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  2019年3月,美国太空总署(NASA)的好奇号火星探测器拍摄到了火星卫星福波斯(Phobos)和得摩斯(Deimos)的“日食”。

  这两次“日食”分别发生于2019年3月26日(福波斯)和3月17日(得摩斯),由于好奇号的Mastcam相机有装置太阳滤镜,因此可以直接盯着太阳观察。因为火星的两个卫星都很小,其中火卫一福波斯半径大约11.3公里、火卫二得摩斯只有6.2公里。因此正如两段动画中看到的那样,火星的卫星都不能完全遮住太阳。 

好奇号在2019年3月26日拍摄到的火卫一福波斯“日食”动画。

好奇号在2019年3月17日拍摄到的火卫二得摩斯凌日动画。

  除了火星上的日食之外,好奇号也在2019年3月25日日落之后观察到火卫一福波斯的阴影。由于火星大气中充满着尘埃粒子,因此即使日落了,“日食”的阴影依然被灰茫茫的天空衬托出来。

  除了好奇号之外,包括勇气号与机遇号在内,火星探测车已经成功观测到了8次火星上的“日食”。火星上的“日食”不但是一件天文奇观,这些事件还有助于研究人员了解火星的卫星轨道。美国德州A&M大学的Mark Lemmon表示,在勇气号和机遇号抵达火星之前,两个卫星轨道的不确定性都很高,以第一次的“日食”观测为例,科学家们才发现福波斯当时与火星的距离和他们所预测的相差了40公里。由于火星卫星的轨道也受到木星等太阳系天体的影响,因此透过多次的“日食”观测,有助于科学家了解火星卫星轨道变动的细节。(台北天文馆王彦翔/编译)

资料来源:EarthSky

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  由于地球自转之故,在北半球可见到众星拱辰,即星星似乎都绕着天北极打转。目前恰好有颗星在天北极附近,肉眼看起来,位置几乎不随地球自转而移动,故而名为「北极星(Polaris或North Star)」,航海或野外活动时大都以北极星做为寻找方向的指引星。那么,邻近地球的火星,是不是跟地球一样也有北极星呢?

  地球自转一圈平均24小时,自转轴相对于公转面法线倾斜约23.5度;火星的状态与地球类似,自转一圈平均24.6小时,目前的自转轴倾角约25度,所以火星除了比地球小很多之外,自转周期和自转轴倾角都与地球相差无几,而且自转轴的朝向也几乎与地球相同。

  有自转,自转轴向北与南延伸就有天北极与天南极。而火星的天北极大约位在天鹅座天津四(天鹅α,Deneb)和仙王座天钩五(仙王α,Alderamin)连线的中间点附近,在火星天北极附近的确有颗星可以做为它的北极星,可惜的是,这颗火星北极星比地球北极星暗很多。地球北极星是颗2等星,也是地球全天第50亮星,而火星北极星暗于肉眼极限的6等,很难用肉眼观察。不过,地球北极星离真正的地球天北极还差了接近1度左右,而火星北极星离火星天北极仅约0.5度远,比地球北极星还接近天北极。

  不过,地球天南极附近没有「南极星」,离地球天南极最近的肉眼可见星约9度远,无法承担南极星的身份。而火星天南极附近倒是有颗亮度约2.5等、肉眼可见程度的南极星—船帆座Kappa星(Kappa Velorum或κ Vel),中名「天社五」,离火星天南极约3度左右,虽不若北极星那样靠近地球天北极,也不若地球北极星那样亮,但至少比火星天北极那颗肉眼几乎不可见的火星北极星亮多而易见。

  有趣的是,由于岁差的关系,约在西元9000年后,天社五将接近地球天南极,到时地球就有南极星啦!(编译/台北天文馆张桂兰)

资料来源:EarthSky

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欧洲太空局的火星特快车传回了一系列令人难以置信的新图像,展示了火星北部低地82公里宽的Korolev火山口。

  欧洲太空局(ESA)的火星特快车(Mars Express)探测卫星传回了一系列令人难以置信的新影像,显示了这个红色星球上的一个巨大陨石坑。此陨石坑名为柯洛列夫(Korolev crater),位于火星北部的低洼处,有着82公里宽的坑洞,ESA称它是一个保存良好的火星陨石坑的最佳例子。

  陨石坑中心一年四季都被1.8公里厚的水冰覆盖。

  “柯洛列夫陨石坑最深处的部分,即那些含有冰的地方,起了天然冷阱(cold trap)的作用——在冰层上方移动的空气会冷却并下沉,形成一层垂直于于冰层上方的冷空气。这样寒冷的环境,让冰变得更稳定,防止其变暖和消失”,ESA解释说。

  另外,空气是热的不良导体,也加剧了这种影响,并使柯洛列夫陨石坑永久冰封。

  由火星特快车高解析度立体相机(HRSC)拍摄的柯洛列夫陨石坑的影像是由五个不同的“条带”组成,每个条带分布在不同的轨道上。

资料来源:每日邮报

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  在北京时间2018年11月27日凌晨3时,当大家都屏息以待洞察号登陆火星时,其实还有2具迷你太空船也测试成功。这2个约公文包大小的太空船称为MarCO-A和MarCO-B,它们在5月5日与洞察号一起发射前往火星。为了安全起见,在巡航阶段它们位于洞察号侧边约10,000公里,并随着接近火星距离逐渐减小,最近时是3,500公里。MarCO CubeSats属于立方体卫星(CubeSats),这是一种微型卫星,以10公分立方体为单位组合。而MarCO是6U型,也就是6个立方体(10×20×30 cm)所组合,重量仅13.5公斤。

  MarCO CubeSats的任务是测试便宜的讯号中继站。由于传统上,NASA 登陆火星艇的运作模式,需以火星上空的太空船作为通讯中继工作,目前来说就是火星侦察轨道太空船(Mars Reconnaissance Orbiter),但它无法同步接收探测器讯号,并向地球发射,使得讯号会延迟长达一个小时。因此,在降落的过程中若发生紧急状况则无法应变。因此,这次实验就是为确定公文包大小的太空船是否能够在深空之旅幸存下来,以及是否适合作为讯号中继站,结果讯号非常清晰。MarCO CubeSats都没有携带科学仪器,但工程师认为未来的也能使用CubeSat从事有用的科学研究。

资料来源:Science Daily

延伸阅读:
NASA InSight 洞察号登陆火星任务的时间表
洞察号登陆火星,第一幅图像已传回地球

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  美国宇航局(NASA)的洞察号(InSight)在距离地球4.58亿公里的火星上于北京时间2018年11月27日凌晨3时52分登陆成功,登陆地点在埃律西昂平原(Elysium Planitia)的西侧,这是人类史上第八次成功登陆火星。

  着陆成功的信号透过与洞察号一同搭载其上的两个小型卫星「火星一号方块(MarCO)」传送出来,同时它们也是第一批被送入远处太空的方块卫星。

  洞察号以每小时约2万公里的速度进入火星大气层,经过了约7分钟,洞察号的程式设计成自主操作,并且天衣无缝的完成了所有步骤,如此一来才能够完美着陆。成功着陆并不是结束,之后的科学工作才是开始,首要任务是部署两个太阳能电板,虽然目前已经经由讯号确认操作完成,但是晚点将由火星奥德赛号对其进行验证。

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图说:洞察号第一幅传回来的图像

  洞察号本身设计成用来观察火星地质及地震学,在着陆后两天将开始相关的科学工作,利用1.8公尺的机械臂部署主要的科学仪器。

  洞察号将在火星停留一个火星年又四十个火星日,相当于地球的两年。喷气推进实验室表示,洞察号的成功登陆只是一小步,但这却是小型太空船的一大步,「火星一号方块」的成功证明了它的潜力,这项结果是对数百名天才工程师及科学家的赞颂。

资料来源:NASA Mars InSight

延伸阅读:
NASA InSight 洞察号登陆火星任务的时间表
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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  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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  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

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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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发布单位:台北市立天文科学教育馆

1542035084260881.jpg图说  这些砾岩中,有一些是圆滑的形状,进一步证明了水流的存在。

  大约20公尺高的大规模洪水可能曾经席卷火星表面。

  根据一项新的研究,红色星球上的许多沉积岩石都是大量的水流造成的结果,此水流量绝对不会是“一条微不足道的河流”所造成的。

  研究人员表示,火星可能曾经全球被冰层所覆盖,就像更新世期间的地球一样,后来经历巨大的洪水爆发,塑造了如今所看到的地形特征。

  在这项新的研究中,研究人员在火星的盖尔陨石坑(Gale Crater)中发现了400公尺长的沉积岩。

  好奇号探测车和火星侦察轨道卫星对这个地区已进行过部分探测,据信有37亿到41亿年前的岩石存在。

  杰克森州立大学的Ezat Heydari说,根据这项新的研究,400公尺长的沉积岩中的四个结构代表了不同的沉积类型,都和水有关。

  在一个被称为Hummocky平原的地方,发现有圆形鹅卵石和高达4公尺的十字形山脊。在那里,沉积物的颗粒大小达到20公分。

  Heydari说,这些山脊是不对称的。换句话说,它们是由一个定向的水流形成的。

  根据研究人员的说法,创造这样的特征需要水深达10-20公尺的大规模洪水。

  Heydari说,如同我说的这些沉积物的形成与洪水有关,而不是一条微不足道的河流所能造成的。

资料来源:Daily Mail Online

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  这不是假新闻,中央佛罗里达大学(University of Central Florida,UFC)开始贩卖火星泥土,每公斤只要20美元!

  UCF天体物理学家团队开发了一种模拟火星和小行星的土壤,并将配方发表在期刊Journal Icarus上。研究人员Britt表示,如果未来想要到火星,研究模拟的土壤对非常有用。比如说,若在火星种植物食用(就像电影剧情一样),就需要先用火星土壤来试种实验,可不想花了大工夫到火星才发现种不出来。此外,月球和小行星的土壤也是重点,由于这些天体的岩石来自陨石,数量非常稀少,不可能拿来作为生物或建筑实验,因此模拟土壤正适合。

  UCF的配方基于好奇号所收集火星土壤的化学特征。此外,研究人员建立标准程序,可以模拟不同天体如小行星、月球的土壤。虽然这些星球土壤有的富含碳、粘土或盐分等,与地球完全不同,而且部分矿物很难获得,但在地球上都找得到。

  该团队已经接受理订单,其中一笔来自NASA的肯尼迪太空中心(Kennedy Space Center),共买了500公斤!

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资料来源:https://phys.org/news/2018-09-ucf-experimental-martian-dirt20-kilogram.html

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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 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★★★

影像欣赏:2018/7/27火星大冲当晚的火星影像

  2018/7/27的中午13:13火星大冲,您有透过望远镜欣赏火星的英姿了吗?下图是台北天文馆吴昆臻先生于2018/7/27火星大冲当晚,在台北天文馆第一观测室拍摄的火星影像,使用RGB三色合成的结果。可惜由于目前火星表面的沙尘暴还在持续当中,无法清晰的看到火星地表地貌的景象,但一些比较大的特征还是可以看到的喔!提供给大家欣赏!

  火星在2018/7/27到达冲的位置后,2018/7/31的15:51最接近地球,彼时火星距离地球中心约0.38496AU,相当于5759.0万公里。而我国在23:00是最接近之时,距离火星中心0.38494AU,相当于5758.7万公里。在冲到最接近地球的这段时间,是火星最亮、最大的时候,亮度达-2.8等,视直径达24.3角秒,所以这段时间都很适合观察火星。7/31晚上在台北天文馆也有火星观测活动,或是有机会的话,挑个晴朗的星期六晚上,来台北天文馆透过第二观测室的20公分望远镜享受这颗红色星球的魅力吧!

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台北天文馆吴昆臻先生于2018/7/27晚拍摄之火星影像。


  有「红色战神」之称的火星将于7月27日(周五)13:13达到「冲」的位置,随后于31日最接近地球。这次「火星冲」是自2003年至2035年的32年间距离地球最近,也是火星最大、最亮的一次,比平均大了4倍,是极难得的观察良机。在「火星冲」数小时后,7月28日凌晨将发生今年第二场「月全食」,适逢最小满月,因月球离地球较远,通过地球影子的时间也较长,成为本世纪持续时间最久,全程将近四小时的月食。特别在3:30之后的「全食」阶段,将出现相距不到10度的「红火星」与「赤月亮」同框较劲奇景,大家不妨比较看看谁更红、更亮!

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2018年火星大冲重点汇整。

行星轨道并不是固定不变的

  行星绕日公转轨道并非亘古不变。受到太阳、卫星和其他行星的重力影响,行星轨道其实会随时间逐渐改变。

  一般来说,行星公转轨道并非正圆而是椭圆,太阳在椭圆的其中一个焦点上。行星最接近太阳时为「近日点」,最远处为「远日点」。 近日点和远日点的连线称为长轴,与长轴垂直的轴线便称为短轴。长短轴的差异称为离心率(或椭圆率),以e表示,长轴与短轴差异愈大(e愈大),天体轨道愈椭圆,反之两者差异愈小(e愈小),天体轨道愈接近圆,当e=0时便为正圆形。

  以地球为例,现今的e约0.0167。根据比利时天文计算专家Jean Meeus计算西元1850年前后共2百万年间的地球轨道,发现e值正减少中,在29500年后将小至0.0023,而在465000年后小至0.0006,几乎接近正圆。但在这2百万年的历史中,e曾大至0.06。

  此外,行星轨道面也非固定不变。例如:Meeus等人以1850.0年时的地球公转轨道面为标准面,同样计算前后2百万年间的情况,发现轨道面倾角i会有约4度的变化。

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地球轨道离心率的变动状况。原图版权:Jean Meeus

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地球轨道平面变动情况。原图版权:Jean Meeus

  火星轨道e值达0.093,使其近日点与远日点的差距高达4320万公里,是太阳系行星中,除了水星之外最大的。所以,对地球的观测者而言,火星的距离、亮度等变化也是最大的,故而在中国古代有「荧惑」之称,便是取其「荧荧如火、亮度与位置变化甚大使人迷惑」之意。

  与地球相同,火星轨道的偏心率与轨道面也会变化,而且变化量比地球还大。Meeus画出1850年前后各1百万年的火星与地球最小距离变化图。由于火星的轨道偏心率逐渐加大,而地球的却逐渐减小,因此将地球与火星轨道的种种变因融合之后,这2百万年间火星将在西元25000年左右最接近地球,届时距离仅有0.3613AU。

  此外,根据Meeus的计算,地火之间在73,000年前曾近至0.3728AU,由此可知:2003年的0.37272AU至少是73,000年以来最接近地球的时候!过了2003年之后,下一次地火距离要打破2003年的纪录,可得等到2287年(0.37225AU),而2650年的0.37201AU、2729年的0.37200AU,更是在第三千禧年中之最。

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火星轨道偏心率变化状况。原图版权:Jean Meeus

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火星轨道偏心率与相对于1850.0年的黄道面的轨道平面变化图(上)与相对于现在瞬时黄道面的轨道变化图(下)。原图版权:Jean Meeus

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西元1850.0年(图中横轴的0点)前后共200万年的火星与地球距离变化图。原图版权:Jean

  行星在天球上运行时,与地球的相对位置不断的改变;当行星运行至某些特定位置时,天文学家会给予一个特定的名称以兹辨明与地球的位置关系。其中,当地球公转轨道以外的外行星(以及地球轨道以外的矮行星、小行星和彗星等太阳系天体)行至与太阳的经度相差180度、分别在地球两侧的特定位置时,称为「冲」,几乎是外行星在一个会合周期中最接近地球之时,此时亮度最亮、视直径也最大,且行星于日落后便东升,直至日出才西沉,整夜均可见到,故为观测外行星的最佳时机。

火星的冲和最接近地球

  火星绕日公转的周期为686.98日。但火星公转的同时,地球也在公转,从地球上观察火星,相邻两次冲(或合)发生的时间称为会合周期,约为779.94天。 因此,每经过2年又49天,就会有一次火星冲。火星冲时非常明亮,在市区即可以肉眼看到明亮的红色星点,望远镜下可看到较明显的地表地形特征。

  要注意的是:火星与地球之间的最小距离,并非火星的近日点距离(1.381367AU)直接减去地球的远日点距离(1.016710AU)所得之0.36466AU。这是因为火星的轨道长轴方向并不与地球轨道长轴方向重合,而且火星轨道面相对于黄道面有约1.85度的倾角,因此在计算距离时,都要将这些三维空间的因素考虑进去。 这个结果使得每次火星冲和火星最接近地球的时间会差了数天。

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火星与地球相对位置名称。

火星大冲:每15~17年中的最佳观测时机

  由于行星的轨道都是椭圆形,因此在每次冲时,行星和地球之间的距离都不同。行星与地球距离最小的冲称为「大冲」或「近日点冲」。由于比平常的冲更近、更亮、更大,因此大冲更有利于外行星的观测。

  火星每2年49天有一次冲,因此每两年发生冲的日期便会往后推49天,火星在轨道上的位置也会渐渐推移。每隔约15或17年左右,火星冲发生时,火星恰好位在近日点附近,此时火星位置是15或17年来最接近地球的大冲,也称为「近日点冲」。火星是地球外侧轨道椭圆率最大的行星,近日点与远日点差距达4320万公里,使得火星近日点冲与远日点冲的视直径差异可高达2倍。

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2010-2025年各次火星冲时,火星与地球相对位置及视直径变化示意图。

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2010-2025年各次火星冲时,火星与地球相对位置及视直径变化示意动画。

  以下为1971-2035年间的火星冲时间:
1971-2035年间的火星冲时间
时间        视直径        距离(AU)      时间        视直径        距离(AU)
1971 08 10*      24.8"        0.376      2005 11 07        19.8"        0.470
1973 10 25        21.2"        0.441      2007 12 28        15.5"        0.600
1975 12 15        16.2"        0.570      2010 01 29        14.0"        0.664
1978 01 21        14.4"        0.654      2012 03 03        14.0"        0.674
1980 02 25        13.8"        0.677      2014 04 08        15.1"        0.621
1982 03 31        14.8"        0.637      2016 05 22        18.4"        0.509
1984 05 11        17.3"        0.537      2018 07 27*      24.1"        0.386
1986 07 10        23.0"        0.406      2020 10 13        22.3"        0.419
1988 09 28*      23.8"        0.396      2022 12 08        16.9"        0.550
1990 11 27        18.0"        0.523      2025 01 16        14.4"        0.643
1993 01 07        14.8"        0.628      2027 02 19        13.8"        0.678
1995 02 12        13.8"        0.676      2029 03 25        14.4"        0.649
1997 03 17        14.0"        0.661      2031 05 04        16.9"        0.559
1999 04 24        16.2"        0.583      2033 06 27        22.0"        0.427
2001 06 13        20.5"        0.456      2035 09 15*      24.5"        0.382
2003 08 28*      25.1"        0.373          说明:*表示为大冲

  有趣的是:每隔79年会有一次情况近似的冲发生。这79年是「15+15+15+17+17」得出的。例如1877年9月2日的火星大冲(距离0.37884AU),在历史上很著名,因有两项重要的火星发现是在这年进行的:发现火卫一和火卫二、火星表面「渠道」的发现与描绘等。而间隔79年之后的1956年9月7日(0.37809 AU),也是一次火星大冲。这个79年重复周期的火星冲发生日期,仅仅相隔了2~5天而已。

  Meeus列出了火星两世纪内几乎落在火星轨道近日点和远日点上的近日点冲和远日点冲日期,如下表,大家可以动手算算看是否符合79年的间隔周期。
近日点冲:1845.8.18、1924.8.23、2003.8.28、2082.9.01
远日点冲:1822.2.19、1901.2.22、1980.2.25、2059.2.27

  除了79年的周期外,火星冲还有一个更精确的284年重复周期,284相当于(79×3)+17+(15×2);比284年重复周期再更精密的,还有个363年(=284+79)的重复周期。

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Meeus 列出距离小于0.375AU的冲。实线连接了每个79年周期序列,虚线则标出火星与地球距离愈来愈近的趋势。

2018火星大冲:

  2018年火星冲发生于北京时间7月27日13:13,不仅是相隔26个月才发生一次的冲,且为相隔15-17年才有一次的接近近日点大冲,距离地球仅0.38615AU,相当于5,776.8万公里,亮达-2.8等,视直径达24.3角秒,整夜可见。不过这个冲的时刻是在台湾地区的白昼,所以必须等到晚上天黑时分才能看到火星,但其实冲前后数星期都是观测火星的好时机,不用只执着于冲这一天。

  肉眼可见明亮的橘红色星点,天气良好时利用望远镜有机会看到极冠、奥林帕斯等火山、色西斯台地(大三角)、水手号峡谷等较显著的地表特征。可惜在摩羯座,对台湾地区而言仰角稍偏低,建议午夜前后仰角最高时观测,大气干扰会比较少。

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2018/7/27晚上21:00,火星和月球所在位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

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2018/7/27晚上21:00,火星和月球所在位置广视野示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

  不过由于火星轨道比较椭圆,所以「冲」时并不是火星最接近地球之时,而是通常会差个几天。以下为本次火星大冲各重要位置发生的时间和相关讯息:
月 日 时  天象   距离(AU) 距离(km)
7 27 13:13 冲    0.38615 5776.8万
7 31 15:51 最近地心 0.38496 5759.0万
7 31 23:00 最近台北 0.38494 5758.7万
9 16 20:54 过近日点 日距1.38 2064.5万

  本次火星大冲是2003/8/29年来最大的一次火星冲,下一次的火星大冲将发生在2035/9/16。前后几次火星大冲的比较如下:
日期  本地时间 地心距离(万公里) 视直径(角秒) 亮度
2003/8/29 01:59 5580.0      25.1     -2.9
2018/7/27 13:13 5776.8      24.3     -2.8
2035/9/16 03:39 5710.2      24.5     -2.8

如何观察火星

  观察火星很容易:7月底时火星约于约傍晚19:30-20:00东升,即使在光害严重的市区也可以用肉眼看到它明亮的橘红色星点,天气良好时透过望远镜有机会看到极冠、奥林帕斯等火山、色西斯台地(大三角)、水手号峡谷等较显著的地表特征。不过其实不是只有火星冲当天能观测到火星,事实上在火星冲前后数周都适合观察火星。详细的火星观测资料,请参考台北星空第84期专文「火星观测」 。

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火星地表较明显的地形地貌。

  以下为火星于2018年7月至10月初之前的升没时间预报:
日期  升  中天  没    日期  升  中天  没
7/01 20:50 02:11 07:27   8/20 17:01 22:08 03:21
7/06 20:30 01:50 07:05   8/25 16:39 21:47 03:00
7/11 20:09 01:28 06:42   8/30 16:18 21:28 02:40
7/16 19:47 01:04 06:17   9/04 15:59 21:09 02:23
7/21 19:24 00:40 05:52   9/09 15:41 20:52 02:06
7/26 19:00 00:15 05:25   9/14 15:24 20:37 01:52
7/31 18:35 23:45 04:59   9/19 15:08 20:22 01:38
8/05 18:11 23:19 04:33   9/24 14:54 20:09 01:26
8/10 17:47 22:55 04:08   9/29 14:39 19:56 01:15
8/15 17:23 22:31 03:44   10/04 14:26 19:45 01:05
  对于您所见到的火星究竟是那个地形地貌,可参考Sky and Telescope杂志的Mars Profiler互动软体,输入您所观测的日期时间(需使用世界时,为北京时间-8小时)就可以啰! 

火星小档案 

火星的基本资料及与地球的比较
                                                火星(Mars)                地球(Earth)
平均赤道半径                             3396公里                  6378公里
平均赤道半径(地球=1)                0.53                         1
扁率                                          0.0059                      0.0034
赤道重力(地球=1)                       0.375                       1
赤道重力(火星=1)                       1                             2.66
体积(地球=1)                             0.151                       1
质量(地球=1)                             0.107                       1(=5.9742×10 24公斤)
密度(g/cm 3 )                             3.93                        5.52
自转恒星周期(地球日)                 1.026(=24h37m)       0.9973(=23h56m)
赤道倾角(度)                          25.19                       23.44
平均距离(天文单位,AU*)           1.5237                     1.0000
离心率                                       0.0934                     0.0167
轨道倾角(度)                          1.850                       0.000
公转恒星周期(太阳年)               1.8809(=687天)        1.0000(=365.25天)
会合周期                                   779.9天                    —
反射率                                      0.16                         0.39
最大光度                                   -3.0                          —
表面最高温度(K**)                     240                          310
表面最低温度(K)                        190                          260
表面最高处        奥林帕斯山,海拔21183公尺              圣母峰,海拔8848公尺
表面最低处        赫拉斯盆地,海平面以下7825公尺      马里亚那海沟,海平面以下110公尺
大气组成                二氧化碳、水汽                           氮、氧、氩等
卫星数量                                   2                             1
附注:*1天文单位=149597870公里,**K表绝对温度,0℃时为273K。 

火星卫星小档案及与月球的比较
                        火卫一                火卫二                月球
名称                  弗伯斯(Phobos)   戴摩斯(Deimos)   (Moon)
发现年代(年)      1877年               1877年                —
轨道半径(公里)   9378                  23459公里           384400公里
公转周期(天)      0.3189                1.2624                27.3217
轨道椭率            0.015                 0.0005                0.0554
卫星半径(公里)   14x11x10            8x6x6                1738
光度(星等)          11.3                   12.4                  -12.7

  为了服务民众,台北天文馆将于7月27日(周五)火星冲当晚19时至21时,在国父纪念馆西侧广场举办「天文快闪:火星冲」活动,把专业的大型天文望远镜移到户外,让大家一窥火星的神秘面貌。同晚28日凌晨,天文馆还将与世界各地天文单位合作,透过网路直播本世纪最长的月食。

  另外,在火星最接近地球的31日(周二)晚间19时至21时,天文馆将特别开放观测室,提供来馆民众以大型望远镜观赏火星。

天文馆地址:台北市士林区基河路363号
电话:(02)2831-4551 传真:(02)2831-4405

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  美国太空总署(NASA)在6月7日的记者会上宣布,火星探测车好奇号(Curiosity)发现了有关甲烷(CH4)存在于火星的新证据以及埋藏在古老泥岩中的有机化合物;虽然并非直接发现外星生命,但是这些生命的间接证据仍然非常振奋人心。

  好奇号于2012年登陆火星,其上搭载了一套叫做「SAM」的仪器,是Sample Analysis at Mars的缩写(意为火星样本分析),它的主要目标是找到那些在非生物过程中所形成的有机分子,这些分子是形成生命不可或缺的存在。

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  这项最新的发现与《科学》(Science)期刊上的两篇论文有关,第一篇针对盖尔陨石坑上的30亿年前泥岩进行研究,好奇号利用它的机械手臂钻入岩石内部采集颗粒样本,再将颗粒送进SAM里用它的小烤箱加热,以分析颗粒所释放出的气体,研究显示这些释出的有机分子与地球上富含有机物的岩石非常相似。另一篇的研究小组分析了来自好奇号三个火星年(55个地球月)的大气资料,他们它现火星上的甲烷含量随着季节的不同有戏剧性的变化,夏季时甲烷含量是平常的好几倍。基于这个原因,科学家们怀疑这些甲烷是被加热后,从永冻土层的地下水库中释放出来的,但是其确切的来源仍是个谜。

  要真正了解是什么原因导致这种季节性的差异,我们需要送出新的探测器,幸运地是,针对这个目的所设计的仪器已经处于制作阶段,NASA所主持的火星2020探测车计划,以及欧洲太空总署(ESA)的ExoMars专案,都会在近几年发射前往火星,届时将为我们带来更多的资料。

资料来源:NASAAstronomy

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

1522676735297458.jpg  数十年来,天文学家们怀疑在火星上可能充满了有机物质,包括蛋白质、碳水化合物,甚至核酸等与生命有关的分子。但直到2015年,才由好奇号提出第一个证据,显示火星上不仅有有机物,而且还可能遍布整个火星。当时天文学家认为这些有机物是搭着微小的行星际尘埃粒子来到火星(在地球很常见),但新的研究显示并非如此。科学家以荷兰超级电脑Peregrine 建立了一个包含数十万颗小行星与彗星的太阳系数值模型,经过数周的模拟实验后,研究人员发现,每年大约有192吨的碳落至火星,其中大约有129吨(67%)来自行星际尘埃,50吨(26%)来自小行星,13吨(7%)来自彗星,与最近探测67P彗星的组成比例吻合(2014年罗塞塔号成功登陆67P彗星,为首次软降落于彗核的任务)。

  此外,研究人员还发现这些有机物集中分布在距离撞击坑150公里的范围内,这将影响未来火星探测器采样与著陆的预定位置。这些新发现不仅关系着未来的火星探测任务,也影响了系外行星的研究:如果在同样有小行星与彗星的系统中,具有水的行星孕育生命的可能性也更高。

  此外,科学家还打算了解一下有多少水曾经落在水星上。

  资料来源:Astronomy

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  今年年初1月2日, NASA火星漫游车好奇号发现奇特现象,它的机械手臂上的成像仪(Mars Hand Lens Imager)拍摄到如同生痕化石的迹象,这些管状结构很小,仅1到2公厘宽,长约5公厘,有些人声称这是远古穴居生物的遗迹。但进一步研究后NASA带来坏消息,这些形状可能是晶体结晶。

  喷气推进实验室的任务科学家认为,若以近距离观察,这些痕迹的形状截面呈现出正方形或平行四边形,而非可能是生痕的筒状,并且若多个结构在一起时彼此会有角度,类似于晶体生长。因此,可能是湖泊干燥时期所产生结晶现象。 JIMLEE

资料来源:
https://www.space.com/39294-mars-rover-curiosity-weird-tube-structures.html  
https://www.space.com/39894-mars-rock-features-not-animal-tracks.html

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:vtype_1.jpg vtype_4.jpg

  当从地心向外看,火星和月球的赤经经度相同时,称为「火星合月」,通常是一个农历月之中,火星和月球比较接近的时候。

  2018/2/9的13:12火星合月,地心所见的火星位在月球以南约4.4度的地方,不过时值白昼,无法观察。可在约2:00到天亮前这段时间,朝东南方低空观看,便可见到火星和月球接近的景象。近期的火星位在蛇夫座和天蝎座之间,邻近和火星一样呈现红色调的天蝎座心脏心宿二,火星亮度+1.08等,心宿二亮度+1.05等,两者几乎差不多亮。是而,在2/9清晨日出前的东南方天空,近下弦的残月、火星和心宿二几乎成一直线,在这三者的右上方则是-2.1等的木星,可一并欣赏。

  如果您所在之处的东南至南方地平附近几乎没有遮挡,那么您还将看到半人马座最亮的两颗星—南门二和马腹一,两者几乎和地平面平行;而在它们的右方,就是鼎鼎大名的南十字星座喔!

1518012114973678.png

2018/2/9凌晨5:00,月亮和火星、心宿二接近示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

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  科学家利用火星侦察轨道器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)的观测资料,发现火星八个地点,因为陡坡侵蚀而露出大量的地下冰。

  这八个陡坡的倾角高达55度,因此能让我们得知先前探测到的火星中纬度地下冰层资讯。 这些冰可能是很久以前的降雪,剖面结构看起来像是在地下一到两公尺处的纯水冰。 这不但能让我们知道火星的气候历史,将来的无人或有人火星探测任务更可以更容易得到水冰了!

  科学家利用火星侦察轨道器上所配备的高解析科学实验相机(High Resolution Imaging Science Experiment,HiRISE)得到这项结果,并发表在一月出刊的《科学》(Science)期刊。 这八个地点分别位在火星北半球和南半球,纬度约介于55度到58度之间,大约和地球上的苏格兰或是南非尖端相当。

  科学家认为火星表面有三分之一都有浅层地下水冰存在,这记录了火星近代的历史,这次的观测结果更让我们可以看到火星地下的详尽立体结构。

  先前科学家就利用美国航太总署(NASA)奥赛德号(Odyssey)探测器的光谱仪、火星侦察轨道器上所配备能穿透地表的雷达仪器、欧洲太空总署(ESA)的火星快车号轨道卫星(Mars Express orbiter),以及观测新鲜的火星陨坑,知道火星有地下冰的存在。 美国航太总署为了证实奥赛德号的发现,在2008年将凤凰号(Phoenix)登陆器送到火星北纬68度,确实也发现并分析了地下水冰。

资料来源:https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7038,台北天文馆胡佳伶编译

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