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 ★★

  在3月21日的15时41分,谷神星运行到冲的位置,此时距离地球1.6天文单位,视亮度6.9等,位于后发座。使用天文望远镜配合星图检索,可以在后发座众多恒星与星系中找到谷神星的身影。若再搭配天文摄影方法,连续数日拍摄,更有机会记录到谷神星的移动轨迹,推荐给有天文望远镜的朋友们!

谷神星位置变化图,自2023年3月15日至4月15日止。若以M99星系为中心,使用300mm镜头配合全片幅相机拍摄,可以记录一整个月谷神星的轨迹,以及室女座星系团中著名的马卡莱恩长链。
谷神星位置变化图,自2023年3月15日至4月15日止。若以M99星系为中心,使用300mm镜头配合全片幅相机拍摄,可以记录一整个月谷神星的轨迹,以及室女座星系团中著名的马卡莱恩长链。以上示意图由Stellarium软体产生。

  谷神星位于火星与木星间的主小行星带,平均日距约为2.77天文单位,以4.6年的周期绕日公转。谷神星发现于1801年1月1日,由意大利天文学家皮亚齐(Giuseppe Piazzi)所发现。谷神星曾经是最大的小行星,在2006年后改隶属于矮行星,也是主小行星带中唯一的矮行星,占整个主小行星带约三分之一的质量,赤道半径达470公里,大约是月球四分之一。

谷神星(左下)与月球、地球的实际大小比较。
谷神星(左下)与月球、地球的实际大小比较。来源:Wikimedia Commons

  谷神星同是也是天文学家了解最深入的矮行星,美国NASA的曙光号(Dawn)探测器自2015年3月进入谷神星轨道,成为了首架环绕矮行星的太空船。曙光号拍摄了大量的谷神星表面高解析力影像,其中位在撞击坑中央的明显亮点,是谷神星最令人惊奇的表面特征。经由曙光号的观测,目前天文学家认为这是富含盐类的矿物质,更与谷神星内部含有大量水份的地层有关。

谷神星欧卡托撞击坑(Occator)的亮斑,由曙光号拍摄。来源:JPL
谷神星欧卡托撞击坑(Occator)的亮斑,由曙光号拍摄。来源:JPL

  在2018年10月曙光号耗尽燃料并停止工作,但在曙光号长达三年的任务中蒐集了大量的谷神星的资料,还有待天文学家持续分析。JPL表示,曙光号将在谷神星轨道上停留至少20至50年以上,也就是说当我们未来几十年里观察谷神星时,谷神星都还有一颗微小的、来自地球的伙伴正在陪着它呢。(编辑/台北天文馆谢翔宇)

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 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  1号小行星兼矮行星之一的谷神星将于2021年11月27日运行至「冲」的位置,也就是与太阳在天球上经度相差180度的位置。此时最大亮度可达7.0等,在冲前后数日整夜可见,越接近午夜时仰角越高,大气扰动较小,是观测的最佳时机。然而因肉眼不可见,必须以双筒望远镜或口径约5-10公分的望远镜加以观察。

  「天体封号一变再变的谷神星」-谷神星是由意大利科学家朱塞普·皮亚齐(Giuseppe Piazzi)于1801年所发现,直径约950公里,是火星和木星之间的小行星带中最大的天体,约占小行星带总质量的三分之一,最初被视为太阳系内的一颗行星,然而随着愈来愈多的小天体在相似的轨道上被发现,因此在1850年代被重新分类为小行星。由于是第一颗被发现的小天体,于是在小行星系统中被赋予了1号的称谓(1 Ceres),而谷神星英文名指的是意大利西西里岛的谷神。

  在2006年国际天文学联合会表决通过对行星重新定义,连带将谷神星由原先的小行星升格为矮行星。目前是唯一在火星与木星之间的主小行星带中的矮行星,也是唯一没有卫星的矮行星。另外,根据NASA的最新探测结果,发现其地底下有疑似海洋的存在,摇身一变成为找寻外星生命的潜在目标。(编辑/台北天文馆吴典谚)

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 ★

  谷神星(1 Ceres)是最亮且唯一能以小型望远镜看的矮行星,即将于2020年8月28日20时08分到达「冲」,即以地球为中心而太阳和谷神星位在两侧、赤经经度相差180度的位置。此时是谷神星最接近地球的时段,距离约1.99AU,亮度为7.7等。

  即使发生冲时,谷神星仍然不太亮,因此需要小型天文望远镜寻找。谷神星位于宝瓶座,附近最亮星是北落师门,可以以此星为引导帮助搜索。冲的前后数日谷神星约19时从东偏南方地平线升起,最好能在21时后观察,仰角比较高避免大气扰动。如果能用摄影方式记录,不但较容易搜寻,更能记录天体的位置变化。(编辑/台北天文馆助理研究员李瑾)

2020/8/28晚上20:08,谷神星所在位置示意图。
   2020/8/28晚上20:08,谷神星所在位置示意图。以上示意图由Stellarium产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  火星表面上拥有成千上万貌似岩浆流的地貌,它们通常位于古老洪水冲刷区域,长达数百公里宽数十公里。先前从太空船影像中无法分辨这类地形是岩浆或泥浆所造成,一组欧洲研究人员模拟火星表面的泥浆运动,认为是水渗入地下,再次以泥浆出现于地表的现象。

  该研究由捷克科学院地球物理研究所领导,在实验室模拟火星的表面温度和大气压力。他们在真空腔模拟火星低压(7mbar)和低温(-20°C)的环境,将泥浆注入后发现泥浆流动方式与地球完全不同。即使-20°C低温,在火星低压环境下水会立刻沸腾蒸发,并且移除泥浆的潜热使泥浆快速冻结,形成如岩浆冷却外貌。但是在地球的大气压力下即使同样寒冷,泥浆结冻较慢也不会形成熔岩形状。研究人员认为这种冰冻泥火山作用也出现在谷神星上,在它的冰冻地壳下拥有水库,谷神星表面神秘的亮点可能是冰冻泥火山喷发造成的,并塑造星球特殊外貌。相关论文发表在Nature Geoscience期刊。(编译/台北天文馆李瑾)

资料来源:美国物理学家组织网

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 双筒望远镜辅助观赏 可拍照 ★★

  矮行星中唯一位在火星与木星之间的主小行星带里的谷神星,同时为1号小行星(1 Ceres),于北京时间5月29日的06:36通过「冲」的位置,即以地球为中心,太阳和谷神星位在地球两侧、赤经经度相差180度的位置。此时是谷神星1年多以来最接近地球(距离约1.752AU)且最明亮的时间,此时的木星也在附近,可将它们一同捕捉于底片中。

  谷神星冲的十天以内位于天秤座东方,天蝎座北端,其亮度达+7.0等,整晚可见,约18:21从东偏南方地平线升起,23:51过中天(正南方仰角约47度) ,隔天05:19从西偏南方西沉。在午夜前后,仰角比较高,大气扰动较小,观察条件比较好。

  以双筒望远镜或口径约5-10公分的望远镜即可观察,不过建议可以利用天文摄影记录这颗天体的位置变化。

谷神星的相对位置,红框内放大图在下方。(点图可放大至原始尺寸)

谷神星与其它星的相对位置,此图为上图的红框放大图,由Stellarium产生。(点图可放大至原始尺寸)

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  十八世纪末,一位德国天文学家约翰.波德,认为自己一定会因为发现一颗新的行星而名留青史,因为他身处行星科学在欧洲蔚为风潮的时代,科学家开始能推算出行星环绕太阳运转的轨迹,并计算出各行星与太阳之间的平均距离。当时已经发现的行星,以地球与太阳的平均距离为单位,也就是所谓的天文单位(AU)。

水星0.39
金星0.72
地球1.0
火星1.5
木星5.2
土星9.5

  有找到其中的规律吗?来看看下方图表,除了火星和木星之间好像少了什么,行星看起来几乎是均匀分布于图中。

1531056436605580.png  这个现象对波德来说意义甚巨,他是虔诚的教徒,认为神一定有特别安排行星的分布,而这些数据上的规律就是最好的证明。当时科学界一致认为,火星和木星之间一定还有其他行星,只是还有没被找到而已。 

  波德以这样的规律为基础,预言比土星更远处还有一颗行星,他更算出了这颗行星与太阳之间的距离。1781年,一位天文学家发现天王星,应验了波德的预言,令人为之震惊。

发现谷神星 

  1800年9月,匈牙利天文学家弗朗兹.冯.扎克男爵率领另外二十三位天文学家组成「天警队」,也展开了相同的探索行动。

  有一位没有收到邀请的天文学家朱塞普.皮亚齐,他在1801年元旦那天,像平常一样观察星星,隔天,他发现有颗星星稍稍移动了一丁点,再隔一天,这颗星星又移动了,因此他有了新的发现。

  皮亚齐似乎确信自己发现了波德一直以来在寻找的那颗行星。尽管皮亚齐忍不住向他人透露他的发现,但他深怕这个消息有任何闪失,提早走漏风声,他语带保留:

「我目前的发现是颗彗星,但由于它没有星云、移动缓慢,相较于一般彗星,这颗星的运行更加规律,所以我推测可能更为惊人。不过我绝不会提前公开我的推测,待我累积更多观察数据后,我便会开始计算它的轨道。」

  我们现在都知道皮亚齐看到的并非是天文学家引颈期盼的新星球。但这个发现的确比找到彗星来得更惊人,因为皮亚齐发现的是人类史上的第一颗小行星──谷神星。

消失的新星

  顿时天文界掀起一股热潮,每个人都想要一份皮亚齐的观察报告,以便自己加入观察谷神星的行列。一晚又一晚过去,这颗星观察起来倒也容易,每天都朝着同一个方向运行,移动的幅度也不大。 但在几周之间,谷神星与地球虽然绕行太阳,却也愈靠愈近,天空太亮使得黯淡的谷神星难以观察。

  谷神星没入夕阳好几个月都没有再出现,而当时现有的策略,都不足以预测谷神星的走向。一位数学天才对这个谜团很有兴趣,当时二十四岁的卡尔. 弗里德里希. 高斯即着手预测谷神星下次出现的位置。

  高斯想出了一个很复杂的方程式,并以多种估算法试图找出答案,以这些新的数学公式以及皮亚齐的观察数据为基础,高斯预测出谷神星的位置。

小行星的贡献

  就如同其他的小行星一样,透过望远镜,谷神星看起来和一般的恒星并没有什么不同。

  但是这颗新发现的「行星」似乎有些不对劲,它的亮度不如从前,看起来比其他行星小得许多。找到谷神星的三个月后,德国天文学家奥伯斯又在火星和木星之间发现了另一颗「行星」,名为智神星。

  威廉.赫雪尔(天王星的发现者)开始怀疑谷神星和智神星并非行星或彗星,而是某种新的星体,他提议将这类星体称asteroid(小行星),这个名字源于希腊文,意思是「像恒星的」,因为小行星除了运行的方式与恒星不同之外,从望远镜上看来其他特征都极为相像。 随着发现愈多的小行星,愈是让人觉得这些星体自成一个范畴,更加确立了赫雪尔的理论。

  而后也证明谷神星其实非常特别,它是内太阳系中最大的小行星(编注:谷神星升级为矮行星后,灶神星成为最大的小行星),直经约达900公里。

  将谷神星称为小行星而非行星,会让许多天文学家认为它好像不太重要,但谷神星无庸置疑是个大发现,它是人类史上第一颗小行星,也是第一个迹象显示太阳系不仅有行星、卫星及彗星的存在。

资料来源:小行星猎人(TED Books系列)