发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家发现不仅行星有极光,就连彗星上也发现了!地球的极光是太阳风与大气层的氧气、氮气等气体相互作用,激发出绿色,红色,白色等光线。在太阳系的其他地方,如木星及其一些卫星、土星、天王星、海王星,甚至是火星,都看到各自版本的极光。但研究人员在查看2016年就已经任务结束的罗塞塔号(Rosetta)太空船的数据时,意外发现67P彗星出现紫外线极光的现象。但67P彗星的极光并不像地球极光那样漂亮,因为它是肉眼看不见的远紫外光。

  研究人员表示极光产生机制很复杂,某些过程类似木卫三和木卫二,也有机制与地球和火星相同。是太阳风中的电子在接近彗星时被加速,与彗发的气体相互作用,由于该过程能量极高,因此产生处于紫外线波段的高度激发辉光。科学家此前曾注意到67P彗星的紫外线发射,但误认为太阳发出的光子与彗发相互作用结果。此次分析,才发现太阳风的电子是产生辉光的原因。此外,与地球不同,67P彗星没有磁场,因此彗星的极光则是分散在彗星的周围。

  科学家认为研究67P彗星极光现象能够了解太阳风中的粒子如何随时间变化,这对于理解整个太阳系的太空天气至关重要。最终可以帮助保护卫星和太空船甚至前往月球和火星太空人的安危。相关论文发表在Nature Astronomy期刊上。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

67P/Churyumov-Gerasimenko
67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星
(Image: © ESA/Rosetta/MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA)

资料来源:Space.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在2016年,NASA的Disk Detective公民科学计划团队的志愿者发现了一种全新的年轻行星系统。科学家称它们为Peter Pan行星盘,「因为它们显然拒绝长大」。

Peter Pan Disk

  天文学家认为,像木星和土星这样的巨型行星应该在短短的几百万年内形成,它们的行星盘也会随着消散不见。但是,公民科学家最近发现,有些行星盘的存在时间比预期长达10倍之久,因此给了Peter Pan行星盘的称号,因为它们就像拒绝长大的彼得潘。Jonathan Holden/NASA

  天文学家原来认为原行星盘只能持续存在几百万年,因此最大的行星,如木星和土星,必须非常快地形成。但是,当志愿者们从Disk Detectives计划一堆太阳系的影像中寻找时,他们发现了这些Peter Pan行星盘的存在时间比原先的猜测长达10倍。这可不是侥倖的发现,都是公民科学家的努力啊!四个新发现的Peter Pan行星盘已经在2020年2月的《天体物理学杂志》上发表了 。

  根据今年夏天在《皇家天文学会月刊》上的发表的一项后续研究中,天文学家观察了「Neverland的参数」,发现这些行星盘的形成可能与其处在孤独系统有关,它与其他恒星相距甚远,而且它们的形成初期也比一般行星盘要大得多。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Astronomy

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  数十亿年来,地球的天然卫星——月球,一直环绕在地球的身旁,但其实它并非唯一出现在地球旁的卫星,有时候一些更小的物体会被地球引力暂时捕获而停留在我们的行星轨道旁,在几个月或几年后才会被重新抛回太空。

  这些类似的天体又被称为准卫星,目前只有两颗确定曾经环绕地球运动,第一颗是2006至2007年间的2006 RH120,另一颗则是2018至2020年间的2020 CD3,如今,将迈入第三颗,天文学家在几天前发现了一个名为2020 SO的新天体。根据理论预测,它将于2020年10月抵达地球,并一直停留至2021年5月才离开地球前往别处。

2020 SO轨道示意
图说:红色、橘色表示2020 SO的轨迹,蓝色表示地球,灰色则为月球。

  不过科学家发现了另一个现象,该小行星的速度似乎有点奇怪,一般而言,来自月球的物体会比较慢,但是该天体甚至比月球岩石还要慢,这些迹象表明该天体可能是过去的太空垃圾,根据美国太空总署喷射推进实验室(NASA JPL)表示,1966年9月,为了搭载测量员2号前往月球,擎天神-半人马2.5节火箭升空,该箭体的半人马节部分被弃置于太空中,而过去从来不考虑火箭回收的事项,一旦发射成功,通常就会被遗弃于太空中。

  根据CNEOS的数据资料,2020 SO长约6.4至14公尺,而半人马节火箭长12.68公尺,两者吻合程度相当高,但是由于距离仍然遥远,它在望远镜中也只是黑暗中的一个点而已,如果没有持续详细的观察,是不可能确定其形状或成分的。

  它在12月1日时将会距离地球最近,仅约5万公里,届时我们或许可以辨认出一个粗略的形状,而光谱学也可以帮助确定物体是否着色,如果它真的是1966年的半人马节火箭,那么它就已经在太空中漂流了54年,也同时意味着我们下次看到类似性质的天体时,就有更多的资料来支持它是人造物体;但如果它是一颗货真价实的小行星,我们也能够得到更多有关小行星的新资料,至少速度的部分-是那么的出乎意料。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  根据我们对地球上生命的理解,金星是你在太阳系中几乎不可能找到生命的地方,它的表面大气压力高达地球的92倍,温度也是吓死人的摄氏470度,简直可以说是地狱行星,但是科学家却在金星大气中发现了生物过程才能产生的东西。

  在金星厚云的高处,那里的大气压力跟温度非常宜人,唯一的问题是其厚云的成份为硫酸(化学分子式为H2SO4),但是科学家在2017年利用詹姆斯克拉克马克士威望远镜发现了磷化氢(分子式为PH3)并于2019年利用ALMA阵列重复确认证实它的存在。在地球上要产生磷化氢,除了在实验室中刻意的人工合成以外,在地球的自然界中,仅有厌氧微生物有办法自行产生,而在金星这样的环境若能找到磷化氢,就表示有极高的可能性是由金星上的微生物产生的,即便不是经由微生物产生,也必须经由「外来程序」才能得到。

金星大气中的磷化氢示意图
▲金星大气中的磷化氢示意图。Credit: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech

  科学团队量测到的磷化氢浓度为20ppb,该团队也研究过许多金星存在磷化氢的可能原因,包含了火山作用、闪电、陨石等非生物源头,但似乎都无法达到这么高的浓度,而且,如果「那些生物体」存在于地球,那它们的磷化氢产率可能是地球生物体的十倍,毕竟金星表面的氢气含量低,而且那些硫酸云可能会很快的摧毁掉磷化氢,两年不同时期的探测预示着,这种化合物的产生仍在持续着。

  而澳洲核子科学技术组织的行星科学家Helen Maynard-Casely则提出质疑,地球上除了厌氧微生物外,尚有火山可以产生磷化氢气体,实际上在2020年的早些时候,才有研究团队证实金星的火山活动比地球还要活络,但是该论文却因为引用了2015年的资料排除了火山活动的可能性,这可能是该文章的一个痛点。

  然而,要解开这个谜团的下一步可能是近距离的观察,除了目前日本JAXA的破晓号有能力之外,那就只能再建造新的登陆器前往金星了,相关的论文发表在《自然天文学》期刊上。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在太阳系里,行星可以简单地按照大小及密度,区分为岩质行星、气态巨行星及冰质巨行星,科学家也按照太阳系的组成建构出行星系统的演化模型。

  但随着我们发现的系外行星已超过四千颗,许多我们不熟悉的行星类型出现,影响了科学家对于行星演化的了解。举凡在远小于水星轨道范围内运行的巨大“热木星”,大小介于地球及海王星之间的“迷你海王星”或“亚海王星”,科学家为了解释他们的形成,不断修改既有的理论。

  最近有研究团队利用TESS(凌日系外行星巡天卫星),搭配地面天文台进行凌日及径向速度的观测,找到名为TOI-421系统中的两颗系外行星。TOI-421 b的密度很低,质量不到海王星的一半,表现出充满大气的性质,但研究人员认为其位在非常接近母恒星、周期仅5天的轨道上,应该早已丧失大气。TOI-421 c密度更低,质量与海王星相当,更有潜力供JWST(詹姆斯·韦伯太空望远镜)进行进一步的大气特征观测。

TOI-421 b及TOI-421 c的大气特征显着,是下一代观测计划的重要目标。
TOI-421 b及TOI-421 c的大气特征显着,是下一代观测计划的重要目标。

  该团队还预测了未来大气特征的观测结果,预期应可看到明显的Lyα吸收线,做出氢气的逸散及甲烷存在的假设。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:AAS NOVA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

新研究发现,地球上的水可能来自于行星形成时存在于太阳系内部的物质,而不是彗星或小行星所提供。
图说  新研究发现,地球上的水可能来自于行星形成时存在于太阳系内部的物质,而不是彗星或小行星所提供。Credit: © dell / stock.adobe.com

  一项新的研究发现,地球上的水可能来自于行星形成时存在于太阳系内部的物质,而不是遥远的彗星或小行星所提供。这项研究发表在《科学》(Science)期刊,这意味着地球可能一直都是含水的(wet)。

  来自法国南锡的Recherches Petrographiques et Geochimiques中心(CRPG,CNRS /Universite de Lorraine)的研究人员,包括现在担任圣路易斯华盛顿大学的博士后研究员的确定,一种名为顽火辉石球粒陨石(enstatite chondrite)中含有足够的氢,至少可提供3倍于地球海洋中的含水量,甚至更多。

  顽火辉石球粒陨石全部由太阳系内部的物质组成,本质上与最初构成地球的物质相同。

  我们的发现表明,地球的组成部分可能对地球的水资源起了重要的作用,第一作者Laurette Piani说,在这颗岩石行星形成时,太阳系内部存在着含氢物质,尽管温度太高,水无法凝结。

  顽火辉石球粒陨石是罕见的,只占收集到的已知陨石的2%左右。

  但它们具有与地球相似的氧、钛和钙同位素,氢、氮同位素也与地球相似。

  如果它们有效构成了地球的组成部分,这一结果意味着这些陨石向地球提供了足够的水,便可用来解释地球水的起源,这真是太神奇了!华盛顿大学艺术与科学物理学博士Lionel Vacher说。

  该论文还提出,大气中的氮(地球大气中最丰富的成分)可能也来自顽火辉石球粒陨石。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Scitech Daily

发布单位:台北市立天文科学教育馆

由于在南极深海沉积物中发现了超新星的证据,围绕太阳系周围空间的一个谜团正在揭开。
图说  由于在南极深海沉积物中发现了超新星的证据,围绕太阳系周围空间的一个谜团正在揭开。Credit: Pixabay/CC0 Public Domain

  由于在南极深海沉积物中发现了超新星的证据,围绕太阳系周围空间的一个谜团正在揭开。Anton Wallner教授是澳洲国立大学的核物理学家,他领导的这项研究表明,在过去的3.3万年里,地球一直在穿过一团微弱的放射性尘埃云,这些云可能是以前超新星爆炸的残骸。

  研究人员利用希夫质谱仪(HIAF's mass spectrometer)的极高灵敏度,从两个不同的地点搜寻了几个深海沉积物,这些沉积物可以追溯到3万3000年前。他们发现了同位素铁60的清晰痕迹,这是恒星在超新星爆炸中死亡时形成的。

  铁60具有放射性,会在1,500万年内会完全衰变,这意味着地球上发现的任何铁60都是在46亿年前形成地球之后由别的地方来的,因此推测是从附近的超新星到达这里,然后才沉入海底。

  过去的几千年里,太阳系一直在穿过一个密度更大的气体和尘埃云,称为本地星际云(LIC),其起源尚不清楚。如果本地的星际云是铁60的来源,那么当太阳系进入星际云时,铁60的含量应急剧增加(根据该团队的数据,这很可能发生在过去3万3000年之内。至少,最古老的样本中铁60的含量应该低得多,但研究显示却没有。

  研究人员指出,找到答案的最好方法是寻找更多的铁60,以弥补4万年前到100万年前之间的空白。

  该研究已发表在美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  伽利略卫星是木星的四个主要卫星,占木星卫星总质量的99.999%,伽利略在1610年透过自制望远镜首次发现它们,分别是「埃欧」、「欧罗巴」、「盖尼米德」和「卡利斯多」。

  伽利略卫星的地质活动都相当活跃,因为木星巨大的潮汐力不断拉伸及挤压它们,现在有科学家认为,四个卫星表面下可能存在的液态海洋或熔岩,对彼此的潮汐力影响将更大。

  研究人员解释,因为伽利略卫星地下海洋各自的潮汐,彼此在互相靠近时又产生了「潮汐共振」的效应,这种效应远比木星本身的潮汐力影响更显著,如果地下海洋的黏度比较大的时候,产生的热量将相当可观。

  根据研究团队的计算,木星对「欧罗巴」地下海洋的潮汐影响深度为200米,相较之下,「埃欧」对「欧罗巴」潮汐影响则可深达80公里。科学家并不清楚欧罗巴地下海洋的深度,但只要伽利略卫星潮汐共振的效应够强,将足以对卫星地表造成冲击起伏,科学家就能以看得到的起伏推估其深度。

  这个研究提供了预测天体地质活动的全新想法,任何系统中有多颗海洋星球都可能因此对适居性产生重大的影响,例如拥有7颗类地行星、其中3颗位在适居带的TRAPPIST-1的行星系统。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:Space.com

由美国宇航局伽利略号宇宙飞船在这里看到的木星卫星欧罗巴,在其冰冷的外壳下隐藏着一个巨大的海洋。图片:NASA/JPL-加州理工学院/SETI研究所

由美国宇航局伽利略号宇宙飞船拍到的木星卫星欧罗巴,在其冰冷的外壳下隐藏着一个巨大的海洋。图片:NASA/JPL-加州理工学院/SETI研究所