发布单位:台北市立天文科学教育馆

冥府行星

  天文学家发现一颗非常奇怪的系外行星TOI-849b,它位于730光年远,母恒星TOI-849与太阳非常相似。TOI-849b仅比海王星小一点,但质量却是海王星的两倍多,因此密度与地球差不多!如此密度显示它是岩石行星,但大小却远高于岩石行星的上限。这意味它可能是非常罕见的冥府行星(Chthonia),即是大气层被剥夺的气体行星核心。

  TOI-849b是NASA的凌日系外行星巡天卫星(TESS)所发现。TESS透过凌日方式搜索系外行星,因此天文学家能以恒星的变暗程度和频率计算行星的大小以及与恒星的距离。TOI-849b非常接近其母恒星,公转周期仅18小时,估计表面高达摄氏1530度。TOI-849b非常特殊,很少有海王星级行星如此靠近母恒星。团队随后以欧洲南方天文台的ESO 3.6米望远镜的光谱仪(HARPS)计算行星的质量,发现其质量是地球的39.1倍,或海王星的2.3倍,这样得出的密度为5.2g/cm3,非常接近金星的5.24g/cm3和地球的5.51g/cm3。因此团队认为它可能是冥府行星,曾形成类似木星的巨大大气层,后来又以某种方式被剥离。

  天文学家认为这种极靠近恒星的气体行星,会被高热剥夺大气,如Gliese 3470 b被观测正以高速失去其大气层。但这解释不足以解决TOI-849b大气全部损失的原因,可能还有如与大天体碰撞等事件造成。另一可能原因是TOI-849b开始形成气体行星时,没有足够的物质成为大气。或许它是在行星系统演化后期时形成,或是在原行星盘的间隙中形成的,使得没有足够的材料来增加大气。研究小组计划将继续观测,以确定TOI-849b是否还剩下任何大气。这可以帮助确定核心本身的组成以及形成原因。该研究已发表在《自然》期刊上。(编译/台北天文馆李瑾)

资料来源:Science Alert

发布单位:香港天文学会

  2020年6月30日是第四个国际小行星日(也称为全球小行星日)。2016年联合国在其决议中宣布:每年的6月30日是全球小行星观测日,以全球的高度来纪念1908年6月30日发生在前苏联西伯利亚的通古斯事件,并提高公众对小行星撞击与危害的认识。

  小行星通常是从外太空进入地球,速度通常可达每秒10公里。其在通过大气层时摩擦所产生的热十分巨大,大部分的小行星在到达地面时便已燃烧殆尽或爆炸。一个直径10米的陨石可以产生约2万吨左右的爆炸,相当于投在广岛的原子弹威力。

  通古斯大爆炸是1908年6月30日上午8时17分(UTC时间为0时17分)发生在现今俄罗斯西伯利亚埃文基自治区上空的爆炸事件。爆炸发生于通古斯河附近、贝加尔湖西北方800公里处,北纬60.55度,东经101.57度,当时估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药,超过2,150平方公里内的8千万棵树焚毁倒下。

  据报道,当天早上在贝加尔湖西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空,其亮度和太阳相当,几分钟后,一道强光照亮了整个天空,稍后爆炸产生的冲击波将附近650公里内的窗户玻璃震碎,并且观察到了蕈状云的现象,这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录,其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被发明的气压自动记录仪所侦测。在事发后数天内,亚洲与欧洲的夜空呈现出暗红色;有假说认为这是由于光线穿过在高纬度地区的极度低温中形成的冰晶颗粒造成的,这种现象常在航天飞机(太空梭)返回地球大气时出现。在美国的史密松天体物理台和威尔逊山天文台也观察到大气的透明度至少数个月有降低。

  目前比较被科学界所接受的说法是一个小行星在大约离地6至10公里上空爆炸。

  而如果这个物体再迟4小时37分撞击地球,那么这场爆炸将摧毁当时俄罗斯帝国的首都圣彼得堡,而不是人口稀少的通古斯地区,造成更大的人员伤亡。

  在通古斯爆炸时,在爆炸中心正下方的树被脱去树枝树皮,而稍远的树则因为爆炸波而倾倒,这个现象也被在核试验中发现。

  1960年中期,苏联使用模型树跟小型炸药作实验,寻找哪种爆炸方式可以产生像通古斯爆炸相似的蝴蝶型爆炸。实验显示小行星是以大约与地面夹角30度、与北方夹角约115度接近地面,然后在空中爆炸。

  2013年俄罗斯乌拉尔陨石雨事件为小行星爆炸说提供了强力佐证。比太阳还要明亮的火球,巨大的音爆,和在天空中留下长长的烟雾轨迹无不与通古斯卡巴大爆炸当时的记录相符,只是在通古斯卡上空燃烧爆炸的小行星显然要比2013年的大得多。

  从20世纪后半开始,对地球大气层的监测让人类开始注意千吨级小行星的空中爆炸。根据美国空军国防支援计划的资料显示,这种爆炸大约一年会发生一次。而类似通古斯那种大小的一千万吨级的是非常罕见的;尤金·舒梅克博士估计这种大小的小行星大约300年才会发生一次。

官方网站:AsteroidDay.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家已经发现来自太阳微弱的低频无线电波爆发,这一年来太阳表面看似非常的平静,但无线电波天文学家认为事实并非如此,他们发现平静的太阳,不断发出微弱的无线电波,并认为这些微弱的无线电波爆,有助于解释太阳大气层中能量如何转换的问题。

  太阳表面温度为5778 K,但太阳大气或日冕中的微弱电浆,其温度却可达到百万度。扭曲在其表面磁场中所包含的能量如何在其在外层大气中转换为热量,这仍然是一个有待解决的问题。

NASA的太阳动力天文台(SDO)在2012年拍摄太阳发出的强大闪焰。毫微闪焰的能量只有一般闪焰的十亿分之一,目前无法单独检测到。(NASA/SDO/AIA)

  图说:NASA的太阳动力天文台(SDO)在2012年拍摄太阳发出的强大闪焰。毫微闪焰的能量只有一般闪焰的十亿分之一,目前无法单独检测到。(NASA/SDO/AIA)

  研究人员提出了几种可能的答案,其中一个有争议的想法是极微闪焰(nanoflares),也就是太阳活跃时,所看到的许多同属性且较小的明亮闪焰,将扮演提供热量的角色。但是,极微闪焰的问题在于我们看不到它们,它们太微弱且太小,导致无法单独被看到。

  现在,印度塔塔基础研究所的Surajit Mondal的研究团队发现了一个现象,可能是提供证明极微闪焰(nanoflares)存在的证据。

  研究人员使用澳大利亚默奇森广域阵列(Murchison Widefield Array)的低频无线电天线网络,取得多个来自于太阳无线电波(米波,公尺-波长)爆发的讯息。大多数的爆发都持续不到1秒钟,并且遍及整个日冕。

  Surajit Mondal的研究团队没有将这些爆发称为极微闪焰,而认为这是第一次在平静的日冕中观测到微弱脉冲无线电波(米波,又称公尺波)的证据,这些爆发讯号比以前观测到的任何电波都还弱100倍。

  研究团队解释,下一步将针对爆发的无线电波是否与加热日冕的极微闪焰的活耀性进行相关性分析,并透过电脑模拟来确认本论点。(编译/台北天文馆林琦峯)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

Ursa Major Arc

  近日召开的美国天文学会线上会议中,一个团队发表了他们意外在大熊座发现的弧线,推测可能是大约10万年前发生的超新星爆炸而来。不过一般肉眼与摄影设备并无法观察到,他们透过紫外线摄影才捕捉到这个横跨30°的微弱氢气弧。

  该团队是由三位业余天文学家David Mittelman、Dennis di Cicco和Sean Walker所领导的MDW巡天计划发现,他们在进行的Hα射线的调查中意外发现了这一特征。MDW巡天计划旨在针对全天656.3纳米(由电离氢发出的光波段)的光进行成像。与他们的研究合作、威斯康辛大学的Robert Benjamin说,在巡天过程中捕捉了一个圆弧,而这个圆弧和紫外线的数据「非常完美」地对齐。

MDW巡天计划拍摄到的弧线

  Benjamin将这个特征描述为超新星的典型波状震荡,也就是超新星吹出的球形气泡,并形成一个弯曲的震荡前部。根据气体与周围环境的相互作用,研究人员估计这个弧形结构距离我们大约600光年。由于弧的形状相当完美,推测当超新星冲击波通过时,其他爆炸事件很可能已经清除了其经过的区域。(编译/台北天文馆王彦翔)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  最近NASA的太阳观测卫星「日地关系天文台A」(STEREO-A),捕捉到了一个有趣的画面,在观测太阳风的同时,拍到了刚好通过太阳附近的C/2019 Y4 (ATLAS)彗星,同时水星也进入了视野中。

  「日地关系天文台」于2006年发射升空,部署在地球轨道前方(STEREO-A)及后方(STEREO-B)的拉格朗日点上,两颗卫星可以同时观察太阳六分之五的表面。

STEREO-A捕捉到的「ATLAS彗星、太阳风、水星」同框画面。(Image: © NASA/NRL/STEREO/Karl Battams)

STEREO-A捕捉到的「ATLAS彗星、太阳风、水星」同框画面。(Image:  © NASA/NRL/STEREO/Karl Battams)

  这幅影像是由STEREO-A从5月25日到6月1日的拍摄画面所合成。左侧摆动的丝状云气就是太阳风,它是由太阳的带电粒子组成,背景则是无数恒星(直条纹为影像失真)。ATLAS彗星从画面中央由上而下通过,尽管4月时它崩解成碎片,但从STEREO-A的影像中看起来碎片并无分散。动画中段之后,明亮的水星从画面左方进入。

  除了STEREO-A捕捉到的画面,日前「太阳轨道载具」也以近距离的方式直接通过了ATLAS彗星的彗尾,NASA和ESA尚未宣布这次观测是否成功,STEREO-A的画面先为这次难得的观测机会做了一个小开场。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:Space.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  AR2765,第25太阳周期的最新太阳黑子,是目前太阳盘面上唯一的黑子,不过它并不是唯一的亮点。在AR2765周围,弯曲延伸的日珥形成更大的结构,随着时间及不同的观察波段呈现不同的样貌,犹如摆动的蝎子尾巴。

  日珥是太阳磁场活动的产物,太阳黑子也是,因此日珥有时候会伴随太阳黑子共同出现。因为太阳的「较差自转」,使得内部磁场扭曲,当磁力线跃出光球层,太阳表面炽热的气流会被带往高空,就会形成圆弧状的日珥。

这张照片由Efrain Morales Rivera于波多黎各拍摄,使用8公分的望远镜搭配H-alpha滤镜捕捉色球层的细节。

  这张照片由Efrain Morales Rivera于波多黎各拍摄,使用8公分的望远镜搭配H-alpha滤镜捕捉色球层的细节。

  AR2765旁的日珥绵延约70,000公里,几乎是地球周长的两倍,如果它出现在地球旁边,地球可以像马戏团跳火圈一样穿过它。由于现在是太阳活动的极小期,这个尺度的日珥还算非常小型,在极大期的日珥塞进10个地球都不是问题。不过随着磁场不断扭曲,磁力线可能会断裂,原本被磁场束缚的高温电浆瞬间挣脱,就会被抛出太空形成太阳闪焰。

  因为安静的极小期期间,AR2765旁的小型日珥将吸引所有太阳物理学家的眼球,持续对它追踪。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:Space Weather

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  业余天文学家Paul Benni和麻省理工学院研究员Artem Burdanov在本周的美国天文学会线上会议上报告了他们发现三个新天体,包含一个热木星、一个棕矮星和一个暗淡的双星系统。更令人讶异的是,他们并非借助大型天文台,而是在Benni的家中院子发现的。

  这项工作始于几年前,Burdanov与来自俄罗斯乌拉尔联邦大学的同事进行了一项实验调查,最初称为Kourovka行星搜索(KPS)。他们透过寻找系外行星穿越恒星前方时造成的亮度下降来得知行星的存在,就像NASA的开普勒和TESS太空望远镜一样,不过Burdanov将目标锁定在其他计划未观测的天区,也就是我们的银河系盘面。

  自2013年以来,Benni一直在他波士顿附近的家中协助KPS团队进行后续观察。而当Burdanov到比利时列日大学时,Benni继续进行这项计划,现在这项计划改称为银河系盘面系外行星调查计划(Galactic Plane eXoplanet,GPX),GPX观测系统是由口径279mm的Celestron RASA广域测量望远镜和FLI ML16200相机组成,并使用Burdanov开发的增强型影像处理软件。

GPX设备

(图说)两人的观测工作就在Benni的院子中进行。

  为了在挤满星星的银河盘面进行搜寻,GPX捨弃广视野而换取高解析度。GPX系统的解析度约为每像素2角秒,而开普勒和TESS太空望远镜的解析度则分别是每像素4角秒和20角秒。Benni解释说:「其他观测计划往往会避开银河盘面,因为恒星太过拥挤使得他们在影像上往往融合在一起。」Benni继续补充:「这种权衡也让我们可以将注意力集中在11至15等的恒星上。试图在影像中再捕捉一些其他人错过的东西。」

  他们的首次发现是在2015年,当时二人仍在测试原型Kourovka设备。研究小组将望远镜对准大熊座附近一个随机选择的小区域,累积了115个小时的观测数据后,发现了正在遮掩母恒星星光的热木星KPS-1b。KPS-1b在质量和半径上与木星相似,大约每1.7天环绕他的母恒星(亮度13等)运行。有了前面的成功经验,他们再利用改良的GPX装置,并在2016年发现第二个掩星事件。GPX-1b是一个棕矮星,质量是木星的20倍,环绕着一颗亮度12等、质量略大于太阳的恒星。值得注意的是TESS曾拍摄过同一天区,然而因为GPX-1与一颗亮度9等的恒星相距不到1角分,这让TESS错过了这颗棕矮星(如下图,右边是TESS的影像)。

GPX与TESS的比较

  他们目前的最新发现来自2018年收集的观测数据:GPX-TF16E-48是一对总亮度15等的双星,包含一颗白矮星和一颗K型主序星,互绕周期约为7.1小时。由于从地球上看他们的轨道面与视线方向大致平行,恰好是一对食双星,但由于亮度减弱时间仅10分钟,因此很难发现。后续观察发现,这颗白矮星可能正从伴星中吸出气体,并可能在约900万年内变成一颗新星。

  GPX展现了专业天文学家和业余天文学家使用市售的观测设备合作的潜力,甚至能发现世界一流的仪器也漏掉的天体。(编译/台北天文馆王彦翔)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家在发现火星的两个小卫星后,在很长的一段时间里,都认为它们是被捕获的小行星,直到有证据显示,这两个小卫星是在同一时间形成的,而且火卫二的轨道倾斜了大约1.8度,2017年,恰好是这个1.8度的倾角让研究人员提出了一个新想法,火星的卫星可能在环与卫星之间不断地转换。

火卫一曾经被撕裂成为火星环(credit: Astronomy Magazine/Ron Miller)

▲火卫一曾经被撕裂成为火星环(Credit: Astronomy Magazine/Ron Miller)

  先前理论认为,火星的卫星是在形成火星后的一亿至八亿年间,曾有一个巨大天体撞击火星时喷出的碎片形成的,然而在第236届美国天文学会上,科学家提出在碰撞后,火星的卫星曾为一个环,在时间的洪流下,聚集成一个卫星,然而在往内轨道前进的过程中,又因潮汐力被拆回环,从此不断往复,而对于火卫一来说,新的周期可能又开始了。

  火卫一只有两亿年的历史,以天文学的角度来看相当年轻,它正在逐渐被火星的引力往内吸,在未来的几千万年后,火卫一将会进入火星的洛希极限而被潮汐力撕裂,形成新的火星环,同时也解释了为何火卫二的轨道倾斜一个小角度,正是因为过去的火卫一在形成时扰乱了火卫二的轨道。

  研究人员认为在三十几亿年前,一个最原始的火卫一可能为现今火卫一的20倍大,它当时的轨道以及质量的影响,火卫二产生了不寻常的轨道倾斜,此后火卫一便开始向轨道内侧移动,最终被撕裂成为环,成为环时部分石块向内移动最终坠落在火星上,而其余的则又在偏外侧集结成为了新生代火卫一,这个过程经历了两次。

  日本宇宙航空研究开发机构计划于2024年向火卫一发射太空船,收集火卫一的资料甚至取得岩石样本并带回地球,透过研究我们太阳系行星过去及现在的环,科学家能够更了解星球的前世今生,甚至在遥远的太阳系外发现它们。(编译/台北天文馆许晋翊)

资料来源:Astronomy

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  银河系的恒星盘面大约横跨了十万光年。但是最新的观测结果表示,星系的范围实际上可能横跨数百万光年。

银河系及大小麦哲伦星系被百万度的巨大气体光晕包围着(此图为艺术家笔下的银河系),这种气体只能利用太空中X-ray望远镜观测。Image credit: NASA / CXC / M.Weiss / Ohio State / A. Gupta et al.

  图说:银河系及大小麦哲伦星系被百万度的巨大气体光晕包围着(此图为艺术家笔下的银河系),这种气体只能利用太空中X-ray望远镜观测。Image credit: NASA / CXC / M.Weiss / Ohio State / A. Gupta et al.

  俄亥俄州立大学的Sanksriti Das本周在美国天文学会的虚拟会议中,提到银河系尺寸旋涡星系NGC 3221的X射线的观察结果。Sanksriti Das与研究团队透过XMM-Newton和Suzaku太空望远镜,拍摄到星系周围热气发射出的X射线光谱,提供直接证据证明星系存在一个远远超出恒星盘面的光晕。

  天文学家长久以来透过吸收类星体的光或分离无线电波短暂的闪光,来间接观测光晕气体,主要是因为这气体很难自行检测。这些气体非常稀疏,每立方米只有100个原子。与一般超新星爆炸后残留的气体还微弱(每立方米有百万至亿万个原子)。

  然而,这些原子的数量与星系所有恒星中发现的原子数量相同,炙热的原子散布在如此庞大的体积中是很难被发现的。

  虽然理论学家认为这类光晕气体的热是均匀的分布,但是本研究团的X射线观测结果表明并非如此。较靠近星系的气体会更热,而且可能比预期温度高两倍。但有许多未参与研究的天文学家对此结果提出质疑。

  由于NGC 3221的质量大致与银河系的质量相同,其光晕的温度将与银河系的光晕温度大致相同。因此很难分辨出这些辐射是属于遥远旋涡星系NGC 3221的辐射,还是属于银河系的辐射。

  研究人员认为星系的光晕可能是星系生态的关键部分,光晕的气体掉落在星系上,带动了新的恒星诞生,然后这些恒星风及最终超新星爆炸的喷发物质,将再回流到光晕中。(编译/台北天文馆林琦峯)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  今年年初,有颗彗星从遥远的恒星游走到太阳系里,它是鲍里索夫彗星(2I/Borisov)。后来发现它开始分裂时似乎将迈入死亡,但近期论文表示彗星的主体倖存下来。这是双赢的局面,部分彗星确实破裂了,意味着科学家可分析其内部的碎片以了解其组成,而且这颗冰冷的太空岩石还能继续它的穿越星际之旅。

  在2019年8月发现鲍里索夫彗星时,它就显现出特殊的轨迹与速度,使其成为第二颗来自太阳系外的天体,以及首颗星际彗星。当它于2019年12月8日到达近日点,太阳的引力使其路径略微弯曲,并在今年3月开始活跃起来。波兰天文学家首先注意它的亮度增加,认为是彗核分裂造成灰尘和冰块的爆发。3月底,哈勃太空望远镜证实这点,发现鲍里索夫彗星分成两块。但由David Jewitt领导的洛杉矶加利福尼亚大学团队认为彗星完全瓦解的可能性不大。Jewitt表示:经由观测表明彗核的爆发和分裂属于较小事件,占总质量的比例很小,因此鲍里索夫彗星将继续生存下去。

鲍里索夫彗星

  来自太阳系外围的彗星常见在近日点崩解,天文学家认为是彗星的冰昇华加速彗星的旋转,此过程会使彗星不稳定导致破裂。鲍里索夫彗星的特征类似太阳系外围彗星,因此也可能破碎。根据论文描述,3月4日至9日这颗彗星显现第一次爆发。之后在3月30日,就发现第二块彗星。但是到了4月3日,发现第二块彗星已经消失。根据Jewitt和小组计算,3月初的爆发出一片约100平方公里的云,这云块由大小约0.1毫米的粒子所组成,估计质量约为2000万公斤,这与彗核相较仅是九牛一毛。小组估计彗核半径500公尺,约3千亿公斤。随后出现的第二个物体,约12万公斤。研究小组认为,这块碎片在3月初爆发时已经产生出来,但在几星期后才被看见。研究团队认为彗核的爆发和分裂相较之下很小的事件,所占总质量很小,鲍里索夫彗星将在穿越太阳系之旅中生存下去。(编译/台北天文馆李瑾)

资料来源:Science Alert