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捕捉29P彗星爆發瞬間

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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

400年了,克卜勒超新星殘骸擴張速度還是快得不得了!

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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...

哈伯罕見地偵測到超新星從開始消退到完全不可偵測的全部過程

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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

詭異的顱骨星雲

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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

ALMA呈現火山活動對木衛一大氣的影響程度

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天文學家透過阿塔卡瑪毫米/次毫米電波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA)對木衛一(Io,埃歐)進行觀測,首度呈現出火衛一活躍的火山活動對其大氣的直接影響程度。 火衛一是木星四大伽利略衛星中最靠近木星的一顆,也是太陽系中火山活動最活躍的衛星。在其表面已鑑別出400多座活火山,三不五時就會噴出含硫氣體,使得火衛一表面被凍結在表面的含硫物質染上了黃、白、橘、紅等繽紛色彩。 火衛一有大氣層,只是稀薄得不行,濃度只有地球大氣的10億分之一而已。但就這稀薄得不得了的大氣層,讓天文學家得以透過它一窺火衛一的火山活動,再藉以了解火衛一的內部結構,以及色彩繽紛的地表下正在發生甚麼事。 先前研究曾顯示木衛一大氣中主要成分是二氧化硫氣體,但是,雖然這種成分通常源自火山活動,天文學家仍不清楚這些二氧化硫氣體究竟是直接來自火山活動,還是堆積在地表的二氧化硫冰受到陽光照射後直接昇華成氣體的結果?為了區別到底是哪種過程,這些天文學家動用ALMA,觀測發生木衛一食發生時,木衛一進入(初虧-食既)和脫離(生光-復圓)木星影子的影像。 當木衛一進入木星影子時,沒了陽光直接照射,木衛一表面氣溫將低到讓二氧化硫無法維持氣態而凝華在木衛一表面。這時候,木衛一大氣中若還有二氧化硫氣體,那麼當然就是火山活動即時補充的結果,換言之,此時偵測到的二氧化硫氣體含量就是火山活動的影響度。 在ALMA精密測量之下,天文學家首度清楚的觀測到從活山噴出的二氧化硫(SO2)和一氧化硫(SO)煙流(plume)。從這些觀測影像,天文學家估計木衛一大氣中有30-50%的這些氣體是直接來自活火山的結果。 此外,ALMA影像還顯示有第三種來自火山的氣體:氯化鉀(KCl),而且發現氯化鉀的地方並沒有同時發現二氧化硫和一氧化硫,這表示在木衛一各個火山下的岩漿庫並不相通。 木衛一的火山活動之所以這麼活躍,是因為它和我們月球一樣,是以同一面面對木星,再加上以橢圓軌道繞木星公轉過程中距離遠近改變,木星對木衛一的重力強度也會隨之改變,使木衛一不斷變形,內部受到強烈摩擦所致,這種現象稱為「潮汐加熱(tidal heating)」。此外,來自其他衛星,例如木衛二(Europa歐羅巴)和木衛三(Ganymede加尼米德)等的重力拉扯也加劇了木衛一的潮汐加熱現象,造成像直徑超過200公...

天文學家認為有些外星人或許也能看到我們! 所以趕緊展開微笑,揮手致意吧!

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當你在橋上看風景,你也是他人眼中的風景。著名天文學家兼科普作家卡爾‧薩根(Carl Sagan)建議航海家1號向太陽系外航行到離家數十億公里遠時,回頭拍張地球影像,這張讓無數人傳頌欣賞的地球影像,現在甚至被暱稱為「淡藍小點(Pale Blue Dot)」。可是你知道嗎?從某些遙遠的系外行星表面,其實也可以反過來觀測到地球的生物指標喔! 到底哪些恆星系統可以發現地球上的生命?關鍵就在地球繞太陽公轉的黃道面上。美國藝術與科學學院(College of Arts and Sciences)暨康乃爾大學卡爾‧薩根研究所(Cornell's Carl Sagan Institute)天文學家Lisa Kaltenegger,以及理海大學(Lehigh University)物理學家Joshua Pepper,已從凌日系外行星巡天觀測衛星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,TESS)的星表中,鑑別出在其適居區可能有類地行星的1,004顆主序星,這些主序星全都距離地球在300光年以內,有些甚至明亮得在地表用肉眼就看得到,如果它們剛好位在與地球、太陽在同一視線方向上的話,那麼這些距離很近、又能觀測到地球凌日現象的系外行星上的外星人,便有機會能偵測到生命遺留在地球大氣層中的化學痕跡。 剛好與地球-太陽在同一視線方向上,能觀測到地球凌日的系外行星,應該只占所有系外行星中的很小一部分。所以這上千顆已鑑別出或許能觀測到地球凌日的系外行星都值得予以注意,如果發現哪一顆可能有活躍的生物圈特徵,那麼或許該行星上就有[人]正在看著地球呢!而若這些[人]是智慧生物,那麼或許有一天它們會發現地球,甚至來到地球,和我們來個[第三類接觸]也說不定。為了這個[或許],Kaltenegger和Pepper繪製了得優先注意的星圖,在明年韋伯太空望遠鏡啟用後,期望能從中獲得有效的訊息。 資料來源: Phy.org , 2020.10.21

銀河系和仙女座大星系已經開始進入合併過程

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 仙女座星系(Andromeda galaxy, M31)是離銀河系最近的大型星系,大約250萬年遠。天文學家估計:由於仙女座星系正以每秒110公里的高速衝向銀河系,大約50億年後,這兩個星系將碰撞合併。所以,在M31逐步向銀河系靠攏的過程中,地球的天空景觀將漸漸地改變。不過AMIGA計畫(Absorption Map of Ionized Gas in Andromeda)提出的最新研究結果顯示:其實不用等上幾十億年,因為這個合併過程已經開始了! 圖一:想像中數十億年後,仙女座星系直徑比滿月直徑還大6倍時的景象。 Original background shot of the moon by Stephen Rahn. Andromeda galaxy image via NASA. Composite photo by Tom Buckley-Houston. AMIGA研究者利用哈伯太空望遠鏡取得的M31星系影像進行研究,在2020年初時就發現M31周圍有龐大的氣體暈 。像M31和銀河系這類星系,周圍都有被氣體、塵埃、遊蕩的恆星和暗物質等包圍的結構,稱之為「星系暈(galactic halo)」。星系暈通常非常暗,肉眼極難察覺它們的存在;天文學家是透過M31後方極遙遠的類星體發出的光被其星系暈吸收的狀況來測量M31星系暈的大小。結果讓這些天文學家們相當驚訝,因為星系暈綿延到比先前已知的邊界還遠很多的地方,事實上,已經綿延到130萬光年遠,大約是M31到銀河系距離的一半左右,甚至在其他方向綿延得更遠,達200萬光年左右。 圖二:天文學家利用43個類星體(橘色圓點)所繪製出的仙女座星系氣體暈(紫色光暈)的範圍。Credits: NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI) 那麼,這意味著銀河系和M31的星系暈已經短兵相接了嗎?由於我們身在銀河系中,很難去偵測到真正的銀暈範圍到哪裡,但因M31和銀河系的大小與外型非常相近,天文學家因而大膽的猜測銀河系的銀暈大小應該和M31星系暈相去不遠。若此為真,那麼,M31和銀河系的星系暈的確已經交鋒,換言之,銀河系和M31的碰撞合併事件其實已經開始拉開序幕。 隨著M31愈來愈靠近銀河系,它的視直徑(看起來的大小)就隨時間愈來愈大。圖一中顯現的M31視直徑已經是滿月直徑的6倍左右,不過實際看到的M3...

墨奇森電波陣列搜尋1000多萬個恆星系統,沒發現任何有關外星人科技的訊息

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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

天文學家在鄰近星系團中發現電波遺跡

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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...

超新星爆炸可能曾導致地球物種滅絕事件

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 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-...

天文學家首度親眼目睹從小行星轉變成彗星的過程,可惜得等到2063年才能完全變身

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就像神話故事裡半人、半馬造型的生物,太陽系中的半人馬天體(centaurs)是介在小行星和彗星之間的奇特天體。美國亞利桑那大學(University of Arizona)行星科學家Kat Volk等人近日捕捉到一顆小行星似乎正在轉變成彗星,不過整個轉變過程可能得持續數十年,直到2063年才能完全轉變完成。但這個發現提供了天文學家一個獨一無二的機會,可以即時且仔細地觀察這個彗星誕生過程。 這個原來小行星編號2019 LD2的天體目前已賦予彗星編號P/2019 LD2,是2020年5月時由業餘天文學家Sam Deen和Tony Dunn首先發現它似乎具有彗星特徵,而後夏威夷大學(University of Hawaii)的Alan Fitzsimmons和Henry Hsieh透過ATLAS望遠鏡(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System)確認的確有彗星特徵,並被歸類為木族彗星(Jupiter-family comet),會受到木星重力影響而改變軌道。天文學家從它的軌道推定它是顆半人馬天體,天體的軌道並不穩定。由於它混合了岩質和冰質兩種成分,而且是繞著太陽公轉,所以天文學家很久以前就開始懷疑半人馬天體就是那個能將古柏帶天體(Kuiper Belt objects,KBO)以及短週期彗星之間相互連結的遺失環節。 在聽說LD2出現彗星特徵的消息後,Volk、Sarid等人模擬了數千次這個天體的可能軌道,以探尋這個天體曾來自何處、將去向何方。結果發現LD2可能曾在1850年代接近土星,而在2017年近距離飛掠木星後才進入現在的軌道。LD2將在43年後的2063年離開現有軌道而後向太陽接近,屆時太陽的熱量可能會使彗星的揮發性成分大量昇華成氣體而形成一條非常明亮的彗尾,原本的古柏帶天體完全轉變為彗星,夠年輕(或夠長壽)的天文學家可以全程目睹它的全部變身過程。 Volk等人在2019年時發現就在木星軌道以外之處有個區域內,她們稱之為「閘門(Gateway)」。此區域就像個過渡區,小型天體從太陽系外側遊蕩到太陽系內側的過程中,在閘門處受到的太陽熱度會剛好讓它們能從冰球開始發展出彗髮和彗尾等彗星特徵,SETI研究所的行星科學家Gal Sarid開玩笑說:這裡就像是「彗星孵化器(comet incubator)」一樣。 古柏帶天體是位在...

金星有趣的五芒星周期軌跡

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 以地球為中心,觀察並繪製金星在天空中的運動軌跡,有個8地球年(8×365.25地球日)周期性,相當於13金星年(13×224.8地球日);而且其運動軌跡的型態,可以用「五芒星(pentagram)」來形容。早在久遠之前的人們就已經知道這個周期性,例如消失在歷史長河中的馬雅文化。有人用五芒星來形容最內側部分的軌跡圖,也有人用五瓣玫瑰(five-petalled rose)來描述,你覺得像嗎?作家丹‧布朗(Dan Brown)知名小說「達文西密碼(The Da Vinci Code)」裡提到的「玫瑰經線(Rose Line)」不知是否與這個有相關? 五芒星,五角星形,代表這8年中,金星會最接近地球5次;然後下一個8年,金星會幾乎重複相同的軌跡。如上圖是Earthsky的編輯Guy Ottewell所繪製2016-2023年間,從黃道北極上空向下俯視太陽系所見到的金星相對於地球的位置變化,即以地球為中心繪製的金星移動軌跡,春分點在圖的正右方,圖中的黃色大圓點代表太陽在每個月月初的位置。 其中,金星向內繞到最內側的時候通常是金星處在內合的位置,此時金星介在太陽和地球之間,是金星離地球最近之時,這幾次內合都位在不同的方向;而向外繞到最外側時則是金星在外合的位置,即太陽在金星和地球之間,是金星離地球最遠之時,也都位在不同的方向。如果你跟著軌跡移動,就會發現兩次時間相鄰的內合,位置卻不見得也是相鄰,而是互相間隔了一個角,例如2017到2018的內合,位置就隔了2022的內合。 其實這個圖有個缺點是沒有體現立體的日心軌道模式。事實上,金星繞太陽公轉的軌道平面,與地球繞太陽的平均黃道面之間有個8度的夾角,而且並不是正圓形,這就讓這5次內合的妹是狀況都會差一些。例如: 2017/03/25:在雙魚座,金星從太陽以北8度之處通過,距離太陽0.28AU,視直徑為60"。 2018/10/26:在室女座,從太陽以南6度之處通過,距離0.27AU,視直徑62"。 2020/06/03:在金牛座,從太陽以北0.5度之處通過,0.29AU,58"。 2022/01/09:人馬座,從太陽以北5度之處通過,0.27AU,63"。 2023/08/13:巨蟹-獅子-長蛇邊界,從太陽以南7度之處通過,0.29AU,58"。 作者幾年前接觸了一本天下文化出...

類太陽恆星能容納適居系外行星的數量可不少

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 美國加州大學河濱分校(University of California, Riverside)天文生物學家Stephen Kane等人最新研究顯示,系外行星系統Trappist-1可能在缺乏像木星這樣的氣體巨行星之餘,還能擁有7顆類地行星。相關論文發表在天文物理期刊(Astronomical Journal)中。 在宇宙中搜尋生命的主要目標,大都放在恆星的適居區(habitable zone)中,即恆星周圍的行星表面溫度恰好可以讓水以液態存在的區域,而液態水通常是生命生存的必需品。 Trappist-1擁有7顆行星,其中在適居區裡的是3顆類地行星。這項發現讓Kane等人好奇:一顆恆星到底最多能擁有幾顆適居行星?而我們的太陽現在為何只有1顆適居行星?這不公平啊!Kane等人於是建立一套模擬不同大小的行星環繞恆星公轉的電腦程式,計算在數百萬年內,行星如何彼此重力交互作用。 結果發現某些恆星能擁有7顆行星,而且其中一顆類太陽恆星或許能擁有6顆表面有液態水的適居行星。Kane表示:若超過7顆行星,則行星會因為彼此太靠近而致使軌道不穩定。 那麼,為什麼類太陽恆星明明最多可以容納6顆適居行星,我們的太陽系卻只有一顆呢?如果行星公轉軌道是圓形,而不是橢圓或不規則狀,那麼便可減少行星彼此近距離靠近的機會,使軌道能維持穩定。 Kane等人猜測,木星的質量是其他幾顆行星總質量的2.5倍之多,所以很可能就是因為木星這個龐然大物的存在,會擾動其他行星的軌道,從而限制了太陽系的適居性。 目前已知僅有為數不多的恆星在其適居區內有數顆行星。為了進一步查找答案,Kane等人將目標定在全部都是小型行星環繞的恆星們,利用如NASA噴射推進實驗室(JPL)的適居行星天文台等望遠鏡直接拍攝這些恆星的影像。其中一顆已確認的目標星是距離僅約27光年遠的獵犬座β星(Beta CVn),它沒有類似木星的行星,符合都是小型適居行星的研究前提。此外,他們未來的模擬還計畫加入有關適居系外行星的大氣化學等因素。 類似Kane等人研究的計畫還有好幾個,都在以新的思路探索系外生命,甚至能反餽給科學家,藉以瞭解什麼樣的狀況能促使地球上的環境隨時間改變成生命得以生存的模樣,而未來要怎麼維持地球的適居性等議題。 資料來源: Phys.org , 2020.07.31

鳳凰座星流:一群被時光遺忘的古老恆星

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澳洲雪梨大學(University of Sydney)博士生Zhen Wan和他的指導教授Geraint Lewis等人,利用位在澳洲新南威爾斯(New South Wales)的英澳望遠鏡(Anglo-Australian Telescope),測量鳳凰座中一股恆星的運動速度,結果在銀河系邊緣發現一個破碎的球狀星團遺骸,推測可能是在至少20億年前被我們銀河系扯碎的結果。由於是位在鳳凰座方向,因此稱為鳳凰座星流(Phoenix stream)。讓這些天文學家驚訝的是:這個星流中的恆星的金屬豐度(metallicity)比其他類似的球狀星團還低很多,強烈顯示鳳凰座星流潰散前的原星團應該是同類型星團中的最後殘存者,而且其起源和演化都與現今已知的其他球狀星團不同。相關論文發表在自然(Nature)期刊中。(註:比氫與氦還重的一律統稱為重元素或金屬元素,恆星含有的重元素比例稱為金屬豐度。) 鳳凰座星流:古老球狀星團的遺跡 銀河系中已知的球狀星團約有150個,每個都是由數十萬到上百萬顆恆星所組成的龐大球狀集團,絕大部分球狀星團位在銀河系的銀暈中,環繞銀河中心公轉。這些球狀星團大都相當古老,見證過去數十億年來的銀河系成長過程。 大霹靂(the Big Bang)後所製造的最原始化學元素就是氫和氦,其他的重元素基本上都是通過恆星內部核融合反應和超新星爆炸而製造出來的。所以在恆星的世代更替中,金屬豐度愈高,代表恆星誕生的年代愈接近現代,反之金屬豐度愈低,代表恆星誕生的時間愈早。 圖說:(左圖)藝術家想像的鳳凰座球狀星團被銀河系扯碎後形成的纖薄星流。(右圖)藝術家描繪,天文學家針對隸屬於離散的鳳凰座星團中明亮的紅巨星進行化學組成的測量。Credit: James Josephides, Swinburne Astronomy 以往的銀河系球狀星團觀測結果,發現其成員星富含早期星體製造出來的重元素。現行相關理論認為這既然與更早期星體有關,那麼應該不可能發現不具有重元素的球狀星團,反過來說,若金屬豐度低於某個下限的條件下,不可能形成球狀星團。現在,鳳凰座星流打破了這個理論假說,因為星流中恆星的金屬豐度就在這個「下限」以下,本來是個「不可能存在的球狀星團」。但,它就是存在!那麼,顯然現行球狀星團形成理論是有問題的。 其中一種可能的解決方案就是:鳳凰座星流是一種已「絕種」的球狀星團族群中的...

天文新知:畢宿星團可能在3000萬年內瓦解

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位在金牛座臉部的畢宿星團(Hyades)個疏散星團,距離僅約150光年遠,是離地球最近的星團,以肉眼就能看見星團中的許多成員星。天文學家分析蓋亞(Gaia)觀測衛星測量的畢宿星團成員星以及已經逃離星團的恆星的速度資料,發現這個星團正步入毀滅階段,大約在3000萬年後,這個星團就會徹底瓦解,相對於畢宿星團已約6.8億歲的年齡而言,這個毀滅時間顯得非常短。 像畢宿星團這樣的疏散星團,大約是由數百至數千顆恆星所組成,因彼此間的重力束縛而聚在一起,繞著星團的共同質心的旋轉運動。但因為疏散星團的結構很鬆散,若受到質量最大的恆星發生超新星爆炸衝擊、被鄰近經過的大型氣體雲推擠、星團內恆星間的重力交互作用使質量較小的恆星被甩出去、整個銀河系的重力拉扯等等,都會讓疏散星團開始潰散。事實上,疏散星團很少能撐過10億歲生日。 畢宿星團已經比許多疏散星團長壽了,天文學家是在2018年第一次觀測到星團即將瓦解的訊息。當時透過蓋亞觀測資料,德國與奧地利天文學家組成的研究團隊發現已有大量恆星脫離這個星團。這些脫離星團的恆星在星團前後方形成兩道尾流,這是天文學家第一次在疏散星團附近觀測到這樣的現象。畢宿星團的這兩道尾流各綿延長達數百光年,而星團本身的直徑也不過僅有65光年而已。 劍橋大學(University of Cambridge)Semyeong Oh等人分析研究這個星團流失成員的過程。他們估計畢宿星團剛誕生時,總質量應高達1200倍太陽質量,但現在只剩下300倍太陽質量。事實上,前後兩道尾流中的恆星總量超過畢宿星團現在擁有的成員數,而且星團還在流失成員中,星團擁有能束縛成員星的重力愈來愈弱,又導致有更多的成員星能逃離星團,形成一個惡性循環。 不過,參與發現尾流的天文學家Siegfried Röser指出:現在就說能定出星團末日會精確發生在什麼時候還太早,得透過電腦模擬恆星的質量、位置和速度後,才能得出比較精準的答案。 Oh等人認為:導致畢宿星團即將瓦解的罪魁禍首應該是銀河系。就像月球會導致地球發生潮汐,讓面對月球和背對月球兩側的海面升高,銀河系作用在畢宿星團上的潮汐力也一樣,會讓靠近銀河中心一側的恆星受到的重力拉扯,比遠離銀心一側的恆星多,這將讓畢宿星團整體結構更加鬆散。 不過,即使在星團瓦解後數百萬年,這些恆星還是會持續以相近的位置和速度在太空中移動,所以還是有機會能以位置-速度的方式偵...