天文愛好者（2024年第3期）

2024年4月9日日全食地圖，其中黃色區域爲全食帶，全食帶之外、日食界限之內的區域可以看到不同程度的日偏食，藍色線爲等食分線，小數是食分。紅色線爲食甚線，標記時間爲線上看到食甚的世界時。此次日全食最大食分爲1.0565，全食帶寬度197千米，全食階段持續最長時間爲4分28秒，在墨西哥境內。全食帶的前半段位於太平洋上，世界時18時之後從墨西哥的旅遊城市馬薩特蘭登陸，向東北方移動。進入美國後先後經過得克薩斯州、俄克拉荷馬州、阿肯色州、密蘇里州、伊利諾伊州、肯塔基州、印第安納州、俄亥俄州、密歇根州、賓夕法尼亞州、紐約州等等，然後擦着加拿大和美國的邊境進入北大西洋。月影掃過陸地的時間超過一個半小時 貝利珠，鑽石環 地球照 日珥，日冕 日食“葫蘆串”

2024年第3期 摘抄 “斗柄東指，天下皆春”，4月的夜晚北斗七星高懸天上，斗柄指向東方，標誌着此時正是春暖花開的季節。明亮的春季大麴線和春季大三角是天空中最明顯的標誌。獅子座、牧夫座、室女座、長蛇座、大熊座等典型的春季星座是星空的主角。全天最大的星座長蛇座完全升起，這是短暫的一瞥完整的長蛇座的機會。冬季明亮的羣星在西方低空，璀璨的冬季星座向我們告別。4月的夜空中沒有行星，所有行星恰好都位於靠近太陽的一側，要想在夜空中看到明亮的行星，還需耐心地等待幾個月。 4月9日的日全食發生在北美洲，全食帶穿越墨西哥、美國、加拿大境內的大片陸地，食帶內的人們將享受最長4分28秒的日全食。 長蛇座R是一顆更有趣的恆星，它本身是一顆紅巨星，也是亮度在3等到11等之間變化的米拉變星，光變週期長達389天，最亮時，長蛇座R直接肉眼可見，但更多時候需要藉助望遠鏡才能看到它。 NGC 4388位於M84和M86的南邊，三個星系組成了一個等邊三角形。這是一個可愛的側向旋渦星系，因此看起來很狹長，雖然只有11等，但因爲它很小，並不難看到。有趣的是，在這三個星系中間，還有一個小星系NGC 4387，它們共同組成了一張臉。M84和M86是兩隻大眼睛，NGC 4388恰好是橫着的嘴巴，而NGC 4387是鼻子。甚至在M86上面還有一條眉毛，那是另一個狹長的星系NGC 4402。 目前的理論認爲，當大質量恆星中心燃料耗盡、無法再承受自身重力時，恆星的核心塌縮，並且發生超新星爆發，恆星中心產生中子星或黑洞。中子星的質量一般爲太陽的1-2倍。當大質量恆星在超新星爆發中失去其外層和絕大多數質量後，若其核心質量仍高於太陽質量的2.2倍，那麼它就足以塌縮成爲黑洞，即理論認爲最小的黑洞應該爲2.2個太陽質量。此外，理論上中子星也可以直接塌縮成爲黑洞。若中子星處於雙星系統，可以從伴星吸積物質使自身質量增長到大於2.2個太陽質量時，那麼中子簡併壓也不足以抗衡引力，核心繼而塌縮變爲黑洞。但是現實存在的問題是，天文學家迄今觀測到的質量最小的黑洞，仍然是太陽質量的5倍左右。2.2個太陽質量到5個太陽質量之間黑洞缺失的區間被稱爲“黑洞質量空區”，這使天文學家對中子星和黑洞的分界線產生了懷疑。而此次發現的神祕天體將有助於揭開這個謎團，填補黑洞質量空區。 橢圓星系M87距離地球約5500萬光年，其中心超大質量黑洞(M87*)的質量相當於太陽質量的約65億倍。2017年4月，天文學家首次利用EHT對其進行了拍攝，並於2019年4月10日向世界公佈了人類歷史上的第一張黑洞照片。照片顯示出一個發光的金色環，表明M87*周圍的吸積物質被加熱到極端溫度，而環中心的黑暗陰影就是超大質量黑洞M87*。M87*的第二張照片與第一張照片相似，仍然展現了一個發光的金色環，中心是黑暗的陰影，並且陰影大小與1年多前沒有顯著變化。 夜空就像一幅巨大的織錦，上面有許多有趣的圖案。不過，這些圖案也充滿複雜性，當它們聚集在一起，只有極其熟悉的人才能快速準確地做出辨認。置身漫天繁星的夜幕之下，你會發現，那些原本在書本上已非常熟悉的星座，並不像你以爲的那樣能夠飛速被識別出來。同樣，著名的深空天體匯聚到一起，也會讓人看着既熟悉又陌生。 綠色極光是大氣中的氧原子受到高能粒子撞擊產生的，這些氧原子距離地面大約一兩百千米。而紅色極光同樣是氧原子受激發產生的，但那些氧原子所在的高度更高，氧氣濃度較低。因顏色與火光相近，紅色極光在歷史上曾引發過諸多糟糕的聯想。很多人認爲紅色極光預示着災難、戰爭或大火，在北歐民間故事中，各民族都有關於極光可怕且危險的傳說。 作爲一個極短週期的、由氦核燃燒星與白矮星組成的雙星系統，TMTS J0526不僅是二次共有包層演化的產物，同樣也是獵犬座AM型變星的前身星。儘管該雙星系統的氦伴星尚未充滿洛希瓣，但隨着引力波輻射帶走角動量，TMTS J0526的軌道週期將不斷衰減並形成物質轉移。根據雲南天文臺吳程遠副研究員的計算，TMTS J0526的熱亞矮星將在150萬年後溢出洛希瓣並形成獵犬座AM型變星。隨着軌道週期進一步縮短至9分鐘時，該系統中的熱亞矮子星將完全轉變爲一顆氦核白矮星。在接下來的演化中，由於白矮星與熱亞矮星截然不同的物理性質，雙星系統的軌道週期開始隨着物質轉移而增大。最終，TMTS J0526會演化成白矮星與行星組成的系統，該行星有可能也會被白矮星潮汐瓦解。 我國現在正在進行月球探測的四期工程，包括嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號，主要是在月球南極建設一個月球科研站的基本型，計劃於2030年之前實現。其中，嫦娥七號計劃2026年前後實施發射，其主要任務是去月球南極尋找月球存在水的證據。擬於2028年前後發射的嫦娥八號，主要任務是勘查月球上的資源，並對資源的再利用進行實驗。 一個熱氣體盤繞黑洞旋轉。其中一些氣體來自一顆被該黑洞撕碎的恆星，形成了右邊長長的、流入盤面的氣流。從恆星的毀滅到盤面的形成，可能只需要短短几周或幾個月。氣體離黑洞越近，溫度就越高，但最熱的物質位於黑洞的上方。這些最熱的物質是被稱爲“冕層”的等離子體雲（氣體原子被剝離了電子之後的狀態）。 黑洞是如何吞噬一顆經過的恆星的：1.一顆普通恆星經過星系中心的超大質量黑洞附近。2.恆星的外部氣體被吸入黑洞的引力場。3.潮汐力將恆星拉扯並撕碎。4.恆星的殘骸被吸入黑洞周圍的環形結構，最終落入黑洞，釋放出大量的光和高能輻射。 太陽的結構有內外之分。內部結構從裏向外依次爲核心、輻射區和對流區。太陽內部的氫氦核聚變在覈心區進行，核聚變產生的能量先後通過輻射、對流兩種方式向外傳遞，需要成千上萬年的漫長時間才能傳遞到太陽外部——大氣層，之後只需要8分鐘左右的時間即能抵達地球表面。外部結構即大氣層，從裏向外依次爲光球、色球和日冕。光球層即我們平常在地球上所觀測到的太陽，它是太陽大氣層中亮度最亮、密度最大的；色球層呈玫瑰紅色，其密度比光球層約低5個量級，但溫度反而高於光球；日冕層是大氣層中溫度最高的地方，可達兩百萬度。日冕層和色球層的亮度很微弱，只能在日全食時或使用日珥鏡、日冕儀等特殊的設備才能被觀測到。 太陽活動的主要類型包括：黑子、光斑、譜斑、耀斑、日珥、日冕物質拋射等（圖2）。黑子發生在光球層，是太陽表面的強磁場區，因爲溫度（約4500℃）比周圍低，所以看起來呈黑色。黑子的大小不一，最大的可以達到地球直徑（約1.3萬千米）的兩倍以上。黑子常常成羣結隊出現，隨太陽自轉在日面移動。光斑是光球層上的明亮斑點，一般環繞分佈在黑子周圍，可能是一些特別熾熱的氣團。譜斑發生在光斑位置對應的色球層中，溫度比周圍高，所以顯得特別明亮。耀斑又稱作“色球爆發”，是一種發生在色球層的劇烈的太陽活動。耀斑的壽命往往只有幾分鐘到幾十分鐘，卻能釋放出相當於上百億顆百噸級氫彈同時爆炸產生的能量。耀斑不僅會嚴重危及人造衛星和宇航員的安全，而且會干擾地球電離層使地面無線電短波通訊不穩定甚至中斷，還會誘發極光、產生地磁暴等現象。觀測色球時看到的日珥是由巨大的扭曲磁場拖曳着遊離氣體而形成的，多數日珥從太陽表面噴出來後，會沿着弧形路線再緩慢地落回。但也有的日珥因爲噴得太快、太高而直接進入了宇宙空間，不再返回日面。日冕物質拋射是規模最大、程度最劇烈的太陽活動，其表現爲日冕結構在幾分鐘到幾小時內發生明顯變化，向外拋射巨大的、磁化等離子體物質。日冕物質拋射使大範圍日冕受到擾動，並劇烈改變了日冕的形態和磁場，會引發地球環境的強烈響應。 太陽耀斑和日冕物質拋射等劇烈活動會向外拋射出大量高能帶電粒子和電磁輻射，從而引起地球空間環境的劇烈擾動，如電離層的響應。電離層狀態的變化，會進一步干擾無線電短波或中波，導致通信受阻或中斷。 南頂草原位於荊山主峯聚龍山麓，海拔約1700米，被稱之爲“襄陽屋脊”。入冬的後半夜，冬季銀拱橫跨天際，相比於夏季銀河雖然比較暗淡，但斜貫天穹時色彩斑斕的深空天體，使得冬季銀拱同樣迷人。 每次發生日全食的時候，當月球即將把太陽完全遮擋時，或者即將從太陽前方移開時，在短短几秒鐘內，由於月球邊緣凹凸不平的地形，一絲或者幾縷陽光會從月面的山谷或者凹地透射而出，產生日全食的一個獨特現象——貝利珠。 巴德膜是觀測太陽最常用和最安全的工具，使用時需將巴德膜剪成需要的大小，製作成保護罩，套在望遠鏡或鏡頭的前面。在網上也能買到用巴德膜製成的保護罩成品。日食眼鏡有的也用巴德膜製成，有的則用其他材料，購買時要選擇權威機構認證或製作的產品。赫歇爾濾鏡安裝在目鏡端，是唯一可安裝在物鏡後觀測太陽的設備，其後可安裝目鏡或相機進行目視或攝影。 120°幻日(120° Parhelion)，是“位置恆與幻日環相交的幻日”種類之一。相比於常見的22°幻日，120°幻日顯得距離光源極遠，要想看到它，須轉身背對光源。在以前，120°幻日曾被稱爲“遠幻日”，以區別於22°幻日“近幻日”。 與傳統渾儀相比，璣衡撫辰儀去掉了地平單環、黃道雙環和二分環的上半部，安裝瞭望筒微孔和十字叉絲，觀測更爲準確，主要用於測定真太陽時，天體的赤經差和赤緯。璣衡撫辰儀的觀測方法基本上與赤道經緯儀相仿，只不過由於它在天常赤道圈內增加了一個可以轉動的遊旋赤道圈，可以直接測出天體的赤道經度。因此，它在簡便了觀測的同時，也減少了觀測誤差。觀測時只要轉動四遊儀和窺管，當天體、十字叉絲中央及微孔三者在一直線時，便可直接在赤道圈和赤道經圈上讀出天體的赤道經度和緯度。璣衡撫辰儀座標環架均採用中國傳統，但儀器的刻度、遊標、調平方式仍是西方樣式，因此它是一件中西合璧的產物。自康熙朝到乾隆朝，就曆法改革而言，延續了徐光啓“熔彼方之材質，入大統之型模”的策略，通過製造傳統天文儀器，來實現古代的規制。 膠片迫衝(pushing film)是一種特殊的膠片沖洗技術。在正常的沖洗過程中，膠片會被暴露在化學液中，時間一般爲幾分鐘到十幾分鍾，這樣可以獲得比較準確的曝光結果。而迫衝則是在沖洗膠片時增加顯影時間或溫度，在低光環境下提高膠片的感光表現。但是隨着高ISO的膠捲的停產，能買到的只有低ISO的膠捲。這次挑戰了一下大畫幅127mm×102mm和寬畫幅65mm×24mm的膠片，爲了星野赤道儀也能使用，選擇了輕量化不可換鏡頭的改機，好在效果還算不錯。 由於帆的面積不變，光子落在帆上的數量與到太陽的距離平方成反比，因此，光子作用在帆上的壓力爲F~1/R2。飛船遵循開普勒三定律，只有太陽“引力的效率”會減小。即當太陽質量從M0減小到M1時，飛船運行方式不變。因此，打開帆的飛船是沿着橢圓軌道運動，其近日點在地球軌道上（到太陽的距離是RE）。