天文爱好者（2024年第2期）

粗浅翻阅，有很多天文学专用术语，拍摄的宇宙图片好看

2024年第2期 摘抄 大犬座中的天狼星是全天最明亮的恒星，从冬季到初春都是夜空中的焦点，在它绚烂的光辉下面还隐藏着一颗炽热而致密的白矮星伴星，目视到这颗伴星是天文爱好者测试器材和观测技术的试金石，2月和3月是做这项挑战的最佳时机。 3月夜晚的星空以南北子午线为“分界”，西边天空是冬季星座，明亮的恒星仍然全部能够看到；而在东边，春季的主要星座狮子座、牧夫座、大熊座已经完全升起，室女座中的角宿一位于东南方地平线上，长蛇座的大部分已经升起，春季大三角与冬季大三角相对而望。北斗七星和仙后座共同指示着北极星的方向。此时木星西垂，亮度依然超越了所有恒星，是全天最亮的星。冬季银河也开始西落，在我国南方，向南方地平线望去，船尾座、船帆座和船底座组成的巨大帆船，正从地平线上一跃而起，十分壮观。 巨蟹座夜空中位于“冬春之交”的位置，面积506平方度，属于中等大小的星座。这一段的黄道赤纬也比较高。其实在两千多年前这里还是黄道上赤纬最高，也就是“冬至点”的位置。由于岁差的影响，目前冬至点已经西移至双子座和金牛座之间了。不过有些定义就不太容易改变。例如北回归线的英文“Tropic of Cancer”直译过来就是巨蟹座回归线，意为太阳运行到位于巨蟹座的黄道最高点后，直射点就会南移了。同理，南回归线的英文“Tropic of Capricorn”中也出现了摩羯座，但现在黄道最低点已经移动到了人马座。 在宇宙中，天文学家更加熟悉核聚变，即两个较轻的元素结合形成一个较重的元素并释放出大量能量，恒星的核心部位就在持续发生着这样的反应。核裂变简单来说与核聚变相反，是较重元素分裂产生较轻元素并释放能量的过程。核裂变也是众所周知的，它是地球上核电站运行的理论基础。然而，天文学家之前从未在宇宙中发现过核裂变反应。寻找核裂变有助于解开宇宙重元素来源的谜团。 仰望星空是人类的极致浪漫。“暮云收尽溢清寒，银汉无声转玉盘”。斗转星移、日落月升，令无数先民感叹星海浩瀚，安和静谧。宇宙并非只有亿万斯年的沧海桑田，还有一众来去匆匆的“不速之客”：“元光元年六月，客星见于房”，“至和元年五月己丑，客星出天关，东南可见数寸，岁余稍没”……而这也只是我们躁动宇宙的冰山一角。 宇宙深处遍布着各种各样的剧变天体。它们可以来自天体自身剧烈的突变，例如大质量恒星经历超新星爆发留下炽热的放射性遗迹、黑洞或中子星并合时拖曳时空产生强大的引力辐射。它们也可以来自地球上不曾拥有的极端强磁场和强引力场环境：双星系统里黑洞或中子星缓慢蚕食伴星而熠熠生辉、星系中心活跃超大质量黑洞的光芒盖过整个星系、原本沉寂的黑洞潮汐瓦解附近的恒星而被突然点亮…… 天舟货运飞船是“天宫”常态化运营的重要支撑之一。这一年，天舟六号飞天，为空间站提供充足的物资保障、实验材料和装备等。值得一提的是，5月发射的天舟六号是中国改进型货运飞船首发船，是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船，其载货能力由原来的6.9吨提升到7.4吨，让中国货运飞船的货物装载能力首次提升到7吨以上，这使得其发射频次由2年4发降低至2年3发，提高了中国空间站的保障能力，降低了运行费用。实际上，新天舟的效能已经初步体现出来，正是有了天舟六号提供的充足保障能力，天舟七号可以安排在2024年1月17日发射，而没有像之前那样，在新一艘载人飞船发射之前，必须先行发射一艘货运飞船，才能为新一个飞行乘组备足在轨驻留期间所需要的物资。 月面着陆器是我国全新研制的地外天体载人下降与上升飞行器，由登月舱和推进舱组成，主要用于环月轨道和月球表面间的航天员运输，可搭载2名航天员往返，并可携带月球车和科学载荷，是航天员登陆月球后的月面生活中心、能源中心及数据中心，支持开展月面驻留和月面活动。 沃尔夫—拉叶星HD45166或许能为此提供至少部分的解答。沃尔夫—拉叶星是富含氦的大质量恒星，质量通常可达太阳的25倍，会吹出强劲的带电粒子风。由于质量很大，它们会在核心快速地把氢聚变成氦，因此相比于太阳它们的寿命很短，很快就会发生超新星爆发，形成中子星或黑洞。 日全食可以让地球上的观测者看到太阳最外层大气日冕。但在日环食时因月球离地球更远，而无法遮挡太阳的整个圆面。太阳的圆面会在月球周围呈现为一个窄亮环。 日食为地面和空间科学研究提供了独有契机。美国国家航空航天局分别在此次日环食发生之前、期间和之后共发射了3枚探空火箭，来研究日食对地球上层大气尤其是电离层的影响。当太阳自然落下或升起时，阳光的变化会导致入射紫外辐射的变化，进而改变电离层中原子的性质。 科学家通常受限于只能研究波长范围很窄的引力波。这是因为引力波的波长与产生引力波的两个天体之间的距离以及它们的质量成正相关。这意味着，密近双星所产生的引力波波长要比并合超大质量黑洞双星所产生的引力波波长更短。事实上，超大质量黑洞并合产生的引力波波长可达数十光年。 探测这些长波引力波超出了现有地面引力波探测器的能力范围，它们只能够捕捉到几倍到约100倍于太阳质量的双星所产生的高频引力波信号。这些信号来源于上述双星并合前的最后几分钟或几秒，此时这两个天体会越靠越近直至碰撞，与此同时系统角动量会以引力波的形式被释放。 天狼星位于大犬座，是全天最明亮的恒星，从冬季到初春，它都是星空中的主角，从古至今从不缺乏人们的关注，在各种文化中都占据重要的一笔。有趣的是，在很多国家，天狼星都与“狗”有关。在中国，天狼的名字家喻户晓，而在西方，更是直接称之为“狗星”，一些美洲的原住民叫它“狗脸”。或许是因为它跟在猎户座这一显著的人形星座的身后，像是跟随主人的一只忠实的猎犬吧。 天狼星的伴星与南河三的伴星，都是一类新发现的恒星，今天我们称之为白矮星。第一颗被发现的白矮星是波江座40，而发现它的正是赫罗图的发明者之一——罗素。罗素在发现白矮星的性质后百思不得其解，这么小、这么暗的恒星，应该是低温的红矮星才对，而这些白矮星的表面温度却高达几万度，比天狼A的表面温度还高。通过简单的计算就可以得知，天狼B的质量和太阳差不多，但大小几乎和地球一样大！把这么多的物质塞到这么小的体积内，意味着它的密度极高。1立方厘米的天狼B物质重量达到了1.7吨！ 微陨石是指大小在2毫米以内的陨石。虽然小，但微陨石总量非常大，每年大约会有几千吨微陨石落入地球，按照理论值每平方米土地都至少存在1块微陨石！它在进入地球大气后会经历减速与加热的过程，熔化成液态，由表面张力形成漂亮的球状，同时成分和内部结构也发生很大改变，因此被称为熔融型微陨石。它们的成分复杂，80%都富集金属铁和镍。这也是我们快速寻找它们的重要方法（铁可以被吸铁石所吸引）。 “在野象物”星官有江、河、四渎、水位、水府、积水；有龟、鳖、鱼、蛇，鸡、狗、狼、牛；有玉井、亢池、天田、罗堰；有八谷、稷、匏瓜、败瓜；还有雷电、云雨、霹雳…… “在朝象官”星官有天皇大帝、天一、太一、黄帝座、四帝座、五帝内座、帝坐、帝席；有五诸侯、诸王、宗正、宗星、尚书、柱史、女史、御女宫、三公、九卿、幸臣、九州殊口、谒者、土司空、土功吏、大理、天相、相、郎位、郎将、虎贲、羽林军、骑阵将军，以及紫微垣、太微垣、天市垣、明堂、灵台、三台、传舍、阁道、车府、附路、渐台、辇道、天关、南门、军市、军门、天门、壁垒阵、天厨、内厨、库楼、天市、市楼、天仓、天囷（圆形谷仓）、天庾（露天谷仓）、天廪（粮仓）、天苑、天园、天理、天牢，以致玄戈、天棓、天枪、车骑等也在其中…… “在人象事”星官有王良、造父、奚仲、傅説、织女、离珠、丈人、老人、子、孙；有卷舌、哭、泣，以及车、船、斗、斛、杵、臼、砺石、积薪、扶筐。甚至连糠、楗闭、屎、厕、天溷、坟墓都罗列其中。可谓“于是备矣”，将整个神州大地人间万象都投影到深邃斑斓的星空仙境中了。 广义相对论认为物质的存在会使四维时空发生弯曲，万有引力并不是真正的力，而是时空弯曲的表现。如果物质消失，时空就回到平直状态。这样，引力场被时空连续区的曲率代替；引力现象受时空连续区的几何性质的制约。时空的性质取决于物质及其分布，质量越大，分布越密，空间曲率就越大，时间流逝也越慢。 按照广义相对论的观点，质点在万有引力作用下的运动（例如地球上的自由落体，行星环绕太阳的运行等），是弯曲时空中的自由运动，相当于牛顿力学中的惯性运动。不过，在牛顿力学中，质点作惯性运动，轨迹是直线。而在弯曲时空中，质点的运动轨迹不是直线，是称为短程线的曲线。这正是直线在弯曲时空中的映象，例如球面上的大圆弧是球面上的短程线。当时空恢复平直时，短程线就成为通常的直线。用美国物理学家惠勒的话来说就是“物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动”。 根据等效原理可以推断引力时延。让我们做一个思想实验：设想一台电梯正在自由下落，落向地面，如图所示。假设电梯在下落过程中经过塔楼极高处的一只钟。当时电梯很高，下落速度不大，所以按照狭义相对论，电梯在钟近旁时，电梯里的钟与塔楼里的静止钟之间的洛伦茨系数不大。当电梯继续下落，相对速度越来越大，洛伦茨系数也变得越来越大。这就意味着塔楼内低处的钟，相对于下落电梯里的钟走得越来越慢。那么根据等效原理，塔楼里的静止钟在地球的引力场里越深，就走得越慢。

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