有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★

你是否最近早晨起床时觉得天已大亮？根据台北天文馆出版的「天文年鉴」显示，2024年6月6日至6月11日，台北的日出时间将在早上5时03分，这是本年度最早的日出时刻。大约在日出前25分钟，即4时38分，也就是民用曙光始的时刻，就会开始感觉天亮。而这几天的日出时间将比夏至的日出时间还要早！夏至虽然是白昼最长、夜晚最短的一天，但并不是日出最早的一天。这一现象是由于地球自转轴的倾斜、椭圆形公转轨道以及地理位置的差异等多种因素共同影响。如果比较本年度最早和最晚的日出时间，相差了整整2小时又2分钟。而本年度最晚日落的时间则落在六月底至七月初之间，为6月26日至7月9日，因此六月也可以说是年度日照时数最长的月份。

2024年日出日落时间图。

如果我们每天在同一时刻、同一地点记录下太阳在天空中的位置，一年下来，太阳在天空中走过的痕迹称为「日行迹图」。台北天文馆模拟了每日早上7时本年度的日行迹图，发现最早日出的太阳在早上7时已比最晚日出的太阳仰角高了近20度。这也是为什么最近大家出门上班时发现太阳已高挂的原因。

2024年度每日早上7时的「日行迹」模拟图。以上示意图由Stellarium软体产生。

想知道自己所在位置的日出时间，可透过本馆网站的「天象导航通」互动地图来计算，只要点击观测地点，就可显示该地当天的日出、日落精确时刻。（编辑/台北天文馆段皓元）

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： ★

白昼白羊座流星雨（Daytime Arietids, 171 ARI）发生时间从5月下旬持续到7月初，今年预估在6月7日（五）达到极大，每小时天顶流星率约30。白昼流星雨并不是发生在白天，而是指流星雨的辐射点位置接近在太阳的20度至30度以内而不易观察，由于白昼白羊座流星雨辐射点约凌晨3时东升，建议可以在凌晨3时到日出前这段时间，往东北东方向观赏。虽然，随着流星雨辐射点升高，流星数可能增多，但当辐射点位在头顶时，太阳也在天空中使得流星不可见了。‍

2024年6月7日凌晨4时30分白昼白羊座流星雨辐射点示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

白昼白羊座流星雨的来源不明，部分天文学家怀疑流星雨的母体来自掠日小行星伊卡洛斯（Icarus）。由于黎明前流星雨的辐射点靠近地平线，使得流星从辐射点附近水平掠过高层大气，将使流星看起来缓慢而明亮地划过天际。（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 丨 观赏方式： ★★

2024年6月4日清晨东方低空会出现6颗行星排列在一直线上，由地平面往高空望去，分别是木星、水星、天王星、火星、海王星和土星，连月球也会以残月之姿参与其中。更难得的是在同一天亦发生水星合木星，两星相距0.12度，水星亮度为-1.3等，木星-2.0等，位于金牛座，可惜发生合的时间两者皆已位于地平面之下不可见，但还是可以把握4日天亮前在东方低空欣赏水星与木星的倩影。不过，水星和木星相当接近太阳，日出前仰角偏低，需在天气晴朗无光害、东方地平面视野无遮蔽处较有欣赏的机会。而天王星和海王星则在肉眼极限星等之外，需透过望远镜配合星图才能找到。

2024年6月4日4时25分东方天空模拟图，六颗行星齐聚。以上示意图由Stellarium软体产生。

太阳系行星的运行轨道与黄道面大致相同，有些时候会稍高或稍低于黄道面，这是因为行星同样形成于恒星的原行星盘，因此各行星的轨道几乎会在同一个水平面上。而当行星沿着轨道运行，并位于太阳的同一侧时，我们便有机会可以在天空中看到它们看起来呈一直线排列的样子。

当天六颗行星与月球东升的时间分别为土星0时37分、海王星1时7分、火星2时24分、月球2时54分、天王星3时55分、水星4时21分、木星4时24分，而日出时刻为5时4分。由于天王星与海王星肉眼不可见，木星与水星东升时刻相当接近民用曙光始4时38分，要能够看到是相当有挑战性的。（编辑/台北天文馆赵瑞青）

发布单位：台北市立天文科学教育馆

一颗火流星在葡萄牙和西班牙的夜空中快速划过，形成一个极亮的蓝绿色火流星，照亮了整片天空。社群媒体包含Instagram, Facebook, Threads, X.com，都能看见类似的影片或贴文。

欧洲太空总署（ESA）在西班牙卡塞雷斯（Cáceres）的一部摄影机于世界标准时间2024年5月18日22:46，捕捉到了这颗火流星的踪影。

根据科学家的分析，它以每秒约45公里的速度从葡萄牙上空飞向大西洋，途经西班牙上空，该流星的速度大约是F-16战机最高速度的65倍，可能在距离地球约60公里高的大西洋上空燃尽，欧洲太空总署针对轨迹及成份的研究显示，它极有可能是一颗彗星的碎片，根据过程中释出的能量资料，科学家估算该物体的直径约为1公尺，质量在500~1000公斤之间。

图说：距离地球36,000公里外的地球同步轨道「气象卫星第三代成像仪（Meteosat Third Generation Imager）」也捕捉到了该火流星，利用闪电成像仪的初步资料分析，这里的动画显示了流星穿过仪器视野时，在6秒内积累的闪光，颜色越黄代表从卫星的角度看见的亮度越强。

该天体在进入地球大气之前，都没有在全球的行星防御监测系统发现，这很可能是因为它从一个特别多恒星的银心天区或来自太阳方向的天空。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：欧洲太空总署（ESA）

发布单位：台北市立天文科学教育馆

NASA最近宣布选定一项新的仪器来研究太阳及其如何产生大规模的太阳爆发。这个称为「联合极紫外光日冕诊断调查」（Joint EUV Coronal Diagnostic Investigation，简称JEDI）的仪器将捕捉太阳在极紫外线中的影像，聚焦于太阳日冕的中层，这个区域在产生太阳风和引起地球剧烈太空天气的太阳爆发中扮演着关键角色。预计它可以揭示太阳活动的许多基本机制。JEDI将整合到欧洲太空总署（ESA）的Vigil太空天气任务中。

「Vigil」源于拉丁语「vigilis exceptus」，可译为「太阳哨兵计划」。Vigil任务计划于2031年发射，预计从日地系统的拉格朗日点5（L5）以广角视野同时监测太阳及地球的太空天气。全天候监测太阳爆发现象，及时提供太空天气数据及预报。这一任务将使我们能提前预警即将来临的太阳风暴，从而争取更多时间来保护人造卫星、地面上的电力及通讯基础设施。而JEDI的联合观测将帮助我们将太阳表面看到的特征与在太阳日冕中层测量到的数据联系起来。这将改变我们对太阳影响太空天气的理解，从而增进我们对人造卫星、人类在太空、以及太空天气的研究。（编辑/台北天文馆段皓元）

图说：NASA与ESA新的联合太阳观察任务将聚焦于日冕及太空天气。图为日冕影像。Credit: NASA

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

WASP-107b是一颗高度活跃的K型主序星，位于室女座，距离我们约212光年，于2017年首次发现，是已知密度最小的系外行星之一，天体物理学家将此类型称为「超级泡芙」或「棉花糖」行星。这颗行星的轨道距离恒星非常近，比地球到太阳的距离还要近16倍以上，公转周期为5.7天。在所有已发现的系外行星中有着最冷的大气层，尽管它的温度高达摄氏500度，但仍然比地球热得多。这种高温被认为是行星略微非圆形的轨道引起的潮汐加热结果，可以解释WASP-107b为何能够如此膨胀。韦伯非凡的灵敏度和测量穿过系外行星大气层的光的能力使这一结果成为可能，让我们得以解释了数十颗低密度系外行星的膨胀现象，有助解决系外行星科学中长期存在的谜团。

图说：艺术家对WASP-107b的想象图。图片来源：NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

WASP-107b的体积是木星的四分之三以上，但质量却不到十分之一，是已知密度最小的行星之一。虽然蓬松的行星并不罕见，但大多数温度更高、质量更大，因此更容易解释。研究团队表示根据其半径、质量、年龄和假设的内部温度，认为WASP-107b有一个非常小的岩石核心，周围环绕着大量的氢和氦。但很难理解这么小的核心如何能够扫除如此多的气体，然后又无法完全长成木星质量的行星。如果WASP-107b的核心质量更大，那么大气层应该会随着行星形成后的冷却而收缩；如果没有热源使气体重新膨胀，这颗行星应该会小得多。尽管WASP-107b的轨道距离只有约4500公里（相当于水星与太阳距离的七分之一），但它从恒星获得的能量不足以让它如此膨胀。WASP-107b对韦伯来说是一个非常有趣的目标，因为它比我们一直在研究的许多其他低密度行星（即热木星）要冷得多，质量也更像海王星。因此，我们应该能够检测到甲烷和其他分子，这些分子可以提供有关其化学和内部动力学的讯息，而这些是无法从更热的行星上获得的。

WASP-107b的巨大半径、广阔的大气层和边缘轨道使其非常适合进行透射光谱分析，透射光谱学是一种根据系外行星大气中各种气体对星光的影响来识别它们的方法。结合韦伯近红外线相机（NIRCam）、中红外成像-光谱仪（MIRI）和哈勃的广角相机（WFC3）的观测结果，研究团队构建了WASP-107b大气层吸收0.812.2微米吸收光的宽光谱；利用韦伯近红外线相机建立了范围从2.75.2微米的独立光谱。数据的精确性使我们不仅可以检测，而且可以实际测量大量分子的丰度，包括水蒸气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫和氨。

图说：结合韦伯近红外线相机、中红外成像-光谱仪和哈勃的广角相机的观测结果。此光谱显示了行星大气中存在水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、二氧化硫和氨的明确证据，使研究人员能够估算行星的核心内部的温度和质量。图片来源：NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) Science: L. Welbanks (ASU) and the JWST MANATEE team

图说：韦伯近红外光谱仪拍摄WASP-107b的大气层阻挡的近红外线星光的不同波长的数量。此光谱显示了行星大气中存在水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷和二氧化硫的明确证据。图片来源：NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) Science: D. Sing (JHU) and the NIRSpec GTO transiting exoplanet team

两张光谱都显示WASP-107b大气中甲烷的含量仅为根据其假设温度所预期含量的千分之一，这证明来自行星深处的高温气体一定与较高处的低层发生了剧烈混合。甲烷在高温下不稳定，尽管我们确实检测到其他含碳分子，但检测到的甲烷却很少，这一事实告诉我们，行星内部的温度一定比我们想象的要高得多。WASP-107b额外内能的一个可能来源是其略呈椭圆形的轨道引起的潮汐加热，随着恒星和行星间的距离在5.7天的轨道上不断变化，重力也在不断变化，从而拉伸行星并使其升温。事实证明，核心的质量至少是最初估计的两倍，这对行星的形成方式更有意义。韦伯的数据告诉我们，像WASP-107b这样的行星并非以某种奇怪的方式形成，它有超小的核心和巨大的气体包层。 相反，我们可以採取更像海王星的东西，有很多岩石但没有那么多气体，只需调高温度，然后将其放大看看它的样子。相关研究成果发表于《Nature》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

哈勃太空望远镜团队发布了一张三合星系统HP Tau影像，3颗耀眼的恒星从反射星云的空腔中闪耀而出，看起来就像一个闪闪发光的宇宙晶洞。HP Tau是一个三合星系统，位于金牛座，距离我们约550光年，此系统也称为EPIC 247592463、TIC 118521708或IRAS 04328+2248，由变星HP Tau、HP Tau G2和HP Tau G3组成。HP Tau被称为金牛T变星（T Tauri star），是一种年轻的变星，尚未开始核融合，但已开始演化成类似太阳的氢燃料恒星。金牛T变星的年龄往往小于1000万岁，相较之下我们的太阳约有46亿岁，而且经常被发现仍包裹在它们所形成的尘埃和气体云中。

图说：哈勃太空望远镜所拍摄三合星系统HP Tau影像。图片来源：NASA, ESA, G. Duchene (Universite de Grenoble I)；影像处理：Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

和所有变星一样，HP Tau的亮度会随着时间而变化。众所周知，金牛T变星的亮度既有周期性也有随机的波动，这些随机的变化可能是由正在发育的年轻恒星的混乱性质造成的，例如恒星周围尘埃和气体吸积盘的不稳定性、吸积盘中的物质落到恒星上并被消耗，以及恒星表面的闪焰耀斑。而周期性变化可能是由巨大的太阳黑子在视线内外旋转造成的。

反射星云本身并不会发出可见光，而是单纯反射附近恒星的光，就像汽车前灯的光芒照亮的雾气一样。哈伯对HP Tau的研究是作为原行星盘调查的一部分，原行星盘是恒星周围的物质盘，经过数百万年凝聚成行星。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：NASA

发布单位：台北市立天文科学教育馆

星系NGC 4753是由天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）于1784年所发现，位于距离地球约6,000万光年的室女座。近期哈勃望远镜拍摄了此星系有史以来最清晰的影像，发现在明亮白色核心四周，环绕着由深色尘埃所组成的网状隧道。天文学家们据此推测，NGC 4753可能在大约13亿年前与附近的矮星系合并，因而在演化过程中形成构造如此独特的尘埃带。

图说：由哈勃太空望远镜所拍摄的星系NGC 4753影像，显示出位于白色核心四周，围绕着由深色尘埃组成的网状隧道构造。影像来源：Phys.org

天文学家进一步研究后认为，星系NGC 4753的大部分质量都位于稍微扁平的球形暗物质晕中。暗物质约占宇宙所有物质的85%，但它几乎不会与电磁场产生交互作用，因此自身也无法发射、反射或折射光。只能透过它对我们所能看到的物质（称为正常物质）的重力影响来察觉它的存在。

由于NGC 4753结构复杂且环境密度低，天文学家便选择对它进行星系演化研究。研究团队建立模型，并且在其中运用NGC 4753来测试不同的透镜状星系形成理论。由于此星系中存在两颗Ia型超新星，而此类超新星是由白矮星的伴星爆发所产生，不但最大亮度可达约太阳的50亿倍且亮度皆相等。所以天文学家可以运用它们来测量宇宙距离，从而帮助我们确定宇宙如何随着时间的推移而膨胀，进一步确定宇宙的膨胀速率。（编辑/台北天文馆蔡承颖）

资料来源：Phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆

台湾研究团队在超暗矮星系「室女III」中首次发现了三颗天琴RR型变星，这使得室女III与地球之间的距离得到了证实。

国立中央大学天文研究所饶兆聪教授研究团队，使用位于台湾的最大地面光学望远镜，口径1公尺的鹿林天文台，首次观测到位于超暗矮星系室女III中的三颗天琴RR型变星。天琴RR型变星是一种变星，其类型与位于天琴座的「天琴RR」变星相同。这种变星的光变周期与它的绝对亮度有紧密的关联，因此可以透过观测天琴RR型变星的光变周期来推算其绝对亮度。拥有绝对亮度后，我们便能测算出距离，使得天琴RR型变星成为测量距离的理想标准星之一。2023年发现的「室女III」超暗矮星系一直是天文学家想深入了解的天体之一。在室女III发现天琴RR型变星后，证实了其与地球的距离为约50万光年，与天文学家先前的推测一致。此外，根据以往的经验模型，天文学家曾估计室女III中最多可能存在一颗天琴RR型变星，然而这次一次发现三颗，表示经验模型可能需要修正。（编辑/台北天文馆段皓元）

资料来源：Ngeow & Bhardwaj 2024

图说：鹿林天文台发现三颗位于室女III（蓝色圈）的天琴RR型变星（绿色圈）的影像。

图说：两颗位于室女III的天琴RR型变星光变周期图。