech)

资料来源:Science Alert

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  英国爱好者Guy Wells和Daniel Bamberger就用他们的25cm望远镜和QHYCCD QHY-42相机拍到了正在前往火星的天问一号。长征五号上面级稍亮,约有15.5等;探测器组合体暗一些,18.4等。拍摄时,探测器距离地球29.5万公里,从地球看,位于双鱼座。

正在前往火星的天问一号