数据来源:中国科学院紫金山天文台
资料整理:高良超
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,月亮过远近地点,月掩行星和恒星,日月食,二分二至等诸多天文事件。

  2019年1月3日13时20分,地球行经绕日公转椭圆轨道的近日点,距离太阳为1亿4709万9760公里。这天所见到的日面,是一年中最大的1天,大约比7月5日地球通过远日点时所见的日面视直径大了3.4%。

  象限仪座流星雨(Quadrantids,00010 QUA)是年度最优秀的流星雨之一,出现于每年的12月28至1月12日间,2019年的极大期是在1月4日10时左右。流星雨的名称,一般是以极大期辐射点所在星座而命名之。象限仪座并不在现行的88个星座名称中,而是以前曾经使用过,但现已废除的星座,当时这星座位于现今的牧夫座、武仙座及天龙座之间,象限仪座流星雨辐射点则在现今牧夫座的头部附近。

  每年都会有年度最大满月,今年的最大满月将发生于2月19日,在其前后的2次满月(1月21日及3月21日)也因满月时间与月过近地点的时间差不到1天,致使这2次满月的月面也显得比较大,容易引起注目。这连3次大满月的时间及月面视直径分别为:1月21日13时16分(月面视直径33.40角分);2月19日23时54分(月面视直径33.49角分);3月21日9时43分(月面视直径33.12角分)。

太阳系大行星动态
太阳:由人马座运行到摩羯座。
水星:晨星。由蛇夫座经人马座顺行至摩羯座;日出时地平高度较低,且逐日降低,不利观测;30日水星上合日,完全被太阳的光辉所淹没。
金星:晨星。由天秤座经天蝎座入蛇夫座。6日西大距,日出前闪烁在东南方天空,日出时的地平高度约29度,亮度约-4.6等,为观测的最佳时机。
火星:在双鱼座顺行。日落时位于西南方天空,约于夜晚22时30分左右落下,亮度约0.5~0.9等,适宜观测。
土星:距太阳较近,不易见到。2日合日,与太阳同升落,无法观测。
木星:在蛇夫座顺行。约于凌晨4时左右升起,日出时位于东南方天空,可观测时间不多。
天王星:在双鱼座逆行,7日留后顺行。日落后位于西南方天空,视亮度约5.8等。
海王星:在宝瓶座顺行。日没后位于西南方天空,约于20时落下,视亮度约7.9等。

2019/01/02 金星合月★★
  1月份的金星,日出前见于东南方天空。1月2日,农历廿七的残月正好移经金星的附近,形成金星合月天象,这两个夜空中最明亮的星体,在黎明前的夜空中格外的明亮。

2019/01/04 象限仪座流星雨极大期★★★
  象限仪座流星雨(Quadrantids,00010 QUA)辐射点约于2019年1月4日凌晨0时过后自东北偏北方升起。根据预报,今年该流星雨的极大将发生在北京时间1月4日10时左右,ZHR~120。我国的较佳观测时间为3日午夜至4日凌晨,而且可能会有较多的暗流星出现。时逢晓月,对流星雨的观测影响不大。不过冬夜里气温偏低,请大家要做好保暖的相关准备。

2019/01/06 日偏食★★★★★
  2019年1月6日将发生日偏食,沙罗周期编号第122号,全部经过时间自北京时间7时34分开始,至11时49分终止,历经4小时又14.7分钟。这次的偏食在亚洲东北部、太平洋西北部、阿拉斯加西南部可以看到。中国(除新疆、西藏、云南、贵阳、广西、广东、海南的部分地区)可以看到。其中在俄罗斯东北部斯列德涅科雷姆斯基区可以见到此次日食的最大食分景象。
  7时34分左右月亮半影从我国内蒙古自治区赤峰市宁城县开始,而后影子南下扩大随后再逐渐缩小至10时36分从黑龙江省佳木斯市抚远县退出我国。华中、华北部分地区可见太阳带食而出,其他地区(除不能见到日食的地区)可见全过程。这次日食开始时大部分地区太阳处于近地平线位置,因此可以借助地景与日偏食合拍,注意望远镜加太阳滤镜拍摄!

观测方法
  看日偏食时(也就是太阳未被月球完全遮住时),要戴上专门观测太阳的眼镜。一定要购买合格的太阳观测镜,例如用巴德膜的太阳观测镜。日常的太阳镜或墨镜只用于观测日光下的四周景色,决不能用于直接看太阳。另外,也不能使用不合格的太阳观测镜和滤光片,因为这些不合格产品无法挡住紫外线,在长达两个小时的太阳圆缺变化观赏时,同样会严重伤害眼睛。
  还可以制作针孔投影箱。可用一个1至2米长的纸箱,两端中心各开约10厘米大小的洞,上端用锡纸将洞贴上,再用针在锡纸中心穿一针孔;另一端用白色半透明纸将洞贴上,然后在太阳下试验能否在半透明纸上产生太阳圆面像。要注意,不能用肉眼透过针孔直接观测太阳。
  也可以用望远镜投影,通过观测太阳经过望远镜的投影来观看日食,不可以直接用望远镜观看,严重者可导致失明;用电焊护目镜,因为电焊护目镜也是观测日食的最佳工具之一;用照相机看,但一定要有滤光片,直接从取景框中观察日食也会伤害眼睛。

具体时间如下:

日食概况:

    2019年1月5-6日日偏食概况
 
 太阳和月亮赤经相合时的世界时2019年1月6日1h43m40.094s
 
        太阳地心坐标
赤经 19h07m0.74s+10.967s(T-2h)
赤纬 -22°32′31.1"+17.55"(T-2h)
赤道地平视差 8.94"
视半径 16′15.92"

        月亮地心坐标
赤经 19h07m33.04s +129.617s(T- 2h) -  0.039s(T- 2h)(T- 2h)
赤纬 -21°30′22.8" +  45.70"(T- 2h) +   3.11"(T- 2h)(T- 2h)
赤道地平视差 54′27.42" -  0.686"(T- 2h) +  0.004"(T- 2h)(T- 2h)
视半径 14′50.36" -  0.187"(T- 2h) +  0.001"(T- 2h)(T- 2h)
    T为以小时为单位的世界时

            日食概况
                       见食地点
        世界时         纬度       地理经度    食分
偏食始 1月5日23h34m07s +41°30.4′ +119°24.9′
食甚  1月6日1h41m27s +67°26.1′ +153°34.7′ 0.715
偏食终     3h48m50s +43° 7.2′ -168°40.8′

中国地方见食

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注:食分栏带*系日出时的食分,食甚在日出以前。初亏栏中带*为日出时刻,实际初亏在日出以前;这里的日出时刻取太阳中心与地平相切时刻,日出栏中给出的则是太阳上边缘与地平相切时刻。

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2019/01/06 金星西大距★★★
  金星到达西大距的时间为2019年1月6日12时54分,与太阳最大角距达47度,日出前位于东南方天空,在天秤座内,地平高度达30度,视星等-4.6等。是今年观测金星的最佳时机。

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2019/01/18 巨蟹座δ流星雨极大期
  巨蟹座δ流星雨(delta Cancrid Complex,00095 DCA)是中等强度的流星雨,从每年的12月14日持续到次年的2月14日,流星主要出现在1月1日至1月24日。辐射点位在巨蟹座靠近鬼宿四的位置,它的峰值落在2019年的1月18日,但ZHR只有4。这个流星雨最早是在1872年发现的,但第一个可靠的证据在1971年出现的现象。这个流星雨的来源不清楚,它曾经被认为是小行星2001YB5,因为两者有相似的轨道。

2019/01/21 大满月+月全食★
  2019年1月21日13时16分满月,由于与月球过近地点的时间(2019年1月22日3时59分)仅差约14小时43分钟,因此这次满月的月面看起来感觉会较大。月球距离地球357714.6公里,视直径33分24.3角秒,市民可在傍晚留意东北方升起的月亮,观赏今年的大满月。
  本日还将有月全食发生(逢大满月,属近地食;沙罗周期编号第73号①②):
见食地区:
  这次月食,在亚洲极西部和东北部、太平洋(除西部)、北冰洋、北美洲、南美洲、大西洋、欧洲(除东部)、可以看到。中国不可见。
月食根数
月亮和太阳赤经相冲时候的北京时1月21日13时07分41.3秒
                      太阳                    月亮      
赤       经  20h12m16.347s  8h12m16.347s
每 时 变 量    +10.566s             +161.145s
赤       纬       -19°57'50.62''     +20°20'34.97''
每 时 变 量     +33''.12              -288''.20
赤道地平视差 8''.94                   61'17''.87
视  半  径       16'15''.24            16'42''.20

月食概况
食象                   北京时间  方位角
半影食始………1月21日10:35:02  110°
初亏……………………………11:33:35  118°
食既……………………………12:40:49  327°
食甚……………………………13:12:18
生光……………………………13:43:48   46°
复圆……………………………14:51:02  256°
半影食终……………………15:49:31  263°
最大食分=1.201

2019/01/22 金星合木星★★
  2019年1月22日,极明亮金星与木星相合,金星将至木星以北约2.4度(相当于5个满月的视直径)通过。金星-4.4等,木星-1.8等,位于天蝎座与蛇夫座间,在日出前的东南方天空可见到这两颗亮星,而且这次相合在日出前的地平高度都在20度以上,观测条件不错,此外天蝎座的心宿二(+1.05等)也在右方不远处。

天象(地心视象)
日期 月龄 星期 时刻       天象简述
1/02  26.2  三  02时00分 谷神星合月,谷神星在月亮北1.6度
1/02  26.2  三  05时48分 金星合月,金星在月球南1.3度
1/02  26.2  三  10时06分 残月
1/02  26.2  三  13时50分 土星合日,土星在太阳背后,不可见
1/03  27.2  四  09时35分 心宿二合月,心宿二在月亮南8.6度
1/03  27.2  四  13时20分 地球过近日点:0.983301165AU
1/03  27.2  四  15时35分 木星合月,木星在月球南3.1度
1/04  28.2  五  10时21分 象限仪座流星雨极大期:ZHR~120
1/05  29.2  五  01时40分 水星合月,水星在月球南2.8度
1/05  29.2  六  23时39分 小寒,24节气之一。太阳视黄经285°
1/06    0.4  日  02时42分 月掩土星,北美洲可以看到
1/06    0.4  日  02时43分 月亮赤纬最南(δ-2133')
1/06    0.4  日  09时28分 朔
1/06    0.4  日  09时41分 日偏食:最大食分=0.715
1/06    0.4  日  12时54分 金星西大距,日距角47.0度
1/07    1.4  一  08时08分 月球过降交点
1/07    1.4  一  10时28分 天王星留,然后顺行
1/09    3.4  三  06时15分 灶神星合月,灶神星在月亮南1.9度
1/09    3.4  三  12时29分 月球过远地点:406117.5公里
1/10    4.4  四  06:53:49  上海一年中最迟日出
1/10    4.4  四  13时12分 蛾眉月
1/11    5.4  五  06时21分 海王星合月,海王星在月亮北3.1度
1/12    6.4  六  16时24分 水星过远日点
1/13    7.4  日  03时47分 火星合月,火星在月球以北5.3度
1/13    7.4  日  18时47分 水星合土星,水星位于土星南1.7度
1/14    8.4  一  14时46分 上弦
1/14    8.4  一  20时29分 天王星合月,天王星在月球北5.1度
1/16  10.4  三  04时37分 金星合心宿二,金星在心宿二北7.9度
1/18  12.4  五  02时20分 毕宿五合月,毕宿五在月亮南1.6度
1/18  12.4  五  06时35分 盈凸月
1/19  13.4  六  09时31分 天王星东方照
1/20  14.4  日  07时20分 月亮赤纬最北(δ+2132')
1/20  14.4  日  17时00分 大寒,24节气之一。太阳视黄经300°
1/21  15.4  一  06时48分 月球过升交点
1/21  15.4  一  13时12分 月全食:本影食分=1.201
1/21  15.4  一  13时16分 望
1/21  15.4  一  23时57分 月掩蜂巢星团,澳大利亚、新西兰可以在夜间观测
1/22  16.4  二  13时48分 金星合木星,金星在木星北2.4度
1/22  16.4  二  03时59分 月球过近地点:357342.2公里
1/23  17.4  三  09时41分 轩辕十四合月,轩辕十四在月亮南2.5度
1/24  18.4  四  18时08分 亏凸月
1/27  21.4  日  00时02分 角宿一合月,角宿一在月亮南7.9度
1/28  22.4  一  05时10分 下弦
1/30  24.4  三  10时52分 水星上合日,水星在太阳背后,不可见
1/31  25.4  四  07时53分 木星合月,木星在月球以南2.8度

注①:Liu Baolin and Alan D. Fiala, Canon of Lunar Eclipses, 1500 B.C.to A.D.3000, Willmann-Bell, Inc., Richmond, Virginia, U. S. A. 1992
 ②:编号第134沙罗周期中的月食在月球的升交点发生,每次相隔18年11又1/3日,共有72次。可参看美国宇航局日月食网站本次的沙罗周期 https://eclipse.gsfc.nasa.gov/LEsaros/LEsaros134.html
  月食是以223个朔望月即6585.3212日的周期重复出现的,这周期称为沙罗周期。连续相隔一沙罗周期的一系列月食就是属于同一沙罗系统的,布朗(Brown)把朔望月编上号码,1923年1月16日朔开始的那一个朔望月的号数为1,下一个朔望月的号数为2,这样往下数,到2019年1月6日朔开始的一个朔望月是1188。我们把布朗朔望月号数用223除,所得的余数称为沙罗系统号数,例如2019年1月21日的月全食所在的朔望月的布朗号数是1188,这次月食所属的沙罗系统就是L73,L表示是月食。
  沙罗系统包含本影月食39-59次,本影月食的前后各约有半影月食6-24次。

  天象载太阳、月亮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,月亮过近地点和远地点;
  (4)月掩行星或掩四颗亮恒星(毕宿五金牛座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,肉眼视力可以看到6.5等星的观测者可以看见的流星数量最多的流量值。

  ZHR不应该译作“每小时天顶流星数”,国际流星组织(IMO)也没有Zenith Hourly Number,ZHN(天顶每小时流星数量)这一类的词。维基百科以及百度百科已按照国际流星组织2017年12月21日上线的《2018流星雨日历》中文版,将ZHR的中文翻译为“天顶每时出现率”。

  你可能看到的流星数量是由公式给出的:

流星数量计算公式.png

ZHR.png

  冲日和合日:行星视黄经与太阳视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。

  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。

  金星最亮:从地球看金星,也像月亮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。

  偏食始表示月亮半影锥轴初次和地面相切的时刻,就是地面最先看到初亏的时刻,并列出切点的经纬度。
  食甚表示日食食分最大的瞬刻,并列出经纬度。
  食分(日偏食)某地观测者所看到的太阳被月亮遮盖的分数。食分的大小是日面直径被遮盖部分与日面直径的比值。
  偏食终表示月亮半影锥轴最后和地面相切的时刻,并列出切点的经纬度。

  月食概况载半影食始、半影食终及初亏、食既、食甚、生光、复圆时的北京时间。月亮进入地球半影以后,月面光度看不出有显著变化,月亮开始进入本影的瞬刻是偏食的开始,叫做初亏。月亮完全进入本影的瞬刻是全食的开始,叫做食既。月亮中心和地影中心的相距最近的时刻,叫做食甚。月亮开始离开本影的瞬刻是全食的终了,叫做生光。月亮完全离开本影的瞬刻是偏食的终了,叫做复圆。食分(食甚时月亮边缘深入地影的距离和月亮直径之比)。月食时凡能看到月亮在地平线上的地方都可以看到月食,各食象的时间各地所看见的都是一样。
  如果要确切地知道某地是否可以看到月食,应先计算该地的月出、月没时刻,再看初亏、复圆间月亮是否在地平线上来决定。

  合日、冲日是行星与太阳相差0,180度的时刻,对于地内行星则有上合和下合之分,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。行星相邻两次合日(或冲日)的平均间隔称为会合周期。

  :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,内行星发生在上合日以后,外行星发生在冲日以后。

  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。

  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。

  过升交点和过降交点:行星轨道和黄道有两个交点,行星由南而北通过黄道所经过的交点,称为升交点,相反的一点,叫做降交点。所列时刻是行星日心黄纬等于0的时刻。

  阴历是按月亮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。主要根据月亮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、娥眉月、上弦、盈凸月、望、亏凸月、下弦,残月分别是月亮视黄经超过太阳视黄经0、45、90、135、180、225、270、315度的时刻。

  月龄是指每晚20时,以新月为起始,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,便能推算出当时月亮大致的形状、出没时刻及所在方位。

  预报的时间同时适用于所有东八时区(UT+8:00)的地方,包括:中国大陆、台湾、香港、澳门、新加坡、文莱及马来西亚。

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、有趣天文奇观

  2019年的天象预报资料,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎转载利用!https://interesting-sky.china-vo.org/category/year/2019astronomical_events/


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发布单位:台北市立天文科学教育馆

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图说  这颗行星是围绕恒星HR 8799运行的四颗行星之一,位于179光年外的飞马座。

  天文学家在寻找外星生命的过程中,在距离地球179光年远的一颗行星大气中探测到了水。

  夏威夷Maunakea凯克天文台的一个小组在调查HR 8799C(一颗比木星大七倍的气体行星)时有了这一发现。

  这颗行星是围绕HR 8799恒星运行的四颗行星之一,位于179光年外的飞马座。

  天文学家使用最先进的仪器来确认该行星大气中有水的存在,但不存在甲烷气体。

  研究小组将高解析度光谱与自适应光学(adaptive optics)的技术相结合,该技术可以校正行星大气的扰动效应(blurring effect)。

  一旦拍摄到这颗行星的照片,天文学家就会使用称为光谱仪的仪器来进行光谱分析。

  透过凯克天文望远镜上的近红外低温阶梯光谱仪(NIrSPEC),揭示了大气中化学物质的特征。

  加州理工学院天文所副教授迪米特里·马维特(dimitri mawet)说:「这正是我们未来希望用来寻找类似地球的行星上生命迹象的技术。」

  尽管天文学家已经拍摄了十多颗系外行星,但迄今为止,HR 8799是唯一拍摄过发现拥有多行星的太阳系。

  专家现在希望在更靠近恒星的较小行星上重复这个分析过程。

  凯克天文台的科学家的目标是寻找类地行星上发出生命宜居的大气化学物质,如水、氧气和甲烷。

  天文学家希望这项技术能在即将到来的2020年的30米望远镜来实现。

资料来源:英国《每日邮报》Daily Mail Online

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

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  以色列特拉维夫大学Wise天文台的天文学家,发现了一个暗淡的蝌蚪形状的星系。这星系离地球约3亿光年,长约100万光年,是银河系的10倍,其“尾巴”就长达50万光年。

  这个蝌蚪星系是Hickson Compact Group 98(HCG 98)星系群的一部份,为密接的4星系,在1982年为Paul Hickson所发现。与包含数千个星系的星系团不同,因为HCG群只包含少数星系,所以我们很容易识别它们之间的交互作用,其中最着名例子是斯蒂芬五重奏(Stephan's Quintet)。

  HCG 98里包含两个非常接近正常的星系,每个星系大约有4万年长。巨大的蝌蚪则是一个以恒星为主的矮星系,在碰撞后遗留的受害者。天文学家认为当矮星系接近这对星系,前面恒星受引力拉扯形成蝌蚪的头部,后面恒星形成了尾巴。在十亿年后,它们将会合并为一个大星系。

资料来源:美国《每日科学》Science Daily

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  经过五年的探寻,美国国家航空暨太空总署(NASA)选择了杰泽罗陨石坑(Jezero crater,以下简称杰泽罗)为未来的火星2020探测车的着陆点。

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图说:杰泽罗陨石坑,红框为探寻重点,图上的颜色蓝紫色表低洼地区

  杰泽罗提供了丰富的地质特征,该地的地貌能追溯到36亿年前,这或许可以解决行星演化与天体生物学中的重要问题,该地位于火星赤道以北,是一个直径约45公里的陨石坑,曾经是一个河流三角洲,研究团队预期可以从数十亿年前流入陨坑的水与沉积物中,提取古老的有机分子或潜在生命迹象。

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图说:红框放大假彩色图,可见三角洲附近相当多洼地

  杰泽罗的地质多样性让2020火星计画的天文学家们非常喜欢,但同时也让负责处理EDL(Entry, Descent, Landing,即进入、下降、着陆)的工程师们面临极大的挑战,该处除了巨大的河流三角洲及小陨石坑,东部有许多大型岩石,西部也有悬崖,甚至有多个地点都充满了洼地,这些洼地都有可能促使探测车被卡住无法动弹,但由于技术及工程团队的进步,以前因安全考量禁止的地方,现在总算可以尝试了。

  尽早选择着陆点可以让任务团队逐步改进计划,进而在安全着陆后能够马上着手探测及收集数据,火星2020探测车预计于2020年7月发射,2021年2月着陆。

资料来源:NASA Mars 2020 Rover

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2018年11月26日,美国宇航局(NASA)的“洞察号”(InSight)太空船将进入火星大气层,在短时间内将释出一个探测器放置在这个红色星球的表面上。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国太空总署喷射推进实验室的InSight进入,下降和降落(EDL, Entry, Descent and Land)团队以及位于丹佛的洛克希德马丁太空公司团队已预先为太空船编程执行特定的活动序列。

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InSight探测器与测试的工作人员

  以下是11月26日登陆作业的的预计里程碑清单,假设所有程序完全按照计划进行,且工程师在登陆日的早晨没有做出最后修改。当较早发射的实验性微探测器Mars Cube One(MarCO)提供从InSight与地球的通信进行中继时,才能快速了解一些预定的里程碑是否达成。着陆过程中InSight工程数据的主要通信路径是NASA的火星侦察轨道探测器(Mars Reconnaissance Orbiter)和火星奥德赛(Mars Odyssey)。预计这些数据将在着陆后数小时内提供。

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想像中的InSight 探测器降落时的影像

  如果一切顺利,微探测器MarCO可能需要几秒钟的时间来接收和格式化数据,然后以光速将其发回地球。信号从火星到达地球的单程时间是8分7秒。下面列出的时间是地球接收时间,或者JPL任务控制可以接收与这些活动有关的信号。

太平洋标准时间上午11:40(北京时间2018/11/27 03:40) – 从到火星的巡航任务阶段开始分离
太平洋标准时间上午11:41(北京时间2018/11/27 03:41) – 转向以正确定位航天器以进入大气层
太平洋标准时间上午11:47(北京时间2018/11/27 03:47) – 大气进入大约12,300英里/小时(19,800公里/小时),开始进入,下降和着陆阶段
太平洋标准时间上午11:49(北京时间2018/11/27 03:49) – 保护隔热罩的峰值加热温度达到约2,700°F(约1,500°C)
    15秒后 – 峰值减速,强烈的加热导致无线电信号暂时中断
太平洋标准时间上午11:51(北京时间2018/11/27 03:51) – 降落伞部署
    15秒后 – 与隔热罩分离
    10秒后 – 着陆器三条腿的部署
太平洋标准时间上午11:52(北京时间2018/11/27 03:42) – 启动雷达,感知到地面的距离
太平洋标准时间上午11:53(北京时间2018/11/27 03:53) – 首次获取雷达信号
    20秒后 – 从后壳和降落伞分离
    0.5秒后 – 逆时针或下降引擎开始喷射
    2.5秒后 – 开始“重力转弯”,使着陆器进入正确的着陆方向
    22秒后 – InSight开始减速到恒定的速度(从17英里/小时到恒定的5英里/小时,或从27公里/小时到8公里/小时),以便软着陆
太平洋标准时间上午11:54(北京时间2018/11/27 03:54) – 火星表面的预期触地时间
太平洋标准时间下午12:01(北京时间2018/11/27 04:01) – 来自InSight的X波段无线电直接回到地球的“嘟嘟”声,表明InSight在火星表面活着并运作
太平洋标准时间下午12:04后(北京时间2018/11/27 04:04),也可能是第二天 – 来自火星表面的InSight的第一张图片
太平洋标准时间下午17:35前(北京时间2018/11/27 09:35分) – 来自InSight通过美国宇航局的火星奥德赛轨道探测器确认InSight的太阳能电池阵列已经部署

资料来源:NASA

延伸阅读:
洞察号登陆火星,第一幅图像已传回地球
随着洞察号一起前往火星的迷你太空船也试验成功!

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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,二分二至等诸多天文事件。

  年度三大流星雨之一的双子座流星雨(Geminids,00004 GEM),是来自3200号小行星菲以颂(3200 Phaethon)轨道上的屑粒所衍生的,发生于每年的12月4日至12月17日之间。由于双子座流星秉性明亮 ,移动速度中等,适合各种观测方式,在冬季夜空中,一直是天文爱好者的主要观察目标。今年双子座流星雨的极大期依然会在12月14日呈现,今年月相为上弦月,因此下半夜观测条件不错。

太阳系大行星动态:
太阳:由蛇夫座运行到人马座。
水星:晨星。日出时位于东南方天空。15日到达西大距,与太阳的最大角距为21,日出时的地平高度约为17,亮度约-0.5等,有利观测。
金星:晨星。由室女座顺行至天秤座。日出时位于东南方天空,地平高度均在31以上,易于观测。2日,金星最亮,亮度约为-4.9等,地平高度约33,有利观测。
火星:由宝瓶座顺行至双鱼座。3日东方照,日落时位于南方天空,下落时间提前至夜晚23时45分左右,前半夜可见。
木星:由天蝎座顺行至蛇夫座。近乎与太阳同升同落,不易观测。
土星:在人马座顺行。日落后不久即落下,不易观测到它。
天王星:由白羊座逆行到双鱼座。日落后位于东南方,视亮度约5.7等。
海王星:在宝瓶座顺行。日没后位于南方,视亮度约7.9等。

2018/12/2 金星第二次最大亮度 ★★★

  金星是整个天空中除了太阳和月球之外最亮的自然天体,也是白天唯一能看到的星星。中国古代称之为“太白”。当它早晨出现时,人们称它为“启明星”;当它黄昏出现时,人们称它为“长庚星”。每当金星东大距(黄昏观赏金星好时机)或西大距(早晨观赏金星好时机)时,它与太阳的角距最大,比较利于观测。然而大距并不是金星最亮的时候,因为此时金星距离地球还比较远。在东大距之后,金星慢慢接近地球,亮度增加,但是由于金星位相变化,在地球上看到它被太阳照亮的部分越来越小,因此在这中间有一个时刻,金星达到最亮。过了这个时刻,金星的亮度开始下降。同样,在西大距之前的某个时刻,金星的亮度又达到最亮。2018年有两次金星最亮,第一次是9月21日21时,金星在太阳以东39度,视亮度为-4.8等;第二次是本月2日12时,金星在太阳以西40度,亮度为-4.9等;用望远镜观察,此时金星呈眉月形状。

2018/12/4 46P/Wirtanen彗星掩10.9等恒星 + 2018/12/13 46P/Wirtanen彗星过近日点 ★★★
  2018年12月4日(星期二)傍晚19时21分,第46号短周期彗星46P/Wirtanen维尔塔宁彗星掩波江座10.9等恒星TYC 5292-00214-1,历时1.5秒,减光0.2等。新加坡、马来西亚、越南、中国大陆部分地区在可能的见掩范围。

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  46P/维尔塔宁彗星发现于1948年,是颗短周期彗星,绕太阳一周仅需5.44年,彗核直径约1.2公里。这颗彗星将在北京时间2018/12/13/07时38分以1.060AU的太阳距离通过轨道近日点,并在12/16最接近地球,仅约0.078AU,估计届时亮度将可达3等左右,位于金牛座方向,离金牛背上的M45昴宿星团(七姊妹)不远,在光害少的地方用肉眼就可瞧见,双筒望远镜和天文摄影呈现出的效果会更棒,将是本年内最亮的彗星!

2018/12/7 火星合海王星 ★
  2018年12月7日入夜后西南方天空将可观赏到火星合海王星的天象,火星将至海王星北面0.04度(相当于2角分)的近距离通过,位于宝瓶座。火星视亮度+0.1等,海王星+7.9等,需用小型望远镜观测。

2018/12/9 月掩土星
  这次月掩土星仅俄罗斯可见,且发生在白天不易观测。掩甚时刻13时20分,核心本影直径3447.9公里。

月掩土星概况
掩始外切:12:47:59
掩始内切:12:50:12
掩终内切:13:50:10
掩终外切:13:52:22

  掩甚时的地理位置:λ+124°35'  φ+67°15'
  这是本年唯一的一次月掩土星,而后的月份里将持续发生月掩土星现象,也就是说从本月开始进入月掩土星观测季,一直持续到2019年的12月份,见掩星带由北向南划过地球。

2018/12/11 479号小行星掩7.7等恒星 ★
  本次掩星现象发生于北京时间2018年12月11日凌晨,现象中点为04时36分,位于赤经7时00分39.3020秒,赤纬+12度44分24.044秒(历元2000.0)的双子座7.7等恒星HIP 33753将被直径70公里的479号小行星Caprera遮掩,本次现象中恒星亮度为7.7等,小行星视亮度为12.9等,视差6. 561",两星相叠时亮度降至小行星的12.9等,亮度降副为5.2等,现象持续最多时间为9.8秒,月亮照亮面为12%(蛾眉月),距离掩星163度。
  小行星投影由太平洋开始,经过朝鲜,中国的丹东市、鞍山市、本溪市、盘锦市、沈阳市、营口市、朝阳市、阜新市、锦州市、赤峰市、抚顺市、锡林郭勒,蒙古国,进入俄罗斯结束。

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2018/12/14 双子座流星雨极大期 ★★★
  双子座流星雨(Geminids,00004 GEM)今年极大期预计将出现在12月14日20时30分(北京时间),天顶每时出现率ZHR为120。辐射点在12月14日入夜后自东北偏东方升起,即入夜后就有机会见到双子座流星出现。今年月相接近上弦,但对观测影响不大,尤其是后半夜观测条件很好,但要注意防寒保暖。

2018/12/15 水星西大距 ★★
  上个月才发生的水星东大距,本月水星又将发生西大距,其实水星的视运动是这样的:东大距→半轮→近日点→留→下合→极长视直径→留→降交点→半轮→西大距→远日点→极短视直径→上合→升交点→东大距,周期是116日(水星的会合周期),而水星东大距→西大距平均间隔为41天。这次水星西大距,日出时位于东南方天空,与太阳的最大角距为21度,亮度约-0.5等,是今年观测水星的第四次最佳时机。

天象(地心视象)
日期  月龄 星期    时刻     天象简述
12/02  24.8  日  12时02分 金星最亮(-4.9等)
12/02  24.8  日  13时13分 智神星合月,智神星在月球南7.8°
12/02  24.8  日        凤凰座流星雨极大期(ZHR~Var.),凤凰座流星雨(Phoenicids,00254 PHO)的数量可能完全没有,或寥寥数颗,但历史上也曾在1956年出现过ZHR约100颗,持续数小时的记录。母彗星D/Blanpain。
12/03  24.8  一  08时34分 火星东方照,日落时位于正南方
12/03  25.8  一  12时15分 角宿一合月,角宿一在月球南6.9°
12/03  25.8  一  16:51:09 上海出现一年中最早日落(太阳上边缘与地平相切的时刻)
12/03  25.8  一  21时18分 残月
12/04  26.8  二  02时42分 金星合月,金星在月球南3.6°
12/04  26.8  二  22时35分 谷神星合月,谷神星在月球北1.6°
12/06  28.8  四  05时07分 水星合月,水星在月球南1.9°
12/06  28.8  四  21时23分 木星合月,木星在月球南3.5°
12/07   0.2  五  03时11分 心宿二合月,心宿二在月球南8.6°
12/07   0.2  五  12时26分 大雪,24节气之一,太阳到达视黄经255°
12/07   0.2  五  15时20分 朔,视半径15′09″,不可见
12/07   0.2  五  22时45分 火星合海王星,火星在海王星北0.04°
12/07   0.2  五  04时22分 水星留
12/07   0.2  五  18时26分 船尾座γ流星雨极大期(ZHR~10),辐射点比较靠南,由多个子流星群组成。该流星雨的暗流星较多,但有时也有明亮的火流星出现。(2018年11月9日,国际天文学联合会流星雨数据中心把“船尾/船帆座流星雨(Puppid-Velids,301 PUP)”更名为船尾座γ流星雨(gamma Puppids,00301 PUP)。但国际流星组织的IMO2019英文资料暂时仍然沿用“Puppid-Velids”的旧称呼。)
12/08   1.2  六  02时23分 我国在西昌卫星发射中心利用长征三号乙改进型运载火箭发射嫦娥四号月球探测器,对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测,实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。
12/09   2.2  日  13时17.5分 月掩土星(-1.1°)
12/09   2.2  日  17时41分 麒麟座流星雨极大期(ZHR~2)
12/09   2.2  日  19时07分 月球赤纬最南点( δ-21° 32')
12/10   3.2  一  11时33分 月掩冥王星,中国(除西北和西南)、太平洋西北部、俄罗斯极东部、美国极西部可见。
12/11   4.2  二  01时57分 月球过降交点
12/11   4.2  二  16时12分 娥眉月
12/11   4.2  二  18时14分 灶神星合月,灶神星在月球南2.9°
12/11   4.2  二  16时30分 长蛇座σ流星雨极大期(ZHR~3),长蛇座σ流星雨(sigma Hydrids,00016 HYD)辐射点在午夜前后升起,今年没有月光干扰。
12/12   5.2  三  20时25分 月球过远地点:405177公里
12/13   6.2  四  07时38分 46P/Wirtanen维尔塔宁彗星过近日点(1.060AU),预测最大亮度+3等
12/14   7.2  五  20时30分 双子座流星雨极大期(ZHR~120),今年月相接近上弦月,因此下半夜观测条件不错。
12/14   7.2  五  22时16分 海王星合月,海王星在月球北3.0°
12/15   8.2  六  07时22分 火星合月,火星在月球北3.6°
12/15   8.2  六  19时30分 水星西大距,角距21.3度,视亮度-0.5等
12/15   8.2  六  19时49分 上弦,视半径14′56″
12/16   9.2  日                  后发座流星雨极大期(ZHR~3),后发座流星雨(Comae Berenicids,00020 COM)持续时间非常短,数量也非常少。
12/18  11.2  二  12时05分 天王星合月,天王星在月球北5.0°
12/19  12.2  三  15时52分 盈凸月
12/20  13.2  四   十二月小狮座流星雨极大期(ZHR~5)(已被IAU正式除名)
12/21  14.2  五  15时28分 毕宿五合月,毕宿五在月球南1.7°
12/21  14.2  五  22时44分 水星合木星,水星在木星北0.9°
12/22  15.2  六  06时23分 冬至、太阳赤纬最南,太阳到达视黄经270°
12/23  16.2  日  01时49分 望,视半径16′26″
12/23  16.2  日  04时53分 小熊座流星雨极大期(ZHR~10),小熊座流星雨(Ursids,00015 URS)在1949年和1986年曾出现过两次爆发,ZHR达到50左右。今年并无爆发预期,且极大正值满月,观测条件不佳。
12/23  16.2  日  19时48分 月球赤纬最北(δ +21° 33')
12/24  17.2  一  16时28分 北河三合月,北河三在月球以北7.0°
12/24  17.2  一  17时49分 月球过近地点:361061公里
12/24  17.2  一  19时54分 月球过升交点
12/25  18.2  二  13时18分 月掩蜂巢星团,太平洋东南部、南美洲(除北端和南端)及南大西洋可以看到。
12/26  19.2  三  08时01分 亏凸月
12/27  20.2  四  00时31分 轩辕十四合月,轩辕十四在月球南2.5°
12/27  20.2  四  02时      金星过近日点
12/29  22.2  六  17时34分 下弦,视半径15′54″
12/30  23.2  日  15时03分 智神星合月,智神星在月球南3.3°
12/30  23.2  日  17时33分 角宿一合月,角宿一在月球南7.9°

  天象载太阳、月亮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,月亮过近地点和远地点;
  (4)月掩行星或掩四颗亮恒星(毕宿五金牛座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:

  十二月小狮座流星雨(December Leonis Minorids,00032 DLM)已被国际天文学联合会(IAU)流星雨数据中心(MDC)正式除名,敬请留意。目前(2018年11月21日)国际天文学联合会(IAU)将流星雨区分成为24个群组,112个确定,682个常规,128个临时,10个待删除,合共有932个流星雨。

  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,肉眼视力可以看到6.5等星的观测者可以看见的流星数量最多的流量值。

  你可能看到的流星的数量是由公式给出的:

流星数量计算公式.png

  ZHR不应该译作“每小时天顶流星数”,国际流星组织(IMO)也没有Zenith Hourly Number,ZHN(天顶每小时流星数量)这一类的词。维基百科以及百度百科已按照国际流星组织2017年12月21日上线的《2018流星雨日历》中文版,将ZHR的中文翻译为“天顶每时出现率”。

ZHR.png

  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。

  冲日和合日:行星视黄经与太阳视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。

  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。

  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、恒星与行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,因而月亮18.6年交点运动周期内有机会掩蔽它们。

  :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,内行星发生在上合日以后,外行星发生在冲日以后。

  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。

  月掩星:月亮在天空中每月移动一周,每小时约东移半度多,相当于月亮的视角直径。月亮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、测定太阳视差及月亮位置等,是业余天文家感兴趣的观测项目之一。

  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。

  过升交点和过降交点:行星轨道和黄道有两个交点,行星由南而北通过黄道所经过的交点,称为升交点,相反的一点,叫做降交点。所列时刻是行星日心黄纬等于0的时刻。

  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。

  阴历是按月亮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。主要根据月亮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、娥眉月、上弦、盈凸月、望、亏凸月、下弦、残月分别是月亮视黄经超过太阳视黄经0、45、90、135、180、225、270、315度的时刻。

  月龄是指每晚20时,以新月为起始,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,便能推算出当时月亮大致的形状、出没时刻及所在方位。

  预报的时间同时适用于所有东八时区(UT+8:00)的地方,包括:中国大陆、台湾、香港、澳门、新加坡、文莱及马来西亚。

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、有趣天文奇观
  4、彗星过近日点时刻取自台北天文馆《2018年天文年鉴》
  5、香港天文学会

  下一年的天象预报信息,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/2019astronomical_events/


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发布单位:上海天文台

  如果一个遥远的活跃黑洞几乎朝向我们喷出物质,我们会看到什么?看到的现象又意味着黑洞那里发生了什么?

  近日,中国科学院上海天文台由王仲翔研究员领导的研究团组,发现了一个编号为PKS 2247-131的耀变体发出的伽马射线辐射,就在规律性地变亮变暗,每一个多月变化一次。此次发现是迄今为止费米卫星观测到的唯一一次周期为月级的准周期振荡事例。目前该工作已被Nature Communications杂志接收发表。

耀变体是什么?

  有一类超大质量黑洞正处于活跃状态,吞噬着周围的物质,形成一个腰带(吸积盘),发出明亮的光,这类超大质量黑洞被称作活动星系核。研究表明,它们当中有10%会在近乎垂直于腰带的方向喷出物质和能量,喷出的速度接近光速。当喷流方向是朝向我们时,由于相对论效应,喷流出的光通常比整个星系还要强,这类活动星系核被称为耀变体。

准周期振荡是什么?

  从各个频率波段去观测活动星系核,我们会发现它们通常都呈现亮度变化(光变),而耀变体的亮度变化格外剧烈。经过长期研究,天文学家发现有一类天体具有比较罕见的亮度变化现象,即它们的亮度呈现出周期性的变化规律,故被称作准周期振荡。通常认为,这类现象揭示了近邻黑洞被吞噬物质的运动,周期从几小时到几十天;或者星系中心实际存在着两个超大质量黑洞,两个黑洞的相互绕转导致了准周期性光变,周期约从几年到几十年。

首次发现一个耀变体伽马射线辐射具有月级准周期振荡

  近日,中国科学院上海天文台由王仲翔研究员领导的研究团组,发现了一个编号为PKS 2247-131的耀变体呈现了周期为34.5天的准周期振荡。这颗耀变体离我们约36亿光年。“基于国际费米伽马射线望远镜拍摄的数据,我们发现2016年10月拍摄到的它处于剧烈耀发状态,也就是说它变得最亮,之后就开始比较有规律地周期性变暗和变亮。”该工作第一作者、上海天文台的周佳能博士介绍,他们分析发现它的周期是34.5天。

  王仲翔研究员说,这类周期为月级的准周期振荡现象非常罕见,我们分析了费米望远镜拍摄的1800个耀变体,也仅找到唯一一次,它是迄今为止费米观测到的唯一的一次周期为月级的事例。

是什么造成了这次准周期振荡呢?

  “通过更具体的分析,我们发现,在准周期振荡期间,能谱指数并未明显差别,这表明物理过程并未发生明显变化;那么亮度的周期性变化就很可能源于几何效应。具体来说,由于此耀变体的喷流有螺旋结构,在运动中其辐射方向和我们的视线方向的夹角有周期性变化,从而使得我们观测到周期性的显著光变。”该工作的主要参与者、上海天文台的陈亮副研究员解释。

  王仲翔研究员指出,此前在射电波段和光学波段都发现过喷流螺旋结构的观测证据,但从未在伽马射线波段发现过,我们首次看到了。

  本工作的合作者还包括紫金山天文台的张鹏飞和云南天文台的张居甲,以及美国和智利的天文学家。

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  图1:耀变体PKS 2247-131的伽玛射线光变曲线。在2016年10月爆发峰值之后的约210天内,此耀变体表现出周期性的光变(由绿色曲线和红色箭头标出),周期为34.5天。下方图框中给出的是上方每个点的能谱指数,在周期光变期间指数无显著变化,支持此光变的几何起源。

  图2:喷流螺旋结构产生周期性光变的示意图。在喷流物质从黑洞向外运动过程中,朝向我们视线时由于相对论效应产生光变峰值(亮),而偏离我们视线时则产生光变低值(暗)。

科研文章链接:

科学联系人:
周佳能,中国科学院上海天文台,zjn@shao.ac.cn
王仲翔,中国科学院上海天文台,wangzx@shao.ac.cn
陈亮,中国科学院上海天文台,chenliang@shao.ac.cn

新闻联系人:
左文文,中国科学院上海天文台,wenwenzuo@shao.ac.cn

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  蓝色小行星非常罕见,蓝色彗星更是几乎闻所未闻。美国亚利桑纳大学(University of Arizona,UA)博士生Teddy Kareta等人透过位于夏威夷红外望远镜设施(Infrared Telescope Facility)和史密松恩天文物理观测站(Smithsonian Astrophysical Observatory)位于亚利桑纳霍普金斯山(Mount Hopkins)的提立哈斯望远镜(Tillinghast telescope)进行观测,捕捉罕见的蓝色小行星讯息,企图揭开这颗小行星的神秘面纱。这颗编号第3200号的小行星菲以颂(3200 Phaethon)是每年三大流星群之一的双子座流星雨(Geminids,00004 GEM)的流星体来源。有趣的是,这颗天体时而类似小行星,但时而却表现得像颗彗星,其行为本就让天文学家倍感困惑,最新研究成果却让这个疑惑更为加深。

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  小行星的颜色主要受到表面物质能反射的太阳光波段的影响,绝大部分的已知小行星是暗灰色或红色调;而蓝色小行星就是反射的阳光中以蓝色光偏多的结果,菲以颂就是其中之一,这类小行星非常稀少。

  菲以颂之所以在小行星中鹤立鸡群的原因主要有二点:其一,它是太阳系内颜色相近的小行星和彗星中「最蓝」的天体之一;其二,它的轨道在近日点时非常靠近太阳,致使彼时它的表面温度会被加热到摄氏800度左右,热到足以融化铝金属。其实天文学家还被另一个理由吸引:菲以颂的外表特征和行为模式兼具了小行星和彗星的特性。

  在天空中,菲以颂看起来是个光点,就像其他数以千计的小行星一样,而不是像彗星一样有着模煳彗发和长长彗尾的模样。但菲以颂却是每年12月中旬固定出现的双子座流星雨的来源。流星雨发生在当地球通过彗星遗留在轨道上的残渣团块时。所以流星雨发生的时间和辐射点所在位置,只与彗星相对于地球的轨道有关。菲以颂之所以被认为是双子座流星雨的母天体,就是因为它的轨道和双子座流星的轨道非常近似。

  一直到1983年菲以颂被发现之前,天文学家一直认为流星雨只和彗星活动有关,从没想过会有小行星啥事。所以,天文学家便认为:菲以颂应该是一颗「死彗星(dead comet)」,所有彗星上的的可挥发性物质都已耗尽,只残余岩质部分。但典型彗核通常是红色,而非蓝色。所以,即便菲以颂的轨道偏心率极大,让人联想到彗星,但实在无法确切的说菲以颂比较像小行星还是比较像死彗星。

  菲以颂在最接近太阳的近日点前后,都会释放出细小的尘埃尾,就像是乾涸河床在午后被加热到一定程度会龟裂一样。在整个太阳系里,这种活动通常只发生在两个天体上,菲以颂,和另一个类似的天体。就是这种活动,搅乱了传统上对于小行星和彗星的定义和分际。

  Kareta等人分析了各望远镜取得的观测资料,认为菲以颂可能与2号小行星智神星(2 Pallas)有关,或甚至是从智神星分裂出来的;而智神星,是太阳系里一个大型的蓝色小行星,位于火星与木星之间的主小行星带里。然而有趣的是,他们发现菲以颂比之前测得的还要暗,反射阳光的比例(反照率)仅有智神星的一半左右,这让想说明菲以颂和智神星究竟有何关连又增添了些许难度。此外,这些天文学家获得:菲以颂表面的蓝色相当均匀一致,显示它近期曾被太阳均匀的烘烤过。

  这个研究团队目前正规划要观测另一颗蓝色小行星2005 UD。天文学家认为2005 UD可能与菲以颂有关连,所以想知道它们俩个是否有共同的稀有特性。而这个结果,或许就能弥平菲以颂到底是什么样的天体的争议。

额外红利:有关双子座流星雨的五个事实:

  双子座流星雨极大期发生在每年的12月13-14日,于凌晨2时左右的观察时机最佳。不过其实在极大期前后几天,也能看到这群流星雨,只是数量比极大期少。

  双子座流星雨是每年最活跃的流星雨之一,在极暗环境中、天空透明度非常棒的状态下,每小时约可见120颗流星。

  双子座流星雨盛宴出现历史不长。这群流星雨在1862年首见于美国密西西比州,从中国历史文献纪录上则或许可前推至西元1077年。

  双子座流星雨是全年所有流星中,唯二与活跃彗星无关的流星雨之一。另一群是极大期约在每年1月3日的象限仪座流星雨,其来源是2003 EH1,这或许也是一颗死彗星。

  双子座流星雨的辐射点,即流星看起来从天空中某处向外射出的地方,非常靠近北河二(Castor)这颗双子座两颗头部亮星之一。以望远镜或高品质的双筒观察北河二的话,其实会看到北河二是由数颗星聚集而成的聚星系统,不过单以肉眼观察是无法将这几颗星分辨开来的。

资料来源:University of Arizona

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  近年来天文学家已经发现了成千颗系外行星, 甚至离我们太阳最近的恒星——南门二的毗邻星(Proxima Centauri)也发现拥有地球大小的行星。2018年11月14日,天文学家宣布了另一个激动人心的发现,第二近的恒星系统也是最近的单星,距离我们只有6光年远的巴纳德星(Barnard's Star)发现拥有超级地球。

  巴纳德星美国天文学家E.E. Barnard命名,他于1916年发现这颗自行速度惊人的恒星,每180年就会在天空移动满月的宽度。其实在20世纪60年代,巴纳德星是第一个宣布「发现」行星的恒星。天文学家Peter van de Kamp认为,他看到星星在我们的天空中移动时出现“摆动”(wobbles)是行星所造成,但最后发现其实是望远镜镜头的错误!

  近期,欧南天文台(ESO)与卡内基科学研究所的研究小组,通过分析20年来7具望远镜共771次测量的资料,以径向速度法(radial velocity method)找到这颗巴纳德B星(Barnard’s Star b,GJ 699 b)。这颗行星比地球重3.2倍,距离母星为0.4 AU,并以233天公转,是径向速度法所找到最小母恒星,和距离母星遥远的行星,因此测量难度也最高。

  虽然以太阳系来说,这颗星位于炎热的水星轨道,但巴纳德星极暗淡,是仅比木星大一点的红矮星,因此巴纳德B星位于“雪线”附近,估计表面温度为-150摄氏度,是颗冰冻的超级地球。相关研究发表在《自然》期刊

资料来源:Earth Sky

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

1542468854839675.png  2018年11月29日为第七届国际宇宙线日(International Cosmic Day,ICD),希望借由这样的全球性联合活动,让对此有兴趣的学生、教师、科学家和一般大众能了解:什么是宇宙线?这些宇宙线来自何方?如何测量宇宙线等问题。关于ICD 2018的详细资料,请见https://icd.desy.de/

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 可拍照

  因地球公转轨道是椭圆形,地球公转速度并不是等速的,再加上地球自转轴相对于黄道面法线有约23.5度的倾角,且自转轴倾斜的方向不是与近日点至远日点的轨道长轴方向一致。这些因素综合之下,使得每天的真正长度(真太阳日)并不是固定为24时,且正午时刻不一定是手表时间的中午12时;生活当中惯用的24小时制,只是因生活需要而产生的「平均太阳日」。平太阳日和真太阳日的差异,称为「均时差」。

  这些差异使得每年最早的日落时间并不在大家印象中的冬至(约12/22),也不在每年的地球公转轨道近日点(约1/4前后),而是在冬至前的11/29-30喔!台北地区最早的日落时间是17:04!同理,一年中最晚的日出也不是在冬至或轨道近日点,而是在近日点之后的1/13前后。

1515234674325187.jpg台北地区年度日出、正午与日落时间变化图。

  均时差差异最大者在每年2/12和11/3左右,这也使得午前和午后的白昼时段并不等长。如果每天固定时间去拍摄太阳,将一整年的太阳轨迹(日行迹)叠合在一起后会呈现8字形(故又称8字图),不同纬度的日行迹亦不相同,有兴趣者不妨耐着性子,努力一年就有成果。

  各地最早的日落日期与所在纬度有关系。例如位于北纬25度的台北地区的最早日落日期是在11月底;但纬度愈往北走,最早日落日期会愈晚,例如到了北纬40度左右的地区,最早日落日期将在12/7左右;愈靠近到了北极圈,最早日落时间基本上就会接近冬至。

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