天文新聞

中國科學技術大學天文系蔣凝博士，博士生竇立明，王挺貴教授，楊臣威博士，美國亞利桑那大學博士生呂建偉和極地中心周宏岩教授等人利用美國太空總署的廣域紅外線巡天探測衛星（Wide-field Infrared Survey Explorer，簡稱 WISE）的公開數據首次在最近發現的距離我們最近的恆星潮汐撕裂事件（Tidal Disruption Event，簡稱 TDE）ASASSN-14li中探測TDE爆發後，星系中心黑洞周圍的塵埃吸收TDE爆發產生的能量在中紅外波段再輻射發出的迴響訊號

當一個恆星很靠近超大質量黑洞（約數百萬個太陽質量）時被黑洞強大的潮汐引力撕裂瓦解，同時釋放出巨大的能量，在X-射線，紫外，光學波段產生可持續達數月到數年的明亮閃耀，這種現像被稱為恆星潮汐撕裂事件。在一個星系中屬於萬年難遇的天文現象。當閃耀照射到黑洞周圍的塵埃時能量會被塵埃吸收並在中紅外波段再輻射發出迴聲。這種信號有助於幫助我們測量TDE過程中黑洞吸積的總能量，更好的理解黑洞吸積過程，同時可以幫助我們了解非活動星系的核心區域的星際介質環境。

ASASSN-14li是2014年底發現的目前的距離我們最近（約九千萬秒差距）最亮，也是目前研究最細緻的TDE。WISE的最近釋放了它最新的數據，在紅外兩個波段均看到明顯的迴響信號並給出了塵埃的溫度和質量。

【圖：互聯網；文：節錄自中國科學技術大學網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天體物理快報》

請按左下角「外部連結」觀看美國太空總署製作，有關恆星潮汐撕裂事件影片

https://www.youtube.com/watch?v=cgDeyuthTYA

上星期五（9月16日）香港時間9時43分，歐洲亞利安（Ariane）航天公司織女星小型運載火箭從法屬圭亞那庫魯（Kourou）太空，中心發射升空，成功將五顆地球觀測衛星送入軌道。

這是亞利安航天發射的第七枚織女星小型運載火箭。這枚火箭載有美國谷歌集團旗下特拉貝拉（Terra Bella）衛星圖像公司SkySat-4、5、6、7等四顆微型衛星以及秘魯國家航天局PeruSAT-1衛星。

發射四十分鐘後，四顆微型衛星首先與火箭分離；大約一小時後，PeruSAT-1也成功與火箭分離，進入目標軌道。

SkySat-4、5、6、7等四顆微型衛星是亞利安航天公司為特拉貝拉衛星圖像公司發射的首批衛星。這四顆微衛星由美國勞拉空間系統公司製造，每顆重約0.11噸。它們將在距地球約五百公里的太陽同步軌道運行，與此前在軌的另外三顆微型衛星協同工作，對地球進行高分辨率的立體成像。

PeruSAT-1是秘魯第一顆地球觀測衛星，由歐洲空中巴士防務與航天公司製造，重約0.43噸，可對地球進行分辨率達0.7米的成像。它將運行在距地球約695公里的太陽同步軌道，可對整個地球進行拍照，預期工作壽命約十年。

【圖：亞利安太空中心；文：節譯自國家航天局網頁；新聞訊息由林景明提供】

普遍認為，耀變體在所有電磁波段都有光變，光變時標從幾分鐘到幾年不等。而近日，上海天文台一名訪問學者阿洛克.古普塔（Alok C. Gupta）博士的研究工作卻表明，耀變體並不一定在所有電磁波段上都具有多種時標的光變。

超大質量黑洞（質量介於幾百萬倍和幾百億倍太陽質量之間）普遍存在於大質量星系中心。其中一部分超大質量黑洞正吞噬著大量的氣體，在其周圍形成吸積盤。物質在向黑洞旋進式下落過程中，將引力能高效地轉化內能，產生輻​​射。這便是活動星系核背後的基本物理。

有一小類活動星系核，稱為耀變體。它們在全電磁波段具有強烈的大幅度光變，即輻射流量發生變化，被認為是瞬變天體。在各波段，耀變體發出的輻射以噴流的非熱輻射為主，能譜分佈由兩個峰構成：從射電到紫外或X射線波段的低頻峰，普遍認為其來自於噴流中相對論電子的同步輻射；從X射線到伽馬射線波段的高頻峰，很可能來自於逆康普頓過程。

根據能譜分佈峰值頻率，耀變體可分成兩類：低峰頻耀變體（Low energy peaked blazars）和高峰頻耀變體(High energy peaked blazars)。前者的同步輻射峰值頻率在射電和光學波段之間，而後者在紫外到X射線波段之間。

光變研究，是理解耀變體本質和物理過程最有效的手段之一。若在幾分鐘到一天之間，流量發生百分之幾到百分之幾十的變化，這一類光變被稱為微光變（Intraday variability）。而時標在幾星期到幾個月的光變為短時標光變，若時標長至幾個月到幾年，就稱為長時標光變。

古普塔博士指出能譜分佈中，高峰頻耀變體的同步輻射峰在紫外和X射線波段間，而低峰頻耀變體在紅外到光學波段之間。能譜分佈峰值頻率似乎對這些耀變體在X射線和光學波段的光變性質有顯著影響。由於在低峰頻耀變體中，X射線波段來自於逆康普頓輻射，其對應的電子能量比產生同步輻射峰（光學/紅外）的電子能量低，這可能導致X射線波段光變較慢，從而相對於光學波段，X射線波段微光變比例很小。

【圖、文：節錄自中國科學院上海天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】

天文學家已在許多星系中心找到質量為太陽百萬倍或數十億倍的超大質量黑洞。位在星系裡的這力大無窮之物，常隱藏在一圈貌似「甜甜圈」的環狀氣體塵埃盤中。早先觀測認為，形成這種能藏匿東西的結構體的物質，應該就來自星系中心：來者不拒、就地取材。

阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列從最近一次新觀測發現到，正如我們所已知的，黑洞有吸積盤，會噴發出物質，然而，NGC1068星系中心的氣體塵埃盤實際上是由它所匿藏的黑洞所拋出之物質形成的。

所以，這座新發現、猛噴著冷氣體塵埃的宇宙噴泉，讓我們對「黑洞如何影響宿主星系」、「黑洞對星系際介質有何影響」等看法都大為改觀。

賓州巴克納爾大學（Bucknell University）的傑克·加利莫爾（Jack Gallimore）建議大家把黑洞想成一個引擎，而讓這個引擎發動的燃料，來自一圈不斷朝黑洞掉下東西、扁扁的氣體塵埃盤，黑洞「和引擎一樣會排放廢氣」，而黑洞排出的廢氣，正是令星系中心的超大質量黑洞周圍區域從可見光望遠鏡看來會一團模糊的原因。

NGC 1068 （或稱 M77星系）位於鯨魚座，距離地球約四千七百萬光年，從外型分類是屬於棒旋星系。在這個星系中心，有活躍星系核，超大質量黑洞從薄薄的會旋轉的氣體塵埃盤進食、長大。吸積盤上的物質，在朝中央黑洞邊轉邊落下的過程中產生高熱，並且發出強烈的紫外光輻射。但在盤外圍，溫度低得多，主要會在紅外波段及毫米波段發光；毫米波段，是阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列望遠鏡可以觀測的波段。

最近有國際天文學者團隊運用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列望遠鏡深入吸積盤的外圍區域觀測，發現了少量以一氧化碳為成分的低溫氣雲，正在吸積盤外側準備要發動。內盤的高熱能量讓這些雲的局部發生電離、使之變得可附著在由外將氣雲籠罩的強大磁場上，這些雲，就像公園裡定時灑水器快速朝周圍呈圓形噴灑的水那樣，從吸積盤上，由裡朝外沿磁力線離心噴出、並加速達每秒四百或八百公里左右的速度，比原來吸積盤轉速快了將近3倍，這造成雲可從星系的中心被拋擲到星系更外面的效果，甚至氣雲的快速運動達到「脫離速度」，於是從盤的上下兩面，呈圓錐狀地向外拋擲。因此，藉由這次阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列觀測，我們終於頭一次了解到：原來對黑洞造成若隱若現藏匿效果的，不是朝吸積盤向下掉落的氣體，而是從盤內被噴發到盤外的氣體！

加利莫爾總結說，這意味著過去我們用來理解活躍黑洞的普通理論敘述得太過簡單，實際情形其實還較為複雜。

這幾位天文學家希望未來觀測時，能幫黑洞計算一下燃料吞吐量──看看吃進去的質量有多少，吐出來的又有多少。這項很重要的量化資訊，是本次觀測可說完全沒掌握到的部分。

【圖、文：節錄自中央研究院天文和天體物理學研究所網頁】

天宮二號有一對「天眼」，不僅能看到人眼所能看到的可見光，更將視野擴展到人眼所不能及的紫外光。在天眼的注視下，一切都無所遁形。

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究員王淑榮表示，臭氧層在地球上空形成一把保護傘，它將太陽光中99％的紫外線直接過濾掉，有效避免地球生物被紫外線傷害，但也正是這層臭氧阻礙了紫外儀器在地面上對臭氧層以上的大氣層進行探測，因此需要在地球上邊安置洞悉大氣的紫外臨邊成像光譜儀，在太空對地球大氣進行層析式探測研究。通過天眼，我們可以看到整個大氣層的密度、臭氧、氣溶膠、有害氣體等的垂直分佈及其變化，同時還能監測中層大氣的狀態與擾動，我們可以了解太陽活動、大氣與地球天氣及氣候的關係，同時還能觀測全球環境變化。

天宮二號上的天眼有兩個，一個叫做「前向」，一個叫做「環形」，同時對地球大氣層進行天底和臨邊探測。「前向」具備紫外線-可見光-近紅外線大氣臨邊成像光譜探測功能，可以對地球臨邊大氣進行切片式探測，反映大氣微量氣體的垂直分佈信息，並可以獲得很高的垂直分辨率。「環形」具備同時對天底大氣和臨邊大氣多方位探測的功能，通過反演計算可以獲取大氣微量氣體多方位的時空分佈，進而為大氣環境監測和大氣科學研究等提供服務。

【圖、文：節錄自中國科學院長春光學精密機械與物理研究所網頁；新聞訊息由林景明提供】

時空晶體（Space-time crystal）究竟只是一種數學上的假設、還是真的存在呢？自打諾貝爾得主弗朗克·韋爾切克（Frank Wilczek ）於2012年首次提出時空晶體這一個概念以來，物理學家就一直在這個問題上爭論不休。韋爾切克稱，這些假想中的晶體可以呈現出週期性的運動狀態，如在低能量狀態（又稱基態）下沿著環形軌道運動等。而從理論上來說，處於基態的物體所具備的能量是根本不夠讓其運動起來的。

在他提出該理念之後的幾年中，其他物理學家紛紛給出了時空晶體不可能存在的理由，大多數物理學家似乎認為，由於時空晶體的性質太過古怪，因此不可能存在於實際當中。雖然時空晶體無法用來產生有用的能量（因為它們一旦受到擾動，就會停止運行），而且並不違背熱力學第二定律，但它們的確與物理學中一項基礎的對稱性相悖。

不過，來自加州大學聖塔芭芭拉分校（University of California, Santa Barbara，簡稱 UCSB）和微軟Station Q實驗室的研究人員在一篇最新發表的論文中提出，時空晶體有可能真正存在。

在這項最新研究中，物理學家專門規定了時空平移對稱性發生自發性破缺的條件，然後通過模擬，預測出這一對稱性破缺（symmetry breaking）將會發生在一類名為弗洛凱多體局部驅動系統（Floquet-many-body-localized driven systems）的量子系統中。科學家解釋，這些系統的關鍵特徵是，它們永遠都不會達到熱平衡狀態，因此溫度永遠都不會升高。對時空平移對稱性破缺的最新定義與其它對稱性破缺十分相似。基本上來說，隨著一個系統（比如晶體）的體積增大，從對稱性破缺狀態回歸對稱狀態的時間也會相應延長。而無窮大系統則永遠也無法到達對稱狀態，因此，整個系統的對稱性都處於破缺狀態。

物理學家表示，我們應該可以通過實驗觀察到時空平移對稱性破缺。這需要利用一套由受限原子、受限離子、或超導量子比特構成的大型系統，打造出一塊時空晶體，然後觀察隨著時間的流逝、這些系統會發生怎樣的變化。科學家預測稱，這些系統將會呈現出週期性的振盪運動狀態，這正是時空晶體的標誌性特徵之一，並且印證了時空平移對稱性破缺的存在。

【圖：互聯網；文：節錄自世界物理學期刊網頁；新聞訊息由林景明提供】

宇宙已有一百三十八億歲高齡，而我們的地球卻僅有四十五億歲。一些科學家認為這樣的時間鴻溝意味著其它行星上的生命可能比地球生命古老數十億年。可是，新近的一個理論認為從宇宙角度來看，目前地球的生命過早地出現。哈佛大學史密森天體物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的阿維·勒布（Avi Leob）表示，我們發現在遙遠的未來生命出現的機會大為增加。

我們知道宇宙大爆炸約三千萬年後，生命可能已經出現，那時第一代恆星向宇宙提供了必須元素碳和氧。十兆年後，隨著最後一批恆星淡隱與滅亡，生命也隨之終結。勒布硏究團隊認為生命出現在這兩個邊界之間。

恆星壽命的長短對生命的出現顯得至關重要。恆星質量越小，它的壽命越長。約三倍太陽質量的恆星將很快燃燒殆盡，而它周圍行星上即使有生命出現，不及演化早已香消玉殞。

相反，質量不到一成太陽質量的那批最小恆星，它們的壽命長達十兆年，給周圍宿主行星上生命的出現提供了充裕的時間。因此，隨著時間的流逝，生命出現的概率將逐漸增加。所以，生命在遙遠未來出現的概率比現在高一千倍。

將來我們為何不能生活在臨近低質量恆星的行星上？勒布指出，一個可能是我們過早地出現了，另一個可能是低質量恆星惡劣的環境不利於生命的發展。雖然低質量紅矮星存在時間更久長，但它們有特定的威脅。在這些恆星的年輕歲月，它們可以釋放強烈的耀斑與紫外輻射，可能會剝離宜居帶內任何一顆岩質行星的大氣。

要確定那一些可能是正確的:我們過早地出現或低質量恆星的威脅。勒佈建議研究鄰近紅矮星以及周圍可適居行星的跡象。未來像凌日系外行星巡天衛星（the Transiting Exoplanet Survey Satellite）和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）任務將幫助我們解答這些問題。

【圖：哈佛大學史密森天體物理中心；文：林景明節譯自每日科學網頁】

香港今日凌晨天朗氣清，市民及天文愛好者在近乎無雲的天空，欣賞到一次與月偏食現象很相似的半影月食。按照Chauvenet 的計算，這次月食其實是一次食分極小的本影月偏食，在場觀測的部分天文同好亦有此感覺。至於是否屬實，有待更多觀測數據驗證。

【圖：余惠俊】

一項新的研究顯示，在地震中因為岩石相互研磨而形成的岩石蘊含豐富的氫氣，這意味著火星上類似的地震活動可能產生足夠的氫氣，從而支持生命的發展。

來自耶魯大學，阿伯丁大學（University of Aberdeen），布魯克大學（Brock University）的研究人員對蘇格蘭海岸外赫布里底（Hebrides）活躍的斷層線週圍的岩石進行研究，並進行相應的測量，他們的量度結果顯示，產生足夠的氫氣，可以維持活動斷層週圍微生物的生長。

【圖、文：林景明節譯自耶魯大學新聞公佈】研究論文發表於《天體生物學》期刊

美國太空總署卡西尼號太空船發現土衛六（Titan）表面深而陡峭的峽谷，充滿了液態碳氫化合物。 這是首次直接證明土衛六上存在由液體覆蓋的溝渠，也是首次觀察到土衛六上數百米深的峽谷。

卡西尼號的發現顯示這些溝渠都是些狹窄的峽谷，總體寬度都不到一公里， 坡度卻超過四十度。 同時，這些峽谷都非常深，從頂部到底部有約240至570米深。

就像土衛六上那些含有豐富甲烷的海一樣，這些蜿蜒伸展的溝渠在雷達中顯示較暗。 科學家由此認為這些溝渠可能充滿了液體，但是此前並沒有做過直接的探測，所以並不知道這些暗色部分是液體還是沉積物。 在土衛六嚴寒的環境，沉積物的主要成分更可能是冰，而非岩石。

卡西尼號的雷達經常用作影像拍攝儀器，因為它能夠穿過稠密的霧霾獲得霧霾下土衛六地表情況。 但在這次飛掠過程中，卡西尼號的雷達用作測高儀，通過發射雷達波來測量重點區域的深度。 研究人員將此次測高資料與此前的雷達圖像結合，得出了新的發現。

【圖：美國太空總署；文：節錄自NASA中文網頁；新聞資訊由林景明提供】

注意：「NASA中文」是中國大陸報導美國太空總署的新聞網站，並非美國太空總署的中文官方網址，與美國太空總署無關。