【南極】特邀嘉賓朱進老師 ‍「天文與南極」專題講座

马湘衡

<p class="ql-block" style="text-align:center;">特邀嘉賓朱進老師</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">北京天文館研究員、《天文愛好者》雜誌主編、國際天文學聯合會小天體提名工作組成員，在2002年～2019年任北京天文館館長。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在中國科學院國家天文台工作期間，他曾主持北京施密特CCD小行星研究項目，從1994年到2001年，項目組發現了獲得國際小行星中心暫定編號的小行星2700多顆，其中已有1200多顆獲得永久編號和命名權。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">項目組於1997年6月發現了一顆以他（作為發現者代表）和最早看出來該天體彗星特徵的國外觀測者的姓氏共同命名的彗星，叫做「朱-巴拉姆」彗星。2021年5月，經過發現小行星的天文愛好者提名，由孫國佑和高興在星明天文台發現的一顆永久編號為（546049）的小行星被國際小行星中心命名為「朱進」星。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">南極與天文</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">朱進</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">中國科學院老科學家科普演講團</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">北京天文館</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">南極地圖</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">科考日記</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天文愛好者</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">最佳天文台址看這裡——南極冰穹A</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">冰穹A的位置</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">隕石概念</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">隕石是地外天體的碎片穿過地球大氣層隕落到地表的岩石樣品。</p><p class="ql-block">隕石記錄了太陽星雲的起源、凝聚到小行星和行星形成與演化的整個歷史，甚至保留了太陽系形成之前來自於超新星等各類「前太陽顆粒」。</p><p class="ql-block">隕石表面一般都有一層很薄的（小於1毫米）黑色的熔殼，常發育著指印形狀氣印結構。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">隕石起源</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">大部分隕石起源於小行星。一些罕見的隕石類型來自於火星和月球的隕石。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">隕石降落</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">據統計幾乎每天都有隕石降落到地球，年累積量重達幾十噸，絕大多數都隕落在海洋、山區、森林、沙漠等人煙稀少的地區。每年觀察並收集到目擊隕石平均只有10次左右。</p><p class="ql-block">隕石墜落到地球時，其降落速度一般為10～20千米/秒，由於隕石高速穿過稠密的地球大氣層摩擦生熱，</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">隕石類型</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">隕石一般分為三大類：</p><p class="ql-block">石隕石：主要由硅酸鹽礦物組成（金屬含量小於30%）；鐵隕石：由鐵鎳金屬組成（金屬含量大於95%)；石-鐵隕石：鐵質和石質的量相差不多（金屬含量30%~60%）。每一大類的隕石可根據結構構造和化學成分的不同，分為若干類型。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">隕石寶庫：南極</p><p class="ql-block">氣候寒冷、乾燥；</p><p class="ql-block">冰蓋歷史長（可達10Ma）</p><p class="ql-block">厚度大（平均厚度約2300m）</p><p class="ql-block">面積遼闊（1400萬Km2）；</p><p class="ql-block">居地年齡可達幾十萬年。</p><p class="ql-block">南極已發現了70多個隕石富集區，隕石數量超過5萬塊，佔全球總量60%以上。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">南極隕石富集區</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">南極隕石蒐集情況</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">中國——12665塊</p><p class="ql-block">我國七次南極格羅夫山科考：</p><p class="ql-block">1998～1999年：第15次，收集4塊隕石</p><p class="ql-block">1999～2000年：第16次，收集28塊隕石</p><p class="ql-block">2002～2003年：第19次，收集4448塊</p><p class="ql-block">2005～2006年：第22次，收集5354塊：</p><p class="ql-block">2009～2010年：第26次，收集1618塊；</p><p class="ql-block">2013～2014年：第30次，收集583塊；</p><p class="ql-block">2015～2016年；第32次，收集630塊</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">其他國家（塊）：</p><p class="ql-block">日本&gt;18000</p><p class="ql-block">美國&gt;22000</p><p class="ql-block">歐洲&gt;400</p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"><span class="ql-cursor"></span></span></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">格羅夫山隕石蒐集</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">南極隕石富集機制</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">隕石降落到南極表面後，與積雪一道被掩埋，然後隨著冰川運移，當冰川流動受到山脈等阻擋，以及南極下降風對冰川的消融作用，使其中的隕石被淺擱，並在特定區域富集。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">南極隕石研究</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2000～2008年間，中國科學院地質與地球物理研究所、地球化學研究所、廣州地球化學研究所、紫金山天文台、國家天文台，北京大學，南京大學，北京天文館和桂林理工大學等九家單位完成了2433塊隕石的類型確定；2012年後，桂林理工大學隕石與行星物質研究中心獨自承擔，連續開展南極隕石分類工作，共計完成了3760塊。截止2023年底，我國已確定了6193塊隕石的類型，約佔所有隕石的一半。在這些隕石中，發現除普通球粒隕石外的特殊隕石73塊。這些特殊隕石涵蓋了大部分己知的隕石類型，如：我國在南極發現的第一塊月球隕石GRV150357；火星隕石中輝玻無球粒隕石（Shergottite）GRV99027和GRV020090；南極格羅夫山隕石中最大的無球粒隕石——灶神星隕石GRV13001等。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">中國南極隕石的收集、研究與展望</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">南極之行聊天文</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">朱進</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">中國科學院老科學家科普演講團</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">北京天文館</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天文</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">關注地球大氣層以外的天體（位置、運動性質等）和現象。［所有的文科、所有的工科和其他絕大部分理科：關注地球表面的事兒。］</p><p class="ql-block">時間：宇宙的開始（137億年前）和終結（？）</p><p class="ql-block">空間：～1000億光年</p><p class="ql-block">宇宙中隨處可見的在地球實驗室中無法重現的極端物理條件和環境。</p><p class="ql-block">研究方法：以觀測（而不是實驗）為基礎</p><p class="ql-block">強調對客觀事物和客觀規律的理解和認識。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">流星：發光高度約110～80千米</p><p class="ql-block">流星雨：來自同母體（彗星或者小行星）的流星體群繞日運動與地球相遇，在地球大氣層產生的現象</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">極光</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">太陽活動</p><p class="ql-block">地球磁場</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天宮空間站【天和+神舟12+天舟2】過境</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">2021.08.27. 20:00～20:02。by 朱進</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">北京古觀象台</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">空間站可見過境預報：</p><p class="ql-block">1.天文通（微信小程序）</p><p class="ql-block">2.網站：www.heavens-above.com</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天宮號空間站——可見過境</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">國際空間站——可見過境</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">對比預告</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">烏斯懷亞</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天宮號空間站——可見過境</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天宮號空間站——過境詳情</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">2012.08.12.金星合月；月球：39.4萬千米（1.31光秒）；金星：1億千米（5.3光分）</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">北京施密特CCD小行星項目</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">發現：2700+</p><p class="ql-block">永久編號：～1300</p><p class="ql-block">其中：NEA5，彗星1</p><p class="ql-block">命名：100+</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">小行星命名規則</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">【趙經遠，《天文愛好者》2021.06.】</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1.名稱不長於16個字符；</p><p class="ql-block">2.最好是一個詞；</p><p class="ql-block">3.在某種語言中可以發音；</p><p class="ql-block">4.非攻擊性詞彙；</p><p class="ql-block">5.應避免與已獲得命名的天體名稱過於相似；</p><p class="ql-block">6.不鼓勵使用寵物的名字；</p><p class="ql-block">7.不能用發現者自己的名字命名；</p><p class="ql-block">8.以政治或軍事活動而聞名的個人或事件，在其本人死亡或事件發生後的100年內都不允許作為命名；</p><p class="ql-block">9.對於編號是1000的倍數的小行星，習慣上以特別重要的人物命名；</p><p class="ql-block">10.每個個人發現者或組織不能在兩個月內提議超過兩個以上的小行星命名；</p><p class="ql-block">11.純商業或以商業性質為主的命名是不被允許的；</p><p class="ql-block">12.發現者自小行星獲得永久編號起10年內享有命名權。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">特殊類型小行星命名規則</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1.木星的特洛伊小行星：以特洛伊戰爭中的英雄人物命名。其中，L4位置以希臘人物命名，L5位置以特洛伊人物命名；</p><p class="ql-block">2.木星與海王星軌道之間的半人馬小行星：以半人馬族的神話人物命名；</p><p class="ql-block">3.與海王星形成1:1共振的小行星：以亞馬遜人命名；</p><p class="ql-block">4.與海王星形成3:2共振的小行星：以陰間神話中的人物命名；</p><p class="ql-block">5.經典海王星外天體：以創世神話中的人物命名；</p><p class="ql-block">6.近地小行星：以除去創世和陰間之外的神話命名。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">小行星命名</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">7072 Beijingdaxue北京大学</p><p class="ql-block">8050 Beishida北师大</p><p class="ql-block">59000 Beiguan北馆</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">袁隆平星：1996年9月18日發現，永久編號8117，暫定編號1996SD1，水稻。</p><p class="ql-block">陳景潤星：1996年11月24日發現，永久編號7681，暫定編號1996YK2，這是我們獲得命名權的第一顆編號是素數的小行星</p><p class="ql-block">巴金星：1997年11月25日發現，永久編號8315，暫定編號1997WA22，這一天是巴老的生日</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">以中國人命名的四顆小行星</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">流星：發光高度約110～80千米；</p><p class="ql-block">彗星C/2014Q2（Lovejoy）：8300萬千米（6.65光分）；</p><p class="ql-block">昴星團：440光年；</p><p class="ql-block">加州星雲：1500光年</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">2024/2025年大彗星？</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">C/2023A3（紫金山——ATLAS）</p><p class="ql-block">2024年9月27日過近日點</p><p class="ql-block">C/2024 G3（ATLAS）</p><p class="ql-block">2025年1月13日過近日點</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">距離：71光分；成像波段：紅外線、可見光、紫外線</p><p class="ql-block">作者：the Cassini Imaging Team at NASA/JPL/Sp ace Sc ience Institute.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">冬季大三角：天狼星8.6光年；南河三11.4光年；參宿四640光年</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">參宿四</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">首次發現系外共軌行星</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">PDS70行星系統的ALMA圖像。中心為PDS70，黃色實心圓圈即為行星PDS70b，並圍繞中心運行。在與PDS70b相同的軌道上（實心黃色大橢圓），天文學家探測到一團塵埃雲（黃色虛線圓圈），暗示著PDS70b共軌行星的存在。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">馬頭星雲。距離：1500光年。作者；T,A.Rector/University of Alaska Anchorage and Hubble Heritage Team（STScl AURA NASA）.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">玫瑰星雲：距離：5000光年；作者：Adam Block and Tim Puckett.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">蟹狀星雲。距離：6500光年。成像波段：射電波段；作者：M.Bietenholz（Harebeesthoek Radio Obs,）for NRAO VLA.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">雷神的頭盔 距離：15,000光年。一顆罕見的沃爾夫-拉可星，質量大約是太陽40倍</p><p class="ql-block">Canada-France-Hawaji Telescope 7 Coelum/J.C Cuillandre&G.Aniselmi.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">武仙座球狀星團。距離：25，100光年。作者：Robert Gendler.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">銀河系。距離：26,000光年（地球距離銀河系中心的距離）。</p><p class="ql-block">作者：ECKHARD SLAWIK</p> <p class="ql-block">仙女座星系。距離：2,500,000光年。作者：Robert Gendler</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">天線星系。距離：45,000,000光年。</p><p class="ql-block">NASA/ESA/Hubble Heritage Team （STScl/AURA）-ESA/Hubble Collaboration</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">這是第一張黑洞照片</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">超大質量黑洞噴射噴流的首張圖像</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">M87中心區域3.5毫米波段的圖像，同時顯示了超大質量黑洞的光環和噴流。</p><p class="ql-block">全球毫米甚長基線干涉測量陣列（GMVA）、阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣（ALMA）和格陵蘭望遠鏡（GLT），它們共同形成了一個相當於地球大小的虛擬望遠鏡，與EHT類似。不同於EHT的1.3毫米的觀測波長，此次拍攝的波長為3.5毫米。結果表明，M87的超大質量黑洞吞噬物質的速度比之前認為的要快，更多的物質正在向黑洞墜落。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">發現罕見的長週期磁星</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">GPMJ1839-10</p><p class="ql-block">位於盾牌座，距離地球15000光年</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">史蒂芬五重星系。距離：300,000,000光年。</p><p class="ql-block">作者：T.Rector（U.Alaska Anchorage）for the Gemini North Observatory</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">武仙座星系團。距離：470,000,000光年。</p><p class="ql-block">作者：Canada-France-Hawali Telescope Coelum J.-C.Culllandre G.Anselmi</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">相距最近：新發現的兩個超大質量黑洞</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">星系UGC4211,距離地球約4.8億光年，正處於並合的最後階段，即星系形態仍然不規則，但已經不能分辨出前身星系。研究人員利用了高分辨率的多波段數據，確認了UGC4211中心存在雙核，即擁有兩個尚未最終並合的超大質量黑洞。數據分析表明，它們之間的距離僅有750光年，者質量分別是太陽的2億倍和1.25億倍。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">子彈星系團。距離：3,400,000,000光年。暗物質存膏的直接證據。</p><p class="ql-block">成像波段：可見光、X時線。作者：X-ray by M.Markevitch-for NASA1 CXC CfA and visible light by D.Clowe for NASA/STScl;Magellan/U.Arizona and ESO.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">引力透鏡。距離：5,000,000,000光年</p><p class="ql-block">作者：'M.Lee and'H.Ford for NASA/ESA/JHU.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">雙超大質量黑洞被證實</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">擁有雙黑洞的類星體名為OJ287，位於巨蟹座方向，距離地球約50億光年。</p><p class="ql-block">40多年前，天文學家注意到OJ287中心發出的輻射存在兩個週期，一個約為12年，另一個較長約為55年。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">有史以來總能量最大的宇宙爆發</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">由英國南安普頓大學的天文學家領導的團隊，發現了有史以來總能量最大的宇宙爆發。它比任何己知的超新星亮十倍以上，比最亮的潮汐瓦解事件亮三倍。此次爆發被命名為AT2021wx，目前已經持續了三年多。此次爆發發生在近80億光年之外，當時的宇宙年齡約為60億年。雖然有記錄以來最亮的爆發，這個紀錄屬於去年被發現的稱為GRB221009A的伽馬射線暴；但處於24億光年外的GRB221009A被探測到後僅持續了約十個小時。最可行的解釋是，一個超大質量黑洞猛烈撕碎了其周圍的一個偏離了軌道的巨大氣體雲，而氣體雲的質量比太陽可能大數千倍：黑洞吞噬了氣體雲的碎片，並將激波傳送到氣體的剩餘部分和更外部的塵埃環中，導致它們發出強烈的電磁輻射。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">愛因斯坦十字。距離：400,000,000-8,000,000,000光年。作者：NASA/ESA</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">哈勃超深空。距離：13,000,000,000光年。成像波段：可見光紅外線。</p><p class="ql-block">作者：.S.Beckwith for the NASA/ESA HUDF Team,</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">宇宙微波背景。距離：13,700,000,000光年。成像波段：微波。</p><p class="ql-block">作者：VMAP Science Team for NASA.</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">尋找適合居住的世界</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">C/2017U1</p><p class="ql-block">A/2017U1</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">冥王星：氮冰</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">中國天眼FAST，讓快速射電暴無所遁形</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2022年3月，科學團隊首次提出了能夠統一解釋重復快速射電暴偏振頻率演化的機制，為快速射電暴中的重復暴找到可以證認身份的「身份證」；6月，發現了迄今為止唯一一例持續活躍的重復快速射電暴——FRB20190520B，併發現了迄今第二個快速射電暴持續射電源對應體，為構建快速射電暴演化模型打下了基礎；9月，通過對FRB20201124A的深度觀測，獲取了迄今為止最大的快速射電暴偏振觀測樣本，並首次探測到了快速射電暴中心附近距中心僅1個日地距離的磁場變化，揭示了快速射電暴密近環境的動態演化，對確定快速射電暴中心引擎機制邁出了關鍵一步。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">圖源：NASA GSFC/lL/Adriana Manrique Gutierrez</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">早期宇宙中發現大質量星系</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">六個大質量星系，處於大爆炸後僅5～7億年的宇宙初期。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">年輕宇宙中的有棒星系</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">六個有棒星系的韋布圖像，其中EGS-23205和EGS-24268存在於大約110億年以前，是目前發現的最早的有棒星系</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">超新星遺跡里的中子星</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">近期，一個由歐洲天文學家領導的國際團隊公佈了他們的最新研究，證實了超新星SN1987A的中心存在一顆中子星。這是天文學家首次提供明確的觀測證據，確定了SN1987A中心致密天體的類型。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天文的特點</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">新發現層出不窮，有些直接改變人們對客觀世界和客觀規律的認識。</p><p class="ql-block">經常發生普通公眾也能夠參與的天象觀測，有的不能事先準確預測。【與一般的中學理科實驗非常不同】</p><p class="ql-block">關注的對象一般都離地球非常遠，內容簡單、明確。</p><p class="ql-block">對教科書的質疑，對教師的質疑，對專家的質疑（破除迷信）</p><p class="ql-block">培養對於未知的好奇心［探索精神］，培養誠信的態度（科學素質）</p><p class="ql-block">天文學是最適合對青少年和公眾開展科學普及的自然科學學科。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">天文愛好者</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">銀河大揭秘</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">資料來源：法國奢華探險郵輪公司龐洛郵輪PONANT旗下姐妹船系列北冕號</p><p class="ql-block"><br></p>