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

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2020的诺贝尔物理奖揭晓,其中一半颁给英国数学物理学家Roger Penrose,因其发现黑洞的形成是广义相对论的有力预测。而另一半则由德国天文学家Reinhard Genzel及美国天文学家Andrea Ghez,因发现银河系中心的超大质量黑洞。

  当大质量恒星到演化终点,首先引发超新星爆炸,接着塌缩成非常致密的黑洞,其引力强大到连光都逃不出去。要产生黑洞,必须把太阳压缩到3公里小。黑洞是宇宙中最奇特的物体,连爱因斯坦都不相信它真的存在。而Roger Penrose发明了精巧的数学方法来演绎广义相对论,并推论出黑洞的形成和性质。他在1965年所发表的论文,对广义相对论有极重要的贡献。

  Roger Penrose提出囚陷曲面(trapped surfaces)这个描述黑洞的数学工具,在其内的光线都指向黑洞中心。借此他证明黑洞中心存在奇异点,时间和空间都会在此消失,而已知的物理定律都无法适用。一旦穿越黑洞的事件视界(event horizon)就不能回头,随着时间流逝所有东西都将掉进奇异点。在广义相对论中,时间和引力有着密切关系,对在地球上的人来说,脚底下时间的流逝比头顶慢一兆分之一秒(GPS定位就是根据此原理)。当你跨越超大质量黑洞的事件视界,并不会有奇怪的事情发生,但事件视界外的人将觉得你花无限久的时间跨越。我们无法看穿事件视界,黑洞的内部将被它遮住。

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  图说(左):当大质量恒星因为自身的引力塌缩形成黑洞,所有经过事件视界的东西都会被抓住,连速度最快的光线也无法逃脱。在事件视界,时间取代空间,随着时间流逝,所有的东西将被带向靠近黑洞中心的奇异点。奇异点的密度无限大,时间和空间在此终结。图说(右):光锥顶点代表现在,箭头指向代表时间方向,而固定时间的平面代表的是空间。未来光锥的范围,是指光从现在起可以传播的范围。由于物体移动不会超过光速,因此其移动的轨迹都包含在光锥的范围里。理论预期当物质塌缩形成黑洞,在事件视界内的光锥其时间方向指向黑洞中心。事件视界外的观察者,只能见到光线慢慢往事件视界推进而不会到达。

  虽然无法看穿黑洞,但我们可借由观测它的强大引力对附近恒星运动的影响,来了解它的性质。Reinhard Genzel和Andrea Ghez各自带领研究团队,利用红外线波段来穿透众多星际气体和尘埃,并使用大口径望远镜,对银河系中心的人马座A*进行长期的研究。追踪银河中心的亮星运动轨迹,发现在离中心约1光月的地方,有看不见的大质量物体,拉着恒星快速绕转。其中一颗星(S2)花16年绕转银河系一圈,提出可靠证据,显示在人马座A*附近有超大质量黑洞,约4百万倍太阳质量,挤在仅太阳系尺度的空间里。他们持续不断的研发和精进技术,制造独特的仪器,例如提高感光元件的灵敏度、根据大气扰动自动校正镜面等,使解析度提高了上千倍,得以精确决定恒星的位置。Reinhard Genzel和Andrea Ghez的前瞻性研究,开创了新一代验证广义相对论的方法。

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  今年的诺贝尔物理奖,揭露了宇宙最黑暗的角落。这是一个全新的开始,当我们望向黑洞的视界,大自然会向我们揭露更多的惊喜。

资料来源:THE NOBEL PRIZE

发布单位:香港天文学会 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

  2020年10月24日(星期六),月掩摩羯座5.3等恒星齐(摩羯座χ星),农历九月初八,用小型望远镜可以追踪观赏。

  掩始现象:香港22时53分,恒星由月球暗缘消失。香港掩始时月球仰角22度,地平方位234度。

  齐是颗多重星。

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望远镜所见的模拟影像。Credit: LOW

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R3089 = chi Capricorni = 齐
摩羯座χ星,又名BD-21 5933,HD 201184、SAO 190050、HR 8087,是摩羯座的一颗恒星,视星等为5.3,位于银经26.84,银纬-39.21,其B1900.0坐标为赤经21h 2m 50s,赤纬-21° -39.21′ 44″。

  齐(Qi)是中国古代十二国(Twelve Countries)星官名,属于二十八宿中的女宿(Girl Mansion),位于现代星座的摩羯座和狐狸座。十二国意为战国时的十二个国家,分别为越、赵、周、齐、郑、楚、秦、魏、燕、代、韩、晋。除赵、周、秦、代各有二星外,其余只得一星。

  《丹元子步天歌》相关描述:四星如箕主嫁娶,十二诸侯在下陈,先从越国向东论,东西两周次二秦。雍州南下双雁门,代国向西一晋伸,韩魏各一晋北轮,楚之一国魏西屯,楚城南畔独燕军,燕西一郡是齐邻,齐北两邑平原君,欲知郑在越下存。(编辑/香港天文学会掩星组组长余惠俊)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★

  2020年10月猎户座流星雨(Orionids,00008 ORI)是每年固定发生的中小型流星雨,活动日期约在每年的10月2日至11月7日之间,今年的极大期约落在10月20、21日,在没有光害、天气晴朗的状况下,估计每小时仍可看见20颗流星!

  猎户座流星雨是由著名的哈雷彗星遗留在轨道上的物质所形成,特色是流星速度极快,且其高峰期可持续数天而不衰,所以20、21日前后都可以看见流星雨的盛况!

  今年猎户座流星雨的观赏时间非常长,自22时30分猎户座于东方升起后到太阳升起前的这段时间将近6个小时,由于没有月光的干扰,都是非常好的观赏时机,若无暇前往山区的朋友也可透过台北天文馆在阳明山、梨山、兰屿、七美地区架设的高画质暗空摄影机,在网路上即可欣赏到壮观的流星雨美景。

2020年10月21日23:00左右的东方天空。
▲2020年10月21日23:00左右的东方天空,此图由Stellarium产生(点击图片可放大)

  猎户座流星雨和5月的宝瓶座Eta流星雨一样,同为著名的哈雷彗星遗留在轨道上的物质形成的流星雨。这两群流星雨在2008~2010年期间为因木星引力与彗星轨道共振所引起的12年周期性的峰期,流星数量为平常年的2~3倍以上,当时猎户座流星雨ZHR曾达40-70的程度。

  猎户座流星雨的流星速度较快(每秒约67公里),是每年流星速度最快的流星雨之一。而这群流星平均亮度中等,约2等,偶尔会出现火流星;有时火流星会留下持续数分钟之久的余痕,余痕受到高空风切的影响,会逐渐改变形状并逐渐消散,这也是值得欣赏的其中一个特点。此外,猎户座流星雨极大期通常会延续好几天,若10月20、21日晚间无法前往观察者,前后几天仍为适合观察的机会。

  观赏流星也不需要任何特殊仪器,且流星真正出现的区域也不限于猎户座,因此观赏时不需要朝特定方向,挑选视野开阔、可看见整个天空且没有光害影响的地方,以自己觉得最舒服的姿势坐着或躺着观看整个天空即可。建议避开城市、城市周边受光害影响区域以及海边等等不适合观赏流星的地方。

  如果想拍摄流星雨,建议准备可长时间曝光或感光度(ISO)高的相机或录影机,以三脚架固定之后,开启快门进行拍摄;一般商业型或傻瓜型数位相机,则建议以夜景模式拍摄,并关闭闪光灯与开启自拍功能,以防因手按压快门而造成影像模煳的遗憾。(编辑/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

发布单位:香港天文学会 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★

  2020年10月19日(星期一),月掩天蝎座2.6等恒星房宿四(天蝎座β星),农历九月初三,用小型望远镜可以追踪观赏。

  掩始现象:香港19时10分,恒星由月球暗缘消失。香港掩始时月球仰角11度,地平方位243度。

  房宿四是颗多重星。

用双筒望远镜所见的模拟影像。Cedit: LOW
用双筒望远镜所见的模拟影像。Credit: LOW

见掩地区
R2302 = Acrab = beta Scorpii = 房宿四

  房宿(Room Mansion),二十八宿之一,东方七宿第四宿,苍龙的腹,又称天驷。晋书天文志记载:「房四星为明堂,天子布政之宫也。」

  房宿位于现代西方星座的天蝎座,含有四颗恒星。(编辑/香港天文学会掩星组组长余惠俊)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★

  火星以其明亮与火红的颜色而著称,自古即被视为重要的星体,中国称之为「荧惑」,而它明显的顺、逆行运动更成为克卜勒提出行星运动定律的关键。由于火星的会合周期约779.94日,因此每2年又49天就会发生一次「火星冲」,此时火星与太阳的地心经度相距180°,也就是刚好位于太阳的相反方向上,当太阳西落时火星东昇,直到日出才落下,因此不仅整夜均可观察,而且火星离地球最近,视直径最大也最亮。

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▲火星与地球相对位置名称。图中的地球及太阳未依实际比例绘制。

  今年的火星冲发生在10月14日7时26分,火星距离地球6,268万公里,但真正与地球距离最近时是在10月7日,距离只有约6,206万公里,视直径22.3角秒,视亮度-2.6等。虽然比2018年火星大冲时的24.3角秒略小,但仍是未来15年内最适合观察的机会。火星这次冲时位在双鱼座,在夜空中极为明显,呈红色,并于9月下旬至10月底期间亮度超越木星,成为夜空中最亮的星点。下图为9月21日22:30,本馆福寿山星空直播站所拍摄的全天影像,西南方(右下角)两颗亮星分别为木星(较亮)和土星。东南方最亮的红色星体即为火星。

福寿山星空直播2020/09/21/22:30
▲福寿山星空直播2020/09/21/22:30

  不同年份火星冲时的相对大小(地球、太阳未按比例绘制)。

2010-2022年各次火星冲时,火星与地球相对位置及视直径变化示意图。
▲2010年至2022年火星冲时不同的火星大小。图中的地球及太阳未依实际比例绘制。

  从地面上的望远镜所看见的火星,大部分时间都只像是一个橙色的模煳小圆点。只有在「冲」前后一、两个月期间,我们才能看清楚它表面的特征、尘暴、云与极冠等等明暗变化。

  最适合火星观测的望远镜是高品质的折射镜,口径最好能有15公分以上,20至25公分以上大口径的反射镜或折反射镜虽然成像锐利度稍差,但也是不错的选择,需先经过良好的调校。

  此外,观测时大气稳定度,即视宁度(seeing),更是看清火星表面细节的关键,虽然长期的观测经验是不二法门,但对于观察行星的新手来说,适当使用辅助工具,如滤镜和天文软体等,也都有助于提升观察效果。

火星地表对照图。
▲火星地表对照图。Credit: A.L.P.O

  滤镜在行星的观测上扮演着很重要的角色,善用滤镜可以提高行星表面变化的反差,让原本模糊的特征浮现出来,效果相当显著。例如橘色(W23A)和红色(W25)滤镜对于提高火星表面地形特征反差特别有效,越偏蓝色的滤镜,如紫色(W47),虽然会降低地面特征的鉴别能力,但对于分辨火星大气特征却非常有用。要做完善的火星观测还应该准备绿色(W58)、蓝绿色(W64)、蓝色(W38或W80A)等几种滤镜。W25和W47等较暗的滤镜只适合大口径望远镜或摄影使用。W23A对15公分以下的望远镜或许太暗了些,黄色的W15滤镜比较适合。

  本馆特别于10日19时在中山公园国父纪念馆西侧广场举办「天文快闪:火星冲」活动,把专业的大型天文望远镜移到户外,让民众一窥火星的神秘面貌,13日晚间19时则开放天文馆的天文台观测,但若遇天候不佳则活动取消。(编辑/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

发布单位:香港天文学会 观赏方式:双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★

  2020年10月9日(星期五),月掩双子座的疏散星团M35,农历八月廿三,用小型望远镜可以追踪观赏。

  掩始现象:香港地区3时59分开始,至4时31分。星团内较亮的5.1等恒星掩始时间:4时11分,由月球暗缘掩入。香港地区掩始时月球仰角75度,地平方位79度。

用双筒望远镜所见的模拟影像。Cedit: LOW
用双筒望远镜所见的模拟影像。Credit: LOW

  M35(NGC 2168)是位于双子座的疏散星团,1745年由瑞士天文学家菲利浦·德·舍索(Philippe Loys de Chéseaux)发现,后由彗星猎人之称的法国天文学查尔斯·梅西耶(Charles Messier)在1764年8月30日将它编号为第35。

M35疏散星团
M35疏散星团。Credit: Science Photo Library

  M35疏散星团内数百颗恒星散布在视直径为30′(满月大小的)区域内。(编辑/香港天文学会掩星组组长余惠俊)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★

  十月天龙座流星雨(October Draconids,009 DRA)是每年固定发生的流星群,它的流星数量并不固定,变动非常大,每小时1~2颗或十几颗,偶尔会发生爆发,数量陡然增多到数十颗甚至数百颗,历史上更曾出现过每小时上千颗的流星暴程度。

  十月天龙座流星雨一般活动时间很短,仅10/6~10/10数天而已。此群流星速度缓慢,仅每秒20公里,流星亮度低,约2~3等以下,颜色偏黄。2020年极大期预期会在北京时间10/8晚上20时,数量不定,ZHR预期可能10左右。偶尔会出现爆发,爆发时出现的多半为非常明亮的火流星。

  十月天龙座流星雨的辐射点靠近天龙座头部,在这个季节的傍晚入夜后仰角最高,约午夜左右从西北方落入地平面下。这群流星雨的极大期非常集中,仅约3小时左右,因此每次发生,地球上仅有少数地区进入黑夜适合观察,一旦错过,就很难观测到。

国际流星组织(IMO)十月天龙座流星雨辐射点示意图
国际流星组织(IMO)十月天龙座流星雨辐射点示意图

  观察流星雨不需要特殊工具,也不要朝特定方向,仅需找个视野辽阔、没有光害的地方,坐下来或躺下来观察整个天空状况即可。较佳的观星地点以2000公尺以上的高山最优,其次为无空气与灯光污染的乡下地区。至于乡镇市区、城市周边或海边,因光害污染或水气浓度高,使可见星星数量大减,观赏条件很差,应尽量避开。时序已入秋,野外观测需注意保暖,并要注意安全,勿任意开启灯光,以免影响他人观察星空。(编辑/台北天文馆虞景翔)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★

  虽然火星在10月14日才发生冲,但是在10月6日22:18就已经到达最接近地球的位置,距离是0.415天文单位,约6,200万公里。

  一般认为外侧行星发生「冲」时,是离地球最近的位置。但那是地球与外侧行星都具有完美的圆形轨道的理想状况下才会发生。但行星轨道都是椭圆形,因此最接近位置不是冲日,而是前后数日内。此外,火星的轨道的椭圆率较大,每一次冲的距离都不一样,每隔15或17年会发生一次最接近的大冲(近日点冲)。上次大冲是2018年7月27日,是2035年以前最接近时段,可惜受沙尘暴影响,不容易看到表面特征。

  火星很容易观察,最近太阳西落后会从东方升起,直到日出才落下,整夜可见。若以天文望远镜(最好口径10公分以上)观察,有机会看到极冠与地影等明暗变化。(编辑/台北天文馆助理研究员李瑾)

「冲」未必等于行星最接近地球!
本图亦登在 天文教育资源 版。

发布单位:香港天文学会 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

2021年4月17日(星期六)月掩火星
2021年4月17日(星期六)月掩火星

四月平均下午云量
四月平均下午云量

火星光度:1.5等,视直径:4.9角秒

中国海南省文昌市(北京时间)
掩始外切:21时42分40秒;地平方位290度,仰角20度
掩始内切:21时43分24秒
掩终内切:22时00分51秒
掩终外切:22时01分34秒;地平方位291度,仰角16度

中国海南省三亚市(北京时间)
掩始外切:21时34分23秒;地平方位290度,仰角22度
掩始内切:21时15分49秒
掩终内切:22时10分01秒
掩终外切:22时10分23秒;地平方位292度,仰角15度

马来西亚吉隆坡(当地时间)
掩始外切:21时18分55秒;地平方位296度,仰角27度
掩始内切:21时19分08秒
掩终内切:22时32分46秒
掩终外切:22时32分57秒;地平方位295度,仰角11度

马来西亚槟城 (当地时间)
掩始外切:21时15分35秒;地平方位296度,仰角30度
掩始内切:21时15分49秒
掩终内切:22时32分00秒
掩终外切:22时32分11秒;地平方位294度,仰角13度

马来西亚怡保(当地时间)
掩始外切:21时17分04秒;地平方位296度,仰角29度
掩始内切:21时17分18秒
掩终内切:22时32分29秒
掩终外切:22时32分40秒;地平方位294度,仰角12度

新加坡(当地时间)
掩始外切:21时22分16秒;地平方位297度,仰角24度
掩始内切:21时22分30秒
掩终内切:22时33分30秒
掩终外切:22时33分41秒;地平方位295度,仰角8度

泰国曼谷 (当地时间)
掩始外切:20时13分39秒;地平方位291度,仰角34度
掩始内切:20时13分54秒
掩终内切:21时25分15秒
掩终外切:21时25分28秒;地平方位292度,仰角18度

泰国清迈(当地时间)
掩始外切:20时13分44秒;地平方位288度,仰角37度
掩始内切:20时14分02秒
掩终内切:21时15分25秒
掩终外切:21时15分40秒;地平方位290度,仰角23度

泰国主要城市四月气候
泰国主要城市四月气候

泰国清迈的天文设施

泰国国立天文研究所
位于清迈湄林县(Mae Rim District)

泰国国家天文台
拥有2.5米光学望远镜,位于清迈茵他侬国家公园2,457米山上

泰国国家射电望远镜
拥有一台40米单碟短毫米望远镜,位于清迈Doi Saket地区

泰国清迈诗琳通公主天文公园
拥有望远镜、展览馆、天象厅、演讲厅及活动室。位于清迈湄林县Don Kaeo

发布单位:台北市立天文科学教育馆

金星
如果不是木星,金星可能是一个温带宜居的世界

  最新研究表明,如果没有木星的干扰,金星可能就不会像现在这样闷热,存在不宜人的酸性云和沙漠岩石。

  事实上,我们的近邻——金星,可能是相当温和和宜居的。这项新的研究表明,木星的引力将金星推近太阳,造成失控的温室效应,并使表层海洋蒸发。

  科学家利用电脑模型运算追踪太阳系中行星的位置,发现大约10亿年前,当木星离开太阳时,将把金星推入了今天几乎完美的圆形轨道。金星的公转轨道是所有行星中最接近正圆的,其偏心率不到1%,这是不寻常的。因为大多数行星的轨道都是椭圆的,与太阳的距离在一年中都在变化。

  科学家说,如果金星上曾经有过生命,那它很可能在很久以前就灭绝了。虽然最近在金星上发现的磷化氢气体可能暗示着微生物的存在,但在过去十亿年中,这些微生物将不得不一直处于最恶劣的条件下。

  正如研究人员指出,这一切都涉及到一些极其复杂的数学运算和大量的假设。关于金星,仍然存在许多悬而未决的问题,但这项新研究表明,木星的运动肯定有可能严重影响太阳系早期金星的轨道,反过来又可能对金星的气候产生严重后果。

  研究金星的历史之所以如此重要,是因为这颗行星在很多方面都与地球非常相似,包括它的大小、组成和密度。如果能弄清楚金星到底发生了什么事,我们或许就有更好的机会来阻止地球走向相同的命运。这项研究已发表在行星科学期刊(Planetary Science Journal)上。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

火星南极
「火星特快车」太空船的「火星地底和电离层遥测雷达」证实火星南极冰层下方有液态水

  欧洲太空总署2020年9月29日宣布,火星探测卫星「火星特快车」(Mars Express),在火星南极地区的冰层下发现了几处液态湖泊。早在2018年,「火星特快车」配备的先进地底和电离层遥测雷达(MARSIS)在冰下约1.5公里处发现了一处地下湖泊,探测发现火星南极高原下方的回波强于地表回波,除了金属,液态水也是产生强烈反射回波的材料。根据更多数据以不同方式进行分析,现在证实了存在三个湖泊,最大的地下湖面积约20×30公里,周围环绕着几个小湖泊。科学家认为火星上的冰下湖泊应该具有相当高的盐分,才能使水在低温保持液态。

  火星曾经温暖而湿润,就像早期的地球一样,地表有流动的水。虽然现在火星的环境,水不可能在地表保持稳定状态,但新发现证实了一种可能性,那就是火星古老的湖泊系统可能还保存于地下,甚至可能已存在长达数百万甚至数十亿年,尽管非常难以到达,它们确是寻找火星生命存在证据的绝佳地点。

  在地球也存在冰层下的湖泊,例如在南极、世界最大的沃斯托克湖。它们拥有的独特生态系统,为天体生物学家在探索生命如何在极端环境中生存时,提供了有用的类比思考。而这些用于分析火星上雷达数据的技术与用于调查南极,加拿大和格陵兰的冰下湖泊的技术是相似的。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Scitech Daily