天文小道

我們的太空並不是絕對的黑暗，而是瀰漫著遙遠恆星和星系散發出來的微弱光芒。而太空有多暗，可以告訴我們可見宇宙中究竟有多少星系。天文學家能透過哈伯深空區影像（Hubble deep field）中所有可見天體來估算星系總數，然後再總計這些星系在天空中佔據的面積大小。但是，總有些星系太暗或太遙遠，以致於無法直接偵測，這些星系雖然無法計數，卻還是會散發出微弱的光芒。 太陽系內側充滿了小行星和彗星分解散落在軌道上的細小塵粒，太陽發出的輻射被這些細小塵粒反射或散射而形成所謂的「黃道光（zodiacal light）」。若要測量昏暗星系發出的微弱光芒，天文觀測衛星就必須脫離太陽系內側，以避免黃道光造成的光害。Postman等人之所以不使用在地球附近的哈伯太空望遠鏡來進行他們需要的觀測，原因就在於此。相反地，已經越過冥王星，正在向太陽系外航行的新視野號（New Horizons）就是個條件絕佳的天文觀測衛星，它所觀測到的天空暗度，比哈伯的還暗10倍左右。 太空望遠鏡科學研究所（Space Telescope Science Institute）Marc Postman和NOIRLab的Tod Lauer等人，從新視野號測量的宇宙可見光背景輻射（cosmic optical background）亮度結果可以設定那些無法解析的昏暗星系的數量上限，並從而得出可見宇宙中的星系總數可能只有數千億個，而不是先前理論上認為的2兆個。 2兆的數字，來自利用哈伯太空望遠鏡極深空影像外插估計，並以數學模型演算會有多少星系是因為太小太暗而讓哈伯偵測不到的。他們的計算結果顯示：可見光波段下，宇宙中約有90％的星系都在哈伯的偵測極限外。然而，透過新視野號的影像所得的新結果卻遠低於這個數值，大概相當於所有哈伯可見星系的2倍左右。 Postman等人測量的宇宙可見光背景輻射，相當於著名的宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background，CMB）一樣，只是是在可見光波段，而不是在微波波段。CMB是宇宙大霹靂殘留至今的微弱餘暉，形成的時間早於恆星誕生，天文學家因而可以從CMB推斷大霹靂後約45萬年左右的宇宙概況。同理，這些天文學家也能利用宇宙可見光背景輻射推估宇宙星系總數以及可能處在哪一個時期等的可能範圍。 雖然少了黃道光的干擾，但還有其他因素會影響宇宙可見光背景輻射亮度的測量，其中最大的

29P/Schwassmann–Wachmann是顆調皮的彗星，三不五時就會有個小爆發，讓亮度增亮一些，但往往都是爆發後，才被發現變亮了。而這次法國Jean-Francois SOULIER在2020/11/19捕捉到這個爆發現場，從約16.3等增亮至約13.4等，一個晚上、約9小時，就增長了3個星等左右，真是讓我震撼到了！看動態影像更覺得印象深刻！ 動態影片連結： http://6888comete.free.fr/images/forum/29P_20201119_Outburst_Soulier_.mp4 Jean-Francois SOULIER的29P彗星觀測記錄網站： http://6888comete.free.fr/fr/EquipmentDauban.htm

來自錢卓X射線觀測衛星（Chandra X-ray Observatory）的2000、2004、2006與2014年觀測資料分析後的最新成果，天文學家發現克卜勒超新星殘骸（Kepler's supernova remnant）的擴張速度高達每小時3700多萬公里（約相當於每秒10280公里），比地球上的音速還快25000倍以上；但讓天文學家驚訝的不是這麼高的擴張速度，而是它自400年前爆發迄今，殘骸的擴張速度居然還是這麼高。 克卜勒超新星屬於Ia型超新星（Type Ia supernova），是雙星系統中的白矮星掠奪伴星物質致使質量超過白矮星上限而引發的超新星爆炸。克卜勒超新星殘骸處在我們的銀河系中，位在蛇夫座方向，距離地球約20,000光年遠，西元1604年爆發時，包含克卜勒（Johannes Kepler）在內的許多天文學家都目睹並記錄了這場劇烈爆發事件。 這些天文學家是追蹤克卜勒超新星殘骸X射線觀測中，15個小型節點（knot）的位置變化（200-2014年）測量節點的橫向移動速度，以及2016年取得的X射線光譜譜線的都卜勒位移（來計算視線方向的徑向速度，綜合之後便可估算出節點在3維空間中的真實移動速度。其中移動速度最快的節點，向外移動的速度超過每小時3700萬公里，這是超新星殘骸在X射線領域中測過的最快速度。所有節點的平均移動速度約為每小時1600萬公里，而爆震波（blast wave）則以每小時2400多萬公里的速度向外擴張。這些結果都符合2017年時以錢卓X射線衛星上的另一套儀器，獨立測出的克卜勒超新星殘骸節點移動速度超過每小時3200多萬公里的研究結論，但速度測量比2017年的研究更為精確、方向的涵蓋更全面。 上圖中與下方影片中紅、綠、藍色各代表低、中、高能X射線，影片中顯示的是其中幾個移動的最快的節點的狀況。 克卜勒超新星殘骸的節點運動示意圖。(Credit: NASA/CXC/K.DiVona) 本次偵測到的克卜勒超新星殘骸擴張速度，與那些於其他星系中超新星剛發生爆炸後幾天或幾星期時，以可見光波段觀測到的擴張速度相差無幾；而在爆炸幾十年，逐漸形成超新星殘骸後，那時的擴張速度通常會減緩下來。這樣的比對結果，顯示克卜勒超新星殘骸即便與周圍星際物質發生撞擊，應該會有所延滯，但400年了，擴張速度卻還是幾乎沒有減緩下來。 根據錢卓的X射線光譜資料

廣袤宇宙中，約每秒有一顆恆星發生爆炸，但要捕捉到超新星消失全過程卻相當罕見，好在，哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）耗費了整整一年的時間，最終有幸捕捉到一顆，SN 2018gv。這顆超新星位在距離約7000萬光年遠的一個螺旋星系星系NGC 2525的邊緣，當時哈伯正在執行一個測量宇宙膨脹速率的SH0ES計畫（High-z Supernova Search Team and the Supernovae H0 for the Equation of State）。 圖說：超新星SN 2018gv位在螺旋星系NGC 2525的邊緣，白框框起的中間處。CREDITS:NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU) and the SH0ES team, Acknowledgment: M. Zamani (ESA/Hubble) 超新星爆炸會發出大量輻射，因此在短期內顯得非常明亮，有的超新星爆炸時的亮度，甚至超越其宿主星系的總亮度， SN 2018gv最亮時就是如此 。SN 2018gv最初由日本業餘天文學家Koichi Itagaki在2018年1月中旬偵測到，哈伯從2018年2月開始，全程監看這個超新星從開始消退到完全觀測不到的過程，在這段時間內釋放出的能量，相當於50億倍太陽放出來的總輻射量，相當驚人。下方影片將哈伯一年的觀測濃縮到數秒內。 超新星不僅是恆星爆炸事件這麼簡單，其中的Ia型超新星還可以做為量天尺來測量所在宿主星系的距離，天文學家可藉此估算星系彼此遠離的速度，並進而估計宇宙膨脹速率與宇宙年齡，因此成為哈伯的重點觀測目標。Ia型超新星是一顆白矮星與一顆主序星組成的雙星系統中，白矮星搶奪伴星物質累積在其表面，直到白矮星總質量超過1.44倍太陽質量的錢卓極限，其核心溫度足以致使熱核反應失控，最後引發了超新星爆炸。由於Ia型超新星爆炸發生時，白矮星有質量上限（錢卓極限），所以基本上其絕對亮度都相同，天文學家稱之為「標準燭光」，這就是Ia型超新星之所為可以成為量天尺的原因。 CREDITS: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU) and the SH0ES team 資料來源： Hubblesite , 2020.10.01

2020/11/15晚上20:00的星空 1.傍晚天黑之後，白色的木星和淡黃色的土星在西南邊天空，鄰近人馬座M75球狀星團，兩者之間的距離會愈來愈接近，12/21是木星和土星最接近的時候，但它們在傍晚西南邊的仰角高度也愈來愈低。其中， 11/01 18:00，木星-2.2等，土星+0.6等，兩者相距約5.5度，南偏西方仰角約40度； 11/16 18:00，木星-2.1等，土星+0.6等，距離縮減到約3.5度，西南方仰角約35度； 12/01 18:00，木星-2.0等，土星+0.6等，距離僅剩約2.2度，西南方仰角30度； 12/16 18:00，木星-2.0等，土星+0.6等，距離僅約0.6度，西南方仰角約20度，月齡1.8的眉月在它們的下方接近地平面處； 12/21 18:00，木星-2.0等，土星+0.6等，距離僅約0.1度，西南方仰角約16度； 2021/01/01  18:00，木星-1.9等，土星+0.6等，相距約1.2度，西南方仰角約10度。 2. 紅色戰神－火星在傍晚的東到東南方天空，仰角從11月初的25度快速增加到50度，但亮度從月初的-2.1等快速降至月底的-1.1等，視直徑也從20角秒減少到14.5角秒。雖然亮度在一個月內降了1個星等，但以肉眼觀察通常不會有太大感受，而且它在亮星貧乏的秋季星座雙魚座中，所以仍然會覺得它很亮～ 3. 11/2-4一年中，正午時間最早的日子，臺北地區這幾天的正午時間為11:37。其他細節詳如下方第13點。 4. C/2020 M3（ATLAS）彗星於10/26過近日點（1.27AU）後預定在11/8達到最大亮度，約可達8等左右，位在獵戶座參宿七和肩膀的參宿五之間，幾乎整晚可見，觀測條件良好。相關照片和彗星訊息可參考吉田誠一彗星網 http://www.aerith.net/comet/catalog/2020M3/2020M3.html 。 2020/11/1-12/31的凌晨0時，C/2020 M3(ATLS)彗星所在位置示意圖。 5. 11/11水星西大距，是水星最適合觀察的時機之一，只是要早點爬起來喔！亮度-0.6等，天亮前東方低空仰角約18度的地方。在他上方約5-6度遠之處是室女座角宿一，角宿一上方約5-6度遠之處則是明亮的金星，金星上方約20度遠之處是殘月。四者幾乎排成垂直於地平面的一直線，可以用稍廣一

下面這幅影像是歐南天文台(ESO)甚大望遠鏡(Very Large Telescope, VLT)拍攝的行星狀星雲NGC 246，因其如同人類頭蓋骨模樣的特異外型而被暱稱為「顱骨星雲（Skull Nebula）」或「骷髏星雲」，有的業餘天文愛好者則稱它為「小精靈星雲（Pac-Man Nebula）」。這個星雲位在鯨魚座方向，距離地球約1600光年，這是一顆類太陽恆星演化到末期，外層大氣向外擴張所致，而殘餘的核心部分則演化成星雲中央的那顆白矮星。 天文學家好幾世紀前就已經知道這個星雲的存在，但直到2014年天文學家研究後才發現，星雲怪異的外型是牽涉到白矮星與另一顆相距約500AU的恆星組成密近雙星，然後又與約1900AU遠的第三顆恆星互繞的結果。這是第一個發現在其中心有三合星系統的行星狀星雲。 不同的元素在不同的溫度和環境下會發射出不同波長的光，天文學家可藉以追蹤天體的化學組成和結構等各項特徵。畫面中紅色部分是氫元素觀測結果，而淺藍色則是氧元素觀測結果。 資料來源: ESO , 2020.10.30