天文小道

黃道光和對日照都是太陽系黃道面上的塵埃反射太陽光的結果，只不過是在不同的時間、朝不同方向觀看的結果，但看起來的感受大不相同。 黃道光 秋分前後日出前2-3小時，可在東方天空看到白色三角形黃道光亮錐，常被誤以為是曙光而有假曙光或偽曙光（false dawn）之稱。 黃道光是太陽系內微塵粒子散射太陽光的結果，因塵埃是以太陽為中心、成透鏡狀分佈在黃道面上，故從地球上看來便成了三角錐狀，底部最寬時約有40度，高度最高可接近70度，最亮的區域幾乎與銀河一樣亮。在赤道區域比較容易觀察黃道光，緯度愈高觀察的難度也越高。 以下為中央大學鹿林天文臺觀測助理蕭翔耀先生於2012/10/18秋分後拍攝的星空運動，在影片後段可見東方天空有愈來愈亮、三角錐狀亮區，那就是黃道光。

2019/09/22的21:31是今年的秋分時刻，太陽沿黃道由北向南通過赤道降交點（赤經12時、黃經180度之處），目前的秋分點位在室女座中。此時陽光直射赤道，日出於正東、日沒於正西，幾乎晝夜等長。秋分後的日出日沒位置逐漸偏南，晝漸短而夜漸長，直到冬至為止，因此秋分象徵著進入了北半球秋季和南半球春季。 圖說：太陽沿黃道在天球上的運動示意圖。 以下的影像，則是Robert Simmon以氣象衛星Meteosat-9拍攝的2010-2011年兩分兩至四個特殊時間點的地球影像，可以清楚呈現兩分兩至時太陽照射地球的狀況。其中2010/12/21為冬至，2011/3/20為春分，2011/6/21為夏至，2011/9/20為秋分，以上日期為世界時。 氣象衛星Meteosat-9所拍攝的2010-2011年兩分兩至時刻的地球影像。 Credit:NASA（ 點此可見動態影像 ） 由於氣象衛星是所謂的同步衛星，在地球赤道上空繞地球公轉的速度與地球自轉速度相同，因此在其下方的地表上，看起來就像是靜止在天空中一樣，故又有「靜止衛星」之稱。這個氣象衛星影像的中心點約在非洲以西的南大西洋上，各影像右下角是非洲大陸，右上角近邊緣處則可見阿拉伯半島，正上方為地理北極，正下方為地理南極。 因為地球自轉軸相對於公轉面的法線方向傾斜了約23.5度，所以可以見春分與秋分（影像右上與右下）太陽直射赤道，使日夜分界線是從南極到北極，垂直將地球劃分為晝夜兩個半球。冬至時（左上），太陽直射南迴歸線，地球北極圈（北緯66.5度）以北的區域落入了所謂的「永夜區」，完全籠罩在黑暗中；相反地，南極圈（南緯66.5度）以南區域則是太陽24小時都在地平線上的永晝狀態。而夏至（左下）則和冬至相反，太陽直射北回歸線，北極區在永晝狀態而南極區在永夜狀態。 由於秋分前後太陽直射赤道，使得日夜交界線（terminator）恰好與地球赤道面垂直，站在赤道地區的人，其正午時刻的太陽將在正頭頂；站在南極點或北極點的人，太陽幾乎24小時貼在地平面上轉一圈。這是個很有意思的現象喔！春分過後，南極點的太陽將在地平線下，進入永夜狀態；相反地，北極點的太陽則始終在地平線上，進入永晝狀態。這種狀況將持續到秋分，太陽再度直射赤道，兩極點所見太陽再度貼平地平線為止，之後便兩邊交換永晝與永夜的情況。以下影片為南極永晝的影片，給大家參考。

國際電波天文研究中心（ICRAR）科廷大學（Curtin University）分校的CSIRO天文學家Chenoa Tremblay和Steven Tingay等人，利用位在西澳中部的墨奇森廣視野電波望遠鏡陣列（Murchison Widefield Array，MWA），如下圖（Credit: Dragonfly Media），在低頻波段搜尋外星人科技的訊息，然而掃描超過船帆座（Vela）方向約1000多萬個恆星系統之後，卻沒有得到丁點兒發現。這項搜索工作涵蓋的天區，是先前類似計畫的數百倍以上。如果不是剛好這個方向上沒有外星人存在，就是這個方向上的外星人（如果有的話）文明尚且不明。 Tremblay等人搜尋用的頻率類似地球上的FM電台，可能是智慧生命的科技信息可能發出的強力電波輻射，因此被稱為「科技標示（technosignatures）」，廣泛應用在以電波波段尋找外星生命的研究領域中。 MWA很特別，其可觀察的是也範圍非常廣，所以可以同時觀測數百萬顆恆星，而Tremblay等人利用MWA總共在船帆座方向觀測了17小時，比先前類似計畫的廣度和深度高了百倍以上。但即使如此，搜尋結果並沒有發現任何科技標示，換句話說，沒有發現智慧生命的訊息。 Tremblay等人對此結果卻不表意外。就像英國作家道格拉斯·亞當斯（Douglas Adams）在他科幻小說「銀河便車指南 (The Hitchhikers Guide to the Galaxy)」中所說的：「太空很大，真的很大！」所以雖然Tremblay等人的工作是迄今最龐大的智慧生命搜尋工作，但所涵蓋的太空範圍只能算是滄海一粟、九牛一毛。而科學家也無法確認外星文明究竟會發展出甚麼樣的科技，所以搜尋方式必須更加多元化，才能增加搜尋到的機率。因此，外星生命搜尋工作，還有一條很長的路要走。 不過，觀測設備的進步，有助於這項研究工作，例如即將在西澳建置的SKA低頻電波陣列，能同時搜尋能力高達數十億顆恆星，且有能力偵測鄰近行星系統中可能發出的與地球相似的電波訊號，也就能獲得更進一步的結果。 資料來源： International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) , 2020.09.08

南非東開普敦省羅德斯大學 (Rhodes University)的Viral Parekh等人在2019年5月利用南非的MeerKAT電波望遠鏡，在一個鄰近的低質量、合併中的星系團A2384邊緣發現一個單一電波遺跡（radio relic），如下圖中紫紅色輪廓線標示的部分，這個電波遺跡其實是個彌散、狹長的同步加速電波源，通常是在星系團周邊以特別的單弧或雙對稱弧的型態出現。由於與星系團合併時產生的震波有關，但現今已知的這類電波遺跡數量並不多，因此天文學家目前正在積極的在合併星系團附近搜尋這類電波源。 A2384星系團紅移值僅約0.092，以天文尺度而言並不算遠，但總質量只有261兆倍太陽質量，是個低質量星系團，是星系團這個大尺度天體中的小矮子。A2384的結構複雜，包含兩個主要部分，分別標示為A2384(N)和A2384(S)次星系團（sub-cluster，上圖中的白色區域），兩者間有約長達230萬光年的緻密X射線纖維狀結構相連。這兩個次星系團應該是正在合併中的星系團，其中A2384(S)質量小一些，而A2384(N)則大一些。 電波遺跡似乎是從A2384(S)的底部延伸出來的，整體呈現東南-西北走向，且幾乎與A2384合併軸垂直，大小相當於270萬光年×86萬光年，在1.4GHz的電波功率強達每赫茲3.87億拍瓦（PW/Hz，p為peta，代表10^15，千兆的意思）。從這些幾何形狀、位置和大小的訊息，都顯示這個電波遺跡和合併震波（merger shock）以及A2384星系團有關。 再者，MeerKAT觀測資料還顯示這個電波遺跡在941-1454MHz波段是個陡譜源（steep-spectrum source），譜指數（spectral index）達-2.5，顯示在合併震波中出現前期相對論性電子（pre-relativistic electrons）被重新加速（re-acceleration）的現象。 Parekh等人認為這個電波遺跡最可能是因為低質量A2384(S)星系團經過大質量A2384(N)星系團的過程中所產生的震波向外傳遞的結果。這個過程應該同時會在兩星系團之間的熾熱X射線纖維狀結構中形成一道尾跡（trail）。在兩個次星系團交互作用過程中，A2384(S)穿越A2384(N)，此時大量熾熱氣體和許多星系因而順著合併的方向被甩出次星系團。 除了在A2...

 想像一場超新星爆炸事件發生時，你將在天空中看到比滿月還亮的爆炸星體，好像挺有趣的。但是，對爆炸發生當時的地球生物來說，爆炸發出的是能導致物種滅絕的嚴酷死亡輻射。根據美國伊利諾大學（University of Illinois）科學家Brian Fields等人近期研究結果：在地球岩石中發現的特定放射性同位素紀錄能確認這些事件真實發生過，而且這樣的超新星爆炸導致地球物種滅絕事件可不止發生過一次。其中約3.59億年前、泥盆紀（Devonian）到石炭紀（Carboniferous）交界的滅絕事件，很可能也是其中一樁超新星爆炸導致的滅絕事件。 Fields等人在泥盆紀-石炭紀交界岩石中找到數十萬帶植物孢子，這些孢子似乎遭受過陽光中的紫外線灼傷，這是曾發生過長期臭氧耗竭（ozone depletion）事件（即造成平流層中出現臭氧洞的事件）的證據。諸如大規模火山活動或全球暖化等地球災變也會摧毀臭氧層，但這段期間內是否出現過這些地球災變並無定論。Fields等人反倒是提出可能在離地球約65光年遠之處，曾發生過1次以上超新星爆炸事件，導致地球臭氧長期流失。不過若此想法為真，現在離地球最近、最可能發生超新星爆炸的恆星是獵戶座的參宿四，距離超過600光年，比可能引發地球生物滅絕的25光年死亡線還遠得多了。還有其他可能引發臭氧耗竭事件，例如隕石撞擊、太陽爆發、伽馬射線爆發等。但這些事件都結束得很快，不太可能導致像泥盆紀末期那樣的長期臭氧耗竭現象。 一次超新星爆炸事件會造成2次毀滅事件。爆發後的紫外線、X射線和伽馬射線是第一波轟擊地球的殺手，隨後超新星殘骸衝擊入太陽系，那些被超新星加速的宇宙射線會長時間發出輻射，這是第二波殺手，對地球本身和大氣中的臭氧層的破壞時間能延續10萬年左右。然而，從化石中取得的證據顯示，生物多樣性（biodiversity）降低現象持續了30萬年左右，導致泥盆紀-石炭紀的生物滅絕事件，這個時間比預估的久得多，顯示當時可能經歷過多次鉅變，或許是多次超新星爆炸導致的。大質量恆星通常誕生在星團裡，星團裡必定還有其他大質量恆星，所以很有可能某個超新星爆炸後不久，緊接著就會發生另一個超新星爆炸。 讓Fields等人確認當時發生過超新星爆炸的關鍵證據是在岩石和化石中發現放射性同位素鈽-244（plutonium，Pu）和釤-146（samarium，Sm）。鈽-...

來到冷冷清清的秋天了，這個月天象少，但還是有值得觀賞的： 2020年9月15日晚21:00的星空 1. 木星土星還在人馬座茶壺的把手邊，傍晚天黑之後在南方偏東的天空，午夜後西沈。 2. 火星接近雙魚座的母魚一側，接近V字形的尖點附近，9月初的亮度已經超過-1.8等，比天狼還要亮，是全天空除了太陽、月亮、金星和木星之外第5亮的，附近又沒有其他亮星，所以非常明顯；此外，視直徑超過19角秒，目前已經進入適合觀察的季節，以望遠鏡可以看到火星表面的一些明顯地形特徵。 火星將在10/14到達2年一度的衝的位置，最亮時亮度達-2.6等，且這次是2018年大衝過後的衝，視直徑還算大，達22.3角秒。而且，這次火星衝的時候，位在雙魚座中，午夜前後幾乎在天頂附近，星光穿透的大氣層比往年仰角低的時候薄，相較之下，大氣擾動少而寧靜，使火星影像能比較穩定，拍出來的火星表面特徵就會比較清晰。 3. 9/6凌晨月齡18的虧凸月接近火星。 4. 9/12海王星衝，也就是以地球為中心，海王星和太陽相差180度的位置，亮度+7.8等，視直徑2.4角秒，距離28.92AU，整夜可見，但必須透過雙筒望遠鏡或一般業餘望遠鏡才能觀察到。位在雙魚座小環以南的寶瓶座中。2.4角秒的視直徑大小，即使透過一般望遠鏡觀察，還是只能見到似乎比一般星點大一點的青藍色星點，和4.2等的紅色寶瓶座Phi星相距2-3度左右，兩者顏色對比分明，可以一併觀察欣賞。 5. 9/13-14凌晨天亮前，金星行經鬼宿星團M44以南的地方，殘月同時在9/14來到金星和M44附近，透過望遠鏡觀察，可以看到殘月和金星的亮緣位在同一側（朝向東方，或者說，觀測者面朝東方觀察時，殘月和金星的亮緣會朝向下方）。適逢9/22為秋分，天亮前2-3小時是觀察黃道光的好時機，而此時的金星將剛好位在黃道光的三角錐形亮區的頂端附近。 6. 9/22秋分，太陽在黃經180度（在室女座方向），黃道與赤道的降交點上。陽光直射赤道，晝夜幾乎等長。秋分後，陽光直射位置漸漸偏南，白晝漸短而黑夜漸長，直到冬至為止。 秋分前後的日出之前2-3小時的東方地平附近，由於黃道幾乎與地平面垂直，太陽系黃道面中的微小塵粒反射散射太陽光而形成上窄下寬的三角形亮區，稱為「黃道光」，看起來和天空即將變亮的曙光很像，所以秋季的黃道光又被稱為「偽曙光」。不過黃道光並沒有非常明亮，必須在空氣乾淨透明且光...