天文新聞

美國會本月通過了一項雄心勃勃的預算法案，撥付不少於5500萬美元的資金，資助美國太空總署於2018年前研製出一款用於長途太空探索任務的太空居住艙。

美眾議院撥款委員會本月公佈了2016年財政預算案，其中撥付美國太空總署至少五千五百萬美元研製一款居住增強太空艙。這筆資金將來自於先進探索系統計劃，這是約3.5億美元探索研究與發展項目的一部分。美國太空總署總部國際太空站負責人山姆·施梅彌（Sam Scimemi）表示美國太空總署目前還沒有如何使用這筆資金的具體計劃。

不過，此前數月，美國太空總署對居住艙的研製工作日益重視，希望2020年左右在地月軌道空間對其進行測試。隨後，這款居住艙將被用於人類的火星探索任務。據美國媒體今年4月份報導，美國太空專家認為，美國太空總署可能在2033年把太空人送入火星軌道，2039年派人登上火星。

美國太空總署已通過探索夥伴關係的下一代空間技術項目，資助12家公司開展居住艙概念的研究。今年3月，美國太空總署同畢格羅宇航、波音、洛歇·馬田以及軌道ATK公司簽訂了研究居住設計的合約；也同航天與導彈專業公司Dynetics、漢勝、軌道技術公司簽訂了研究太空艙具體技術（比如生命支持系統）的合約。

【圖：美國太空總署；文：節錄自國家航天局網頁 ；新聞訊息由林景明提供】

教育局未來將會把《香港天文》應用程式放入科學教育的資源網頁內，作為參考工具。

莫斯科物理與技術研究所（Moscow Institute of Physics and Technology）阿爾喬姆·奧岡諾夫（Aryem Aganov）教授領導的研究團隊，研究鎂，硅，氧三種元素在遙遠超級類地行星上可能的蘊藏形式。

他們通過電腦建模發現在這些行星巨大壓力環境中，可能會形成包含很多氧原子的化合物，名為MgSi3O12,具備金屬的性質，依據傳統的化學理論，它無法在地球上形成。而這個在行星磁場的生成中扮演著重要的角色，一旦磁場形成，它可以保護行星免受宇宙輻射的轟擊，造就更適宜生命存在的環境。

這些化合物還可能加速地殼深處熱量的傳輸，推動地幔內部的對流，甚至令行星產生獨特形式的板塊構造。

【圖、文：林景明節譯自莫斯科物理與技術研究所網頁】研究論文發表於12月22日出版的《科學報告》

俄羅斯總統普京1​​2月28日簽署總統令，決定撤銷俄羅斯航天局（Roskosmos），成立國有企業俄羅斯航天集團公司。

據俄羅斯總統府網站消息，普京當日簽署的《關於撤銷俄羅斯聯邦航天署總統令》規定，自2016年1月1日總統令生效之日起，撤銷俄羅斯航天局，原俄羅斯航天局所享有的權利對俄羅斯航天集團公司仍然適用。俄羅斯政府確保俄羅斯航天局向俄羅斯航天集團公司權利和職能交接過程中的連續性，在資金、技術、後勤方面為總統令的實施提供保障。
　　
今年7月1日，俄羅斯國家杜馬（Gosudarstvennaya Duma = 俄羅斯的下議院）通過關於俄羅斯航天集團公司的法案，7月13日由普京簽署生效。根據該法案，俄羅斯航天集團公司在俄羅斯航天局、俄羅斯聯合火箭航天股份公司的基礎上成立，為國有企業，負責俄羅斯航天領域政策法規的實施，是俄羅斯在太空研究、飛行器研製、格洛納斯導航衛星（GLONASS）發展領域的授權機構。
　　
俄羅斯航天局此次轉企是俄羅斯大型政府機構轉為企業的第八家。此前，俄國家技術集團、俄納米集團、俄聯邦原子能機構、俄外經銀行等已完成轉企工作

【圖：維基百科；文：節錄自國家航天局網頁 ；新聞訊息由林景明提供】

美國太空總署好奇號火星車又帶來好消息，其攜帶的火星樣本分析儀（Sample Analysis at Mars，簡稱 SEM）首次在火星沉積物加熱過程中探測到氮元素得以確認。

據物理學家組織網12月24日報導，檢測到的氮以氮氧化物的形式出現，可能是硝酸鹽在加熱過程中釋放出來的。硝酸鹽是含氮分子，能夠被活的生物體利用。這一發現為證明古代火星有生命存在增加了證據。

研究小組在黃刀灣泥岩形成的風沙和灰塵樣本中發現了硝酸鹽存在的證據。研究發現，探測器在三個地點都發現了一氧化氮，其總量比探測器在極端情境中的產生量要多出兩倍，研究人員認為，多餘的一氧化氮很可能來自加熱的火星沉積物中所含的硝酸鹽，硝酸鹽確實在火星上真實存在。

氮是所有生命體不可缺少的元素，是組成生命代碼的去氧核醣核酸（deoxyribonucleic acid，縮寫：DNA）和核糖核酸（Ribonucleic acid，縮寫：RNA）的基礎模塊。然而，在地球和火星上，大氣中的氮被鎖定成氮氣，兩個氮原子緊密結合，很難與其他分子發生反應。而若要參與生命所需的化學反應，氮原子需要單獨固定住。地球上的某些微生物能固定大氣中的氮，這個過程對於代謝活動至關重要。少量的氮也會藉助閃電這樣的能量事件“固定”下來。

沒有證據顯示研究小組發現的氮元素由生物產生，因為現在的火星表面不適合已知的生命形式。相反，研究人員認為釋放氮元素的這些硝酸鹽來自遠古時代，很可能來自非生物過程，比如隕石衝擊或者閃電。

目前發現的亁涸河床和只有在液態水中才能形成的礦物顯示，火星在遠古時代可能更宜居。 好奇號團隊已經發現了一些生命所需的其他成分，比如在蓋爾（Gale）隕石坑數十億年前曾存在液態水和有機物質等。

【圖：美國太空總署；文：節錄自國家航天局網頁 ；新聞訊息由林景明提供】

由於石油價格大幅度下降，俄羅斯經濟狀況欠佳，導致政府需要節省開支，俄羅斯航天局的預算要再度削減，未來十年（2016年至2025年）所有與月球相關的太空計劃，包括月球基地、月球軌道上的太空站、載人探月飛行相關的太空服研發和軟件開發需要暫時停止，以節省885億盧布（93.6億港元，78.4億人民幣，398億新台幣）的預算。

俄羅斯航天局今年4月還表示要在月球建立研究基地，設置月球軌道上的太空站，2025年派出無人駕駛太空船登月，在2029年實現俄羅斯太空人登陸月球。

【圖、文：節譯自俄羅斯互聯網新聞報導】

美國太空總署宣佈，已經成功地安裝詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的一半，第九塊鏡片。該望遠鏡由十八塊六邊型的鏡片組成。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的六邊形反射鏡到達軌道後會展開，成為6.5米口徑的牛頓式反射望遠鏡。每塊鏡片由超輕量級表面鍍金的鈹（beryllium）構成，能承受攝氏零下250度的溫度。不過在這個溫度下，望遠鏡會產生38納米的位移，過大的位移將引起微妙的光學變化。鏡片安裝是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的最後組裝階段。預期在明年年底完成所有鏡片的安裝。

【圖、文：節譯自美國太空總署網頁 ；新聞訊息由林景明提供】

低質量恆星演化到末期時，核心的氫核融合反應逐漸停止，並逐漸膨脹而形成直徑比太陽大了數十倍的紅巨星。而後它們向外拋擲出絕大部分的外層大氣物質而形成行星狀星雲（planetary nebula，簡稱 PN），殘留的熾熱核心歷則經數十億年時間逐漸冷卻。獅子CW目前就正處於紅巨星開始向外拋出大量物質的最後階段。

澳洲雪梨大學（University of Sydney）保羅·斯圖爾特（Paul Stewart）表示：雖然我們的眼睛看不到獅子CW星，但它已經成為天空中最著名的恆星之一。如果我們的眼睛能用紅外光觀賞星空，獅子CW將是如今全天空最亮的恆星。然而最讓人興奮的不僅於此，而是它所展現的極端物理學–如此腫脹而明亮的巨獸，卻鎮定的處在自我毀滅的階段；正確的說，它正用自己發出的強光扯碎己身，將濃密的塵埃氣體雲猛拋入星際空間，用最後一點精力為自己辦一場炫麗的葬禮。

這些天文學家利用在夏威夷的凱克望遠鏡（Keck）、在智利的超大望遠鏡（VLT）和正在環繞土星的卡西尼號太空船（Cassini）過去10幾年來所拍攝的獅子CW影像進行研究。在如同汽鍋內一般，熱能和塵埃都極度混亂的狀況下，獅子CW的外觀也隨之不斷改變。這原本是個緩慢的進程，但最新影像卻顯示過去幾年間有比之前更為劇烈的事情發生，讓獅子CW的外觀與過去迥異，再也看不出過去的模樣。這樣的變化讓已經研究它數十年的天文學家相當頭大，苦笑不已。大自然就是選在這樣的時刻，提醒所有人誰才是這世界的老大。

過去二十年來，許多天文學家都嘗試著要去將他們從影像中所見到的狀況套入某種框框架架中，從而衍生出許多複雜的數值理論模型，演算恆星周圍那些空穴或羽狀、盤狀、暈狀等結構。但就在這些天文學家自以為可以完全掌握獅子CW會如何從一種結構變化成另一種結構時，這顆星卻顯然自有主意，使得這些理論模型竟然都只能予以捨棄。

很顯然地，從新影像可知獅子CW一直以來都是隨意的向外拋射高溫塵埃構成的團塊或羽狀結構，毫無規律可言。就像是心理學上著名的羅夏墨跡測試（Rorschach Ink Blot Test）的太空版一樣，每當嘗試去判定每個團塊或節點的基本結構，都會比原本預料的還要多一點。對4歲小孩而言要在雲氣中看到兔子還是大象是很容易的事，可是這顆富含塵埃的星星卻擊潰了那些高端先進的天文學家們。

【圖、文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁 ；新聞訊息由林景明提供】

中國科學技術大學教授汪毓明研究組在地球磁層范艾倫輻射帶相對論電子加速方面取得新進展。該研究組教授蘇振鵬與長沙理工大學、北京大學以及美國多所研究機構科學家合作，利用美國太空總署的范艾倫探測器高分辨率數據，首次證認了全球範圍內超低頻波對輻射帶相對論電子的徑向擴散加速過程。

范艾倫輻射帶是指近地空間中環繞地球的兩層巨型“輪胎狀”的高能粒子輻射層。外輻射帶包含能量為~MeV的相對論電子，分佈在距離地心3-8個地球半徑的廣闊空間區域。這些相對論電子經常受到太陽活​​動的影響而發生劇烈變化，對在軌航空航天系統（包括軍事，導航、通訊和氣象衛星等）造成嚴重威脅。因此，研究輻射帶相對論電子形成機制具有重要的科學和現實意義。

輻射帶相對論電子可能的形成機制主要有兩種：超低頻（mHz）波驅動​​的徑向擴散和甚低頻（kHz）合聲波驅動的局地擴散。以往的研究缺乏高分辨率的觀測數據且常常局限於地磁暴時段，普遍強調了甚低頻合聲波對於輻射帶相對論電子的加速作用，而無法準確評估超低頻波可能的加速效應。該課題組利用範艾倫探測器提供的高分辨率數據，研究了非磁暴時段輻射帶電子演化過程。數據顯示，在不存在甚低頻合聲波的條件下，超低頻波能夠對相對論電子通量進行週期性調製，在10個小時內，驅動外輻射帶內邊界朝向地球移動0.3-0.8個地球半徑，並使得相對論電子通量提升1個數量級。

該研究成果為超低頻波徑向擴散加速輻射帶相對論電子提供了直接證據，對於理解輻射帶動力學行為、預報近地空間天氣環境和保障航​​空航天安全具有重要意義。

【圖、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12月22日出版的《自然·通訊》

天文學家最新研究認為，木星大氣浮質可能對於該行星大氣溫度調控具有重要意義。

行星科學家使用美國太空總署探測器觀測數據，發現木星大氣層氣體無法單獨解釋這顆行星氣候特徵。他們指出，木星大氣層低密度碳氫化合物濃霧與太陽能量發生交互，能夠調控大氣層熱量變化。

這項發現意味著木星大氣層受熱狀況與地球不同，或將幫助我們理解太陽系內部及外部其它行星氣候狀況。木星大氣層加熱和冷卻過程被認為是通過漩渦大氣層氣體捕獲和釋放太陽能量來完成的，大氣層懸浮微粒的作用之前未被認真考慮過。

美國加州大學聖克魯茲分校（University of California, Santa Cruz）張西博士帶領一支研究小組進行深入研究，他們發現懸浮微粒對於平衡木星大氣層熱量吸收和釋放平衡關係具有重要作用。在地球大氣層，懸浮微粒對於維持全球氣候變化具有重要意義，例如：火山噴發大量微小浮塵微粒將停留在大氣層頂端數月時間，從而產生一種大氣層冷卻效應。

研究小組使用卡西尼和航行者太空船的勘測數據，顯示木星大氣層中的氣體不能完全解釋入射太陽輻射的吸收熱量和紅外輻射逃逸熱量的平衡關係。

他們認為，木星大氣層碳氫化合物變得濃縮，形成包含蓬鬆不規則微粒的濃浮質層。這種低密度碳氫化合物濃霧意味著浮質懸在大氣層較高位置，濃霧接近木星時從太陽吸收能量，再釋放熱量至太空之中，從而實現熱量傳導平衡。

【圖：維基百科；文：節錄自國家航天局網頁 ；新聞訊息由林景明提供】