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

  小行星智神星(2 Pallas)于2023年1月9日3时02分到达「冲」的位置,也就是地球位于中心,而太阳和智神星位于地球两侧、且赤经经度相差180度的位置。此时智神星位于大犬座,亮度约7.7等,在冲的前后数日几乎整晚可见,越接近午夜仰角越高,更是观测智神星的最佳时机,可使用8~10公分以上的天文望远镜,或以望远镜搭配相机记录智神星在背景星空移动的轨迹。

  智神星于1802年发现,是继谷神星后所发现的第2颗小行星(谷神星于2006年IAU重新定义为矮行星)。其形状略微不规则,直径约544公里,仅次于谷神星;而其大小虽然比灶神星稍大,但质量却比灶神星轻,是小行星带中第二重的小行星,约占整个主小行星带质量的7%。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

VLT-SPHERE所拍摄智神星影像。图片来源:ESO/Vernazza et al.
VLT-SPHERE所拍摄智神星影像。图片来源:ESO/Vernazza et al.

2023年1月9日3时2分智神星位置示意图。
2023年1月9日3:02智神星位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2022年12月27日,科学家进行一颗小行星反射无线电信号的实验测试,预备用于2029年一颗大的小行星接近地球,到时候它比地球静止轨道卫星还更靠近我们。

  位于美国阿拉斯加州加科纳的高频活跃极光研究计划研究站(High-frequency Active Auroral Research Program research program, 缩写HAARP。)将对一颗直径约152公尺的小行星2010 XC15发送无线电信号,并让新墨西哥州索科罗附近的新墨西哥大学长波阵列(Long Wavelength Array)、和加州毕晓普附近的欧文斯谷无线电波天文台天线阵列(Owens Valley Radio Observatory Long Wavelength Array)接收信号回来。

  这将是第一次借由HAARP来探测小行星。实验计划首席研究员兼美国喷气推进实验室JPL的雷达系统工程师Mark Haynes说:「这次的新尝试,我们要用长波的雷达和无线电波望远镜从地面探测小行星内部。使用比通讯的无线电波更长的波长穿透物体的内部。」

  对于如何防御小行星撞击,更需要先了解小行星的内部,尤其是直径大到对地球具有杀伤力的小行星。

  Haynes说:「如果你知道质量分布,就能更有效地使用撞击器,因为你会知道小行星的何处是最佳撞击点。」

  现在有许多方式可以快速探测小行星,例如确定它们的轨道和形状,获得地表样貌的模拟图。无论是使用光学望远镜,还是深空网路Deep Space Network(DSN)的行星雷达。深空网路是NASA在美国加州、西班牙和澳洲的跨国巨型无线电天线阵列。(编按:另见本馆天文新知介绍,太阳系探测任务的通讯支柱:NASA的深空网路)以往雷达成像研究计划使用的是短波长讯号,这些讯号会被物体反射,提供高品量的地表样貌,但不会穿透物体。

  HAARP将以略高和略低于9.6兆赫兹(每秒960万次)的频率向小行星2010 XC15,以两秒为间隔持续发送重複的讯号。Haynes说:「距离将是一个挑战,因为这颗小行星与地球届时的距离将是月球的两倍。」(编按:另见本馆天象预报,2022/12/28 2010 XC15小行星近地 (近地指数2)

  小行星2010 XC15的测试实验是为了2029年小行星(99942) Apophis将接近地球之故。小行星(99942) Apophis于2004年发现,预计2029年4月13日最接近地球,距离地球约32,186.9公里以内,比人造卫星更靠近地球(地球静止轨道卫星大约在37,014.9公里)。NASA估计这颗小行星的直径大约335公尺,原本以为它会在2068年近地,但经过研究人员更精准地预测它的轨道,后来修正为2029年。

  小行星2010 XC15的测试和 (99942) Apophis在2029年的接近,是科学家研究近地天体的好机会,再加上行星防御也让这项科学研究成为显学。

  Haynes说:「在影响发生之前的时间越长,尝试偏转它的选择就越多。」NASA表示,大约每年会有一颗汽车大小的小行星撞击地球,在到达地球表面之前被大气层燃成火球烧成灰烬。而大约每2,000年就有一颗足球场大小的流星撞击地球,这种会造成很大的伤害。至于大到足以毁灭文明的小行星,每隔几百万年就会撞击地球一次。

  NASA的双小行星改道测试计划Double Asteroid Redirection Test mission,DART于2022年9月26日撞击成功,将小卫星Dimorphos的轨道时间改变了32分钟。

  2022年12月27日的实验可以测试借由长波的无线电讯号探测小行星的可行性,以增进我们对近地天体的了解。Haynes表示:「如果我们能启动地面系统的运作,那么我们就有很多机会了解对这些物体内部的结构。」(编译/台北天文馆潘康娴)

这张示意图显示小行星2010 XC15在2022年12月27日经过地球时的投影路径。 图片来源:NASA/JPL/Caltech
图说:这张示意图显示小行星2010 XC15在2022年12月27日经过地球时的投影路径。 图片来源:NASA/JPL/Caltech

资料来源:Phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  自日本隼鸟二号(Hayabusa2)带着样品返回地球之后,近两年的今天,巴黎地球物理研究所、巴黎西岱大学和法国国家科学研究中心公布了(162173) Ryugu龙宫小行星岩土样本组成:锌和铜的同位素。这两个同位素的特征表示龙宫小行星的成分接近于Ivuna碳质球粒陨石,与Ryugu类似的物质在外太阳系约占5-6%的地球质量。这篇研究论文于2022年12月12日发表于《Nature Astronomy》期刊。

  以往科学家借由在地球上发现的陨石,来推敲早期太阳系的样貌。然而,日本宇宙航空研究开发机构JAXA的隼鸟二号,于2020年12月带着5公克取自龙宫小行星的碎片返回地球。对研究太阳系形成的科学领域而言,这是突破关键的一步,因直接带回来的碎片较不会受到地球环境的风化作用而改变,科技的进步提高研究的可行性:直接分析最纯粹的样本。

  研究团队首次公布分析样本的结果,他们发现龙宫小行星的成分与Ivuna类碳质球粒陨石(Ivuna-like carbonaceous chondrites, CI)最接近,一种在化学上是最原始的陨石组成(编按:含水和有机物的陨石),其元素丰度的比例最接近太阳。然而,一些同位素的特征(例如:钛和铬)和碳质球粒陨石其他亚群的特征有些重叠,因此龙宫小行星和碳质球粒陨石之间的关联性还未能全盘了解。

  锌和铜是两种中度挥发性的元素,是研究类地行星形成过程的关键特征。不同亚群的碳质球粒陨石会有不同锌与铜的同位素比例,其中CI球粒陨石更是富含挥发性元素。详细调查研究龙宫小行星锌与铜的同位素,科学家们获得了研究小行星起源的关键工具。他们发现龙宫小行星的锌与铜的同位素比例,和CI球粒陨石几乎相同,而与其他类型的陨石有所差异。由于龙宫小行星和CI球粒陨石的相似性,让科学家可利用龙宫小行星样本中的锌与铜之同位素比例,作为代表太阳组成物质的最佳评估工具。

  另外,龙宫小行星的锌同位素也可以用于研究在地球上中度挥发物质的增长过程,这对于了解行星发展适居带的细节十分重要。研究团队也说明类似龙宫小行星的物质,在行星盘约有5%的地球质量。(编译/台北天文馆潘康娴)

研究人员手上拿着(162173) Ryugu龙宫小行星的样本。
图说:研究人员手上拿着(162173) Ryugu龙宫小行星的样本。

资料来源:Phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2022年9月26日,双小行星改道测试(Double Asteroid Redirection Test,简称DART)任务成功撞击,该任务是为了测试小行星防御技术的可行性,以避免大型太空岩石与地球相撞的可能性,尽管在目前为止可预见的未来里不会有这样的事件发生,科学家仍认为这项任务是有必要测试的。DART的目标是将双卫一(Dimorphos)的轨道周期缩短至少73秒,但科学家希望能达到接近10分钟的效果。

  在10月11日的新闻记者会上,美国太空总署发布了首批计算结果,DART超越了这些里程碑,将双卫一原先近12小时的轨道周期缩短了32分钟,这是人类有史以来第一次改变了天体轨道。当DART于9月26日以每秒6.6公里的速度撞向双卫一的过程中,科学家透过DART所传回地球的影像,第一次清楚看见双生星(Didymos & Dimorphos),因为从地球上看,这个双小行星系统看起来就像恒星中的一个小点,当DART任务科学家Tom Statler看见这块碎石的一刹那,直觉告诉他:这绝不会只有73秒。

双卫一的轨道周期变化记者会上,Statler发布了一张来自LICIACube的新影像,在经过了影像处理增加对比度后,更清楚地展示了碎片的细节。此外,NASA还分享了一张由哈勃太空望远镜拍摄的双生星照片,其中显示了锥状碎片长尾,它延伸到太空中至少长1万公里,并且其尾部已经一分为二,科学家仍在了解这种分叉的原因。
图说:双卫一的轨道周期变化记者会上,Statler发布了一张来自LICIACube的新影像,在经过了影像处理增加对比度后,更清楚地展示了碎片的细节。此外,NASA还分享了一张由哈勃太空望远镜拍摄的双生星照片,其中显示了锥状碎片长尾,它延伸到太空中至少长1万公里,并且其尾部已经一分为二,科学家仍在了解这种分叉的原因。

LICIACube拍摄下撞击时的影像。
图说:LICIACube拍摄下撞击时的影像。

哈勃望远镜拍摄的双生星。
图说:哈勃望远镜拍摄的双生星。

  目前科学家宣布的32分钟轨道变化仍伴随着2分钟的不确定性,科学家希望进一步缩小不确定性,并寻找撞击造成的任何潜在轨道摆动,对双生星的观察将持续到2023年,欧洲太空总署预计在2024年发射一艘名为「赫拉」的太空船,它将用于探测双生星的后续影响,并将更详细地记录该系统的各种参数,新闻记者会的内容发表于YouTube-NASA官方频道。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Space.comNASA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  经过10月的飞行,美国马里兰州的约翰霍普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, JHUAPL)的任务控制中心宣布:「NASA的双小行星改道测试Double Asteroid Redirection Test(缩写:DART),于协调世界时间(Universal Time Coordinated)2022年9月26日23时14分(北京时间2022年9月27日上午7时14分)成功地撞击目标小行星Dimorphos。」

  我们需要拥有保护地球的能力,免于来自小行星或彗星的毁灭性撞击,这回的任务提供了防御所需的详尽资料,也表示人类能够主动出击防止这类型的自然灾害。DART以撞击小行星之伴星Dimorphos的方式,首次尝试在太空中移动小行星,让科学家们评估减缓技术的可行性。美国太空总署署长说:「DART任务代表了防御行星撞击地球的空前成功,还将科幻小说变成了科学事实,展示了一种保护地球的方法。」

  伴星Dimorphos的大小约160公尺,绕着Didymos(直径约780公尺),这对双小行星系统为DART的目标,其轨道不会为地球构成威胁。这回,NASA成功地展示了利用飞行器,载重约570公斤,以每小时约22,530公里的速度,「故意」与小行星之伴星Dimorphos相撞,让小行星减速改变轨道,这个技术称为动力撞击。

  飞行器另携带一台微型卫星相机LICIACube(由意大利太空总署提供),近距离地记录撞击过程,并一张张地回传影像,另外,全球各地望远镜与太空望远镜也同步进行观测与纪录。预估这次撞击会将Dimorphos的轨道缩短约1%(约减少10分钟的轨道周期)。在接下来的几周,天文学家将着手进行研究Dimorphos的新轨道,精确地测量轨道的改道程度,以确定DART对小行星撞击的有效程度。其结果有助于验证,和增进计算轨道动力学的预测模型之精确度。

  天文学家也正加速找出有潜在撞击地球风险的近地小行星,而今日有了DART的测试结果,对未来的应变对策,更能提供具体的参考资讯,为保卫地球的安全,迈出扎实的一步。(编译/台北天文馆潘康娴)

白色线为原本的轨道,蓝色线为经DART撞击后,所预测的新轨道。(图片来源:NASA/JHUAPL)
图一:白色线为原本的轨道,蓝色线为经DART撞击后,所预测的新轨道。(图片来源:NASA/JHUAPL)

本次任务的目标,右下为Didymos,左上为伴星Dimorphos。(图片来源:NASA/JHUAPL)
图二:本次任务的目标,右下为Didymos,左上为伴星Dimorphos。(图片来源:NASA/JHUAPL)

资料来源:Science Daily

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

  小行星婚神星(3 Juno)于2022年9月8日0时49分到达「冲」,也就是地球位于中心,而太阳和婚神星位于地球两侧、且黄经经度相差180度的位置。此时婚神星位于宝瓶座,离地球最接近整晚可见,因此正是观测婚神星的最佳时机,但因亮度仅7.9星等,无法用肉眼观看,必须使用小型天文望远镜,或是每隔一段时间拍摄一张影像,并且加以比对找出移动的天体才容易观察到。

  婚神星于1804年由德国天文学家Karl Ludwig Harding所发现,是第3颗被发现的小行星,又称3号小行星,属于石质的S型小行星。其质量占整个小行星带的1%左右,是第一个被观测到掩星的小行星,1958年2月19日婚神星经过恒星SAO 112328的前面,使天文学家首次能凭借遮掩现象较精确测量小行星的直径。而我们之所以能够看到婚神星,除了因它表面反射太阳光之外,它本身也发出肉眼不可见的辐射,当其表面受太阳加热后,会在毫米波段发光,因此可以借由射电望远镜的观测来进一步研究婚神星的组成成分或表面性质。

  婚神星每隔15.5个月发生冲,由于轨道较为椭圆,因此13年左右会发生近日点冲,上次是2018年11月,亮度为7.55等,下次是2031年10月30日,亮度达7.42等。由于尚未有太空船直接观测过婚神星,目前最清楚的光学影像是以自适应光学系统技术拍摄的,显现如下图不规则的外观。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

8.4米甚大望远镜(VLT)所拍摄婚神星。
8.4米甚大望远镜(VLT)所拍摄婚神星。

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

  小行星灶神星(4 Vesta)于8月23日2时55分到达「冲」的位置,也就是地球位于中心,而太阳和灶神星位在地球两侧、视黄经经度相差180度的位置。此时灶神星位于宝瓶座,在「冲」时可达5.8等,达到肉眼可见程度,只要有适当指引,用双筒望远镜便很容易可以找到它的踪迹,由于整晚可见因此是观测灶神星的最佳时机。

  灶神星于1807年发现,是第4颗被发现的小行星,以罗马神话炉灶和家庭的保护神Vesta命名,在主小行星带中质量仅次于谷神星,约占整个主小行星带质量的9%,是从地球可以看见的最亮小行星。NASA曙光号(Dawn)花四年的时间抵达灶神星,在2011年7月进入环绕灶神星轨道,历经一年近距离轨道观测,传回的结果发现其特征有铁质地核,岩层,地表高低不平、变异度大,并且可能有磁场,其存在可回溯至太阳系最早的3亿年左右,这让科学家得以借由对灶神星的研究,了解太阳系形成初期的时光。(编辑/台北天文馆赵瑞青)

NASA曙光号于5,100公里的距离拍摄到灶神星的影像。图片来源:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
图说:NASA曙光号于5,100公里的距离拍摄到灶神星的影像。图片来源:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  日本科学家分析宇宙航空研究开发机构(JAXA)的隼鸟2号太空船(HAYABUSA2)在龙宫小行星带回的样本,发现23种氨基酸,其中包含麸胺酸(Glutamic acid)、天门冬胺酸(aspartic acid)与甘胺酸甘(Glycine),更特别是还有与代谢有关但人体无法自行合成的缬胺酸(Valine)等。隼鸟2号太空船2019年降落在龙宫小行星,收集5.4克小行星样本置入密闭容器后,在2020年送回地球。科学家们认为,龙宫不是一块巨石,而是许多小石头所组成,由于小行星的重力弱与快速自转,形成菱形的外观。龙宫属于碳质或C型小行星,含有大量富含碳的有机物,其中大部分可能来自46亿年前孕育太阳和行星的同一星云。先前的分析显示,这颗小行星含有水。此外,与地球的有机分子不同,小行星样本反射率仅2~3%,由于未曾与其他天体相互作用,这使得它们的化学成分与状态接近于早期的太阳系。

  研究团队表示:样品中检测到各种有机化合物,包括氨基酸、多环芳烃和多样氮化合物,其中氨基酸达20多种。氨基酸是蛋白质的基本成分,是地球上生命存在的重要物质。先前在2019年的研究论文,在南非33亿年历史的岩石中发现来自于太空的有机分子,激起科学家认为部分或全部构建生命的分子是彗星和小行星带来的说法,龙宫小行星的新发现使这论述更加有力。而且,氨基酸也可能存在于其他行星和卫星上,表明“生命可能诞生在比以前想像的更多的地方”。

  龙宫并不是唯一正在研究的太空岩石。2021年NASA的欧西里斯任务(OSIRIS-REx)太空船从贝努小行星(Bennu)采集岩石样本,将于2023年返回地球,其中所含有机物可以为科学家提供太阳系演化,生命如何出现等重要的线索。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

龙宫小行星的样本。
图说:龙宫小行星的样本。

资料来源:Live Science

发布单位:香港天文学会

  2022年5月23日出版的第二卷第七期《小行星命名公告》新增一颗华人命名的小行星,该小行星是由莱蒙山巡天计划发现。

  177770 Saulanwu 吴秀兰。吴秀兰(生于1940年)是美籍华裔粒子物理学家。她在粲夸克(Charm quark)、胶子(gluon)和希格斯玻色子(Higgs boson)的发现中,整体领导和参与而闻名。吴秀兰是美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin–Madison)的恩里科·费米(Enrico Fermi) 特聘物理学教授,也是欧洲核子研究组织的实验科学家。

  吴秀兰出生在香港,毕业于金文泰中学。1960年获全费奖学金到美国瓦萨学院(Vassar College)攻读本科学位。原本她想成为一名画家,但是她受到玛丽·居礼的启发,转而将一生奉献给物理学。

吴秀兰

【图:维基百科;文:节译自国际天文学联合会小行星公告;新闻讯息由林景明提供】

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  马克斯·普朗克地外物理研究所的团队与公民科学家透过哈勃过去20年来的观测数据,找到1700多条小行星的轨迹。其中有已知的小行星,但也有1000多颗为新发现!这项研究发表在Astronomy and Astrophysics期刊上。

  这项研究计划在2019年开始启动,设立在Zooniverse平台称为哈勃小行星猎人(Hubble Asteroid Hunter)的公民科学计划,目标是从哈勃观测数据库里寻找新的小行星。论文作者表示:一个天文学家的垃圾可以成为另一个天文学家的宝藏,他们搜索的目标通常被其他研究者抛弃。因为小行星讯号常常被当作“杂讯”。但这些天文档案库的数据量呈现指数级暴增后,我们希望能利用。

  研究团队检查超过37,000张,从2002年4月30日至2021年3月14日期间使用第三代广域照相机(WFC3)以不同滤镜拍摄并合成过的影像。大多数图像都是30分钟曝光,所以会出现不同颜色小行星轨迹。此外,由于哈勃本身在移动,条纹在图像中显得弯曲,所以很难设计程式让电脑自动检测。因此,需要公民科学家初步分类,然后用判别后的资料来训练机器学习演算法。因此共有11482名公民科学家参与图像分类,在Hubble Asteroid Hunter页面有超过200万次点击,并在约1%的图像中找到1488个目标。科学家借此训练机器学习演算法,可以快速准确地搜索其余图像。接着就找到2487条可能的小行星轨迹。之后就由专业天文学家接手,他们排除其他物体如宇宙射线等,从而在1316张哈勃影像中发现1701条轨迹。其中约三分之一是已知的小行星,剩下1031条则是未鉴别过的小行星轨迹。

  这些小行星先前没观测过,因为它们比从地面天文台所能找的小行星更暗。团队计划未来借由小行星轨迹的弯曲形状来确定它们的轨道和距离。天文学家希望全面了解太阳系的小行星,因为它有助于阐明太阳系的历史。此外,越来越多的研究人员搜索现有影像以寻找新天体。如2019年,研究人员使用系外行星巡天的档案找到1800多颗小行星,其中有182颗是新发现。论文作者还表示,数据中可能还有小行星以外的新发现,值得进一步研究。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

这16张是小行星猎人公民科学项目的资料,并根据曝光的时间顺序进行了颜色分配,其中蓝色代表第一次曝光,红色代表最后一次曝光。
图说:这16张是小行星猎人公民科学项目的资料,并根据曝光的时间顺序进行了颜色分配,其中蓝色代表第一次曝光,红色代表最后一次曝光。

资料来源:Universe Today