发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家已经发现来自太阳微弱的低频无线电波爆发,这一年来太阳表面看似非常的平静,但无线电波天文学家认为事实并非如此,他们发现平静的太阳,不断发出微弱的无线电波,并认为这些微弱的无线电波爆,有助于解释太阳大气层中能量如何转换的问题。

  太阳表面温度为5778 K,但太阳大气或日冕中的微弱电浆,其温度却可达到百万度。扭曲在其表面磁场中所包含的能量如何在其在外层大气中转换为热量,这仍然是一个有待解决的问题。

NASA的太阳动力天文台(SDO)在2012年拍摄太阳发出的强大闪焰。毫微闪焰的能量只有一般闪焰的十亿分之一,目前无法单独检测到。(NASA/SDO/AIA)

  图说:NASA的太阳动力天文台(SDO)在2012年拍摄太阳发出的强大闪焰。毫微闪焰的能量只有一般闪焰的十亿分之一,目前无法单独检测到。(NASA/SDO/AIA)

  研究人员提出了几种可能的答案,其中一个有争议的想法是极微闪焰(nanoflares),也就是太阳活跃时,所看到的许多同属性且较小的明亮闪焰,将扮演提供热量的角色。但是,极微闪焰的问题在于我们看不到它们,它们太微弱且太小,导致无法单独被看到。

  现在,印度塔塔基础研究所的Surajit Mondal的研究团队发现了一个现象,可能是提供证明极微闪焰(nanoflares)存在的证据。

  研究人员使用澳大利亚默奇森广域阵列(Murchison Widefield Array)的低频无线电天线网络,取得多个来自于太阳无线电波(米波,公尺-波长)爆发的讯息。大多数的爆发都持续不到1秒钟,并且遍及整个日冕。

  Surajit Mondal的研究团队没有将这些爆发称为极微闪焰,而认为这是第一次在平静的日冕中观测到微弱脉冲无线电波(米波,又称公尺波)的证据,这些爆发讯号比以前观测到的任何电波都还弱100倍。

  研究团队解释,下一步将针对爆发的无线电波是否与加热日冕的极微闪焰的活耀性进行相关性分析,并透过电脑模拟来确认本论点。(编译/台北天文馆林琦峯)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

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  由美国国家科学基金会出资兴建的DK井上太阳望远镜,2020年1月30日发布了其所拍摄的第一张太阳表面影像,可清楚地辨认出太阳表面30km大小的活动细节,是有史以来最高解析度的太阳表面影像。

  影像中可以看到一颗颗明亮的中心被称为米粒组织,是太阳表面气体对流造成的现象,明亮的部分气体受热上升,冷却后再从灰暗的边缘下沉。至于灰暗的边缘偶尔出现的明亮颗粒,天文学家认为与太阳磁场将表面能量导引至日冕有关。由于太阳光十分强烈,望远镜的焦点部分温度甚至可以融化金属,因此营运团队每天晚上都得准备相当于一整个游泳池的冰,并搭配专门的冷却系统才得以冷却望远镜。

  D. K.井上太阳望远镜设置于夏威夷的哈莱亚卡拉火山上,主镜口径为4.24公尺,可观测波长400到2000奈米的光。这座望远镜是以出生于夏威夷的日裔美国人井上建(英文名:Daniel Ken Inouye)所命名,井上建在第二次世界大战期间曾与美军第442步兵战斗团参与欧洲战事,并在2000年获颁美国最高荣誉的荣誉勋章;战后当选夏威夷第一届众议员,1963年起出任参议员,2010至2012年逝世前还担任参议院临时议长,是美国史上官阶最高的亚裔政治家。为了表彰他对夏威夷的贡献,2017年檀香山国际机场也改以他的名字命名。(台北天文馆王彦翔/编译)

资料来源:Astronomy Now

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  自从2018年8月升空之后,帕克太阳探测器很轻易的成为了「距太阳最近」的太空船,一直以来,天文学家对于太阳的日冕以及太阳风机制并不是非常了解,帕克就是为了解决此项问题而前往太阳,天文学家也在12月4日于自然期刊上发表了帕克太阳探测器的观测成果,其中包含了五项新的发现。

  第一项是零黄道尘区,在地球上经常可以看到黄道光,那其实是太阳系生成时所留下的星际尘埃,以往认为其遍布太阳周围,但这次的观测显示大约在350万英哩以内,受到太阳的影响,该区域是完全没有黄道尘的。

  第二项是地球附近所观测到的太阳风,是相对均匀的等离子态流,偶尔才会出现一些分歧,称为湍流,但若是帕克所在的近距离,它所见到的是更复杂且活跃的系统,湍流多到不可思议,甚至也有往回跑的等离子物质。透过测量及分析太空船周围的电场和磁场随时间的变化以及附近等离子物质的特性,可以得出第三项,其显示太阳磁场的快速逆转,这种现象就像是磁场从太阳中喷出,但却又突然改变方向往回向太阳冲,这过程可能从数秒到几分钟,在这种「转换」的过程后,磁力线就像是被拉回太阳一样。目前虽然仍不清楚这种磁场逆转的能量来源,但借由帕克太阳探测器的观测数据,科学家可以将可能的范围再次缩小。

第二项及第三项的观测显示太阳风的轨迹

图说:第二项及第三项的观测显示太阳风的轨迹

  第四项的解释让几十年前的问题的又更加接近真相,「太阳风究竟是如何从太阳中吹出的?」太阳风从太阳吹出时几乎是呈放射状流动的,但太阳在释出太阳风的同时也在自转,就像花园中的洒水器那样,但是从地球上见到的太阳风基本都是呈现水平吹送的,现在帕克足够接近,能够看到尚在旋转的,不同轨迹的太阳风,这比原先科学家所预测的流动速度要快将近十倍速,对天文学家来说是一个既喜又忧的现象,喜的是发现了新玩意儿,忧的是旧理论是否应打掉重来?又或是修正系数可以处理的?

  第五项则是一些太阳上的小型扰动以往在地球上遥不可及,如今因距离接近变得可观测,至于太阳外层大气的日冕加温机制,天文学家推测可能与磁力线的突然「转换」有关,同时天文学家也找到日冕与太阳风直线吹送的断点,帕克每次接近太阳,就会更加地靠近太阳,总共可靠近24次,每一次接近太阳就有可能带来新的信息,也可能刷新我们对恒星的认知,研究人员认为下一次2020年的靠近,能够将答案更接近真相。

资料来源:NASA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  太阳才刚度过了一个没有太阳黑子的月份,上一次出现这种情况是在2008年8月,当时太阳正处于一个世纪以来太阳活动极小期的最低点。目前这一段空白的太阳表明,太阳活动极小期又回来了。现在,一个新的太阳极小期正在形成,它的低潮程度也与2008年8月差不多,2019年到目前为止,太阳有73%的时间是空白的,预估这次的极小程度可能比2008年更甚。

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图说:1975年以来,太阳黑子相对数目的纪录

  太阳活动极小期是正常的能量轮替。每过大约11年,这些暗点的数量就会减少到零,这些产生太阳闪焰和日冕物质抛射的暗点,就是太阳黑子,太阳黑子从太阳盘面上消失,意味着太阳在很长一段时间内处于空白状态,自1859年年发现太阳黑子周期以来,这些极小值的出现和消失是有规律的。与此同时,太阳向地球释放的太阳能越来越少,PMOD所提供之每月总太阳辐射照度(TSI)资料如图所示:

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图说:太阳辐照度,与太阳常数类似的值,左栏数据为每平方公尺接收到的瓦特数,目前的太阳常数为1362W/m2

  最有趣的是在这项资料中显示太阳辐射照度下降了2W/m2(类似于太阳常数,但略有不同),因为它的高峰值大约在2003年,而2019年的2月,创造了所有资料的最小值。如果按其原模型做估计,由于地球大气中二氧化碳和其他温室气体的增加,太阳的辐射照度应增加3W/m2,这显示太阳正在帮地球「降温」,或许也只是一种巧合。在太阳活动周期的尾声,太阳的亮度似乎会比平时还要暗,这也是北半球许多地区正在经历严冬的一个可能因素。

资料来源:WUWT

发布单位:台北市立天文科学教育馆

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艺术家对白矮星结晶过程的想像图。

  新的研究表明,在未来的数十亿年,太阳死亡后将变成巨大的宇宙宝石。

  像银河系中绝大多数恒星一样,太阳最终会坍塌成一个白矮星,一个比地球密度大20万倍的奇异天体。如果你能将这些物质运送到地球上,那么仅需一茶匙的白矮星物质就会和一头大象一样重。

  半个世纪以前,理论学家预言白矮星会随着时间渐渐凝固成结晶体,而新的研究发现事实的确如此。

  英国瓦立克大学(University of Warwick)的物理学家Pier-Emmanuel Tremblay在研究中指出:所有的白矮星在演化过程中都会在某个时刻结晶,然而更大的白矮星更快经历这一过程。“这意味着我们银河系中的几十亿个白矮星已经历了这个过程,并且本质上变成了太空中的水晶球。太阳大约100亿年后将变成一个结晶体白矮星。”Tremblay补充说。

  Tremblay和他的同事分析了由欧洲太空总署的盖亚探测器(Gaia spacecraft)收集的数据,该探测器于2013年12月发射,帮助天文学家建立银河系有史以来最好的3D图像。盖亚精确定位大量恒星的位置来完成这项任务,任务小组的目标是在探测器运行寿命结束前,研究10亿颗的恒星。

  在这项新的研究中,研究人员观察了盖亚对大约15000个白矮星的量测,所有白矮星都位于距离太阳330光年内。这些资料揭示了一个奇怪的“堆积物”(odd "pileup"),亦即具有某些颜色和亮度的大量白矮星,都不能用天体的年龄或质量来解释这个现象。

  研究表明,堆积物是由白矮星内部的结晶引起的。原因是这些星体内部会释放出足够的热量来使白矮星的冷却速率变慢。

  白矮星结晶类似水从液体冻结到冰的过程。就白矮星而言, 材料是氧气和碳, 它是在不完全寒冷的温度下结晶。研究人员称,当一个白矮星内部温度降至摄氏1000万度时,结晶现象便会发生。

  结果很可能形成以结晶氧为核心,以碳为主的地函的天体内部结构。

  “我们虽然有凝固时释放热量的证据,但还需要更多的能量释放来解释观察结果。”Tremblay说。“我们相信这是因为氧先结晶然后下沉到核心,这一过程类似于地球河床上的沉积。这将推动碳向上移动,分离过程中将释放重力位能。”

  研究小组表示,新的结果表明,许多白矮星的年龄比科学家们估计的要老得多,至少要提高15%。天文学家通常借由温度来量测这些恒星的年龄,但结晶作用会减缓冷却速率,如此会造成年龄估计的偏差。

  这项研究于2019年1月9日发表在Nature线上期刊上。

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: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」。

  这些差异使得台北地区每年最晚的日出时间发生在近日点(约1/3-4)后的1/13-14喔!台北地区最晚的日出时间是6:41!其余更详细的讯息,请参见天象预报:2018/11/29-30 台北地区一年中最早的日落

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。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

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图说  从派克太阳探测器拍摄(宽域成像仪WISPR)的影像显示日冕流。美国NASA表示,拍摄这张照片时,帕克太阳探测器距离太阳表面大约2710万公里。图中央附近的亮点为水星。

  帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)于2018年8月发射,现在开始提供太阳的图像和观测资料。它将研究太阳的大气,以了解更多有关恒星形成的讯息。

  美国NASA为了解我们太阳的运作原理,借由帕克太阳探测器拍摄了有史以来最接近的太阳图像。

  拍摄这张图片时,派克太阳探测器距离太阳表面约2710万公里。水星在图像中央的一个明亮斑点,图片中的黑点是由相机的背景调整(background adjustment)造成的。图像上闪烁的条纹为日冕流-太阳高度活跃区域附近的太阳物质抛射。

  美国NASA哥达德太空飞行中心的太阳物理学家Terry Kucera说,派克太阳能探测器将进入我们以前从未访问过的区域。希望可以解释长期以来困扰科学家的三个主要谜团。包括:为什么日冕被加热到比太阳表面高出300倍的温度,太阳风如何以如此巨大的速度加速,以及太阳如何以50%光速的速度喷射一些粒子。

资料来源:英国每日邮报 Daily Mail Online

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:vtype_3.jpg vtype_4.jpg

  近期太阳表面出现两2群大型黑子群,一群编号为AR 2673,一群为AR 2674,如右方SDO/HMI影像标示。但提醒大家:若没有适当的专业太阳滤镜或减光设备,千万别用肉眼直接透过望远镜观察太阳,以免眼睛受损;若没有太阳滤镜的话,可以用投影的方式来观察这些太阳黑子群。

  其中AR 2673黑子群相当集中且庞大,但结构非常复杂,其总面积约为太阳半球面之百万分之880,相当于21倍地球总表面积,磁场型态则是最复杂的Beta-Gamma-Delta型,所以非常容易引发太阳闪焰和日冕物质喷发(CME)等爆发现象。

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  另一群AR 2674比较分散,但跨越经度比较宽,超过15度以上,是典型的黑子群,前导黑子比尾随黑子大,整体磁场型态为比较单纯的偶极Beta型,其总面积约为太阳半球面之百万分之680,相当于16倍地球总表面积。

  AR 2673黑子群在北京时间9/5凌晨发生一场规模只有M级的的闪焰(如下方SOHO太阳观测卫星C3日冕仪拍摄的CME景象)。但因为它恰好位在正对地球的位置,因此伴随闪焰爆发而发生的CME,带了大量物质冲向地球,美国海洋大气局(NOAA)预测在24小时内(9/6-9/7)有40%(中纬度)至90%(高纬度)机率可能引发严重的地磁暴,24-48小时内则有50%(中纬度)至45(高纬度)的机率引发严重的地磁暴,呼吁卫星控制中心、航空公司、发电设施等单位需密切注意地磁暴的影响。高纬度的阿拉斯加、格凌兰、北欧、冰岛等地,甚至美国偏北的缅因州至华盛顿一带,都有很高的机率可见到漂亮的极光。

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