发布单位:台北市立天文科学教育馆

  地球的外营力在地表产生风化,内营力悄悄地影响山丘下的地底结构,「山崩」的现象在山地面积占比七成以上的台湾地区时有所闻,这个现象最近也在谷神星上被记录到了!

谷神星表面的两个区域

  上图显示了谷神星表面的两个区域,谷神星是内太阳系里唯一的矮行星,其他包含冥王星、妊神星、鸟神星及阋神星都位于主小行星带外的外太阳系。图中两区及其放大图显示,细碎的岩粒从陨石坑壁滚落了下来。

  谷神星与地球不同,没有大气产生外营力,其低质量组成也使谷神星不像地球拥有活跃的内营力,是如何发生类似山崩的现象呢?

  在由美国南加州大学Elizabeth Palmer等人新发表的论文中,他们发现谷神星的最上层表面比其他类似的天体,有更多的孔隙,这提供了一个崩解的可能性。谷神星能在地表上层保留隐藏的挥发性物质,在没有大气压力的表面上,这些物质终将慢慢蒸发。研究团队推测,谷神星的多孔表面与其表面细粒产生的山崩现象可能有所关联。(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

  美国绿堤天文台(GBO)、美国国家电波天文台(NRAO)及雷神资讯暨太空公司(RI&S)共同发表一张月球高分辨率图像,是从地面拍摄最高解晰度的月球图像,目标是第谷坑。图像分辨率为5米乘5米,包含大约14亿像素。该图像覆盖了200公里乘175公里的区域,确保完整包含直径达86公里的撞击坑。

  绿堤望远镜(GBT)位于美国西维吉尼亚州绿堤,是世界上最大完全可控方向的无线电望远镜,其主镜的接受面积为直径100米,可观测毫米波到米波段。在今年年初,配备雷神公司所开发新型雷达发射器,能将脉冲发送太空,当信号从月球表面反弹,可被甚长基线阵列(VLBA)接收,工程师将存储的脉冲相互比较以生成图像。他们使用利用合成孔径雷达技术,使发射器、目标和接收器都在随地球自转移动下,将接收的电波组成高分辨率的影像。此外,每个返回的雷达脉冲都包含略微不同方向的信息,因此天文学家可以获得比静止观测更多的资料。天文学家希望这项新技术,能让我们从地球就可清晰地探索更多太阳系的星球。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

最高解晰度的月球图像
最高解晰度的月球图像

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家在一颗距离地球约520光年外的系外巨行星上发现了云,其观测资料甚至可以分辨出云层高度及上层大气结构。

  2016年发现的WASP-127b是一颗热土星,它的一年只有4.2天,体积为木星的1.3倍,但质量只有木星的0.16倍,与土星的平均密度接近,这意味着它的大气层较为稀薄,非常适合做大气的光谱分析,因此,一组研究团队结合了哈勃太空望远镜及地面上的甚大望远镜(Very Large Telescope)两个项目的光学观测数据,来分析WASP-127b的大气层。

左图为太阳与木星、地球的比较,右图为WASP-127恒星系统的大小比较,下图则为太阳与水星的距离及WASP-127b与母恒星的距离比较。
▲左图为太阳与木星、地球的比较,右图为WASP-127恒星系统的大小比较,下图则为太阳与水星的距离及WASP-127b与母恒星的距离比较。

  要弄清楚系外行星的大气组成是一件相当棘手的事情,多数我们无法直接看到的系外行星都是使用凌日法见到的,在这样的前提下,这些系外行星上的大气层也会影响光线的亮度,但必须使用解析度更高的仪器才能达成,光谱中不同的波长可能会被不同的元素吸收,借由这项特性,科学家可以了解系外行星的大气层中含有什么样的物质。

  研究团队在分析后发现该行星有钠的存在,但是所在的高度比预期的要低得多,此外,红外波段有强烈的水汽讯号,但可见光波段却没有,这表示有云层的成分是对可见光不透明而对红外线透明。他们还将高解析度的光谱吸收将云层的高度降低到一个惊人的云层厚度,其大气压力仅在0.3至0.5毫巴之间。

  目前科学家们仍然无法确切得知云的组成,但可以肯定的是这颗系外行星的大气层绝非由水组成,钠的发现位置也令人意想不到,而且WASP-127b的轨道不仅与恒星的自转方向不同,几乎是绕着恒星的两极运行,这个系统被认为大约有100亿年的历史,或许造成这样的排列可能过去是受到一个未知的伴星所造成的,所有这些独特的特征使WASP-127b成为一颗未来将被非常深入研究的行星。

  该研究发表于《天文学与天文物理学》期刊上,并且在2021年的欧洲行星科学会议上发表。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

An artist’s conception of cold planet distribution throughout the Milky Way. For comparison, the cyan cone is the Kepler transit survey field. The inset shows an artistic conception of a planetary system in the Galactic bulge.

  目前已发现的系外行星超过4,500颗,大多数都位于距离地球约3,300光年的范围内,这使得直径接近10万光年的银河系在其他部分的行星分布,还无法被清楚的理解。

  为了解决这个问题,由Naoki Koshimoto(美国NASA戈达德太空飞行中心)所领导的一组天文学家,对28颗以重力微透镜效应(Gravitational microlensing)找到的系外行星进行分析,并以数个系外行星分布的模型,包含「行星聚集在星系中心附近」、「行星聚集在银盘的边缘」以及「行星均匀地分布在整个银河系中」这三个模型进行统计上的比较。

  重力微透镜效应与在主导地位的行星凌日法或径向速度法相比,可以探测到更遥远的系外行星。根据这28颗系外行星的距离分布分析,该团队发现系外行星分布仅微弱得依赖于与银河系中心的距离。这一结果表明行星很可能在整个银河系中被可以被发现,尽管结果并不能完全排除系外行星在银河系中心附近很少见的可能性,也有可能因为该处的系外行星的质量不足以发生明显的重力微透镜效应。

  参考资料:No Large Dependence of Planet Frequency on Galactocentric Distance,N. Koshimoto等人,2021年,天文物理期刊通讯。doi:10.3847/2041-8213/ac17ec

  未来随着利用重力微透镜效应发现的系外行星数量增加,天文学家应该更好地了解系外行星在整个银河系中的分布情况。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:OSAKA UNIVERSITY

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  新的研究表明,火星没有存在生命的原因(至少目前还没有发现),可能与星球体积大小差异有关。火星的直径只有地球的53%,这就使得火星不可能留住对生命至关重要的挥发物,比如水。

地球和火星。
地球和火星。

  圣路易斯华盛顿大学的行星科学家Kun Wang说,火星的命运从一开始就被决定了。岩石行星的大小可能有一个临界值,质量必须超过火星,才足以维持足够的水,以支持可居住的环境和板块构造运动。

  火星从一个相对潮湿的星球转变为干旱的尘暴区,有时被认为是由于火星失去了磁场。但也有可能是天体的表面重力对挥发物的影响有关,于是Wang的研究团队利用火星陨石样本进行钾同位素组成分析。

  20颗火星陨石的年龄从数亿年到40亿年不等,记录了火星不稳定的演化历史。通过测量挥发性元素的同位素(比如钾),我们可以推断出大部分行星的挥发性耗损程度,并在不同的太阳系天体之间进行比较。

  结果表明,火星在形成过程中比地球失去了更多的挥发物,但比月球和灶神星保留较多的挥发物,因为这两颗天体都比火星小得多,也比火星干燥得多。

  钾同位素组成与行星重力的相关性是一项新发现,对于不同行星何时以及如何接收和失去它们的挥发物具有重要的定量意义。

  我们现在知道系外行星是否有生命存在,第一阶段的决定因素是行星的大小是否可以保留挥发性气体。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

发布单位:香港天文学会

洞察号(InSight)

  2021年9月18日,美国太空总署洞察号(InSight)测量到该任务探测到的最大、持续时间最长的火星地震之一,来庆祝它登陆第一千个火星日。地震估计约为4.2级,震动了近一个半小时。

  这是洞察号在一个月内检测到的第三次大地震。在8月25日,任务的地震仪检测到两次4.2级和4.1级地震。为了进行比较,幅度4.2地震已经是之前保持纪录的五倍能量。上次是2019年检测到的3.7级地震,一经过两年多的时间,火星似乎也通过这两次地震告诉我们一些新的东西,它的结构具有独特的特征。

  洞察号任务以研究地震波去了解有关火星内部的更多情况。震波在穿过火星的地壳、地幔和地核时会发生变化,为科学家提供一种观察火星地下深处的方法。数据可以揭露所有岩石世界的形成方式,包括地球和月球。

  如果该任务没有在今年早些时候采取行动,可能根本不会检测到地震,因为火星的高度椭圆轨道使它离太阳更远。较低的温度要使到洞察号要依靠加热器来保暖;再加上它的太阳能电池板上积聚灰尘,降低了储电功率水平,需要通过暂时关闭某些仪器来节省能源。

  操作团队为此采取了一种另类的方法,去设法让地震仪保持开启状态:他们使用洞察号的机械臂,在一块太阳能电池板附近洒下一些沙粒,希望当阵风吹过太阳能电池板时,沙粒会带走一些灰尘。结果该计划奏效,在几次除尘活动中,团队发现储电功率水平保持相当稳定。现在火星再次接近太阳,电力能量开始逐渐回升。

【图、文:节译自美国太空总署2021年9月23日新闻公布】

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  NASA日前宣布,将以位于月球南极的Nobile撞击坑为VIPER探测车的登陆点,VIPER(Volatiles Investigating Polar Exploration Rover)任务主要是勘探月球南极地区水冰的分布,可作为未来月球建立基地计划准备。

探测车

  VIPER预计2023年11月发射,漫游车高2.45公尺,长宽约1.5公尺,重量为430公斤。由于先前探月任务如月球坑观测和传感卫星(LCROSS)、月船1号(Chandrayaan-1)等任务观测到月表有水冰迹象,尤其是南极的撞击坑底,这些水可能是彗星、小行星等撞击输送到月面。若能挖掘和提取,可作为探月计划生活与燃料使用。VIPER任务预计100天,携带的1米钻头能取得地下样品,并以质谱仪、近红外光谱仪与中子光谱仪等设备分析其成分。VIPER动力设计与好奇号和毅力号不同,它拥有四个独立悬吊的轮子,轮子能主动转向,所以可以横向移动。它有两种速度模式:在科学操作模式每秒仅10公分,快速移动时为两倍。此外,撞击坑阴影处仅摄氏零下240度左右,对漫游车相当严苛。如果计划顺利,VIPER将成为NASA第一个登上月球的自动漫游车。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  人类新世代的太空望远镜,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)由于长期的技术困难,原定于2007年发射升空,最终一直到2019年末才完成全部的组装,后来又因为疫情的影响,剩余工作及测试项目的风险分析再次受到延宕,再来又因为发现亚利安5号火箭的整流罩出状况,目前确认延至2021年12月18日发射。

  该望远镜是美国太空总署(NASA)、欧洲太空总署(ESA)、加拿大太空总署(CSA)的联合项目,预计将取代目前的哈勃太空望远镜,亚利安5号运载火箭预计将它送至第二拉格朗日点,比月球远四倍。它的灵敏度是哈勃太空望远镜的100倍,观测波段更偏向红外光,科学家预计该望远镜能够看见恒星和行星系统的尘埃云内部、追溯更久远的时间,甚至看见早期宇宙形成的第一个星系。

  然而由于它在升空后距离地球太遥远,不可能进行任何的维修或升级,当年哈勃的错误令工程师们戒慎恐惧,不能出错的压力要大多了,这台哈勃接班者的任务仅有5年,NASA则希望它能撑过10年,但要像哈勃这样撑这么久基本上是不可能了。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:PCmag

发布单位:香港天文学会

  2021年9月20日出版的第一卷第八期《小行星命名公告》新增三颗中文命名的小行星,包括两位中国科学家和一间机构。这三颗小行星分别是:

  215023 Huangjiqing 黄汲清。黄汲清(1904-1995),中国科学院院士,中国近代地质学奠基人,最早从事历史大地构造学和地质制图研究。

  484734 Chienshu 钱煦。钱煦(生于1931年)是80年代初期细胞和分子生物工程领域的奠基人之一。1990年代,他建立机械生物学基础,为了解动脉粥样硬化等疾病中的血流提供基础。他于2010年获得美国科学奖章。

  526460 Ceciliakoocen 辜严倬云(辜严倬云植物保种中心)。辜严倬云植物保种中心成立于2007年,拥有世界上最丰富的活植物收藏,拥有超过三万三千个分类群。为全球学术研究人员免费提供材料。

【文:节译自国际天文学联合会小行星命名公告;新闻讯息由林景明提供】

发布单位:台北市立天文科学教育馆

伽马射线天空地图。图片来源:NASA/DOE/Fermi LAT合作。
伽马射线天空地图。图片来源:NASA/DOE/Fermi LAT合作。

  澳大利亚国立大学(ANU)的研究团队证实,恒星形成星系是产生伽马射线的来源,这个重要的里程碑,解开了自1960年代以来,天文学家一直试图破解的宇宙之谜。

  到目前为止,我们还不清楚在看似空旷的天空之中,是什么产生了伽马射线——这个在宇宙中能量最高的光形式之一。而这个发现将有助于提供线索,帮助天文学家解开宇宙间的其他谜团,例如找出构成暗物质的粒子类型。

  研究人员表示,在宇宙中看到的大量伽马射线,有两个明显的来源,一是当气体落入星系中心的超质量黑洞时产生,即活跃星系核(AGN);而另一种则和星系盘中恒星的形成有关。我们模拟了宇宙中所有星系的伽马射线发射,并将其结果与其他来源的预测进行了比对,发现产生这种漫射伽马射线辐射的来源来自恒星形成星系,而非AGN过程。

  研究团队在了解这些速度非常接近光速的宇宙射线,是如何在恒星间的气体移动之后,便能更准确地指出是什么产生了这神秘的伽马射线。宇宙射线之所以重要是因为当其与星际气体碰撞时,会在恒星形成星系中产生大量的伽马射线发射。NASA哈勃太空望远镜和费米伽玛射线太空望远镜(GLAST)是用来侦测伽玛射线爆的关键,研究团队从中分析了许多星系的资讯,如这些星系的恒星形成率、总质量、物理大小和与地球的距离等。

  研究团队表示其建立的模型还可以用于预测来自恒星形成星系的无线电波发射,而这可以帮助天文学家更加地了解星系内部的结构,我们正在制作伽马射线天空地图,期望能为下一代的伽马射线观测望远镜,例如切伦科夫望远镜阵列(CTA)提供更多的讯息,而这项新技术将有助于让我们在伽马射线观测中,探测到比目前更多的恒星形成星系。该研究发表于《自然》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

资料来源:Science Daily