发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家指出过去火星南极地下所发现的液态盐水湖可能是其它的东西,根据一项新的分析,这片「地下湖」可能是由冰冻黏土矿物—特别是含水铝层硅酸盐组成的,又或者是成形的蒙脱石黏土层。

  几年前,科学家从「火星特快车」上的雷达探测仪MARSIS收集的数据中发现在火星的南极冰帽下,有一块区域强烈地反射了雷达信号,而这与一个巨大的地下湖泊反应一致。后续研究表明,此区还发现了另外三个强烈讯号,这些现象表明火星可能适合极端微生物、化学合成微生物居住。

过去所发现的火星地下湖讯号及相对位置。
▲过去所发现的火星地下湖讯号及相对位置。

  但仍有科学家提出质疑,火星真的非常非常冷,对于地下大型液态水库来说,即使是饱和盐水的冰点较低,这个温度还是太低了,水不可能以液态存在。研究团队认为合理的解释是,「冰冻的固态黏土可以产生反射讯号」,而这个结论取决于理论建模、实验室测量和遥感观测。

  近50%的火星表面存在蒙脱石成份的黏土矿物,尤其是南部高地的比例更大,好奇号已经在它所探索的古老湖床遗迹上看见了蒙脱石的沉积,还有大量的证据显示,在过去至少超过1亿年前,火星南极曾经存在液态水。

  研究团队认为蒙脱石黏土可能是在这个时期形成的,随后被埋在南极冰帽下,黏土层中失去的任何冰都会从上面的冰帽或下面的冻土中得到补充,所以它们一直保存至今,研究小组使用火星上富含的钙蒙脱土样品来验证他们的假设,将其冻结至230K(-43℃),并测量其介电系数,他们发现这与MARSIS的数据一致,此外,他们还使用模型来估计MARSIS在不同情况下可以观测到的回传功率,并再次发现蒙脱土是对于讯号反射的合理解释。

  考虑到最近火星的地质和火山活动的线索,如果火星内部是热的,液态水的说法仍然可以成立,但是我们现在不知道南极下面是否真有这样的火山活动,而蒙脱石黏土提供了一个不需要再额外验证因素的答案,该研究发表于《地球物理研究快报》上。(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

早期的太阳自转速度可能是现在的3倍,拥有更强的磁场,并释放出更多的高能粒子。
早期的太阳自转速度可能是现在的3倍,拥有更强的磁场,并释放出更多的高能粒子。

  关于太阳的演化史,我们还有很多不知道的地方。例如,它年轻时有多活跃?年轻的太阳有什么特性能使生命得以在地球上形成?

  现在,一个团队研究了一个被称为鲸鱼座κ1(kappa-1 Ceti)的年轻恒星。从1940年代以来科学家就开始研究这颗恒星,它的质量和金属丰度与太阳非常相似,但它只有大约6亿年的历史。在这项研究中,研究团队将鲸鱼座κ1的观测数据与太阳的演化模型结合起来。因此,他们可以预测太阳在相似年龄时的行为。

  根据他们的模型,太阳的自转速度可能是现在的3倍,拥有更强的磁场,并释放出更多的太阳闪焰和高能粒子。由于当时地球磁场较弱,太阳闪焰和日冕抛射物质会使地球曝露在比今天更多的高能粒子中。这些粒子可能有助于地球上复杂分子的形成。如果是这样的话,一个活跃的年轻太阳可能在形成生命的基石中发挥了关键作用。

  这是一项初步研究,该团队希望从其他不同年龄的类日恒星收集数据,微调他们的模型,并创建一个更准确的太阳演化史。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Science Alert

Designation (and name)                                     Period     Last obs.   code  Mag.
410P/NEAT-LINEAR = P/2005 CR16 = 2003 WR168 = 2020 W2       17.1    2021 Jan. 15   F52 20.9 w
411P/Christensen =  P/2007 B1 = 2020 W3                     14.0    2021 Feb. 08   Q11 19.0 T
412P/WISE = P/2010 B2 = 2020 Y1                              5.49   2021 Jan. 17   F52 21.4 w
413P/Larson = P/2014 E1 = 2020 W4                            7.15   2021 Feb. 08   Q11 18.6 T
414P/STEREO = P/2016 J3 = 2021 A3                            4.67   2021 Jan. 18   349 13.0 T
415P/Tenagra = P/2013 EW90 = 2020 Y4                         8.35   2021 Feb. 08   X03 18.6 V
416P/Scotti = P/2013 A2 = 2021 A8                            8.04   2021 Jan. 17   F51 20.45w
417P/NEOWISE = P/2015 J3 = 2021 B1                           6.13   2021 Feb. 09   X03 20.6 V
418P/LINEAR = P/2010 A5 = 2020 Y5                           11.4    2021 Feb. 08   Q11 19.4 T
419P/PANSTARRS = P/2015 F1 = 2021 A11                        6.61   2021 Mar. 20   G96 20.33G
420P/Hill = P/2009 Q1 = 2021 E1                             13.0    2021 Mar. 14   J04 20.9 G
421P/McNaught = P/2009 U4 = 2020 H10                        11.4    2020 May  25   F51 21.8 w
422P/Christensen = P/2006 S4 = 2021 L1                      15.9    2021 Aug. 10   X03 17.3 G
423P/Lemmon = P/2008 CL94 = 2021 A12                        15.3    2021 Jan. 15   568 22.7 G
424P/La Sagra = P/2012 S2 = 2021 L5                          9.28   2021 Aug.  1   T08 18.04c
425P/Kowalski = P/2005 W3 = 2021 O2                         15.9    2021 July 20   F51 20.27w

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  研究指出海拔4000公尺以上的青藏高原将成为建造下一代大型望远镜的合适选址。目前全球优良的天文台观测台址皆位于西半球,青藏高原冷湖将可弥补东半球缺少世界级天文台址的遗憾,并且形成24小时的监测网络。

  青藏高原面积是法国的五倍,横跨中国西北部延伸到尼泊尔,平均海拔约4500公尺,是地球上最高的区域,因此获得了「世界屋脊」的称号。天文学家在冷湖小镇附近的山顶上收集了三年的数据,得出该站点将是仰望星空的极佳地点,其研究发表于《自然》期刊上。

  2018年9月中国国家天文台研究团队,携带相关科学仪器登上冷湖赛什腾山区的顶峰,花了三年时间监测冷湖的天空。天文台预期选址的高度位在海拔4200公尺到4500公尺之间,研究人员发现在考察期间当地空气稳定,晴天率高达70%,这与智利(71%)和夏威夷(76%)天文台相似。选址的另一个重要关键是视相(seeing),即恒星的光线穿过大气层时闪烁的程度,数值越小表示视相越好,越能拍摄到暗淡的天体。冷湖的视相约0.75弧秒,与夏威夷(0.75弧秒)等世界顶级观测地点相当。

  青藏高原有许多地方难以到达,但冷湖赛什腾山的位置极佳,位于三个机场和一列火车附近。目前2.5米大视场巡天望远镜(WFST)已正式落地冷湖赛什腾山天文台址。(编译/台北天文馆赵瑞青)

冷湖赛什腾山台址
冷湖赛什腾山台址

资料来源:Popular Science

发布单位:台北市立天文科学教育馆

地球磁场保护地球免受致命太阳辐射的巨大冲击。
地球磁场保护地球免受致命太阳辐射的巨大冲击。

  利物浦大学的一项新研究进一步证明了地球磁场强度存在大约2亿年的周期。

  研究人员对来自苏格兰东部古熔岩流的岩石样本进行了热微波(利物浦大学独有的一种技术)古地磁分析,测量了关键时期的地磁场强度。该研究还分析了过去80年收集的2亿至5亿年前样本的所有测量结果的可靠性。

  他们发现在3.32亿至4.16亿年前,保存在这些岩石中的地磁场强度不到今天的四分之一,与之前发现的大约1.2亿年前开始的低磁场强度时期相似,研究人员将这个时期称为中古生代偶极子低点(the Mid-Palaeozoic Dipole low,MPDL)。

  该研究发表在《美国国家科学院院刊》上,支持了地球磁场强度具有周期性的理论,并且每隔2亿年减弱一次。这项新研究也填补了一个重要的时间空白,即3亿年前可用并可靠的磁场强度数据。

  地球磁场保护了地球免受致命太阳辐射的巨大冲击,但它的强度和方向在时空上都不是完全稳定的,每隔一段时间(几万年或甚至更久)会发生完全逆转。弱磁场对地球上的生命会造成影响,例如,泥盆纪-石炭纪大规模灭绝与较高的紫外线辐射UV-B有关,这与MPDL最弱时的测量结果大致相同。(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

  这个新发现将使我们对银河系大尺度的结构有更深入的了解。科学家发现一群年轻的恒星和正在形成恒星的气体云正从银河系的一个旋臂中伸出并延绵约3000光年,就像从木板上戳出的一根刺般,这是第一个被发现与旋臂方向有差异的结构。

  天文学家对于银河系旋臂的大小和结构有初略的了解,但由于我们身处于其中,因此无法看到银河系的完整结构,对旋臂的大部分理解来自对其他星系的观察。为了了解更多的讯息,天文学家使用NASA史匹哲太空望远镜和欧洲太空总署的盖亚任务,绘制人马座旋臂上部分恒星形成区域的3D位置和速度图。综合这些数据显示,与人马座臂相关的3000光年细长结构是由年轻的恒星组成,这些恒星以几乎相同的速度和相同的方向在空间中运动。我们看到这个区域有相当多的复杂性,这是以前不明显的。

  研究团队表示旋臂的一个关键特性是它们围绕星系的缠绕程度,这个特性可通过旋臂的俯仰角来衡量。大多数银河系模型表明,人马座臂的螺旋其俯仰角约12度,但我们这次发现的结构以近60度的角度突出。类似的结构有时被称为分支或羽毛,通常会从其他螺旋星系的臂上发现。几十年来,科学家们一直想知道我们银河系的旋臂是否也有这些结构,或者是相对平滑。

  新发现的结构包含四个有名的星云,M8礁湖星云、M16老鹰星云、M17欧米加星云和M20三裂星云。1950年代,天文学家对这些星云中的恒星进行粗略的距离测量,推断出人马座旋臂的存在,为银河系的螺旋结构提供初步的证据,但至今尚未完全理解是什么原因导致像我们这样的星系形成旋臂。尽管我们无法看到银河系的完整结构,但透过测量恒星的运动将有助于我们了解这个现象,这些新发现结构中的恒星,可能在同一个时间、同一片区域形成,并且受到银河系内作用力的独特影响,包括由星系旋转时产生的重力和剪力。这个结构是银河系的一小部分,但它却为整个银河系提供了重要讯息。(编译/台北天文馆赵瑞青)

Break in Milky Ways Sagittarius
在银河系人马座旋臂上发现了一群恒星和恒星形成云。插图显示了结构的大小和与太阳的距离。(图片来源:NASA/JPL-加州理工学院)

资料来源:Science Daily

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  爱因斯坦最著名的质能等价方程式——E=mc2,描述物质与能量可以等价转换。如果两个足够高能的光子相互撞击,光的能量将转换成物质的质量,生成一对正反物质。

  这个过程由美国物理学家Gregory Breit和John Wheeler在1934年首次描述,一直以来是物理学中最难观察的过程之一,因为碰撞光子需要高能伽马射线,不过科学家还没办法制造伽马射线雷射。有些替代实验能推断物质由多个光子产生,但还没有最直接证明这个过程的方法。

  在纽约的布鲁克黑文国家实验室发表了一种新方法,他们没有打造出伽马射线雷射,而是根据Breit和Wheeler的想法来加速重离子。研究团队使用实验室的相对论性重离子对撞机,以非常接近光速的带电粒子在加速器周围制造一个电磁场,产生伴随离子行进的“虚拟”光子,一种能量场中非常短暂的扰动,如同虚幻的存在。

布鲁克黑文国家实验室的STAR探测器探测到由光产生的物质-反物质对。(图片来源:布鲁克黑文国家实验室)
布鲁克黑文国家实验室的STAR探测器探测到由光产生的物质-反物质对。(图片来源:布鲁克黑文国家实验室)

  与真实的光子有一点不同,虚拟光子有质量,因为考量的时间尺度之小,被认为它们就像是真实的一样。实验中,虚拟光子真实作用,碰撞产生电子与正子对。研究团队分析6,000多个正负电子对射出的角度,认为符合真实光子产生的现象,也与理论计算中预测的情况一致。

  尽管它们看起来像真实粒子,实验中的虚拟光子不可否认是虚拟的,但仍然是重要的一步,让科学团队有漂亮的报告拿到更多支持,开发出足够强大的伽马射线雷射来展示真实光子产生物质的过程。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:Space.com

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 以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 观测目标:木卫二 ★★★

  你或许见过日食及月食,但你见过木卫互掩互食吗?这场相对罕见的天文奇观正在上演,错过要再等五年。

2015年木卫二掩及食木卫一的连续动画。
2015年木卫二掩及食木卫一的连续动画。(©:John S.Sussenbach

  木星的卫星当中,有四颗最大的被称为伽利略卫星,分别为木卫一(埃欧)、木卫二(欧罗巴)、木卫三(甘尼米德)、木卫四(卡利斯托)。当这些大卫星环绕木星运行时,它们之间也会互相食和掩,而这些事件均发生于地球的视线上穿过木星卫星的赤道平面时才会发生,持续时间约为16个月,若错过本次观测机会,下次要等到2026年5月,以下木卫掩食中共有六种状况,以图片表示:

木卫互掩互食示意图。
木卫互掩互食示意图。(©:Dave Dickinson

  其中最值得观看的为8月22日的木卫三先食后掩木卫二,其余则较不理想,一般民众若想见到这次的木卫互掩互食,必须使用8公分以上望远镜才能够看仔细,若只使用双筒望远镜观看,由于解析度不足,最多只能够感受到木星卫星亮度变化的差异。(编辑/台北天文馆技佐许晋翊)

  以下为近期台湾地区可见的最后几次木卫互掩互食的预报资料:

日期、开始时间:8月22日 22时02分
种类、现象:木卫三 全食 木卫二
持续时间:3698秒

日期、开始时间:8月22日 22时36分(先食后掩)
种类、现象:木卫三 偏掩 木卫二
持续时间:3083秒

半影食始:22时02分10秒
初亏:22时07分28秒
食既:22时28分40秒
食甚:22时32分59秒
掩始:22时35分57秒
生光:22时37分19秒(受木卫三阻挡,看不见)
复圆:22时58分31秒(受木卫三阻挡,看不见)
掩甚:23时01分38秒
半影食终:23时03分48秒(受木卫三阻挡,看不见)
掩终:23时27分19秒


日期、开始时间:8月23日 22时49分
种类、现象:木卫三 偏食 木卫二
持续时间:1250秒

日期、开始时间:8月31日 03时02分
种类、现象:木卫三 半影食 木卫二(仅减光0.1等)
持续时间:751秒

日期、掩甚时间:11月9日 20时26分
种类、现象:木卫三 偏掩 木卫一(在木星正前方)
持续时间:832秒

日期、掩甚时间:11月16日 18时35分
种类、现象:木卫三 偏掩 木卫一
持续时间:984秒

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

  2016 AJ193将于2021年8月21日最接近地球。2016 AJ193于2016年1月由泛星计划(Pan-STARRS 1)所发现,属于阿波罗型小行星群的近地小行星,NASA喷射推进实验室(JPL)将2016 AJ193归类为「潜在危险小行星」,因为它预计会与地球有近距离接触。

  2016 AJ193公转轨道周期为5.9年,直径约1.4公里,这样的尺寸可是比99%的小行星都还要大,相当于美国五角大楼(直径1.37公里)大小,因此值得我们特别注意。在8月21日北京时间23时10分左右将与地球最为接近,距离约0.023AU,这个距离比地月距离还远8.9倍,因此对我们尚不足以构成威胁,而2016 AJ193在8月的亮度可望增亮到14等左右。利用喷射推进实验室所提供的2016 AJ193轨道参数资料,可以在图中看见轨道的模拟状况。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

小行星2016 AJ193

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 以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★

  太阳系最大行星——木星,将于8月20日上午8点28分运行至「冲」的位置,即以地球为中心,太阳和土星在地球两侧、黄经经度相差180度的地方。

外行星与地球相对位置示意动画。
外行星与地球相对位置示意动画。

  木星冲通常与木星在一个会合周期中,最接近地球的位置相去不远。此时因为木星比较接近地球,在地球上观察时就会显得比较亮、视直径比较大,且整夜可见,是最适合观察这颗行星的时候。

  在木星冲过后的数月,都可在傍晚日落后看到木星。过了冲之后的木星,日落后的仰角越来越高,出现在也夜里的时间越来越短,同时视直径持续变小,视亮度也会越来越暗。

  木星以其巨大盘面、布满斑纹的表面著称,其中又以表面上的超大型风暴「大红斑」最令人印象深刻。自1830年开始,大红斑已经被持续观测了189年,不过在1665年到1713年间也有观察的纪录,很有可能是相同的风暴,如此代表它已经存在至少350年。

航海家1号于1979年接近木星时拍摄的缩时摄影影片。
航海家1号于1979年接近木星时拍摄的缩时摄影影片。

  今年受疫情影响,观测室暂停开放,无法供民众参观。不过台北天文馆将在当天晚上透过大型天文望远镜进行线上转播,让大家仔细欣赏太阳系最大行星的美丽盘面!(编辑/台北天文馆虞景翔)