数据来源:中国科学院紫金山天文台
资料整理:高良超、杨旸
时刻系东经120度标准时(北京时间)

  天象包括行星天象(合日、冲日、凌日、大距、行星最接近地球、过远近日点、升降交点、纬度最南最北,以及行星相合、行星合恒星等),月相,月球过远近地点、月掩行星和恒星,日月食,二分二至,彗星,流星雨,变星等诸多天文事件。

  当太阳在黄道上的视运动移动至15°的位置时,该时定为清明节气,今年的清明节气是在北京时间4月4日21时35分,因此2021年的4月4日为清明节。清明节有扫墓、吃青团的习俗。由于节气在公历上的日期随着阳历年的长度(4年1闰)而有所变动,因此清明有可能会是在4月的4、5或6日。除了中国,世界上还有一些国家和地区也过清明节,比如越南、韩国、马来西亚、新加坡等。

  4月27日的满月是今年12次满月中第二大的,仅略小于5月26日那次满月,月面视直径约为33.4角分,由于届时月面看起来大又圆,对喜爱大满月议题的人,又将会引起一波注目。4月份起,开始有中大型的流星雨展现在夜晚的星空,四月天琴座流星雨即为开春后的第1场中型流星雨,但今年四月天琴座流星雨受月光影响,观测条件不佳。

  2021年1月至8月期间,木星的卫星会频繁上演掩食舞蹈。木卫一(Io)、木卫二(Europa)、木卫三(Ganymede)和木卫四(Callisto)约每六年会出现互相掩食现象,持续约十六个月。下一个系列将于2026年5月开始。

  4月份的晚间20时在空旷地区观看星空,除了西方天空冬季星空7颗明亮的一等星外,在东方,分别能见东北东方牧夫座的大角星,以及东南东方室女座的角宿一,再以这两颗亮星为正三角形的底,向上的正三角形顶部附近可找到1颗二等星,那是狮子座尾巴的五帝座一,这三颗星星排列成大三角的形状,我们称为“春季大三角”。

春季大三角

太阳系天体动态
太阳:由双鱼座运行到白羊座。
水星:由宝瓶座经双鱼座移至白羊座,顺行。19日上合日,接近太阳不易看见。视亮度-0.5→-2.3→-1.2等,视直径5.3”→5.0”→5.6”。
金星:昏星,由双鱼座移至白羊座,顺行。下旬日没后可见于西方低空。视亮度-4.0→-3.9等,视直径9.7”→9.8”。
火星:由金牛座移至双子座,顺行。日没后可见于西方。视亮度+1.3→+1.5等,视直径5.3”→4.6”。
灶神星:在狮子座逆行,13日留后转为顺行。日没后可见于天顶附近天空。视星等+6.4→+6.9等,视直径0.5”→0.4”。
谷神星:在双鱼座顺行。接近太阳,不可见。视星等+8.9→+9.1等,视直径0.3”。
木星:由摩羯座移至宝瓶座,顺行。日出前可见于东南方。视亮度-2.1→-2.2等,视直径34.7”→37.3”。
土星:在摩羯座顺行。日出前可见于东南方。视亮度+0.7等,视直径15.9”→16.7”。
天王星:在白羊座顺行。日没后可见于西方。视亮度+5.9等,视直径3.4”。
海王星:在宝瓶座顺行。日出前可见于东方。视亮度+8.0→+7.9等,视直径2.2”。

2021/4/6 木卫二环掩木卫三(难得)★
  木卫三是太阳系中最大的卫星(直径比水星大),木卫二是太阳系第六大卫星(稍比月球小)。当木卫二从木卫三前方通过时,称为“木卫二掩木卫三”。本次现象为环掩:掩始03时52分38秒,环掩始03时55分21秒,掩甚03时56分12秒,环掩终03时57分03秒,掩终03时59分46秒,减光0.3等。

2021/4/6 木卫二环掩木卫三过程

  与小行星掩星一样,计时是关键点,最好使用能够加插GPS时间的摄影机(时间精度要求为0.1秒或更准确)。长焦距望远镜放大录影,使用高帧率(high frame rate)摄影机。需要现象发生前5分钟开始纪录,直至现象完结后5分钟,以帮助进行光度分析。拍摄时将木星移出视场以免影响木卫的曝光值。

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  香港天文同好Yan Chi-keung于2003年1月16日利用CCD相机250mm f/20镜头连接到他的马克苏托夫-卡塞格林望远镜,捕捉到了木卫一(小的,移动的天体)掠掩木卫三的情形。

2021/4/7 土星、木星“双星伴月” ★★
  土木合月几乎是当前每月的固定天象节目,6日、7日清晨,月亮都处于土星和木星附近。4月7日5时左右,一弯残月如小船般飘荡在天幕之上,弯月左上方不远处,木星犹如一颗明珠,闪闪发光。在弯月的右上方不远处土星与月亮深情对望。此时土星与木星的距离为12.6度,月球与土星为7.6度,月球与木星为8度。三者在摩羯座中相依相偎,为公众奉献一幕精彩的“双星伴月”。记得要早起哦!

2021/4/7 土星、木星“双星伴月”

2021/4/11 (786)Bredichina 掩 HIP 54644
  小行星在背景星空中移动时,有时会遮掩远方的恒星,这种现象称为小行星掩星。北京时间2021年4月11日(星期日)00时21分,直径约107.3km、0.073",视星等13.26等的小行星(786)Bredichina掩狮子座9.77等恒星HIP 54644(视坐标α11h12m12s,δ+27°6'59"),最长见掩时长16.7秒,减光(星等下降)3.49等,月球在地平线以下。掩星带经过我国台湾赤尾屿、浙江南部、福建北部、江西中部、湖南中部、贵州中部、云南北部等地。须提前熟悉观测目标,在掩星预报中间时刻前5到15分钟开始计时观测。小行星(786)Bredichina是一颗位于小行星带中的碳质C型小行星。小行星掩星需要各地联合观测才能确定其形状,仅靠一地的观测报告是远远不够的。详见紫金山天文台掩星预报网站。

小行星掩星

2021/4/14 木卫三偏掩木卫四
  木卫四是太阳系第三大卫星,也是木星的第二大卫星,仅次于木卫三。当木卫三从木卫四前方通过时,称为“木卫三掩木卫四”。本次现象为偏掩:掩始03时39分55秒,掩甚04时04分37秒,掩终04时29分19秒,减光0.2等。

2021/4/14 木卫三偏掩木卫四过程

2021/4/17 火星合月 + 月掩火星 ★★★★★
  4月17日(星期六)晚,火星与蛾眉月出现在西方天空,位于金牛座,火星与月球之间仅0.13度,将发生月掩火星天象!中国海南、新加坡、马来西亚、文莱、印度尼西亚、越南、老挝、柬埔寨、泰国、缅甸、孟加拉国等地可见月掩火星,其他地区可见极近的火星合月现象。

月掩火星概况            地理经度 地理纬度
掩始外切:17:44:26       6.62°   -12.85°
掩始内切:17:44:37       6.58°   -12.85°
掩  甚:20:09:45     58.63°    16.64°
掩终内切:22:34:37   114.51°     -0.36°
掩终外切:22:35:07   114.47°     -0.35°
宽:3472公里       食延:117分44.45秒

  应泰国国家天文研究所(清迈)张师良通知,由于疫情原因,月掩火星不会安排公开活动。外国人入境也需要隔离十四日,故此不建议组团前往海外观赏。

2021年4月17日月掩火星

2021年4月17日月掩火星

2021/4/22 四月天琴座流星雨极大期(ZHR~18,条件差)
  “四月天琴座流星雨”(April Lyrids,00006 LYR)是国际天文学联合会流星数据中心(IAU Meteor Data Center)确定的正式名称。发生于4月14~30日之间(活动日期每年会有变动),今年预测极大期为北京时间4月22日20时40分,极大期的平均ZHR为18,流星数量不多。辐射点约21时升起,但此时明亮的盈凸月正高挂于天顶附近,对目视及摄影观测造成不利的影响。

IAU审定的流星雨正式名称

主要流星雨

2021/4/27 年度第二大满月 ★★★
  4月27日11时32分满月,由于该时与月球过近地点的时间(4月27日23时22分)仅相差不到12个小时,因此这次满月的月面看起来感觉会特别大。满月时月球距离地球35万7616.112公里,月面视直径33.4角分。公众于4月27日入夜后至28日凌晨,可留意夜空中又大又亮的圆月。此外,本年度最大满月将发生于5月26日(恰逢月全食),值得期待!

2021/4/29 木卫一半影食木卫四
  当木卫一的影子落在木卫四表面时,称为“木卫一食木卫四”。本次现象为半影食:半影食始02时56分29秒,食甚03时00分18秒,半影食终03时03分57秒,减光0.2等。

2021/4/29 木卫一半影食木卫四过程

天文现象
4/02 04时15分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/02 05时19分 心宿二合月,心宿二在月球以南4.92度
4/02 10时42分 月球过降交点,地心黄纬0度
4/02 18时20分 木卫一与摩羯座44星哭增二(5.9等)仅0.5角秒
4/03 16时          水星日心黄纬最南,日心黄纬-7.0度
4/04                   三角座R星极大(米拉变星,5.4~12.6等,周期267日)
4/04 00时         月掩人马座礁湖星云M8,南极可见
4/04 10时04分 月球赤纬最南(δ-25°24.7′)
4/04 14时         木星与摩羯座δ星垒壁阵四(2.9等)最接近(01°57′)
4/04 17时35分 金牛座λ星毕宿八极小(大陵五型食变星)
4/04 18时02分 下弦
4/04 21时35分 清明,太阳黄经15°,太阳赤纬+5°55′
4/05 11时         冥王星赤纬最北(δ+22°10′)
4/05 12时46分 颖神星冲日,视亮度9.5等,位于室女座,是一年中观测9号小行星颖神星(9 Metis)的最佳时机
4/05 18时19分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/06 02时56分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
4/06 03时56分 木卫二环掩木卫三(环掩:掩始03时52分38秒,环掩始03时55分21秒,掩甚03时56分12秒,环掩终03时57分03秒,掩终03时59分46秒,减光0.3等)
4/06 16时29分 土星合月,土星在月球以北3.97度(瞬时中天经度:-8.0度)
4/06 23时00分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/07 02时         水星过天赤道,进入北半球
4/07 15时06分 谷神星合日,谷神星在太阳背后,不可见
4/07 15时17分 木星合月,木星在月球以北4.39度(瞬时中天经度:21.8度)
4/08 03时42分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/08 18时55分 英仙座β星大陵五极小(大陵五型食变星原型)
4/09                   四月海豚座ε流星雨极大期(ZHR<2),四月海豚座ε流星雨(April epsilon Delphinids,00450 AED)活动日期介在3月31日至4月20日之间,速度~60km/s(中速)
4/09 18时44分 海王星合月,海王星在月球以北4.3度(瞬时中天经度:-6.5度)
4/11                   鹿豹座X星极大(米拉变星,7.4~14.2等,周期144日)
4/11 06时         C/2020 S8 (Lemmon)莱蒙彗星通过近日点
4/11 10时42分 月球过天赤道,进入北半球
4/11 14时01分 水星合月,水星在月球以北2.99度(瞬时中天经度:82.3度)
4/11 17时45分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/12                   室女座γ南流星雨极大期(ZHR<2),室女座γ南流星雨(Southern gamma Virginids,00135 SGV)活动日期在4月12日,速度~14km/s(慢速)
4/12 00时         火星与金牛座β星五车五(1.7等)最接近(03°55′)
4/12 10时31分 朔
4/12 17时48分 金星合月,金星在月球以北2.87度(瞬时中天经度:37.6度)
4/12 22时27分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/13 02时29分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
4/13 19时49分 天王星合月,天王星在月球以北2.49度(瞬时中天经度:19.8度)
4/14                   室女座γ北流星雨极大期(ZHR<2),室女座γ北流星雨(Northern gamma Virginids,00134 NGV)活动日期在4月14日,速度~12km/s(慢速)
4/14                   乌鸦座R星极大(米拉变星,6.7~14.4等,周期317日)
4/14 03时08分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/14 04时05分 木卫三偏掩木卫四(偏掩:掩始03时39分55秒,掩甚04时04分37秒,掩终04时29分19秒,减光0.2等)
4/15 01时46分 月球过远地点,月地距离406118.76公里,视直径29.4′
4/16                   巨蛇座κ流星雨极大期(ZHR<2),巨蛇座κ流星雨(kappa Serpentids,00027 KSE)活动日期介在4月4日至4月25日之间,速度~45km/s(中速)
4/16                   白昼四月双鱼座流星雨极大期(ZHR<2),白昼四月双鱼座流星雨(Daytime April Piscids,00144 APS)活动日期在4月16日,速度~29km/s(慢速)
4/16                   宝瓶座T星极大(米拉变星,7.0~14.2等,周期201日)
4/16 03时13分 木卫三偏掩木卫一(偏掩:掩始03时10分39秒,掩甚03时12分32秒,掩终03时14分26秒,减光0.1等)
4/16 12时41分 毕宿五合月,毕宿五在月球以南5.47度
4/16 13时53分 月球过升交点,地心黄纬0度
4/17 17时12分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/17 20时08分 火星合月,火星在月球以北0.13度,中国海南、新加坡、马来西亚、文莱、印度尼西亚、越南、老挝、柬埔寨、泰国、缅甸、孟加拉国等地可见月掩火星(瞬时中天经度:58.1度)
4/18                   室女座α流星雨极大期(ZHR<2),室女座α流星雨(alpha Virginids,00021 AVB)活动日期介在4月4日至4月27日之间,速度~19km/s(慢速)
4/18 12时         16P/Brooks布鲁克斯彗星通过近日点(周期7.0年,木星族)
4/18 21时         C/2020 J1 (SONEAR)彗星通过近日点
4/18 21时53分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/19 00时02分 月球赤纬最北(δ+25°32.1′)
4/19 09时50分 水星上合日,水星在太阳背后,不可见
4/20 02时03分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
4/20 02时34分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/20 02时51分 北河三合月,北河三在月球以北3.22度
4/20 04时33分 谷雨,太阳黄经30°,太阳赤纬+11°28′
4/20 14时59分 上弦
4/21 05时         C/2020 P3 (ATLAS)阿特拉斯彗星通过近日点
4/22 12时         417P/NEOWISE NEOWISE2号彗星通过近日点(周期6.1年,木星族)
4/22 15时         C/2019 T2 (Lemmon)莱蒙彗星通过近日点
4/22 17时         水星过升交点,日心黄纬0度
4/22 18时18分 轩辕十四合月,轩辕十四在月球以南4.90度
4/22 20时40分 四月天琴座流星雨极大期(ZHR~18),四月天琴座流星雨(April Lyrids,00006 LYR)活动日期介在4月14日至4月30日之间,速度~49km/s(中速),亮度指标r=2.1(明亮)
4/23                   船尾座π流星雨极大期(ZHR~Var),船尾座π流星雨(pi Puppids,00137 PPU)活动日期介在4月15日至4月28日之间,速度~18km/s(慢速),亮度指标r=2.0(明亮)
4/23                   人马座RT星极大(米拉变星,6.0~14.1等,周期306日)
4/23 03时19分 木卫三半影食木卫一(半影食:半影食始03时16分,食甚03时19分,半影食终03时22分,减光0.2等)
4/23 06时         火星赤纬最北(δ+24°54′)
4/23 07时         天王星合金星,天王星在金星以北0.25度
4/24                 室女座μ流星雨极大期(ZHR<2),室女座μ流星雨(mu Virginids,00047 DLI)活动日期介在4月1日至5月12日之间,速度~28km/s(慢速)
4/24 18时         天王星合水星,天王星在水星以南0.81度
4/24 21时19分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/25 17时14分 月球过天赤道,进入南半球
4/26 02时00分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)
4/26 11时13分 角宿一合月,角宿一在月球以南6.46度
4/26 17时         水星合金星,水星在金星以北1.29度
4/27 01时37分 天秤座δ星极小(大陵五型食变星)
4/27 09时23分 水星过近日点,距离太阳0.307天文单位
4/27 11时32分 望,年度第二大满月,月地距离357616.112公里,农历三月十六
4/27 17时         火星与双子座疏散星团M35最接近(00°32′)
4/27 22时         月掩氐宿增五(天秤座μ星,5.3等),恒星从月球暗缘出现,中国(除东北部)、越南、老挝、泰国、柬埔寨、缅甸、菲律宾、密克罗尼西亚、美拉尼西亚及新几内亚岛可见
4/27 23时22分 月球过近地点,月地距离357377.97公里,视直径33.4′
4/28 02时33分 木卫二半影食木卫一(半影食:半影食始02时31分37秒,食甚02时33分00秒,半影食终02时34分23秒,减光0.0等)
4/28 04时          C/2021 A6 (PANSTARRS)泛星彗星通过近日点
4/29 01时         月掩房宿增一(天秤座λ星,5.0等),恒星从月球暗缘出现,中国(除西南部)、蒙古、朝鲜、韩国、日本、俄罗斯东部可见
4/29 03时         冥王星留,转为逆行
4/29 03时00分 木卫一半影食木卫四(半影食:半影食始02时56分29秒,食甚03时00分18秒,半影食终03时03分57秒,减光0.2等)
4/29 14时37分 心宿二合月,心宿二在月球以南4.78度
4/29 17时18分 月球过降交点,地心黄纬0度
4/30 20时45分 仙后座RZ星极小(大陵五型食变星)

  *注:瞬时中天经度是指行星合月与恒星合月、行星合恒星与行星合行星时,由北极向南极的同一地理经度都能同时看到它们相合时的瞬时中天(纬度不必考虑)。例如2021/4/17/20:08火星合月(视赤经合),在东经58.1度经线上可以看到它们同时到达中天。中天即是当地的视子午线。注意不是黄经相合,详见紫金山天文台说明。

  天象载太阳、月球和行星的动态以及其他天文现象,包括:
  (1)行星的地心天象(冲日、合日、方照、留、内行星东西大距以及金星最亮、火星最近地球等)和日心天象(过近日点和远日点、纬度最北和最南、过升交点和过降交点等);
  (2)日月食概况;
  (3)朔、望、两弦,月球过近地点和远地点;
  (4)月掩行星或掩四颗亮恒星(毕宿五即金牛座α星、轩辕十四即狮子座α星、角宿一即室女座α星、心宿二即天蝎座α星),行星合月,行星之间以及行星与五颗亮恒星(除上列四颗外,另加北河三β星)之间相合。

  现把各种天象分别说明如下:

  天顶每时出现率(Zenithal Hourly Rate,简称ZHR)是天文学专有名词。来自中国天文学会天文学名词审定委员会审定发布的天文学专有名词中文译名。假设辐射点位于仰角90度的天顶,在理想情况下,一个肉眼视力能够看到6.5等星的观测者可以看见的流星数量最多的流量值。实际能看见的会低于此一数值。
  ZHR不应该译作“每小时天顶流星数”,国际流星组织(IMO)没有“ZHF = Zenith Hourly Flow(每小时天顶流量)”、“ZHN = Zenith Hourly Number(天顶每小时流星数)”这一类的词。百度百科以及万维百科按照国际流星组织从2017年12月21日上架的《2018流星雨日历》中文版开始,将ZHR的中文翻译为“天顶每时出现率”。开源的星空模拟软件Stellarium(虚拟天文馆)已在最新的0.21.0版本中更新了zh和zh_CN的翻译。

  合月、月掩星、行星间和行星与恒星相合行星或恒星合月以及行星之间、行星与恒星相合都是指视赤经相合而言。行星在天球上运行的路线以及四颗亮恒星(毕宿五、轩辕十四、角宿一和心宿二)都很接近黄道,因而月球18.6年交点运动周期内有机会掩蔽它们。

  月掩星:月球在天空中每月移动一周,每小时约东移半度多,相当于月球的视角直径。月球移动时常将恒星和行星掩蔽起来,这种现象称为月掩星。观测月掩星可以测定观测者的地理坐标、研究双星、测定太阳视差及月球位置等,是业余天文学家感兴趣的观测项目之一。专业天文学家亦需要仰赖月掩射电源来求出射电源的准确位置。

  阴历是按月球的月相周期来安排的历法,它的一年有12个朔望月,约354或355日。主要根据月球绕地球运行一周时间为一个月,称为朔望月,大约29.530588日,大月有30日、小月有29日。

  月相是月球环绕地球公转时,地球、月球、太阳之相对位置的变化,地球上的观测者从不同角度看到月球被太阳照亮的部分,造成月相盈亏圆缺之变化。月相盈亏周期平均是29.530588日,历法中之朔望月源于此。

  朔、蛾眉月、上弦、盈凸月、望、亏凸月、下弦,残月分别是月球视黄经超过太阳视黄经0、45、90、135、180、225、270、315度的时刻。

  月龄是指从新月为起始,在一个朔望月周期内,出现各种月相所经历的天数。月龄的数值通常用带一位小数的数字表示,比如月龄7.4是上弦月,月龄14.8是满月,月龄22.2是下弦月。因此月龄和阴历是有关连的,只不过阴历只显示朔望月每日的整数,而月龄是计算月相所经历的天数,为求更加准确,很多时会显示至小数后一个位(甚至几个位)。如果知道确实的月龄,便能推算出当时月球大致的形状、出没时刻及所在方位。

  合日和冲日:外行星或小行星与太阳的黄经相同的时候称为合日,相差180度的时候叫做冲日。内行星(水星和金星)的合日有上合和下合之分,上合是行星在太阳之后,即太阳在内行星与地球之间,下合是行星在太阳之前,即行星在太阳与地球之间,上合的时候,行星是顺行,即行星由西向东移动,下合时是逆行,即行星由东向西移动。

  东大距和西大距:外行星对太阳的角距可以为任何数值,在180度时为冲日。而内行星由于轨道是在地球轨道内侧,所以从地球上看,它们对太阳的角距不能超过某种限度,并且没有冲日现象。内行星在太阳之东(或西)的最大角距称为东(或西)大距。水星在下合日前后约20天达东大距或西大距,由于水星轨道偏心率比较大,最大角距变化在18度~28度之间。金星在下合日前后70天左右达东西大距,角距约为46度~48度。内行星发生的天象其循环总是这样:下合-留-西大距-上合-东大距-留-下合。

  留:由于地球和行星绕日运动时运行速度和相对位置的不同,行星在天空的视运动有时顺行(自西向东),有时逆行。顺行和逆行之间有一个时刻行星看来是停留不动的,这叫做留。顺行而留,留后逆行叫做顺留;逆行而留,留后顺行叫做逆留。内行星发生在上合日以后,外行星发生在冲日以后。

  金星最亮:从地球看金星,也像月球一样有盈亏晦明现象。金星约在下合日前后36天,或东大距之后西大距之前35天为最亮。金星的会合周期约为584天,所以它的最亮日期有时全年都没有,有时一年有两次。
  关于金星的亮度计算采用下列公式计算:
m=-4.47+5lgrΔ+0.0103i+0.000057i²+0.00000013i³,2.2<i<163.6;
0.98+5lgrΔ-0.0102i,163.6<i<170.2。
i以“度”为单位,r、Δ以“天文单位”为单位。
  位相角采用下列公式计算:
  设L与B表示其日心的、l与b表示其地心的黄经与黄纬,θ表示太阳的黄经,且将其黄纬略而不计。设在太阳一地球一行星三点所组成的平面三角形内,以σ表示地球所在的角,σ'表示太阳所在的角,则
  cosσ=cos(θ-l)cosb
  cosσ'=-cos(θ-L)cosB
  i=180-(σ-σ')
  σ角是地面观测者所看的行星对于太阳的距角,常小于直角;σ'角在一或二象限内,按其余弦的符号而决定。

  方照:对外行星而言,行星视黄经超过太阳视黄经90度和270度时为方照,在太阳以东90度时称为东方照,在太阳以西90度时为西方照。

  距角:是自地球看行星与太阳之间的角度,从太阳向东或向西计算,由0°至180°,但由于行星轨道与黄道有一定的倾斜,行星合日和冲日时,距角不一定恰好是0°或180°。
  距角E是用下式计算:
  cosE=(R²+△²-r²)/2R△
  其中R和r分别是地球和行星的日心向径,△是行星的地心距离。

  过近日点和过远日点假使不考虑摄动影响,行星的轨道为一椭圆,而太阳在其焦点上,行星在轨道上离太阳最近的一点,称为近日点,最远的一点称为远日点。所列过近日点和过远日点日期是行星向径为极小或极大的日期,也就是已经考虑摄动的影响,这与由平均轨道根数近日点黄经等于0度或180度的日期稍有不同。

  行星纬度最南最北是日心黄纬最南、最北的时刻,最北时黄纬为正,最南时黄纬为负。

  预报的时间同时适用于所有东八时区(UTC+08:00)的地方,包括:中国、蒙古、菲律宾、新加坡、马来西亚及文莱。

参考资料:
  1、《中国天文年历》科学出版社
  2、李广宇、张培瑜著《PMOE2003行星历表框架》,《紫金山天文台台刊》第22卷,3~4期(2003年12月)
  3、美国海军天文台《Explanatory supplement to the astronomical almanac》
  4、有趣天文奇观

  每月天象预报资料,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/year/

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:可拍照 ★

  国际空间站(又称国际太空站,International Space Station,ISS)由于体积庞大,轨道高度不高,所以当它从太阳或月亮前方通过时,在日面或月面的衬托下,可以看到ISS剪影通过日面或月面。由于ISS体积大小有限,所以每次ISS凌日或凌月发生时,在地球上只有很窄的区域能见到,下方预报图中的红色带状则是ISS凌日可见地带,红带以外区域不可见。而每次凌日事件给予的星数(★)愈多者,表示ISS所见的视直径相对于日面愈大,观测条件愈好。

  观赏ISS凌日等同于太阳观测或日食观测,必须在望远镜前方加装专用太阳滤镜,才能透过望远镜拍摄、观赏或利用投影的方式观察,以免造成眼睛受损,造成不可挽回的遗憾,凌月则仅需注意曝光时间不要太长即可。

  以下为透过ISS TRANSIT FINDER网站所获得之台湾地区的ISS凌月、凌日预报:

凌月发生时间:2021年3月29日23:02:42~23:02:50(自新北市的起始时间至宜兰县的结束时间)
星数:本次的ISS凌月发生时,仰角为50度,当晚凌月时为满月,非常容易观察,但由于发生时间较晚,故凌月星数为★★★★。
ISS视直径:~51″
凌日带宽度:<5km
可见ISS凌日最长时间:~0.88秒
主要可见地区所经县市:双北、宜兰等地。

ISS凌月

凌日发生时间:2021年3月31日13:13:46~13:14:14(自高雄的起始时间至花莲的结束时间)
星数:本次的ISS凌日发生时,仰角为63度,非常适合拍摄,故凌日星数为★★★★★。
ISS视直径:~59″
凌日带宽度:~4km
可见ISS凌日最长时间:~0.72秒
主要可见地区所经县市:高雄、屏东、台东、花莲等地。

ISS凌日

  更详细的资料与经过地区地图,可直接点选ISS TRANSIT FINDER网站观看。(编辑/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  宇宙射线是由高能量的质子、氦原子核(两者共占99%)和其他高能量的粒子所组成,以趋近光速撞击地球大气,并和大气作用产生X射线、质子、中子、缈子、介子、微中子等二次宇宙射线。宇宙射线可能源自太阳、银河系或其他星系,早先认为极高能量的宇宙射线是由超新星爆炸所产生。

  目前认为,超新星爆炸虽可产生高能量的伽马射线,但仍不足以解释在某些观测里所见到的,高达千万亿电子伏特(PeV)的极高能量宇宙射线。新的研究认为,具有光谱型O、B型的大质量恒星紧密聚集的星团,其产生称为PeVatron加速器(为了类比第一个人造可加速达到1兆电子伏特(TeV)能量等级的‘TeVatron’加速器)的作用才是可能的原因。

  研究团队的成员Henrike Fleischhack说,超新星的确可以加速宇宙射线,但无法达到如此高的能量。一直以来有些线索指出,星团可能在加速高能宇宙射线中扮演部分角色,如今终于获得证实。

  光谱型O型星位于恒星质量最顶端,当它们的恒星风彼此作用会产生能加速宇宙射线的震波(shock wave)。超新星爆炸虽可产生非常快的震波来加速宇宙射线,但因其无法被长时间抓住宇宙射线来加速,因而无法达到所见到的极高能量。而由众多恒星所组成的星团所产生扰动和强大的磁场,就可以局限住宇宙射线让震波来加速粒子到极高能量。

  本研究使用HAWC天文台1,343天的观测资料,分别发表在自然天文和天文物理期刊通讯。科学家测量来自深空的伽马射线撞击地球大气所产生的次级宇宙射线,并借由次级宇宙射线的电荷和时间来重建原始伽马射线的资讯。科学家打算和处于计划阶段的SWGO天文台合作,以加入南半球天区的星团,希望对此有更多的了解。(编译/台北天文馆陈姝蓉)

由史匹哲太空望远镜所拍摄的,茧状星云内部尘埃的红外线影像。上方叠加(由绿、到黄、到红)标记的是,可能产生宇宙射线的伽玛射线较强的区域。

图说:由史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope)所拍摄的茧状星云内部尘埃的红外线影像。上方叠加(由绿、到黄、到红)标记的是,可能产生宇宙射线的伽玛射线较强的区域。Image: TeV: Binita Hona (HAWC Collaboration), IR: Hora et. al, Spitzer’s Growing Legacy, ASP Conference Series, 2010, P. Ogle, ed.

资料来源:Astronomy Now

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

Earth Sized Rocky Exoplanet GJ 1132 b

  科学家用哈勃太空望远镜,发现一颗系外行星失去大气后再次获得大气层!这颗称为GJ 1132 b的行星绕着41光年外的一颗红矮星运转,是与地球大小接近的岩石行星。GJ 1132b与地球差异最大之处是其烟雾笼罩的大气层含有氢,甲烷和氰化氢。天文学家认为这不是行星的原始大气层!初始大气被在临近母恒星所发出的强烈辐射摧毁。而第二次大气层是行星地表下熔岩渗出气体所形成,且持续补充中,不然也会被恒星剥离。

  天文学家认为GJ 1132 b原先是次海王星(sub-Neptune),直径是地球的数倍大。原先大气中有厚氢气层,但被年轻母恒星发出强烈辐射而迅速失去。在很短的时间,就被剥落成与地球大小差不多的裸核。但最令天文学家惊讶的是,哈勃观察到某些气体,根据的理论,属于“次级大气”。研究小组说,大气层由分子氢,氰化氢,甲烷组成,并且还含有雾霾。模拟表明,雾霾是光化学产生的碳氢化合物,类似于地球上的烟雾。他们认为GJ 1132b当前的大气中的氢,是原始大气的氢被吸收到行星熔融岩浆的地函中,并正通过火山过程缓慢释放形成新的大气。并仍不断补充中,以平衡逸出到太空中的氢气。

Super Earth Atmosphere

  GJ 1132 b在某些方面与地球相似。两者具有相似的密度,相似的大小和相似的年龄(约45亿年),甚至气压也可能接近。由于GJ 1132 b非常靠近红矮星,以至于它每天1.6天绕其母恒星一次,这种极为接近的距离使GJ 1132 b保持潮汐锁定状态。由于GJ 1132b处于椭圆轨道,造成大量潮汐加热,如同木卫二(Io)有持续的火山活动。研究小组推论GJ 1132 b的内部温度很高,所以较冷的地壳非常薄,也许只有数百公尺厚,无法支持任何类似火山山脉。潮汐力使其平坦的地形像蛋壳一样破裂,氢和其他气体可能会通过这种裂缝释放出来。即将升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜,能以红外波段观测这类系外行星岩浆池或火山爆发造成的热,令人期待。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

Galaxy J0437+2456 is thought to be home to a supermassive, moving black hole. Credit: Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
系外行星GJ 1132 b的大气光谱。橙色线代表模型光谱。蓝点为观察值及其误差线。显现GJ 1132b大气主要氢气与甲烷和氰化氢,该行星还具有引起光散射的气溶胶。

资料来源:SciTechDaily

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  哈佛-史密松天体物理中心的科学家,发现超大质量黑洞在星系里明显移动的例子,相关结果发表在天文物理期刊。超大质量黑洞因质量较大移动不易,如同移动保龄球比足球困难一样,科学家预期超大质量黑洞(数百万倍太阳质量)几乎不会移动。

  科学家花了五年的时间,观测和比较10个星系和其中心超大质量黑洞的速度,假如两者不同代表黑洞曾受到扰动。科学家选择观测吸积盘(物质绕转掉进黑洞前所形成的结构)中带有水分子的超大质量黑洞和其星系。当水分子绕转黑洞,在特殊条件下它可以在无线电波段产生迈射(原理如同雷射,但光频段为无线电波)。结合数个电波天线搭配超长基线干涉术(利用数个电波望远镜同时观测讯号,以模拟成一个大口径的望远镜)来观测迈射讯号,可以精确测量邻近黑洞物质的速度,并进一步得到黑洞速度。

  在观测的十个星系中,有一个星系(J0437+2456,距离2.3亿光年)的超大质量黑洞(约3百万倍太阳质量)有移动,后续借由Arecibo和Gemini天文台的观测亦确认此发现。此超大质量黑洞相对星系移动的速度约50公里/秒。

  科学家推测可能的原因有二,其一是观测到的是刚经过黑洞合并后的新生黑洞,还在安顿的过程中而尚有些速度,另一可能是此为两个超大质量黑洞形成的双星系统,因另一黑洞缺乏迈射而无法用无线电波观测到。虽然科学家预期超大质量黑洞双星的存在,但尚未明确的观测到,目前还需要更多观测来确定此超大质量黑洞运动的原因。(编译/台北天文馆陈姝蓉)

Galaxy J0437+2456 is thought to be home to a supermassive, moving black hole. Credit: Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
星系J0437+2456被认为是移动的超大质量黑洞的所在地。图片来源:美国斯隆数字巡天 Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

资料来源:SciTechDaily

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

刺魟星云
这两张照片分别摄于1996年和2016年。相隔20年的哈勃太空望远镜的影像显示了刺魟星云的快速演化。

  最近在《天体物理期刊》的一篇文章针对年轻的星云Hen 3-1357(刺魟星云)发表了长期追踪的分析。当一颗与太阳差不多大的恒星步入迟暮,不断膨胀的外层会被抛出并被恒星的热辐射电离,形成行星状星云。

  受辐射激发的气体会放出特定波长的萤光,这些气体绝大部分为氢离子,放出如Halpha、Hbeta波段的谱线,直到星云逐渐弥散、残余的恒星核心演化为白矮星,大范围的电浆最终重新结合为中性气体,消失在望远镜的视野里。

  虽然行星状星云的演化可能在千年的时间尺度上,但对刺魟星云的观测显示,从1980年代首次被观测以来的40年间已有明显变化,并且已经急剧衰落,改变了形状、结构和大小。可能在未来几十年内将几乎无法观测到。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:AAS NOVA

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家利用反弹回的无线电波讯号来研究邻近的小行星,例如不久前坍塌的阿雷西博电波天文望远镜。作者提出分析观测资料的新方法,来帮助我们了解近地小行星。无线电波的波段是少数如可见光般,光可以穿透地球大气的大气窗口。借由观测天体发出的电波讯号,如波霎(脉冲星)、宇宙微波背景辐射、星际介质的分子谱线、超大质量黑洞等,在天文上提供了许多资讯。

  除了观测天体发出的电波讯号外,对于邻近的天体,科学家还可主动发射电波讯号到目标(邻近的行星或小行星)上,并借由反射回的电波的时间间隔、偏振等来了解天体性质(形状、运动等)。光是由电场和磁场交互振荡所组成,电场振荡的方向称为偏振方向,借由反射回来电波讯号的偏振资讯可以了解天体的表面特性,例如其表面是由细粒的灰尘或大的砾石所组成、是否有许多孔隙及反光程度等。了解邻近地球小行星的结构和组成,对于有潜在危害时采取防御措施,或利用太空船进一步研究等,都很有帮助。

Bennus_boulder-covered.png
小行星表面非常复杂。这是OSIRIS-REx拍摄的Bennu小行星表面。(NASA)

  分析无线电波的偏振讯号并不简单,因为小行星表面粗糙程度、形状、冰和岩石的组成等讯息都混在一起,由于其形状组成较复杂,不能借由较熟悉的月球表面观测结果来推论。由阿雷西博天文台的科学家Dylan Hickson所带领的团队,近日提出新的方法来分析小行星的无线电波偏振讯号,并搭配数值模拟来提升对讯号的了解。在实际应用于阿雷西博观测的小行星数据后,成功得到许多小行星的表面性质。在失去阿雷西博天文台后,目前剩下金石太阳系雷达(Goldstone Solar System Radar)可继续观测小行星。幸好先前的雷达观测,科学家已发现并纪录超过1100颗的小行星和彗星。借由新分析方法重新处理观测资料,将可再提供许多关于小行星的资讯。(编译/台北天文馆陈姝蓉)

近地小行星不同偏振讯号的观测影像.jpg
近地小行星的无线电波观测,纵轴为三个不同的观测日期,横轴为不同偏振的讯号。

资料来源:AAS NOVA

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发布单位:香港天文学会

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  俄罗斯科学家周六发射了世界上最大的水底太空望远镜之一,从贝加尔湖(Lake Baikal)原始水域深入宇宙。

  自2015年以来一直在建造的深海水底望远镜目标在观察中微子,这是目前已知的最小粒子。望远镜称为贝加尔湖-GVD,淹没在距离湖岸约四公里的750米至1,300米的深度。

  由于中微子很难发现,而水是一种有效的媒介,所以浮动水底天文台由钢缆将球形玻璃连接到它上面的不锈钢模组。科学家将模块小心地通过冰上的一个矩形孔降到冰冻的水中。

  联合核研究所的德米特里·纳乌莫夫(Dmitry Naumov)站在湖的冰冻表面上说:「我们的脚下正好有一个半立方公里的中微子望远镜,未来几年望远镜将会扩展到一立方公里。」

  贝加尔湖望远镜将与美国在南极冰盖下的一个巨大冰立方(Ice Cube)中微子观测站相抗衡。这架望远镜是北半球最大的中微子探测器,而贝加尔湖(世界上最大的淡水湖)非常适合用来容纳这个漂浮的天文台。

  贝加尔湖它的深度而成为唯一可以部署中微子望远镜的湖,而它是个淡水湖是很重要,因为水的透明度非常重要。而且有两个半月的冰覆盖期这一事实也是重要的因素。

  望远镜是捷克、德国、波兰、俄罗斯和斯洛伐克的科学家合作的结果。

【图、文:节译自物理学机构网页】

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发布单位:香港天文学会

  由中国科学院国家天文台、西藏自然科学博物馆、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院紫金山天文台等机构联合申报高海拔地区科研及科普双重功能一米级光学天文望远镜建设项目日前正式启动,这意味着世界上口径最大的折射式光学望远镜将会在拉萨建立。

  一米光学天文望远镜建成后,凭借西藏海拔高、观测条件好的特点,可以进行变星、双星等天体的较差测光,近地小行星及太空目标监测等多项科研观测工作。同时,一米级光学天文望远镜作为西藏天文馆的配套设备,具备覆盖白天和夜晚的目视观测、天文摄影、直播和远程教学能力。望远镜系统配套有太阳望远镜科普观测系统一套、直播系统一套、米级望远镜和太阳望远镜的远程演示教学系统一套。

  下一步西藏还将建设一个天文馆,一米级光学望远镜将会安装在天文馆上面,进一步完善西藏科普资源。西藏天文馆有望于今年内开工,建成后将成为世界上海拔最高的天文馆。

【节录自中国西藏新闻网;新闻讯息由林景明提供】

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  当恒星结束主序星阶段,将不再产生能量,随之迈入死亡。死亡的恒星根据残留的质量决定其命运,依照质量高低可能形成黑洞、中子星或白矮星。

  黑洞与中子星有其理论形成的分界,但因为此时物质处于极端高能的状态,中子星的质量上限一直是科学家讨论的议题。一般认为,对于不旋转的中子星,它的质量上限约为太阳质量的2到3倍,但准确值取决于中子星内部物质的未知型态。

  再好的理论都需要观测来佐证。近年科学家尝试用重力波观测来研究中子星的质量上限,特别是这两个事件:

  GW170817:两个质量在1.1到1.6倍太阳质量范围内的中子星,合并形成一个更大的天体,并认为合并后不久该天体马上坍塌形成黑洞。这个事件的重力波和电磁辐射观测表明,中子星的质量上限小于2.3倍太阳质量。

  GW190814:一个超过20倍太阳质量的黑洞与一个2.5到2.7倍太阳质量的天体合并。科学家不知道较小的天体是黑洞还是中子星。如果它是不旋转的中子星,意味着中子星质量的上限高于2.5倍太阳质量。

  因此德国物理学家Antonios Nathanail领导的团队,在最近分析了这些合并事件对中子星质量极限描述的差异。

  Nathanail及其合作者使用“基因演算法”进行分析,来确定哪些质量极限的模型与GW170817和GW190814的重力波和电磁辐射观测、数值模拟的合并事件相一致。

  研究发现,如果中子星质量极限定在2.5倍太阳质量,则与GW170817的观测结果或数值模拟的事件不符。但如果质量极限定在2.2倍太阳质量,则能匹配GW170817的观测结果与数值模拟的事件。

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基因演算法(蓝)与GW170817(紫)的机率密度函数。在质量上限定为2.2倍太阳质量时与观测结果有可信的匹配。

  也就是说,根据研究人员的分析,GW190814很可能就是两个质量不同的黑洞合并,也再次定调中子星(无自转)的质量上限约为2.2倍太阳质量。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:AAS NOVA

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 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 ★★★

  2021年3月21日将有一颗超大的“潜在危险小行星(PHA)”2001 FO32掠过地球,它的移动速度如此之快,以至于观察者若使用望远镜,在数十分钟之间可看到它在移动。2001 FO32直径估计是0.77到1.71公里间,在目前所知的PHA大小排行前3%。

  2001 FO32是2001年3月23日由新墨西哥州的林肯近地小行星研究中心(LINEAR)所发现,属于阿波罗型小行星,其公转周期810天,由于轨道是高椭圆形,近日点为0.30 AU,远日点则高达3.11 AU。2001 FO32最接近地球时距离2,016,351公里,约5倍地月距离。最亮时估计11.7星等,以20公分以上望远镜有机会用CCD拍摄,且在十多分钟时间内可见它在移动,这也是最有趣的地方。此外,事先用Stellarium软体预报位置,将有助于规划观测时间。详细位置与亮度资料请查阅此处。(编辑/台北天文馆助理研究员李瑾)

2001 FO32

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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 可拍照 ★★

  春分是二十四节气之一,此时太阳位在黄道与天球赤道的升交点上,也就是赤经0时、以及黄经0度之处。一般来说,春分发生在3月20~21日之间,今年春分为3月20日17时35分。这天阳光直射地球赤道,昼夜等长,太阳也在正东方升起,正西方落下。

  春分不只是节气的变化,在此前后数十天到光害较少的地方,于日落后1~2小时内有机会在西方天空看到黄道光。黄道光为积聚在黄道面附近的微尘粒子反射阳光所造成的景象,看起来是沿着黄道泛出略呈三角形的白色微光,最亮的区域几乎与银河一样亮,只是因接近地平线,容易受到大气消光效应及光害等影响。因为春分前后黄道较为垂直于地面,较适合观赏。(编写/台北天文馆助理研究员李瑾)

萧翔耀先生摄于中央大学鹿林天文台

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 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 ★

  C/2020 R4 (ATLAS)彗星预计将于2021年3月12日达到最大亮度,视星等约6.5,届时它与太阳的距离为1.05 AU,与地球的距离为1.47 AU。

  C/2020 R4将在3月12日清晨03:19从东南方地平线附近升起,比太阳早2小时49分钟出现。在曙光05:13到来之前,达到仰角24度的高度,随后消失在黎明的天色之中。

  由于彗星的亮度是弥散在整个彗发中,C/2020 R4最适合的观察时间落在3月12日清晨5点前后数分钟,需搭配双筒望远镜或天文望远镜巡视东南方低空得以观看。详细的C/2020 R4位置可参考此处星历

Michael Mattiazzo所摄之C/2020 R4 (ATLAS)彗星。
Michael Mattiazzo所摄之C/2020 R4 (ATLAS)彗星。

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