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amateur_astronomer_6e37c_1972
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"title": "发现黑洞射出的气体“子弹”"
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欧 洲空间局的牛顿X射线多镜面望远镜和国际射线天体物理实验室以前所有的精细程度观测了紧邻黑洞的环境,发现了由黑洞发射出的巨大气体“子弹”。 这个黑洞位于星系马卡良509的中心,距离地球5亿光年。它非常巨大,包含了3亿个太阳质量,且每天都在通过进食长大。之所以选中马卡良 509 来进行研究是因为它的亮度变化。这一变化说明物质流入黑洞的道路并非坦途,源自黑洞周围内部区域的辐射会驱散一些气体。 对这个黑洞的监测持续了100 天。期间这个星系表现活跃。与通常$2 5 \%$的亮度起伏不同,它在软X射线波段的亮度变化猛增到了$6 0 \%$,暗示在流向黑洞的气体中出现了大的扰动。观测显示,向外流动的巨大气自黑洞周围物质等待下落的多尘区域。 个活动星系中央引擎的概念图。中央黑洞会被等待下落的物质所环绕,而紧邻黑洞区域所发出的辐射则会驱动部分气体向外流$( \mathsf { C X C } )$ 令人吃惊的是,该区域距离黑洞超过了15 光年,比一些天文学家原先认为的还要远。多尘区通常是环绕黑洞的面包圈形结构。当物质盘旋着掉入黑洞时,就会形成这样的一个吸积盘。观测还显示,这个吸积盘的外部有一层温度高达数百万度的气体。那里正是驱动气体向外流动的X射线和$\upgamma$射线的源头。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1973
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"title": "“哈勃”拍摄不规则星系霍姆伯格Ⅱ"
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为活跃的阶段,会经历一系列爆发事件一—IRAS 17163-3907在几百年的时间里就向外抛射出了4个太阳质量的物质。这些物质由富含硅酸盐的尘埃以及混杂在其中的气体组成,形成了巨大的星云。这同时也说明,不久它极有可能会在一场爆炸中死去。 个甚大望远镜拍摄的煎蛋星云,其中心是罕见的黄特超巨星IRAS17163-3907。版权:ESO/E.Lagadec。 在哈勃空间望远镜拍摄的经典照片中,星系通常都呈现出优雅的螺旋形或者是柔和的椭圆形。但这些端庄的形状仅仅是对大型星系而言的。小得多的不规则矮星系霍姆伯格 II 则奇形怪状,难以分类。在这张照片中,巨大的发光气泡更加凸显出了它模糊的外形。 霍姆伯格 II中错综复杂的发光气体壳层是由许多代恒星的生命循环所产生的。在气体稠密区中会形成大质量恒星,之后它们会吹出强劲的星风,吹散周围的物质。在它们生命的终点,还会以超新星的形式爆发。由此产生的激波会扫过低密度地区,吹动并加热气体,形成今天我们看到的精致壳层。 霍姆伯格 II 由高密度的恒星形成区和荒凉的低密度区组成,后者的大小可 达数千光年。作为一个矮星系,它既不具有类似银河系这样的旋臂,也不拥有像椭圆星系那样的核心。从引力上来说,这使得它成为了一个庇护的港湾,诸如这些气泡的脆弱结构可以在其中得以长存。 虽然霍姆伯格 II 在大小上与众不同,但它也具有一些有趣的特征。和它不同寻常的外表一样,在这幅照片右上角的三个气泡中有一个极亮X射线源。有不同的理论竞相来解释它的强大辐射,一种吸引人的可能性是它源于中等质量黑洞吸积周围的物质。 个哈勃空间望远镜拍摄的不规则矮星系霍姆伯格II。版权:NASA/ESA。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1974
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"title": "最强大亚毫米波望远镜投入使用"
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类所建造的最复杂地面天文台阿塔卡玛毫米波大天线阵已正式投入使用。仍在建的它所发布的首幅图像揭示出了在可见光和红外望远镜中所看不到的宇宙。 这个天线阵建在智利北部的高原上,海拔 5,000 千米。目前它所拥有的天线数量大约是最终 66 面的三分之一,彼此间距只有 125 米,也非最终的 16 千米。但即便如此,它却已经成为了同类型中最好的望远镜。在构造上该天线阵也与可见光和红外望远镜有着显著的不同。它是由彼此相连的天线组成的一个阵列,可以像一面巨大的望远镜一样工作。 它可以在比可见光波长长1,000倍的毫米和亚毫米波段来观测宇宙。使用更长的波长可以让天文学家研究宇宙中温度非常低的天体,例如会形成恒星和行星的稠密气体、尘埃云以及早期宇宙中的天体。这次首发的则是它对触须星系的观测结果。 触须星系是一对碰撞中的星系,各自的形状都受到了极大地扭曲。在可见光下显现出了星系中的恒星,而阿塔卡玛毫米波大天线阵则揭示出了有恒星正在形成的稠密低温气体云。这些气体的大范围聚集区不仅出现在了这两个星系的中心,还出现在了两者正在发生碰撞的地方。这是迄今在亚毫米波段上对触须星系的最佳观测结果。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1975
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"title": "巡天提供la型超新星起源线索"
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汽今对遥远超新星的最大巡天正在给予天文学家 Ia型超新星爆发机正在加速膨胀。 运制的新线索,也正是在十多年前对它们的研究天文学家确定了宇审 但它们究竟是如何产生的却是一个谜。许多天文学家认为是白矮星从正常的伴星处吸积物质进而快速生长引发的爆炸。但一个国际天文学家小组的最新研究却显示,即便不是绝大多数,仍有许多Ia型超新星是通过两颗白矮星的并合以及由此导致的毁灭性热核爆炸所产生的。这一结论并不会危及宇宙加速膨胀的结论。无论Ia型超新星是如何形成的,只要以相同的方式爆发,它们的光度就应该是相同的,其作为“量天尺”的地位就不会改变。 在过去的2年中,由哈勃空间望远镜和其他巡天搜集了Ia型超新星由双白矮星并合而成的证据。而这一使用昂星望远镜所进行的新的最大的巡天则搜集了在$5 0 \sim 1 0 0$亿年前爆发的150个遥远超新星的样本。综合之前近距Ia型超新星巡天的数据,结果显示观测到的Ia型超新星可能具有2种起源方式,同时这一时期Ia型超新星的数量是现今的5倍。 个阿塔卡玛毫米波大天线阵和哈勃空间望远镜对触须星系的共同观测结果。版权:亚毫米:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO);可见光:NASA/ESA/HST。 个昂星望远镜超新星巡天观测到的一个超新星样本。版权:Subaru。 尽管具有“两面性”的Ia型超新星仍能用于距离的测量,但它们可能会对宇宙膨胀历史的精确定量研究产生影响,因为两种起源方式间的微小差异也许会引入系统偏差。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1976
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"title": "柯伊伯带天体催生地球海洋"
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发现也许将有助于解释地球上海洋的形成。 科学家认为地球形成之初既热又燥,因此对于生命至关重要的水必定是在数百万年之后由小行星或者彗星的撞击而被带到地球上的。但在此之前,在被研究过的彗星中还没有一个具有和地球海洋相同的水。然而,哈特利2号彗星却给出了不一样的结果。 “赫歇尔"对它的彗发(稀薄大气层)进行了观测。彗发是彗星内部封冻的物质在它接近太阳时蒸发而形成的。这一发光的气体包层包裹住了彗星的核心并且会向彗星的后方流动形成彗尾。数据出人意料地显示,该彗星彗发中的“重水”—一两个氢原子中有一个被氙取代而形成的水分子一一只有之前已知其他彗星的一半,其重水和普通水的比例和地球表面海洋水的比例相同。彗星中重水的含量和其形成的环境有关。 原先认为彗星对地球海洋总水量的贡献大约只有$1 0 \%$,而位于火星和木星之间的小行星则可能是主要的水源。但这一新的发现却指出,柯伊伯带彗星应该发挥了更为重要的作用。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1977
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"title": "金星也具有臭氧层"
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欧 洲空间局的金星快车探测器在金星的高空大气中发现了臭氧、层。把它和地球以及火星的臭氧层进行比较,天文学家希望籍此可以优化对其他行星上生命的搜寻。 利用在金星的边缘通过其大气层来观测恒星,“金星快车”做出了这一发现,原因是金星大气中的气体会吸收星光中特定波长的辐射。臭氧是由三个氧原子构成的分子,它之所以能被探测到是因为它会吸收星光中的部分紫外线。根据计算机模型,金星上的臭氧形成自由阳光离解的二氧化碳分子所释放出的氧原子。这些原子随后会被大气中的风吹到金星的背阳侧,在那里它们会组合成氧分子和臭氧分子。这一探测结果同时对于了解金星的大气化学也有重要的意义。 在之前的探测中发现,只有地球和火星拥有臭氧层。由于能够吸收阳光中有害的紫外线,地球的臭氧对于生命而言是基本的要素。它们是从 24 亿年前开始由细菌释放出的氧气集聚而成的。对于火星而言,其臭氧则是阳光分解二氧化碳分子所产生的。 金星的臭氧层也具有非生物学的起源,高度为 100 千米(是地球臭氧的 4 倍多),浓度仅为地球的$1 / 1 , 0 0 0 \! \sim \! 1 / 1 0 0 _ { \circ }$。这一发现支持了先前的假说,如果一颗行星的臭氧浓度小于地球的$2 0 \%$ ,基本可以排除它有生命的可能性。 个“金星快车”在金星背阳侧探测到臭氧的概念图。版权:ESA/AOES Medialab。 个哈勃空间望远镜拍摄的星系团MACSJ1206.2-0847。版权:NASAVESA/M. Postman (STScl)/CLASH Team。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1978
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"title": "哈勃空间望远镜开展暗物质巡天"
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了以极高的精度探测25个大质量星系团中的暗物远镜开展了“星系团透镜和超新星”巡天。目前已经完成了对其中 6 个的观测,而星系团 MACS J1206.2-0847 则是这首批目标之一。这些观测将用来检验之前得到的一个惊人结果,那就是在星系团内暗物质的密度比一些模型预言的还要高。 暗物质组成了宇宙物质的绝大部分,但却只有通过引力才能探知它们的存在。对于研究暗物质的引力效应而言,星系团是一个理想的实验室,因为它们是宇宙中由引力维系的质量最大的结构。也正是由于它们巨大的引力,星系团可以像透镜一样放大、扭曲任何穿过它们的光线。 如这幅照片所显示的,这一引力透镜效应可以使得同一遥远天体形成多个像。而这些像的数量以及形状反过来则可以告诉我们星系团中暗物质的含量以及它们的分布。显著的透镜扭曲效应说明,暗物质是星系团中物质的主导成分。 以 MACS J1206.2-0847 为例,它距离地球 40 亿光年。“哈勃”的敏锐视觉帮助天文学家找到了12个新发现背景星系的 47 个多重影像。之后欧洲南方天文台的甚大望远镜将对其进行分光观测,以此来确定它的距离和化学组成。 个赫歇尔空间望远镜的观测发现,哈特利2号彗星上重水和普通水的比例和地球海洋的相同。版权:NASA/JPL-Caltech。 (责任编辑李鉴) 随着宇宙的膨胀,星系间的距离在不断扩大,而且速度越来越快,就像不断膨胀的气球表面上的斑点相互分离。 漫谈粒子和宇宙(十八)
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1979
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"title": "现代宇宙学简说 续) 净梵"
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宇宙学的黄金时代 诺贝尔物理学奖第三次颁给宇宙学 据媒体报道,瑞典皇家科学院10月4日上午11时45分宣布,2011年诺贝尔物理学奖授予美国科学家索尔·珀尔马特、拥有美国和澳大利亚双重国籍的科学 家布赖恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯,以表彰他们在天体物理学方面的卓越研究成果。评审委员会宣布,此项奖金数额为1000万瑞典克朗(约合146万美元)。珀尔马特获此项奖金的二分之一,施密特和里斯获另外二分之一。瑞典皇家科 从左至右:珀尔马特52岁,1959年生于美国伊利诺伊州,1986年从加利福尼亚大学伯克利分校获得博士学位,目前是该校和劳伦斯·伯克利国家实验室超新星宇宙研究项目主管。里斯42岁,1969年生于美国华盛顿,1996年从哈佛大学获得博士学位,目前是美国约翰斯·霍普金斯大学教授,并在美国太空探测科学研究所任职。施密特44岁,1967年生于美国蒙大拿州,1993年从美国哈佛大学获得博士学位,目前在澳大利亚国立大学主持超新星搜寻小组。 学院常任秘书斯塔凡·诺尔马克说,今年诺贝尔物理学奖得主的成就与整个宇宙相关,3名获奖者依靠观测遥远的超新星,发现宇宙正在加速膨胀。他们的发现“震动了宇宙学的基础”。 翻查近年的报道记录,上述三人在2006年就曾获邵逸夫天文学奖,以表彰他们发现宇宙膨胀加速,以及发现神秘的暗能量。邵逸夫奖于2002年11月成立,并由邵逸夫奖基金会有限公司管理及执行,其基金会办事处设在香港。该奖现设三个奖项,分别为天文学奖、生命科学与医学奖和数学科学奖,每项奖金100万美元。 目前科学界普遍接受的宇宙起源理论认为,宇宙诞生于距今约137亿年前的一次大爆炸。微波背景辐射作为大爆炸的“余”,均匀地分布于宇宙空间。科学家首次发现宇宙微波背景辐射是在1965年,这是太空无所不在的温度大约为2.7开的黑体辐射,由美国贝尔电话实验室的 两位科学家阿罗·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊所发现,这个发现标志着现代宇宙学的建立,为此他们获得了1978年诺贝尔物理学奖。精确测量宇宙中的微波背景辐射,可以“回望"宇宙的“婴儿时代”场景,并了解宇宙中恒星和星系的形成过程。借助1989年发射的宇宙背景辐射卫星(COBE),美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特领导的1000多人研究团队首次完成了对宇宙微波背景辐射的太空观测研究。马瑟和斯穆特发现宇宙微波背景辐射与黑体辐射非常吻合,从而为大爆炸理论提供了进一步支持。另外,他们还发现宇宙微波背景辐射在不同方向上温度有着极其微小的差异,也就是说存在所谓的各向异性。这种微小差异揭示了宇宙中的物质如何积聚成恒星和星系。2001年升空的威尔金森宇宙微波背景各向异性探测卫星(WMAP)的探测结果,使大爆炸宇宙学理论再次得到观测的证实,并终于被许多人所 接受。马瑟和斯穆特因发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性,荣获2006年诺贝尔物理学奖。 这一次,诺贝尔物理学奖评审委员会认定,珀尔马特、施密特和里斯这三名获奖者的研究结果改变了人类对宇宙的认识。“将近一个世纪,一种公认看法是,宇宙正在扩张,是大约140亿年前‘大爆炸的结果。”“不过,发现宇宙扩张正在加速,令人惊异。”评审委员会介绍说,“如果扩张继续加速,宇宙将以冰冻状态终结。” 早在1988年,珀尔马特领导的一个研究小组就开始研究Ia型超新星,施密特领导的研究小组于1994年也开始这一工作,里斯在施密特的小组中发挥了重要作用。他们利用高科技发明一—光敏数码成像传感器CCD来观测河外星系中的Ia型超新星,并测量其谱线红移速度和超新星的亮度;这个过程并非一帆风顺。Ia型超新星是由密度极高而体积很小的白矮星爆炸而成,质量相当于太阳的8至25倍,所显现的绝对光度可超过太阳光度100亿倍。白矮星会通过引力,从它的伴星身上窃取气体。有理论认为,当白矮星的质量超过1.4倍太阳质量,它就会发生爆炸,变成一颗超新星。由于每颗“Ia型超新星”爆发时质量都一致,它们爆炸发出的能量和射线强度也一致,因此在地球上观测Ia型超新星亮度的变化,可以准确推算出它们和地球距离的变化,并据此计算出宇宙膨胀的速度。 科学家们终于在1998年取得了惊人的但却相同的结果。他们发现了大约 50颗遥远的“超新星”,它们的星光似乎比预期的要暗,于是他们最终得出结论:宇宙 膨胀不是减速,而是加速。宇宙膨胀的这种加速度暗示,在蕴藏于空间结构中的某种未知能量的推动下,宇宙正在分崩离析。他们的方法其实类似当年哈勃发现河外星系退行、宇宙在膨胀的方法,即利用遥远的发光天体同时测量它们的位置和离开我们的速度,这些发光天体是能量极大的超新星。 多年以来,天体物理学界一直认为宇宙是在以一个恒定的速度膨胀甚至认为宇宙膨胀在减速,直到这三位科学家得出对超新星的观测结果。科学家考虑到,宇宙要加速膨胀,必须有一个产生斥力的源存在,这个源被发现很均匀,最简单的可能就是爱因斯坦的宇宙学常数。根据最近二十几年来观测宇宙深处的超新星的观测,许多宇宙学家认为,有一种雄浑的宇宙力在导致宇宙加速扩张,天文学家把这种力称为暗能量。科学家们指出,遥远的Ia型超新星观测结果,可以证实宇宙膨胀在加速,同时也证明宇宙中确实存在“暗能量”。这是人们找到的关于暗能量存在的第一个证据。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1980
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"title": "暗能量—一不可忽视的真空能"
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科学家认为,与暗物质一样,“暗能量"构成了宇宙中不可见的一部分。科学家估计“暗能量”可能占据了宇宙成分的三分之二或更多,对它的了解对于理解时间、空间、物质和能量具有关键作用。有科学家认为,暗能量是一种不可忽视的真空能。 什么是真空?按照量子场论的观点来看,真空为系统的最低能量态,又称为基态。有趣的是,由于量子理论中的测不准 美国加州大学伯克利分校教授索尔·珀尔马特,背景画面为蜘蛛星云及超新星1987A。 近年来天文观测所揭示的宇宙图像一一加速膨胀的宇宙示意图。宇宙空间膨胀的速度(用圆板面积增大的比率表示)在逐渐变大。 这是在暗能量作用下,宇宙未来的三种命运走向,即其密度随着时间推移而降低,或维持不变,或者增加。总之,在存在暗能量的情况下,宇宙未来命运取决于暗能量的密度和性质,其最终命运可能是无限膨胀,渐缓膨胀趋于稳定,或者是与大爆炸相对的一个“大缩/大挤压”(BigCrunch);或者也可能膨胀不断加速,成为“大撕裂”(BigRip),即宇宙尺度在有限的时间内膨胀至无限大,物质连接物、原子、分子甚至亚原子粒子都将被撕裂。据说此情形可能将在220亿年内发生。目前,由于对暗能量的性质缺乏了解,还难以对宇宙的命运做出肯定的预言。 是等于某一个常量。事实上,真空不空,真空中充满了无数候忽产生又候忽消失的“虚粒子对”。所谓“虚"是指这些粒子生成的时间非常短暂,受到海森堡测不准原理的限制,因此原则上不可能用任何精密的仪器直接探知它们的存在。但是这些虚粒子对构成的“虚粒子对海洋"有可能产生可以探测的物理效应。 在微观世界,人们无法准确地指出电 电子在某一时刻出现在空间某一点的概率是多大。若高能光子的能量足够高,就有可能从真空中打出一对正负电子。也可以说真空中的虚粒子对在一定的外界条件下,比如高能光子的打击,极强的电场和磁场的激发等等,都可能“实化”一变成可以观测的粒子对,一个粒子加上一个对应的反粒子。其实,在古希腊时代“真空”(Vacuum)就是“虚空”(Void)的意
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1981
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"title": "思。"
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在量子场论中真空还有许多可以观测的效应,例如真空极化效应、真空磁极化效应等。特别是1997年美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室的拉莫里雅斯(Steve Lamoreux)以极高的精度观察到真空的卡什米尔(Casmir)效应,一种由于真空中虚粒子能导致真空零点能变化的效应;以确凿的事实证明真空确实具有复杂的结构,可以导致许多影响人们观察世界的效应。真空或者说真空场,从现代物理学来说,并非人们通常认为的空无一物的虚空;恰恰相反,真空场是作为物质的一种形态一一场的一种特殊状态,以及能量最低的状态;真空场所具有的能量,又称真空能、零点能、基态能、背景能等等。比如美国科学家古斯等创立的暴涨宇宙论宇宙在极短时间内在真空中呈指数式快速剧烈的膨胀就是一种真空论。 1998年以来,科学家发现宇宙在加速膨胀,暗能量和暗物质在宇宙演化中起主导作用,通常的物质仅占宇宙全部的百分之几;暗能量密度并不随宇宙演化而明确变小;因而宇宙并不渐近于闵科夫斯基时空,而很可能渐近于宇宙常数为正的4维常曲率时空,即德西特时空。于是,以爱因斯坦相对论为基础的物理理论和宇宙论,不得不面对越来越精确、丰富的天文观测数据的检验和挑战。 爱因斯坦当年在瑞士苏黎世联邦科技大学时期的数学老师是赫尔曼·闵科夫斯基,在爱因斯坦提出狭义相对论之后,他在1907年将爱因斯坦与亨德里克·洛伦兹的理论结果重新表述成$( 3 + 1$ )维的时空,其中光速在各个惯性参考系皆为定值,这样的时空即以其为名,称为闵科夫斯基时空(或称闵科夫斯基空间)。据说爱因斯坦一开始不认为这样的表述有何重要性,但当他在1907年开始转往广义相对论发展时,发现闵科夫斯基时空可说是其所要发展的理论架构的基础,转而对这样的表述采取较高的评价。 有的理论物理学家指出,暗能量可以被看成真空的能量。如果没有引力,人们完全可以不去理它,因为它不影响人们理解任何其他物理过程。但有了引力,真空能的确可以产生斥力,这样,科学家不得不将引力对暗能量的“反馈”计算进来。在最简单的情况下,只有真空,真空中只有 暗能量,那么时空不是平坦的,时空应该取一个特殊的形式,即德西特时空。这个新的时空和真空中完全没有暗能量的时空即平坦时空具有一个共同的特点,就是有极大的对称性。但与平坦时空不同的是,德西特时空是弯曲的,有着一个具有极大对称性的曲率,与平坦时空相比,后者类似平面,而德希特时空类似球面。所以,德西特时空也有一个半径。当暗能量的密度越大时,这个半径越小。假如,真空中的能量完全来自于一个场的自由度,如一个自旋为整数的玻色场,真空能的密度就是无限大,对应的德西特半径就是无限小。人们很快看到,这引起一个矛盾,当时空的半径变得无限小时,场的零点能的计算就会变得非常复杂,人们不再能够肯定零点能到底有多大。从另一个角度来看,无限大的零点能来自于波长为无限短的量子涨落。考虑到波长越短,能量越高,引起的引力越大,人们不再能够忽略量子引力效应,所以,要真正理解真空能这个问题,首先需要一个可以用来做计算的量子引力理论。 看来,是暗能量在主宰着宇宙,而我们 能够看得见摸得着的物质完全是一个弱势群体。与暗物质一样,暗能量也是宇宙中不可见的组成部分。暗物质与暗能量加在一起,约占宇宙成分的$9 5 \, \%$。暗物质使宇宙膨胀减速,暗能量却使宇宙加速膨胀。 虽说目前理论认为宇宙加速膨胀的动力来源于暗能量,但暗能量究竟是什么依然是个谜。从科学角度看,我们的宇宙在很大程度上依然充满未知数。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_1982
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"title": "粒子物理和宇宙学"
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根据观测到的宇宙在膨胀的现象,天文学家推测,我们的宇宙是大约140亿年前从一个密度无穷大的“奇点"起源的:最初是比原子还要小的“奇点”,然后是大爆炸,通过大爆炸的能量形成了一些基本粒子,这些粒子在能量的作用下,逐渐形成了宇宙中的各种物质。按照“标准大爆炸宇宙”来解释,我们的宇宙是从140 亿年前的一次大爆炸中不断膨胀产生的,就像一个被迅速吹大的气球,在不到一秒钟的时间里,原始宇宙就从大约一个原子那么大膨胀到了和现在的宇宙差不多大的体 积。宇宙最初是一种充满能量的高能态,后来宇宙逐渐冷却,能量渐渐凝结成了微粒子,例如组成原子的基本粒子一一质子和中子,大量原子形成了星系、星云和星球,在相互作用的过程中它们互相激发,聚变和裂变出了其它不同的元素。 20世纪60年代初,物理学们由加速器实验发现了100多种基本粒子,由此产生了高能物理学(或粒子物理学)。随着自然科学的深入发展,20世纪80年代的科学发展是以多种学科的相互冲击与汇合为特征,许多不同的概念和方法在各自的道路上得到发展后,突然间彼此相遇,又产生了新的蔚为壮观的进展,天文粒子物理学(astroparticlephysics,也有人称为天体粒子物理学)正是一个新的迅速成长中的科学交叉领域。天文粒子物理学研究的内容涉及宇宙线、中微子天文学、射线天文学、宇宙微波背景与暴胀宇宙、暗物质与暗能量、早期宇宙等。其主要是研究粒子是如何从宇宙诞生的等问题,其中比较热门的研究问题有,宇宙是由什么构成的?光子会衰变吗?中微子具有什么性质?它在宇宙的演化里扮演了什么角 在加速器中,把沿着相反方向加速的粒子对准同一点使粒子发生对撞(左侧图),就能够产生出各种各样的粒子。这是因为碰撞的能量(上式中的E)转化成了各种粒子的质量(上式中的m)。利用安装在碰撞地点周围的各种探测器可以测出所生成的粒子的动量和能量等物理量(下侧二图)。根据测得数据,于是就可以分析出所生成的是什么粒子。 测量所生成的粒子的动量带电粒子在磁场中的轨迹将发生弯曲,根据所生成的粒子在磁场中的弯曲方向可以判断粒子带有的是正电荷还是负电荷。而且,带有大小相同的电荷,动量(质量×速度,代表运动的强度)越大,越不容易弯曲,由此可以通过分析粒子的轨迹而求出动量。这种方法不能用于求电荷为0的粒子的动量。 测量所生成的粒子的能量使所生成的粒子射入一种叫做量能器的测量能量的仪器内,粒子击中其中的原子,产生光或电子等,失去能量。通过检测所产生的光信号或电信号,就可以测出射入粒子的能量。这种方法也可以用于电荷为0的粒子。 宇宙历史与希格斯场一这是一种解释早期宇宙演化的理论模型的示意图。 色?中微子与太阳的内部结构以及超新星爆发有何关系?宇宙线是从哪里来的?引力波的存在以及探测,等等。 粒子宇宙学是把粒子物理的研究和宇宙学结合起来的薪新的科学领域,它探讨宇宙学和粒子物理共同关心的问题,也涉及到整个现代物理学面临的基本问题。因此粒子宇宙学是目前很诱人的一门学科。正是来自粒子物理学的新思想改变了宇宙学的语言和交流方式。对宇宙学家来说,人们最想知道的几个物理量是:宇宙微波背景的温度及宇宙的形状,宇宙的组成,现今物质的大尺度分布,以及非均匀性的功率谱等。在大爆炸宇宙学取得重大成果的过程中,科学家们还注意到,除了地球上熟知的重子物质以外,还应存在一种量更多而看不见的暗物质。 早在1937年,瑞士天文学家兹维基(F.Zwicky)就注意到,大星系团中的星系速度太大,以致无法将它们通过引力束缚住,除非它们的质量超过按星系团星系总质量估算值的100倍以上。这个事实首次显示了大量暗物质的存在。以后,人们用光度方法和力学方法测量了许多天体的质量,发现力学测定的质量总是比光度测定的要大得多,表明确实存在大量暗 物质。这种物质还可能在星系形成过程中起重要作用,但要求暗物质粒子的速度小(质量大)。 据研究者称,从星系到超星系团的宇宙尺度,暗物质的组成不可能是通常的原子,从而粒子物理学提出了暗物质的三个候选者。首选者是中微子;现在我们知道中微子有质量并且它是暗物质的一部分,但仅仅是一小部分,不超过$1 \%$。现在人们已把希望寄托在了两个候选者身上:渺中子(neutralino),是超对称理论所预言的最轻的粒子;轴子(axion),它的质量比电子小1万亿倍。这两种粒子至今尚未发现。 科学家认为,暗物质应当具有如下性质:(1)由于暗物质是看不见的,因而不具有强作用,也没有电磁作用,至多可以有弱作用,但它具有万有引力作用,并在宇宙大尺度物质结构的形成中起着极为重要的作用;(2)寿命长(至少可以与宇宙年龄相比拟);(3)冷(即速度小)。迄今为止已经发现的数百种粒子中,没有一种同时具有上述这三个性质。可能的候选者也许是中微子的超对称对应粒子,例如渺中子,或者是一种特别的粒子一一轴子,它虽不重,但脱耦时速度已经降到非相对论 速度。现代高能粒子加速器,例如欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)等,有可能产生出暗物质粒子或科学家需要知晓的某些粒子。粒子物理的对撞机实验和宇宙学研究的结合,或许会彻底揭开暗物质之谜。A (责任编辑李良) 宇宙背景辐射探测卫星(COBE) 图1:亚当·里斯(左)与约翰霍普金斯大学物理和天文系系主任丹尼尔·莱赫举杯共庆。
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"title": "关于作者"
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郑玮,美国马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学物理和天文系高级研究员。 本文照片引自约翰霍普金斯大学校报,参考资料来自巴尔的摩《太阳》报、AP和CNN。 郑玮先生委托本刊编辑部对原文做了翻译,并进行了校订。 口约翰霍普金斯大学郑玮 每年秋天,我们都会从新闻里得知诺贝尔物理学奖花落谁家的消息。今年不同,10月4日早晨,约翰霍普金斯大学物理与天文系的二楼上传来的一阵欢呼声,让我得知:亚当·里斯获得了诺贝尔物理学奖!在走廊的另一端,一群记者涌进了他的办公室,整栋楼都充满了祝贺声。当天下午,几百个科学家、学生和教职员工聚集在一起为他庆祝。 亚当·里斯本人是被那天早上的一个电话叫醒的。电话里传出一个带瑞典口音的声音,祝贺他被颁予了声誉崇高的诺贝尔奖!他后来回忆说,当他意识到这不是一个来自于宜家(IKEA)一 一一家瑞典家具零售商—一的恶作剧时,他吃惊得“下巴都快掉下来了”。“我有点不知所措”,他对美联社的记者说。许多诺贝尔奖获得者都分享过这个有点神话色彩的清晨电话经历。 今年41岁的亚当·里斯清楚地记得他是如 何走上通往这个大发现的路途的。在哈佛大学读研究生的时候,他的指导教授是著名的罗伯特·柯西纳,以超新星研究作为学位论文的主攻方向。但是包括他的导师在内,当时没有人意识到这项研究将会从根本上改变我们对宇宙学的基本观念。 现代宇宙学发端于近一个世纪之前,即从埃德温·哈勃发现宇宙膨胀开始。现在广为接受的说法是,宇宙起源于一次“大爆炸”。这个大爆炸的“火球”最终冷却下来,形成原子、分子,以及被称作“暗物质”的神秘粒子,它们广布于宇宙空间中,并且在引力作用下慢慢地靠近成团,在将近140亿年的漫长岁月中,形成了恒星、行星和星系。天文学家深信大爆炸导致的宇宙膨胀最终可能会在大尺度上为引力所减缓。在上世纪90年代中期,当我们撰写关于暗物质的科学论文时,标准的说法是:“宇宙中将近$9 5 \%$的质量是暗物质,其余的$5 \%$是像太阳这样的发光天体。”天文教科书中引入
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"title": "MATEUR ASTRONOMER"
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许多复杂的宇宙学公式,其中一个重要的参数称为“减速因子”。 1996年,亚当·里斯获得博士学位后,来到他的哈佛师兄布莱恩·施密特所在的伯克利大学。他们使用美国亚利桑那州的国家光学天文台(北天)和智利(南天)的大望远镜研究远距离Ia型超新星,并雄心勃勃地计划把超新星的研究推向更深的宇宙深处:从红移0.1拓展到1左右。同时,另一个由索尔·波马特(SaulPermutter)博士带领的小组也在独立地开展类似的研究。当时,科学家们已经发现Ia型超新星不但明亮,而且很可能都有着相近的内烹光度。这类天体称为“标准烛光”,因为从它们的视亮度就能推断出其距离。这就好比我们把两个40瓦的灯泡分别放在500米和1000米处,通过测量它们的视亮度,就能得知一个灯泡的距离是另一个的两倍,因为它的亮度只及另一个的1/4。当然,重要的是可以作为标准烛光的“宇宙灯泡”要具有相同的“瓦数"(即相同的发光本领)。 但是两个小组发现了一个令人难以置信的现象:在红移大约为0.5处(对应的时间约为宇宙年龄的一半,即距离约为70亿光年处)的超新星要比预期的略微暗一点。亚当·里斯等人竭尽全力探寻导致这一“错误"的原因,但结果一个都没找到。1998年,两个小组发表了各自的研究结果,指出“哈勃膨胀”(即宇宙膨胀)很可能正在加速,而不是减缓!很快,一个新名词一“暗能量”就随之而生。不可思议的是,从未被发现的暗能量,竟占到了宇宙中物质总量的$7 0 \%$以上,剩下的$3 0 \%$才是暗物质和我们熟悉的恒星物质。暗能量所起的作用类似“反引力”:如果你扔下一个苹果,它将往上跑! 这当然是个不太切合实际的类比。在我们的日常生活中,引力仍然起绝对主导作用,因为它是随着距离的平方成反比的。只-有在宇宙大尺度上,例如50万亿光年的范围,引力才减弱得可以被暗能量的斥力超过。作为类比,在亚原子尺度上,强相互作用力和弱相互作用力都比引力更强,这是因为它们的大小随距离的变化要比引力明显得多。目前看来,称暗能量所起的作用力,是物理世界中除了引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力之外的第五种力,是当之无愧的。 暗能量的发现是“过去30年以来物理学上最石破天惊的一个”。2003年,美国宇航局的WMAP卫星(微波各向异性探测器)确证了暗能量的确是宇宙中的主体成分。用耶鲁大学的美耿·尤莉(MeganUrry)博士的话来说:“这种东西从未被任何物理理论所预言过,但它却比宇宙中任何其他物质都多!” WMAP的探测结果表明我们的宇宙几乎是平直的,既非“开放”,也非“闭合”,只是观测到的暗暗物质总量只有理论预言的1/3,其他的2/3只能用暗能量来填补。这一发现独立于超新星研究,是至今为止暗能量存在的最强有力证据。 根据最新的宇宙学理论,太阳、恒星、星系等发光天体在宇宙总质量中所占的比例可谓微乎其微:只有$0 . 4 \% 0$恒星与星系之间的广衰空间里,遍布着众多原子和分子,称为“宇宙尘埃”,它们所占的比例如图2所示。发光物质与尘埃合称“重子物质”,二者的总量占到$4 \%$左右。还有那些我们看不见、只能通过其引力效应来探测(例如引力会影响星系的自转)的物质一一暗物质(包括中微子),占宇宙总质量的$2 2 \%$左右。而宇宙初期并不曾出现的暗能量,现在却占到了宇宙总质量的大约$7 4 \%$ !为便于记忆,我们只需要记得两个“10倍"即可: (1)我们看不见的尘埃,总质量大约是恒星、星系等可见物质的10倍。 (2)看不见的物质再乘上10倍(也就是可见物质的100倍),就是神秘的暗能量。 这些最新的数据还有待于更精确、更广泛的验证。为了更好地了解暗能量的性质,许多新的科学计划正在实施。在我国,天文学家加入了一个名为BigBOSS(“大老板”)的项目,利用美国亚利桑那的一台4米口径望远镜进行巡天观测。在欧洲,一个新的空间项目“Euclid"(欧几里得,古希腊数学家)刚刚上马。暗能量的性质可以从许多方面进行研究,主要有: (1)超新星研究。在红移为0.5左右的宇宙深处,暗能量效应最为显著。新的研究将会测量数干个红移为$0 . 5 \! \sim \! 1 . 5$的Ia型超新星。 (2)重子震荡。早期的宇宙并不是完全均匀的,根据目前的理论,那一时期稠密的重子物质(几乎都是原子)和光子的相互碰撞,形成了一个大尺度结构(星系之间的距离并不是随机的,而是在4.6亿光年处有一个分布极值)。这些新研究项目,将对数以百万计的遥远星系进行光谱分析,并测量这些星系在其视线方向的分布情况,从而验证新理论的准确性。这些项目都将是迄今为止最为庞大的巡天,要花费许多年时间才能完成,也许我们的年轻读者还有机会参与其中呢! 言归正传,让我们从“宇宙尺度"再回到小小的物理楼里。 我有幸在一些科学项目中与亚当·里斯合作,在我的印象中,他就是个实干家。近来我们得到了许多新的哈勃望远镜观测数据,需要分析资料的人力,但是里斯只有一个博士后。8月底,我问他是否考虑招聘新的博士后,他笑着说:“不,我想自已处理这些数据,而不是仅仅指导别人来分析。"确实,他做了许多十分具体、琐碎的工作,包括仪器探测效能检测和我们系里的望远镜时间分配等。这似乎是他一贯的风格,当记者们采访他时,他首先强调的就是:“我由衰地乐意继续做我所从事的研究,而不是仅仅指导别人做研究。”不过近来他恐怕很难有时间处理资料了。他的办公室大门原来经常开着,最近这些天也常常没有人了,诺贝尔奖的来临暂时性地改变了他原来的生活节奏。 亚当·里斯等人改写了宇宙学:现在每本天文教科书都要改版,加入“宇宙加速膨胀”的内容。作为他的同事,笔者也感到荣幸。A (责任编辑李鉴) 图2:当前宇宙的物质分布图。
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"title": "口钟晚晴"
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2011年10月4日瑞典皇家科学院宣布,将2011年诺贝尔物理学奖授予美国科学家索尔·珀尔马特、拥有美国和澳大利亚双重国籍的科学家布赖恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯,以表彰他们在天体物理学方面的卓越研究成果一一发现宇宙加速膨胀。 索尔·珀尔马特得知自己成为2011年诺贝尔物理学奖得主的消息后向媒体表示,他们能够获奖得益于团队合作。“这项发现很大程度上是团队 媒体说:“这项发现涉及宇宙在加速膨胀,并暗示暗能量存在。我参与到其中,是一场令人难以置信的探险。能够在卓越的研究机构与优秀的同事合作,我感到非常幸运。” 现年44岁的布赖恩·施密特生于美国,现居住在澳大利亚堪培拉,在澳大利亚国立大学主持超新星搜寻小组。他承认,知道获奖消息最初半个小时,自己“确实激动,两腿膝盖发软,一定程度上因为这种(获奖)情形而吃惊。”施密特说他是当晚8时之 努力的结果。”珀尔马特当日在加州大学伯克利分校发表了一份声明。他在声明中回顾了其团队每一名成员对于整个成果的贡献。珀尔马特是三位获奖者中年龄最大的,是美国“超新星宇宙学计划"的领导者。 珀尔马特在较早的一篇发表在《自然》杂志的的论文中,并没有报道发现宇宙在加速膨胀。1998年9月,珀尔马特团队在另一 有研究认为,大约60亿年前,我们的宇宙膨胀开始加速,裹胁着遥远的星系以极高的速度远离我们而去。
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"title": "我们的宇宙在加速膨胀示意图"
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后才知道消息,电话那头传来的瑞典口音十分真诚。“有点像我第一个孩子出生时的感觉,是一种生命改变的体验。”“我没有期待(获得诺奖)……….我猜想,,对一些事情,大家会期待,却多半不会发生,而这(诺贝尔奖)就是其中之一。”施密特说。他在接受媒体采访时表示,宇宙加速膨胀的理论一开始受到了不少谨慎的怀疑。“(大家都觉得)引力会减 篇论文中收集了42颗高红移和18颗低红移Ia型超新星,得出宇宙在加速膨胀的结论,当时他们很谨慎,文中表示研究结果可能存在一些系统误差,例如宇宙尘埃吸收,使得超新星看上去比预期的更暗一些,观测结果不一定是宇宙加速膨胀的结果。有趣的是,珀尔马特获得诺贝尔奖后,他所在的加州大学伯克利分校校长柏吉钮马上给了他一份惊喜:一张校园永久停车证。这张特殊的停车证上面印着他的名字,是学校专为诺贝尔奖得主颁发的,他以后再也不用为找不到停车位发愁了。 在科学上,有比较才有鉴别。现在担任约翰斯·霍普金斯大学教授的亚当·里斯与此次共同获奖的澳大利亚国立大学教授布赖恩·施密特属于另一研究团队,他们独立得出了与珀尔马特团队相同的结论。他们在1998年3月的一篇论文中,收集了16颗高红移和34颗低红移Ia型超新星的数据,率先得出宇宙加速膨胀的结论。事实上,这两个研究小组的研究成果都归功于哈勃空间望远镜,因为那些超新星的精确数据都来自于它。据媒体报道,施密特是里斯的师兄,他们都毕业于哈佛大学,并且领导“高红移超新星搜寻团队”,而珀尔马特领导“超新星宇宙学计划”团队,他们都在巡天搜索超新星,两个组竞争很激烈。里斯当年从哈佛毕业后,曾经差一点去了珀尔马特的团队做博士后。里斯对 缓宇宙的膨胀,当我们发现相反的事情正在发生时,那真是令人大吃一惊。但是我们越是观察,现象就越明显。”施密特说,“这个发现听起来疯狂得不像是真的,我想我们有点吓坏了。” 他们三个人的重要发现揭示出,未来超新星将以越来越快的速度离开我们。通常情况下,由于引力效应,我们的宇宙物质受引力的影响,应该是越来越慢,,而不是越来越快地膨胀,他们出乎意料地发现,那些超新星和人们过去预期的不一样,反映出宇宙在加速膨胀。对于这个惊奇发现的解释之一是,宇宙中存在一种人们现在还不清楚的物质形态,这种物质形态具有负的压强,这种负压强的物质形态能解释我们观测到的这一类超新星以越来越快的速度在远离我们,这种物质形态被称之为暗能量。 总之,宇宙在加速膨胀的发现,可谓几十年来宇宙学和物理学最重要的大发现。这个发现不仅改变了人们对宇宙历史与命运的观念,同时对现代宇宙学和物理学提出了最深刻的挑战。有的工作在前沿的科学家由此提出洁问:为什么宇宙是加速膨胀的?如果是某种看不见的引起斥力的暗能量,这种暗能量到底是什么?暗能量是如何起源和演化的?如果不是暗能量,是引力理论在宇宙尺度上被修改了吗?还是因为额外维的存在?A (责任编辑李鉴)
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"title": "月球上的天象"
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口赵君亮 月球到地球的平均距离约为38.4万千米,从天文学的尺度来看这段距离实在是微不足道。例如,地球到太阳的距离在1.5亿千米左右,大约是月地距离的400倍;冥王星到太阳的平均距离约为60亿千米,是地月距离的16,000倍;太阳到最近另一颗恒星半人马座比邻星的距离为4.22光年,相当于40万亿千米,超过地月距离的1亿倍,等等。这样的例子可随手来,相比之下月球对我们真可谓是“近在恐尺”。 既然如此,月球上所看到的天象与地球上的天象是否差异甚小呢?不妨就此作一番假想性的推测。
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"title": "月球天空中的地球"
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除太阳外,月球天空中最夺人眼球的天体非地球莫属。地球夜空中的月球呈白色,而月球天空中的地球则大部分呈蔚蓝色,而且显得相当大一一月球上看到的地球圆面之角直径,要比地球上看到的月球角直径近乎大3倍,不难看出地球上空的白色云系;如无云系,眼力好的人甚至能大致分辨出各大洲、大洋的轮廓。大地球、小月球,再加上地球大气对阳光的反照率远高于月球的灰色表面,月球上所接收到的“地光”远强于地球上的月光,在这种“地光”的照射下看书大概不成问题。不过依笔者愚见,过大的地球也许反不如小巧玲珑的月球更能引发文人骚客的诗意。 地球只是靠反射太阳光而发光,因此在月球上所看到的地球也会有类似月相的变化一一不同时间地球的形状也会有周而复始的圆缺变化,也许可以把这称为“地相”,地相的变化周期应该与月相周期相同,即一个朔望月,大致等于29.5地球日。不过,地球上常可看到弯月凹侧的月球灰光,但在月球上大概不可能看到与“弯地”相拥的地球灰光。 多年前放映的科教影片《宇宙与人》曾风靡一时,取得了不错的科学普及效果。可惜,其中有一段镜头表现蔚蓝色地球在月球地平线上缓缓升起,而这种现象是决不可能出现的。 夜晚,地球人可以欣赏到俏丽而又外形多变的月球,并能觉察到月球每天的东升西落,也就是月球的周日视运动。但是,在月球上决不可能看到地球会出现类似的升落景观。月球自转周期与其绕地球的公转周期相等,大体上始终以同一半球面朝向地球。因此,对月球上的某个地方来说,地球在天空中的位置基本上固定不动(只是因月球天平动的原故而会有少许变化,但变化过程非常缓慢)。比如,要是宇航员位于地球上可见月面的中心处,那么在他看来地球永远处于天顶(即头顶)方向附近;要是 月球灰光 他所登陆的地点处于我们所见的月面边缘部分,那么他看到的地球总是位于月球地平线附近。如果宇航员的考察地位于月球背向地球的一侧,他就看不到地球了。由此可以推知,未来的月球旅馆必然会建在朝向地球的月面上,因为对去月球旅游的地球观光客来说,地球一定是他们首选的观赏“景点”。 40多年前人类已经登上了月球,随着科学技术的发展地球人总有一天会开发月球,在月球上进行各类科学实验(包括天文观测),并最终实现去月球上旅行(费用当然不菲)。那时,当你从月球上仰望自己遥远的故乡一一地球时,心中难免会因思家心情而感叹不已,并随之产生无穷的遐想。
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"title": "太阳和太阳系行星"
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再来推想一下月球天空中所看到的、有关太阳和太阳系天体的一些主要天象。 月球相对太阳的自转周期可称为“月球日”,有1月球日$\approx \! 2 9 . 5$地球日,这就是月球上一天的长度,要比地球上的一天长得多。月球自转方向与地球大致相同,因而在月球上看,太阳也是东方升起、西方下落,不过太阳在天空中自东向西移动的速度要比地球上看到的太阳缓慢得多,东升西落的过程长达近15地球日。地球上太阳每小时在天空中约移动$1 5 ^ { \circ }$,稍加留意就不难发现;但在月球上,每过一小时太阳仅移动约$0 . 5 ^ { \circ }$,或者说只移动了太阳圆面直径那么一段不起眼的距离,如不作细致观察,一时半会不大会觉察到太阳的这种“周日”视运动。 我们知道,由于地球赤道面与黄道面交角(黄赤交角),地球上任何地方(除春分日和秋分日外)的昼夜长度是不等的,而且这种昼夜长度上的差异又随纬度的不同以及日期的不同而变,后者的变化周期为1年。月球的情况要复杂些,这是因为月球赤道面与其绕地球的公转轨道面(白道面)交$6 ^ { \circ } 4 1 ^ { \prime }$角,而白道面又与黄道面交$5 ^ { \circ } \, \, 0 9 ^ { \prime }$角,故月球赤道面与黄道面的交角是变化的,但不会超过$1 \, 1 \, ^ { \circ } \, \, 5 0 ^ { \prime }$,远小于黄赤交角(仅约为黄赤交角之半)。因此,尽管在月球上也会有昼夜长度的差异并随时间、地点而变,但这种差异和变化远不如地球上来得显著。 月球绕地球公转,月球到太阳的距离会发生周期性变化,变化周期为1朔望月。相应地,月球上看到的太阳视直径的大小也会发生周期性变化。不过,由此引起的太阳视直径的相对变化幅度仅约为1/200,略大于地球公转轨道为一椭圆所引起的太阳视直径之周年变化,肉眼是觉察不到的。 月球星空中因月球自转引起的、太阳系行星“周日”视运动的周期为一个朔望月(1月球日),而不是地球上的一天(1地球日)。因此,对于到达月球的地球人来说,这种运动是很缓慢的,与太阳的情况相类似。 至于周年视运动,无论是地内行星还是地外行星,在月球上看到的行星的一些特征位置(如地内行星的上、下合和大距,地外行星的合、冲和方照等),以及行星视运动方向的变化(如顺行、逆行、留等),应该与地球上所观测到的行星视运动大体相似。不过,月球除了随地球绕太阳转动外,自身还绕着地球公转,所以月球上看到的行星周年视运动的细节会与地球上略有不同,总的来说是更为复杂些。
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"title": "恒星的情况又会怎样?"
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地球大气层能有效地散射太阳光,致使白天天空非常明亮,因而看不到星星。但是,月球周围没有大气,即使是太阳当头照的大“白天”,除太阳所处的局部天区外,其余绝大部分天空仍然是漆黑一片,这意味着月球白天满天星斗照样出现,对未来有可能实施的月基天文观测无疑大有好处。也因为月球没有大气,不存在引起星光抖动的大气微团,月球天空中的恒星既不会抖动、也不会闪烁,它们就像“钉”在天上一样,与地球夜空中恒星会一闪一闪的天象大为不同。这一点尽管从观赏角度来看,会使星空美景逊色不少,但又为天文观测提供了大为“利好"的环境条件。 鉴于月球与地球“近在尺”,月球天空中的星座形状与地球上看到的完全一样(事实上即使在60亿千米远的冥王星那边看也是如此),天文爱好者一旦登上月球便很容易找到自己所熟 悉的星座和亮星。由于没有大气(因而更不会有云层),正常眼力的人可以看到比6等更暗的暗星,在密布星星的月球天空中银河会显得相当明亮,这些与地球星空异的景象必然会给有幸登月的地球人留下深刻的印象。 在月球上看到的恒星视运动,与地球上观察到的情况会有所不同。如以恒星为参照标准,月球绕地球转动一周约需27.3地球日,称为恒星月,比朔望月来得短。月球星空中的恒星是每个恒星月、而不是每个朔望月东升西落一次,原因在于月球参与地球绕太阳的公转。因此,恒星东升西落的周期比太阳短2个地球日有余,一年中会比太阳东升西落的次数多一次。 另外,由于月球自转轴与地球自转轴并不严格平行,月球星空中的北极星就不再是地球上的北极星——小熊座$\upalpha$星。实际上,月球北天极位于恒星天龙和天龙‘之间,南天极处于剑鱼$\varepsilon$和$\boldsymbol { \upeta }$两颗恒星之间,在这两个位置上都找不到可作为月球星空北极星或南极星的较明亮恒星,就像今日地球上没有南极星一样。 黄赤交角示意图 火星周年视运动的部分轨迹
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{
"title": "月球上的“食”现象"
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地球上会出现日食和月食天象,其中日食可分类为偏食、全食、环食和全环食,而月食则可有偏食、全食以至半影食之分。日食发生时,地球上只有部分地区才能观测到,特别是其中的日全食和日环食——可见区域(食带)的宽度仅为$3 0 0 \sim 4 0 0$千米,日全食时段最长不超过7分40秒,日环食最长不超过12分24秒。月食的情况不同,一旦发生月食,朝向月球的半个地球上的人都可以观测到,月全食时段可长达1时34分。以上是地球上日月食的一些最基本特征。 不难理解,如比照地球上日食和月食的发生条件,在月球上也会出现两种“食"的天象,即日食和所谓的“地食”。 当地球上发生日食之际,月球上便看到本文称之为“地食”的现象,不过情况与地球人所见的月食可大不一样,实质上根本称不上是一种“食”。月球比地球小得多,在阳光照射下所形成的月影比地影细得多,即使它的半影范围也不可能遍及整个地球(地球上发生月食时地影之本影足以把整个月球遮去)。实际上,此时从月球上看到的“地食”(月球本影),只是表现为在地球表面上一个不断移动着的黑影,线尺度仅为数百千米,其外围由月球半影造成的昏暗区的尺度也就6,000千米左右;此外,朝向太阳的半个地球表面的大部分区域依然阳光灿烂,当然不可能出现什么“地全食”或“地偏食”景象。 一旦地球上发生月食时,在月球上便可看到日食,而且因为地影比月影大得多,月球上日全食的持续时间最长可超过3个半小时(对一个确定地点而言为两个半小时),也不会受天气条件的任何影响(月球上没有空气、没有云,更不会下雨)。地球上日全食阶段只有短短数分钟,一旦遇上阴雨天,人们看日全食奇观的期望就得泡汤。 月球上出现日食时又有几种情况:如整个月球能进入地球本影,那么朝向地球(即朝向太阳)的半个月球都能看到日全食;若只有一部分月球进入地球本影,则月球上的部分地区可看到日全食,其他地区只能看到日偏食;要是月球只是进入地球半影而未触及地球本影,那么月球上就只能看到日偏食。显然,任何情况下决不会出现日环食,当然也就不会有全环食。 尽管月球上能看到日全食的时段,要比地球上的日全食阶段长得多,但景象之美恐怕不如地球日全食。月球视直径与太阳视直径差不多,地球日全食发生之时,在地球上看来太阳是“恰好"被月球全部遮去,加之月球没有大气层,于是表现为太阳在瞬息之际被月球遮着,地球人短暂间看到了太阳光球外围暗淡的色球、日、日冕以至贝利珠,令人惊叹。另一方面,月球日全食发生时,由于地球视直径比太阳视直径大了约2.7倍,地球可以“毫不费力"地把太阳全部遮去,加上地球周围有一层厚厚的、能折射和散射阳光的大气,在月球观测点刚好没入地球本影之际,色球和贝利珠恐怕是没有希望看到了,即使能有幸观测到巨型日或外日冕,其景色想必会大打折扣。$J _ { 2 } \tilde { \mathbf { J } }$ (责任编辑李鉴) 前两期的流星漫谈,我们谈到了流星观测方法和相关的学术资料。这一期我们将继续谈谈流星摄影的一些初步的规划方法,并向大家简单介绍用标准镜头做流星摄影的方法。 图1:笔者在2009年用10mm广角镜头拍摄的英仙座流星雨。细心的读者根据星迹的长度可以算出时间,不过这张图片是若干张流星和一段时间的星迹拼成的,实际流星照片的时间跨度约为160分钟,远长于星迹所展现的时间。根据IMO的资料,这段时间平均ZHR达到了165以上,也难怪拍到这样多的流星。图像经过计算机处理。 相信很多读者都有过拍流星的念头。是的,随着越来越多的爱好者拥有数码单反(DSLR),拍摄流星已不再艰难。找一个大流星雨的夜晚,比如8月的英仙或12月的双子,只需一台相机、一个广角镜头、一根快门线。当辐射点(radiant)升起一定高度后,把相机指向天空连拍就可以了。如果有月亮,就要尽量远离月光。在选择镜头时,光圈值越小越好。在照片中我们可以看到什么呢?大多数流星会是很暗的线,不仔细找,有的甚至会被漏掉;在大流星雨时,也许还能得到一两颗火流星,轨迹很长、很明亮,有时在其后的连续几张照片中都找到流星余迹(persistent train)。另外,流星拍摄还需要一个支架。如果用三脚架,观测后将照片叠加可以得到星迹图片,流星在星迹中会变得难以辨认;如果放在赤道仪上跟踪拍摄,则可以将所有单张的流星照片叠加到一幅图片中。 广角镜头(wide-field)拍流星时,取景在一定程度上也会影响观测的效果。笔 图2:辐射点、地景,还有数量可观的流星。在连拍流星时,这台相机一定是放在赤道仪上的,然后作者单拍一张地景,并把流星一一加进图像。读者能猜到这是那个流星雨吗?图片来自网络,版权 J.C.Casado&1.Graboleda。 者在拍摄中发现远离辐射点的取景似乎会导致流星数下降,因此将辐射点包含在视野中或许是个好主意。另外,是否指向天顶也是需要谨慎考虑的。一方面因为有经验表明,地平线附近出现的流星比天顶要多;另一方面,如果流星照片中除了流星和星空以外没有其他的特别之处,好像 也不是很令人满意的作品。除非能够找到极暗的天空背景,从而得到很多的流星数量;否则,如果想用广角镜头拍漂亮的流星照片,漂亮的地景是必不可少的。当然,在大气透明度不高的时候,天顶位置的流星亮度优势会比较明显。 上面就是当前最为人熟知的流星照相办法了。很多爱好者认为流星照相观测必须用广角镜头,而且越广越好,其实不然。假定我们希望拍到更多,同时也就是更亮、更漂亮的流星,但“更多"不是指视野中全部,而是能拍到的流星数。所以仅凭视野大小来断言拍摄效率就欠考虑了。 没错,笔者在这里是要介绍一种非广角镜头的观测办法:用便宜小巧的标准镜头(normallens),在赤道仪的跟踪下指向流星雨辐射点拍摄。下面先来分析一下这个方案的拍摄效率。提高效率的办法有两个:让流星更亮,或者增大视野。 流星成像亮度与镜头的关系,不同于我们熟悉的恒星或星云。不论认为流星是划过的点光源,或者把它看作像狭缝一样的线状光源,我们都可以得出这样一个结论:流星像的亮度反比于光圈值的平方,同时还正比于镜头焦距。因为在增加镜头焦距时,流星像并未变粗,只是伸长了;恒星还是点状,而星云在每个方向都等比例的放大。J.Russel1在1964年就强调过这个结论。因此,千万不要把流星和恒星、星云混淆而得出错误的亮度预期。比如标 图4:观测者、流星和相关参数的图示。左下图显示了流星与辐射点的角距日。辐射点方向是流星的反向延长方向。射向观测者的光线由于图示空间有限,用虚线延长。右下图中,平行短线是假设在同一高度的流星。这四个图示让对拍摄效率的计算更直观和简单。 准镜头50mmf/1.8与广角镜头$1 7 m m$ $f / 4$比较,它们流星极限星等之差为: $$2 . 5 \times 7 0 g [ ( 5 0 / 1 . 8 2 ) / ( 1 7 / 4 2 ) ] { = } 2 . 9$$ 约3个星等;它们的极限恒星星等,即口径平方之比对应的星等数为: $$2 . 5 \times 7 0 9 [ ( 5 0 / 1 . 8 ) ^ { 2 } / ( 1 7 / 4 ) ^ { 2 } ] { = } 4 . 1$$ 约4个星等:而它们拍星云时,曝光之比等于光圈平方之比,即: $$( 4 / 1 . 8 ) ^ { 2 } { = } 5 \$$ 换算成星等为$2 . 5 \times 7 0 g 5 { = } 1 . 7$,约2个星等。当然,都是标准镜头的极限星等更高些。 在广角流星摄影中,镜头指向似乎无关紧要。但随着焦距的提高,镜头指向不仅能影响到流星的长度,还决定着拍摄效率。假设流星体均匀地飞入大气。显然,从地面看去它们不再均匀了:较多的流星靠近地平线,天顶附近虽然较少,但亮度较 图3:点、线、面状光源随焦距增加到2倍,照在每个像素上的亮度的变化。这里的推导是假设口径不变。因此像的总亮度固定,照在越多的像素上,成像亮度越暗。对恒星,与焦距无关;对流星,与焦距成反比;对星云,与焦距平方成反比。如果再考虑它们都与口径平方成正比,经整理,即得正文中的结论。 图5:2009年双子座流星雨的几张流星的叠加。天文爱好者杂志曾刊登过这次观测的一张照片,这是另一张作品。可以看到,标准镜头下的流星观测也可以产出天文风光照片。辐射点的表现、高余迹比例和漂亮的背景恒星都是标准镜头的优势;另外,从亮流星数目、构图等方面来说,其成功率或许还高于广角镜头。注意边缘的星点并非脱线,而是成像变坏所至。感谢高博同学在那个寒冷的夜晚为我们拍摄了原始照片。 高。白天的鱼鳞云可以形象表现这个问题。需要指出的是,其实总有大量很暗的流星体,只要让成像更亮,也能提高拍到的流星数。 然而,流星亮度和其它光源一样,跟距离平方成反比吗?对总亮度确实如此,但更远的流星看起来更短,也会受到跟上面“焦距讨论”时的类似效应影响。注意笔者并不是说所有流星中,短流星拍出来更亮;上面的结论都是对同一颗流星讨论的一一它辐射的总能量是固定的,因此流星的像越短,则每个像素上的光亮就越多。对于一颗本身就很短的流星,由于流星体太小,刚进入大气不久就已经瓦解消散了,因而其本身就很暗。 另外我们还发现,辐射点附近的流星也很短,而且不需要像地平线附近那样,牺牲距离来换取更短的长度。当定义f为镜头焦距,A为镜头的光圈数值,t为流星的像在每个像素点上停留的时间,。为辐射点高度,D为流星到观测者的距离,9为流星和辐射点的角距离,L为流星在底片表现出的亮度,N为在视野范围内出现的全部流星的个数(包括能和不能被记录到的),且假设流星的高度、速度和亮度相同时,从图4我们可以推出 L α t/D2 tα D/sin 1 Dα 1/sin( h ) $$\mathsf { N } \! \propto \! \mathsf { D } ^ { 2 } \! \mathsf { S } \mathsf { i n } \, \mathsf { \S / s m } ( \mathsf { h } \, ) \mathsf { s / n } \, \mathsf { \S / s } \mathsf { i n } ^ { 3 } ( \mathsf { h } \, )$$ 结合对焦距、光圈的讨论,当其他量一定时,
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{
"title": "Lαc fsin(h )/sin 0 /A2"
}
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Nαcsin/sinh/f²(由于大气层实际是弯曲的,当h小于15度时不适用)。如另流星长度 1αcflsinθ|sin(h)不变,则有 $$\mathsf { L } \propto \mathsf { f } ^ { 2 } \mathsf { S } \, \mathsf { \dot { n } } ( \mathsf { h } \, ) / \mathsf { A } ^ { 2 }$$ 读者不必纠结于以上公式。这只是笔者进行的死板的推导而已。简单地说,结论是光圈数值越小越好;焦距增大使流星变亮的同时,也带来了更小的视野,因此在一定范围里,焦距对效率影响不大。而 且在实际观测中很多因素不能像公式中那样自由改变;L与N究竟如何影响拍摄效率也还有赖于流星雨的r值,准确的说是流星亮度分布。有兴趣的读者可以先简单将 L与 N相乘,则确实会发现在地平线附近有流星密集区;另外对大气消光和弯曲的修正至少也可以做出定性的判断。 但笔者确实想通过这些公式传递给读者这样的信息,那就是标准镜头拍摄流星雨是可行的;而我们平常对流星观测的一些直觉有时并不成立。让我们更轻松和直观地证明这个观点:实际的观测总是最有说服力。 从2009年10月到2010年12月,笔者用非广角镜头进行了若干次观测,得到的流星数目与其他观测参数在此成一表系(表 1)。每个特定的流星雨的拍摄效率情况,与流星的地心速度、流量、流星亮度分布、大气消光和天光亮度都有关系,速度慢、ZHR高的流星夜拍到的流星可能更多。因此列表并不能直观地反映出拍摄效率与任何一个单独的参数的关系。在此列表仅为查找观测数据方便之用。表中$" 0 9$ ORI"表示2009年的猎户座流星雨观测。 或许读者要问,标准镜头的方案具体要如何实施?我们应该怎样设置曝光?还有哪些因素影响流星拍摄?为什么我总是拍不到特别多的流星?这些问题,我们留在下期探讨。A (责任编辑李鉴)  表1:各次非广角镜头观测,作为对照列出了2009年英仙座流星雨时广角镜头的观测情况。除09GEM外均用Jpeg格式拍摄。需要指出的是,09LEO使用了中等分辨率,10GEM的$2 0 0 { \mathsf { m m } }$镜头的观测也用了中等分辨率,且由于ISO设置过高,使大量图像过曝,很有可能影响到流星的辨认。 图1:天文学家首次在太空中发现 了巴基球。版权:NASA/JPL-Caltech。
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{
"title": "来自太空的生命种子"
}
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口谢懿/编译 星际尘埃云中复杂的有机分子可能触发了地球上的生命。 2010年7月,美国宇航局的“斯皮策"空间望远镜做出了一个惊人的发现。当时它对行星状星云Tc-1——垂死恒星抛射出的温暖气体、尘埃云一一进行了详尽地观测,侦测到了其中“巴基球"分子准确无误的信号。巴基球是由60个碳原子组成的大型分子,具有足球形的三维结构。就在几个月后“斯皮策”又发现,它们的红外信号正在从这个星云向冰冷的星际空间转移。 碳以及与之相关的化学反应构成了我们已知的所有生命形式的基础。而在外层空间发现如此复杂的有机分子却暗示了一种令人惊的可能性一一地球上的生命有可能起源自地外分子。在宇宙中巨大的气体和尘埃云里已经发现了许多不同的有机分子,但巴基球是迄今在太空中已知最大的分子。这一发现虽然仅仅是过去几十年来一系列非凡侦探故事中最新的一个,但它同时也不断彰显了“天体化学”在整个宇宙中产生有机分子的 重要性。 根据现在我们所知的在星际空间所能形成分子的复杂性,巴基球的发现无疑是一大飞跃。之前在地球上已经发现了巴基球,它们形成于不完全燃烧的黑烟中。此外在陨石中也发现了它们的身影。虽然它们并非是直接为生命所用的分子,但巴基球中由碳原子组成的六边形和五边形互相连接的结构与像叶绿素和血红蛋白这样关键的生物分子极为相似。这些宇宙“碳足球"可能会混合入新生恒星周围有行星形成的尘埃盘,同时它们也可以通过陨星和彗星被带到新生的行星上,在生命起源中扮演重要的角色。
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{
"title": "宇宙化合物"
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“斯皮策”是通过红外光谱发现巴基球的,在射电波段上类 超链接 什么是有机分子? “有机”意味着是含碳的化合物。碳非常擅长和许多不同的原子结合,因此有机化合物是极为多样的一类分子。 从海王星蓝色云彩中的甲烷到土卫六烟雾中的烃,有机化合物遍及太阳系。它们同时也是我们所有已知生命的基础:糖、蛋白质和脱氧核糖核酸(DNA)都是有机分子。从构建细胞结构到作为驱动生物化学的催化剂,蛋白质对于生命的一切而言至关重要。蛋白质是长长的链式生物高分子,由较小的有机分子氨基酸组成。DNA 则是另一种生物高分子,在其双螺旋结构中的碱基序列里蕴藏着生命的信息。 有机化学的多变性和它在宇宙中的普遍性使得我们有理由相信外星生命也同样应该是基于碳的。 图2:漂浮在恒星形成区中的巴基球可能会落到新生的行星上。版权:NASA/JPL-Caltech/T.Pyle(SSC/Cal-tech)。 似的搜寻也被证明是极为成功的。现在已经知道太空中存在超过140种的不同分子,其中许多是有机的。1969年在星际气体中发现了第一种有机分子一一甲醛。之后又发现了乙醇、醋酸以及乙醇醛(最简单的糖分子)。2003年宣布发现甘氨酸—一最简单的氨基酸—则引起了轰动。毕竟氨基酸是蛋白质的基本构成,不过这一结果仍有争议。 虽然在星际空间里的弥漫星云中发现类似氨基酸这样生物学上重要的分子依然极为困难,但它们能在远离地球的地方形成这一事实却已经母庸置疑。1969年一块陨石坠落在澳大利亚的默其森附近,这是一块罕见的富碳陨石,称为碳粒陨星。默其森陨石由此成为历史上被最深入研究的陨石之一,科学家发现其中充满了令人吃惊的碳化学反应。它满含有机物,包括富勒烯(类似“斯皮策”的发现)、酒精、极性碳氢化合物(类似构成我们细胞膜的分子)以及超过70种的氨基酸,所有这些都来自地球之外。 星际光谱和对含碳陨石化学分析的结果凸显了银河系中天体化学所具有的惊人复杂性。虽然地球上所有生命都是基于由碳原子组成的坚固框架的,但诸如氮和磷这样的其他元素也同样关键。也许包含氮的重要分子也是从太空来到地球的。2011年2月科学家公布了对在南极发现 的陨石的分析结果。在高温和高压一一原初地球常见的状态一下,当陨石和水相互作用时会释放出含氮的氨气。科学家相信这对于形成第一代生物分子而言是重要的。 也许外星有机分子最激动人心的启示是地外氨基酸也显示出了偏向左手对映体的倾向。地球上所有的生命都仅仅是由左手性的氨基酸所构成的,在地外化合物中发现相同的偏向性着实令人感到饶有兴趣——它说明生命的这一特性遗传自外太空。
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{
"title": "左手生命"
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是什么一开始就在两种对映体中造成了厚此薄彼的现象?多年来涌现了许多理论来解释为 图3:默其森陨石包含了大量的有机物,例如富勒烯、酒精、极性碳氢化合物以及超过70种的氨基酸。 图4:海底的热液喷口被认为是地球上生命的发源地。 们并不位于板块构造扩张的中央,而是由地壳中富铁岩石的反应驱动的。它们会产生高耸的矿物柱,这一过程可以持续几万年。这些多孔的结构就像许多小容器,可以像反应器皿一样聚集化合物。最重要的是,海底碱性喷口渗出的液体和略显酸性的海水会形成一个酸碱梯度。地球上的所有有机体都会利用这一梯度来产生能量。这就好像生命的能源继承自碱性热液喷口一样。 什么太空中的左手性氨基酸会受到青睐。一个长期以来的想法是,恒星形成区中高温年轻恒星所发出的紫外线具有“圆偏振”,倾向于摧毁右手性的氨基酸。 2010年又问世了另一个理论,科学家计算发现超新星可以解决这个问题。它的本质是来自一颗爆炸恒星的骇人辐射和粒子会更容易地和右手性氨基酸中的氮原子核发生相互作用,因此倾向于留下左手性的对映体。这些有机物会混合入小行星和彗星,随后被带到地球上,催生出了适应同样对映体偏向性的生命。 无论是什么在地外有机物中造成了这种有趣的偏向性,更大的秘密是这些分子是否在地球上生命出现的过程中起到了作用。有机物可以在寒冷的外太空形成并且在特定的陨石中富集,这一切都说明碳确实擅长发生化学反应。在类似年轻地球的新生、宜居星球上,在它温暖的大气和海洋中也会出现大量的有机化学反应。
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"title": "超链接"
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另一种理论:热液喷口 最近有一个理论获得了许多支持,它就是地球上的生命始于黑的 海底深处热液喷口的周围。这些“黑烟自”绝对令人印象深刻并且吸引了许多人的注意力,但它们喷出的超高温热水对于生命而言温度和酸性都太高了。
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"title": "什么是手性?"
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许多有机分子都具有被称为“手性”的特性,它们具有两种互为镜像的形式。每一种镜像被称为一种对映体。生命所具有的一大显著特性是它只用了一种特定的对映体。除了极少数的例外,地球上的生命只基于左手性的氨基酸和右手性的糖分子。因此检测有机化合物是否是由生物产生的最佳办法之一就是看看它们是否都具有相同的手性。 但是生命为什么这么挑剔?被称为“酶”的生物催化剂参与了我们细胞中的所有化学反应,它们具有难以置信的特殊性。酶只能作用于极少数的特定分子。它们挑剔的特性对于控制、调节生物化学而言绝对是至关重要的,这也意味着酶只能作用于一种对映体。因此一旦生命演化出了对左手氨基酸的偏好,其对某一种对映体所特有的效力也就说的通了。 来自太空的额外有机物可能会掉落进海洋里。在目前有关生命从哪儿开始的理论中最重要的是海底的热液喷口,它们会合成一系列重要的有机分子并且为生命提供所必须的能量。如果生命确实始于这些深海烟窗所驱动的化学反应,那就很难了解来到地球并稀释到整个海洋里的地外有机分子是如何变得重要的。然而,这也许只是一个简单的宇宙巧合,我们细胞的化学特性正好具有和陨石中有机物相同的对映体偏向。 这无疑是天体化学以及对外太空有机物进行分析中非常激动人心的一刻。我们只是现在才开始了解形成于地球之外的大量化合物,意识到它们可能在地球上生命的起源中扮演了角色。不过,重要的问题依然存在。例如在地球上,氨基酸和碱基这样的生命基本组成究竟是如何形成难以置信的复杂性结构的呢?$J _ { \Delta } |$ (责任编辑陈冬妮) 图5:同一种分子的不同手性对映体互为镜像。 题图“火星勘测轨道器”用浅地表雷达寻找火星地下水
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{
"title": "新发现:火星洞穴及冰川"
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美国宇航局的火星探测器几乎每隔几年就探访一次火星,结果是“功夫不负有心人”找到了越来越多火星曾存在水、至今还有水的证据,还发现火星大气存在不少的甲烷,使得人们对这个红色行星上是否存在生物的兴趣大大增加。因为,地球上$9 5 \%$的甲烷是由生命产生的。虽说其它一些地质原因也可能产生甲烷,但一个不容忽视的事实是,通过科学分析判定火星甲烷到底是生物来源还是地质来源,确实又给人们探索火星生命增加了一个亮点。 近期欧洲空间局的“火星快车“探测器在距离火星地表约300千米的高度拍摄的火星洪水遗迹。这是火星阿瑞斯谷(AresVallis,即战神谷)底部古代侵蚀地貌遗迹,很可能由液态水的冲刷形成,这一冲蚀地貌在火星南部高地地区绵延近1700千米。图中可看到阿瑞斯谷的一部分,其中有很多泪滴形的“小岛“,可以想象当年洪水冲刷从这些沟槽中奔涌而过的场景。
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{
"title": "火星生命探索 (下)"
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据美国宇航局网站2011年8月17日消息,今年早些时候,正在火星轨道运行的美国宇航局火星勘测轨道器(MRO)拍摄到火星帕沃尼斯火山尘埃遍地的山坡上有一处黑点。随后科学家们调用该探测器上搭载的“高分辨率成像科学实验”相机(HiRISE)进行精细成像,并发现了这一不寻常的地物。这个模糊的“黑点”在高分辨率相机的镜头下观察,它好像一个“天窗”其实是一个通往地下洞穴的入口,直径约35米。 在火山地区这种坑洞常见,由于表层岩浆先行凝固,而下部熔浆则继续流动,当它们全部流过后就剩下了一个个空腔。当上层薄薄的表层塌落后坑洞便露了出来。通过阴影测量,可以初步判断这个坑洞约有20米深。这个坑洞本身是位于一个大得多的凹坑中心底部,而至于这个凹陷是如何形成的则仍然不明。从坑壁上可以看到物质滑落的痕迹,显示有砂石掉落入这个坑洞之中。究竟有多少物质已经落入了这个神秘的洞穴之中?人们对此也是一无所知。2011年晚些时候“高分辨率成像科学实验”相机将再次对这一区域拍摄成像,届时得以合成其三维立体图像。火星洞穴无疑是一个令人激动的发现,它引起人们对地下生命的猜测。越深入火星的内部,温度就变得越高,因此火星内部一定在某一个点,液态水可以稳定状态。 其实,早在2007年6月,美国火星勘测轨道探测器就曾拍摄到火星上的一个黑点,科学家表示这个黑点可能是火星表面的一个深洞或地下洞穴的入口。它位于阿尔西亚山东北部明亮的火山灰斜坡上。阿尔西亚山是这个红色星球上组成塔西思火山群的4大火山之一。经测量,这个地质奇观的直径有330英尺 火星轨道勘测卫星拍摄的火星沟垫 火星远古地下水形成的天然渠道火星勘探轨道器发回的照片,图中火星上的一条溪谷(左)和地球南极的央箭头所示的矿物中含有水合二氧干谷(右)对比化硅 (100米),这一地貌吸引科学家对火星地下可能存在生物的问题进行思考。 考虑到这个洞穴附近既没发现隆起的边缘,也没有火山物质喷出,因此科学家排除了这是一个陨石冲击坑的可能性。由于看不到四周的洞壁,也看不到其它任何东西,因此科学家猜测这个洞的洞壁可能是完全垂直的,而且洞内非常黑,它更有可能呈悬垂状。“高清晰度成像科学实验”图像分析专家称,这个洞一定非常深,虽然火星上的光相当明亮,但是自然光无法进入洞内,因此无法观测到它的底部。有科学家推测说,这些洞穴可能与地下断层相连,因此截流了一部分水汽,可能那种舒适的环境正是生物理想的栖息地。研究人员推测,这个区域可能能支持生命的存在,或者在以后成为宇航员的居留地。 此外,美国宇航局(NASA)科学家在2008年曾宣布发现火星上存在巨型冰川,面积比美国洛杉矶市的三倍还要大,并称这一发现将为探索火星上是否存在生命提供依据。据报道,科学家通过美国宇航局(NASA)的火星侦察卫星上的探底雷达发现,这些冰川被岩屑覆盖。美国布朗大学的地质学家詹姆士·赫德说,此冰川可能有2亿年历史,可能埋藏有火星古老生物的基因片段。冰川中的空气泡泡还能揭示火星远古大气的组成。火星勘测轨道飞行器上的雷达收集到的数据证实此掩埋的冰川确实存在,从山崖或山脚处一直绵延数十千米。这些冰川酷似地球南极上的冰川,都被岩石堆覆盖着。 科学家先前断定大冰川存在于火星的南北极地区,但数百个这种掩埋的冰川却位于火星中纬度地区。赫德说,它们大约有0.8千米厚,其中一个冰川比洛杉矶城大三倍。"这是火星气候变化的重大证据。而火星气候变化可能与其轨道变化有关。这也是导致地球出现冰河时代的原因。“科学家称,从冰川上采取的样本将为探索火星上是否存在生命提供依据。科学家在火星极地还发现了多处冻水,他们认为火星的其他区域也存在大量水资 源。 地球南极干谷也是一个非常干旱的地区,它内部的冰雪融水似乎在沟整系中产生了与在火星上看到的一样的图案。赫德和他的同事们在干谷进行了调查,以便更好地了解火星沟整的产生过程。该科研组猜想,在不久的过去,即在过去的几十万年间,这些沟整中的一些凹处可能保存了不同形态的水。当环境适合时,这里会周期性积聚冰雪。这些研究人员还认为,南极沟整将是一个进行精密研究的理想地区,因为相对来说水和火星表面的互动发生在近期。据有的火星研究者说,能有一个漫游探测器来探索这些堆积物将会非常棒,因为它们中可能有一处是不久的过去水定期出现的地方。这种情况将暗示出火星上可能有生命存在。
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amateur_astronomer_6e37c_2003
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{
"title": "火星北部低地可能覆盖着冰川环绕的海洋"
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据最近美国科学家一项研究认为,火星史的早期阶段,这颗红色行星的北部低地可能覆盖着四周冰川环绕的海洋。据一项研究说,这里的海岸线可能类似于格陵兰或挪威的海岸线。科学家认为,海洋的存在有助于解释这一地区为什么没有矿物质页硅酸盐。而且它还说明了这个海洋盆地周围为什么会出现像是由大型冰川引起的特殊地形特征。这些包括冰川输送的沉积物一一冰喷和“侵蚀”地形。计算机模拟显示,40亿年前火星上的中纬度地区和更加寒冷的极区之间存在巨大的温差。因此,位于北部低地的海洋几乎都会冻结成冰。海洋周围的冰墙能够避免页硅酸盐沉积物被从赤道丘陵地带输送到这里。这种矿物质与液态水有关。由于火星北部低地不存在这种物质,科学家此前一直怀疑那里存在海洋的推测是错误的。该研究成果发表在最近的《自然一地球科学》杂志上。 该项研究负责人、加利福尼亚州美国宇航局阿姆斯研究中心的艾伯托·法瑞博士说,我们断定,由于缺少像地球上的赤道 左图是美国宇航局海盗号轨道器拍摄的火星图像,两艘海盗号飞船于1975年发射升空。右图是近年的火星模拟图。科学家认为,在火星的早期阶段,在北部低地可能覆盖着四周冰川环绕的海洋。 2004年3月23日,据“机遇"号探测器传回的信息分析显示,火星上的交错层表明曾经有水存在。 极地洋流,早期阶段的火星无法把热量从赤道传输到极地,这导致两个半球的气温均产生巨大差异,中纬度和赤道地区的温度更高,而极区则是终年冰封。因此,如果早期阶段的火星北部地区确实存在海洋,它的温度一定会很低。围绕在北部海洋周围的冰川将会阻止水流把页硅酸盐丰富的矿物质从丘陵地带输送到北部低地。
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{
"title": "德国科学家称火星上曾有过降雨"
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德国航天局行星研究所地质学家恩斯特·豪博尔2009年9月发表研究报告说,通过研究欧洲“火星快车”以及美国宇航局火星探测器提供的最新数据,他们发现火星上曾经有过降雨,这将有助于人类揭开火星上存在河流痕迹的奥秘。 恩斯特·豪博尔一直致力于火星赞西一特拉高原是否存在远古河流问题的研究。因此,他专门分析了由欧洲火星快车号、美国火星全球探勘者号以及火星勘测轨道飞行器所拍摄的陨坑照片。一个直径大约为5千米的小陨坑也许可以提供相关证据。在该陨坑中有一个扇形的三角洲,纳内迪河正是由此流入陨坑。河流沉所携带的沉积物沉入陨坑底部,几乎将陨坑填充了50米深:沉积物覆盖面近23平方千米。这些河流将火星赤道附近的高原冲出了一条条深深的峡谷,在火星表面许多地方留下了自已的足迹。多艘火星探测飞船都发现,在许多远古陨坑中都有河流扇形三角洲的痕迹,而火星表面的那些峡谷最终交汇于这些陨坑。在峡谷与陨坑的交汇处,可以看到层状沉积物。 恩斯特·豪博尔称,这种分层形态的沉积物,是典型的河流三角洲才拥有的特点。河水携带沉积物向下游流动,直到最后水流变缓,沉积特沉入河底。在河流最终汇入大海或湖泊时,水流速度几乎降为零。陨坑的原始形态其实就是大海或湖泊。研究人员还根据火星表面陨坑的数量来粗略推测火星赞西一特拉高原沟壑纵横的外表所形成的时间。结果显示,河流流经这些峡谷的时间大约为38亿到40亿年之前。而荷兰乌德勒支大学地质学家马尔丁·克雷汉斯也根据各种数据推测,这些陨坑沉积物至少形成于几十万之年前。豪博尔认为,这些最终汇聚于陨坑的峡谷足以让研究人员坚信火星表面曾经存在湖泊并有过降雨。 研究人员对此前的5项火星探测任务采集的土壤样品进行 了分析,其中包括1976年发射的“海盗”号火星探测器和1997年发射的“探路者”号火星探测器采集的数据。他们发现,火星氯化物和硫酸盐沉积物中存在一种特殊的模式。所有的这些土壤样品数据表明,硫酸盐的分布更加接近于火星表面,而氯化物的浓度则随着深度的增加而上升。这与在地球表面极端干旱的区域--例如南极洲的干谷地区和智利的阿塔卡马沙漠--发现的情况非常类似。这些地区的降雨很少且雨量极少,于是在数百万年间,其土壤的化学构成慢慢发生了变化一一沉积的硫酸盐越来越接近地表,并将更多可溶解的氯化物传输到地表深处。 大约在30亿年前,源自地下水的火星表面最大的水体大部分被冻结或蒸发。之后的一个漫长时期,火星上下起了断断续续的细雨和露水。这种气候显然持续了足够长的时间,从而改变了火星表面矿物质的化学构成,并最终形成了之前所描述的那种独特的氯化物和硫酸盐模式。恩斯特·豪博尔说,除了水、温暖的气候以及基本矿物外,生命存在最后的一个条件就是含有碳元素的有机分子。那些碳分子很容易通过火星早期落到上面的陨石沉积获得。
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amateur_astronomer_6e37c_2005
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{
"title": "火星内核正逐渐变冷并最终凝固"
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据国外媒体报道,2010年初,美国宇航局科学家宣称,“机遇号”火星探测器发现一块独特的岩石,它含有的镁成分要高于普通的火星玄武岩,这块岩石可能来自火星深层内核。美国宇航局地面操控机遇号探测器小组使用探测器上的岩石磨碎工具碾碎了这块岩石上的风化表面,使其内部成分暴露出来。这是一块略小于篮球的暗色岩石,机遇号在涟漪状火星平原发现了它,科学家将它称为“马昆特岛(MarquetteIsland)"。据悉,这是机遇号探测器探测到的第38块岩石样本,也是最坚硬的一个。美国科内尔大学的史蒂夫·斯昆雷斯是美国宇航局机遇号首席科学分析师,他说,它与其他火星表面岩石样本和火星陨石样本的成分存在明显差异,它的镁元素含量要更高一些。它是机遇号长期以来发现最酷的一个岩石样本。 这块岩石的粗纹理和玄武岩成分表明它在熔岩中缓慢地冷却下来,这将意味着它形成于火星地壳深层的熔岩,而不像是火星表面快速冷却的岩石和带有细纹理的岩石。相比之下,机遇号
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amateur_astronomer_6e37c_2006
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{
"title": "火星表面存在液态水的直接证据,图为“凤凰号”探测器机械臂上的液态水滴。"
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和勇气号探测器发现的许多火星玄武岩样本都与“马昆特岛”岩石有着差异很大的纹理和成分。起初,科学家认为“马昆特岛”岩石仅是一个陨石,但是它的镍元素含量要低于其他机遇号发现的陨石样本,它内部的镁元素含量要高于普通的火星玄武岩。加拿大圭夫尔大学的拉尔夫·格雷特称,目前这项研究尚处于初级阶段,我们仍需要深入分析掌握这块岩石的秘密。 早在2007年7月,瑞士科学家的一项研究表明,火星的内核目前正在逐渐变冷,最终它将会完全凝固起来一一无论是从外至内形成铁一镍内核,还是从内向外形成一个类似于黄铜矿的矿物内核。瑞士联邦理工学院的行星地球化学家安德鲁·斯图尔特称,火星的表面是一块坑坑洼洼、寒冷刺骨的沙漠。然而,在其地表数百英里以下,却充满了炙热流动的铁、镍和硫磺混合物;目前,火星的内核正在逐渐变冷,并将会最终凝固;火星中正在冷却的内核将恢复对红星球的引力,他说:“如果液体金属在固态内核周围流动,就会产生一种类似在地核内发现的天然动力。” 为了模拟火星内核的压力,斯图尔特及其研究小组使用了一种合成的钻石制作机器。由于火星内核的冷凝方式依赖于铁和镍内硫磺的混合程度,斯图尔特选用了含有不同硫磺成分比例的标本,他称,火星内核中有$1 0 \%$到$1 6 \%$的硫磺,这个比例听上去不是很大,但这会使得星球内核各不相同。 在使用显微镜仔细分析所有标本后,斯图尔特及其同事发现,硫磺含量低的标本中镍和铁会在内核的外缘附近大块大块地固化,然后沉入内核中心,这就是他们认定的“下雪内核”模式。同时,他们还发现硫磺含量高的标本中,火星中心会形成类似黄铜矿的矿物内核,并逐渐向外扩散。斯图尔特说,一旦欧洲空间局的火星探索实验室在2013年抵达火星上空探测,同时携 带的登陆器到火星地表进行探测,科学家将用最新收集的火星地震资料,对火星内核进行更为详细的研究。他说,只要收集到了火星的地震数据,我们就能够了解火星内核的含硫量。 虽然火星和地球的内核是由类似的矿物质构成的,但是这个红色行星的内核现在还是液体的,而且很可能会以完全不同于地球内核的过程而固化。科学家认为火星和地球一样,具有一个主要由铁外加一些其他元素的内核。在模拟火星内核的高压实验显示,火星内核应是由液态物质构成,而且不太可能像地球那样形成一个富铁的、向外结晶的内部核。相反,行星冷却应该导致或是一个“下雪内核”的结局,既富铁的固体在外围形成核心然后向中心沉积,或者是一个“硫化物内核”的结局,既其中硫化铁成分结晶出来形成一个固体的内核。 火星很可能从未出现过适宜生命存活的温暖环境,因为这个星球已经被冰冻了至少40亿年。然而,这并不意味着那些在火星上寻找海洋、湖泊的尝试是徒劳无益的。地表下的地热活动还是为火星存在适合生命生长的环境提供了一定的可能性。斯图尔特说,我们的研究不是断言火星上一直以来都没有生命存在过,但可以确定的是在最近的40亿年来这种可能性是微乎其微的。A “机遇号”火星探测器发现的一块可能来自火星内核的岩石 火星上有过降雨的陨坑图
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amateur_astronomer_6e37c_2007
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{
"title": "古诗中对“苍龙”的描写"
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古诗中单独提到星座“苍龙”时,有时指的是星空天区的位置,更多时候是表现季节变换、特别是春天来临的场面,还有时表现的是一天中的斗转星移、时辰变化。下面试举几例来看: 旦出扶桑路,遥升若木枝。云间五色满,霞际九光披。东陆苍龙驾,南郊赤羽驰。倾心比葵藿,朝夕奉光曦。 (【唐)李娇《日》) 前四句写太阳初升时的景象,“扶桑”“若木"分别是传说中日出、日没之地的神树;“东陆苍龙驾,南郊赤羽驰”写太阳行走的路线,“东陆"即黄道的东段,正是苍龙所在的位置,“南郊”是黄道的南段,朱雀所在的位置;后两句则从葵花向阳的角度,表现了对太阳泽被万物的赞美。 玄鸟司春,苍龙登岁。节物变柳,光风转蕙。 (【唐《郊庙歌辞·肃和》) 这里的“苍龙登岁”表示春天的到来。“玄鸟"即燕子,四句诗说:燕子北飞,春日来临,苍龙星座也在一岁之首出现于东天,随着时节的变化,柳树和蕙兰等 植物也在展叶、开花,改变它们的形态,迎接春天。 晓见苍龙驾,东郊春已迎。彩云天仗合,玄象太阶平。(【唐)皇甫冉《东郊迎春》) 古代习俗,每年立春节气,天子要率领众臣到国都东郊举行迎春活动,称“东郊迎春”。这几句诗即是说:早晨看到苍龙星座出现,我们在东郊把春天迎来,因为天下太平,天空也出现了“天仗合”“太阶平"这些吉祥的天象。“天仗"是一种特殊的云(仗指武器),“太阶"又叫泰阶,即三台星,6颗星两两一组倾斜如台阶,星占家认为,“太阶平则阴阳和,风雨时”。 乘震司春令,先天布政经。 人时颁凤历,农事视龙星。 (【北宋)苏颂《皇帝合春帖子》) 苏颂是一位天文学家,他在诗中写道:(朝廷)乘着东方的雷声宣布了春天的到来,并提前就颁布了政治经济条令,为敬授人时,颁布了岁历,为让人们抓紧农耕,要观测苍龙星座。“震"在八卦中代表东方,也是雷之象;“先天"指先于天时而行事,含“有先见之明”的意思;所谓“凤历”,传说东部沿海古老部族少昊氏首领登位立正朔时,有凤鸟飞来,因此后 东方苍龙之象(中国近代天文学家高鲁作) 代把明正朔的岁历称“凤历”;与“凤历"对仗的是“龙星”,为什么“农事视龙星”呢?民间有“二月二,龙抬头”的典故,我们放到下一小节去讲。 了吗?陆游是一位伟大的浪漫主义诗人,果然有不凡的想象力。 再看两首借写苍龙描写一天中斗转星移、时辰变化的诗: 过明天的政务,但随即又想,明天的事谁能预料?干脆活在当下,一直看到苍龙星座转向西天落下得了—一看来此时是盛夏,因为只有盛夏时节苍龙最后的心、尾、箕等星宿才会在后半夜西落。 斗转苍龙归北望,日行黄道侯东巡。人情自是随时变,天意何私与物春。 (【南宋】虞侍《用韵酬翟曾二体和章》) 此诗所写仍与后面要讲的“龙抬头”有关。诗人可能是正在感情波澜或遭遇不顺中,看到斗柄指东,苍龙北望,又一个春天来了,太阳神也在黄道上准备东巡。诗人由此感叹:人的感情是变化莫测的,但老天为何这样偏心眼,斗柄一指东,就天下皆春了呢? 看北宋大诗人陆游的《将进酒》 我欲挽住北斗构,常指苍龙无动摇,春风日夜吹草木,只有荣盛无时凋。我欲划断日行道,阳乌当空月果果,非惟四海常不夜,亦使人生失衰老。 诗人感叹时光的流逝、人生的短暂,忽发奇想,打算上天阻止住天体的运行,停住时间的脚步,这样人生也就再也没有衰老死亡了。因为“斗柄指东,天下皆春”,苍龙星座出现在东方也是标志着春天,诗人想,若固定住北斗的斗柄,让它常指东方苍龙,岂不就春天定格,草木永不凋谢 三更向阑月渐垂,欲落未落景特奇。明朝人事谁料得,看到苍龙西没时。 这是北宋大诗人苏轼的《夜泛西湖五绝》中的一首。诗人夜间在杭州西湖上泛舟游赏,一直到三更将过(合现在的凌晨1时),月亮也垂向西天,欲落未落(看来是上弦月)。当时苏任杭州太守(最高行政长官),大概在贪晚的游玩中脑海忽然闪 “明朝人事谁料得,看到苍龙西没时。 水榭凉生暑气销,疏萤点点漏超超。明河案户苍龙转,只有鲍瓜缀碧霄。 这是北宋文字学家夏辣的《和太师相公秋兴》。一个秋日的夜晚,诗人在水上的亭阁里乘凉,眼前偶有萤火虫飞过,耳边是隐约的漏壶声,直到夜深,银河已指向南北,苍龙星座也转向西方,只有“鲍瓜”星座的几颗小星,还在高空悬挂着。“瓜”相当于今天的海豚座一带,虽然没有亮星,但几颗小星挤在一起,排成梭子形,好像个小星团,还是很引人注目的。它在苍龙星座的东北方向,位置较高,所以苍龙西落时,它仍然高高挂在天上。 诗里提到东方七宿苍龙时,不一定都是实写星象,有时是一种比喻。如宋元之交的方回的《李仲宾墨竹》:“心空节劲翠筠浓,冷笑凡花诲治容。可是人间秋水碧,东方七宿应苍龙。”就是用苍龙星座来比喻画上竹子的苍劲。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_2008
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{
"title": "春龙节的故事"
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前文提到,为什么古诗中有“农事视龙星”的句子呢?原来苍龙七宿是古人用以定季节的重要星座,每年到农历二月 东方苍龙之象(徐刚作) 就出现在东方的地平线上,人们就知道,马上要春回大地,到了播种的季节了。我国北方有民谚广泛流传:“二月二,龙抬头;大仓满,小仓流”,龙抬头就是指苍龙星座的头(以两只龙角为标志)从东方地平线上开始抬起来了,这时不能误了农时,及时播种就会在秋后收获累累。 后来,农历二月初二就被定为“春龙节”,因为龙在天上主管云雨,龙一抬头,雨水就多起来了,这是马上要闹春耕的农民们最盼望的。 春龙节的来源是这样的:一次,玉皇大帝,也就是天帝星化身为一个气丐,降临到人间,想看看世人的善恶之心,不料他去讨饭的第一家就是一个吝音之极、毫无怜悯之心的财主,这财主不但不给他饭吃,还唆使看家狗来咬他。天帝大怒,以为世人个个如此,不可救药,马上回到天庭,传谕苍龙星座,三年内不得向人间降雨。 可想而知,三年不下雨,靠天吃饭的农民们,处境该是多么艰难!民间到处啼饥号寒,不断有人饿死。苍龙星座觉得天帝的做法太过分了,他听看人间的哭声,看着饿死人的惨景,担心凡间人类会因此灭绝,便违抗天帝的旨意,自作主张为人间降了一次大雨。 顿时大地旱象解除,禾苗生长,百姓纷纷供起苍龙,称之为“龙王爷”,连天帝的神位都受冷落了。 用一座“青龙山”压住,山口立一座巨大的石碑,上面写道: 苍龙降雨犯天规,当受人间千秋罪。要想重登灵霄阁,除非金豆开花时! 凡间的人们纷纷为苍龙鸣不平,可有什么办法呢?向玉皇大帝祷告,也不管用。为了拯救苍龙,人们到处寻找开花了的金豆。一直到了第二年的二月初二,又该春播了,人们正在翻晒玉米种子时,忽然想:这玉米就是金豆吧!把玉米炒一炒,它们就会爆成花,那不就是金豆开花吗?这种说法很快传了开来,于是家家户户爆起了玉米花,并在院子里设案焚香,向玉皇大帝供上开了花的“金豆”。 苍龙见百姓们用这个办法救它,也机灵地抬起头来,向天庭大喊:“金豆开花了,快放我回去!”玉皇大帝派千里眼向人间一望,果然家家户户院里金豆花开放。没办法,只好传谕诏苍龙回到天庭,继续给人间兴云布雨。 从此,为感激苍龙降甘霖救万民的献身精神,民间形成了“春龙节”,每到二月初二这一天,就是苍龙抬头了,人们就爆玉米花吃,一边吃一边念:“金豆开花,龙王升天,兴云布雨,五谷丰登。” 后来越发展,二月初二的讲究就越多。这天吃的很多东西都与龙挂上了钩, 面”,而且龙须面拉得越长越好,因为“龙须长长,吉吉祥祥”;烙的饼谓之“龙皮”,如果在饼上做出些鳞片图案来,则叫“龙鳞饼”;捞的小米干饭叫“龙子饭”;吃猪头肉为吃“龙头”。 二月初二理发称为“剃龙头”。按许多地区的习惯,正月是不能理发的,否则会给舅舅带来灾祸,而到“龙抬头”的那天再理发,会使人鸿运当头,福星高照。所以很多人都在二月初二这天“剃龙头”。 还有很多说法呢!妇女们在二月初二这天不能做针线活,因为苍龙在这一天要抬头观望天下,使用针会刺伤龙的眼睛。这天还要“引龙熏虫”。老北京有“二月二,照房梁,蝎子、娱蚣没处藏”的说法。办法是将过年时祭祀用剩下的蜡烛点着后,燎过房梁、墙壁,这时,将要复苏的蝎子、蜈蚣等毒虫被烟熏火燎后,会自动掉下来。龙是鳞虫之精,这样,借龙抬头之威,可使百虫伏藏,驱病灭瘟。 龙与水的关系非常密切,而水是农民的生活、生产的命脉,既然二月初二“龙抬头”,在惊垫的雷声下,龙也要从藏身的地方钻出来,跃入水中活动活动筋骨了。所以有些地方的风俗是,这天日出前不可到井里、河里打水,也不能到缸里留水,怕打上、留上龙来。为了早晨做饭方便,家家都是头一天把水缸、锅、壶都装满水。这天还用草灰从井边一直撒到水缸边,故意曲曲弯弯作龙状,称“引龙回”。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_2009
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{
"title": "龙角、龙颈、龙爪:角、亢、氏"
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苍龙七宿的前三宿是角、亢、氏,它们分别代表这条苍龙的龙角、龙颈和龙的前爪,这些星宿,在古代诗歌中时常提到。 角宿有两颗星,角宿一和角宿二(今室女座$a , 5 )$,代表苍龙的两只角,由于角宿位于二十八宿之首,黄道就从二星之间穿过,所以古人还把这两颗星看作天宫的两扇大门,是太阳运行的出发点(角宿一下方有两颗小星,直接就叫“天门”)。 战国伟大诗人屈原的《天问》中,在问了“天何所查?十二爲分?日月安属?列星安陈?出自汤谷,次于蒙记。自明及嗨,所行几里?夜光何德,死则又育?厥利维何,而顾范在腹?”在以前的讲座里已经引用和解释)后,又问道:何阖而嗨?何开而明?角宿未旦,曜灵安藏?这是在问:角宿这两扇“天门”,为什么关起来天就黑暗、打开 来天就亮了?当角宿从东方升起来之前,太阳的光芒藏在何处呢? 再如宋代梁君的《春贴子》: 东方和气斗回,龙角中星转紫霄。圣主间安天未晓,求衣亲记玉宸朝。 宋代风气,每到佳节,官员们都要写诗词,把它们贴在宫中墙壁上互相比赛,这些诗词就称作“贴子”(前文引苏颂的诗也是春贴子)。这首诗可能作于春龙节,所以有“斗回构”、“龙角中星”等语,后两句是对皇上的阿逆之辞(“玉宸"指皇宫)。 宋人郑邂的《程丞相生日》:“日月回龙角,星辰会紫垣。气凌金节润,风入绣旗翻。歌管倾南国,裙拜庆门。·………"其中“日月回龙角”也是指当时正是日月从“天门”出发的时节。 明清之交的文人纪映钟,有诗《金陵故宫》,其中有“巍然未央成,万户千门落。阁道钩枪梧,斗勺抵龙角”之句,是用星空的形势来描写皇宫的,诗中的阁道、天枪、天梧、斗勺、龙角,都是星名。 角宿的北边有一颗橙红色的亮星,名“大角”,今称牧夫座$\upalpha$。为什么称"大角",原来,过去它与角宿一构成“角宿”后来发现它离黄道较远,使用起来不方便,才换成现在的角宿二,但它的名字未全改,因其特别明亮,称“大角”。大角和角宿一是春夜星空最亮的两颗星,大角星火红色,充满阳刚之气,角宿一银白色,体现阴柔之美,两星相距不远,又都与龙角有关,所以常被比作一对情侣,称“春天的夫妇星"。 按照星占家的说法,大角是帝座,其左右各有3颗小星,称左右“摄提”,是辅助帝王的大臣,所以唐代李播的《天文大象赋》中有“何大角之皎皎,夹摄提之融融”的句子。不过在古代诗词中,一提到大角,几乎总是和战争挂钩,因为在古人的眼中,妖气犯大角、金星犯大角、大角动摇等天象都预示着战乱,如: 日月还相斗,星辰屡合围。不成诛执法,得变危机。大角缠兵气,钩陈出帝畿。…·(【唐)杜甫《伤春五首》) 毕方夜煽杭都火,大角秋缠蜀道兵。 (【宋乐雷发《送邵瓜坡试湖南漕举》) 朝辞凤巢村,晚次妾岸。起望大角间,太白光有烂。方罹杜陵苦,未已崔盱乱。 (【明)王逢《次妾岸(常熟州)》,杜陵,这里指杜甫;崔肝,唐朝在蜀地割据的枭雄) 汉家本自惜天骄,饮马年来到渭桥。五夜妖氛缠大角,七陵王气上丹霄。 (【明)黎民表《十月书事》) 中夜荒鸡,高岩石鼓铿。重围占月晕,大角动星精。县尉能全节,将军竟殉名。 (【清】杨芳灿《伏羌纪事诗》) 角宿之东是亢宿,由4颗小星组成,都在室女座,代表苍龙的脖子,有趣的是,道教把二十八宿与五行、各种动物搭配在一起,排到亢宿时,称“亢金龙”,即它本身就可以看作一条龙。古代写亢宿的诗词较少,仅举一例如下: 我生之辰日在亢,斗牛之宿腌无耀。独有首尾二星,角立昂氏争击标。 (【南宋)王迈《赠术士陈谈天》) 诗人看来是在找一位术士算命,排演 他出生那天的天象。这一时辰,太阳在亢宿,而斗、牛两宿暗淡无光(腌,不明),只有白虎星座的首、尾(,bαo,猛兽,这里指白虎),像角宿一样立着,像昂宿一样雄踞,时刻准备出击。看来这不是好的天象,因为该诗后面有写他自己“一生奇寒良苦之”“方知多技故多穷”等句。 随后的星宿为氏宿,也是由4颗星组成,在天秤座,氏有抵、踞的意思,代表苍龙的前爪。因为爪能抓握,就像树根抓握住土地一样,所以氏宿也被称作“天根”。古代提到氏宿的诗词也不多,除了过去引用过的“日氏近房,红气卜晴色”(【宋】舒岳祥《十月七日早起》)外,明朝的虞淳熙有《中秋西湖社》长诗,有几句是对中秋夜星象的描写,也包含了氏宿: 白月青莲社,文星远聚奎。长庚秋映桂,太乙夜分藜。峦色三台紫,峰形九曜低。金牛须会女,张鹿不匯氏。明圣依才子,清光鉴羿妻。·……· 所写的星象有:月、文星、奎宿、长庚、太乙、三台、九曜、牛宿、女宿、张宿、氏宿。其中“金牛”,是牛宿,道教中称牛宿为“牛金牛”,并非今天的金牛座。张宿称“张月鹿”,诗中简称为“张鹿”。后一句的“羿妻”即“嫦娥”,写嫦娥可以更好地切合中秋月夜星象。A (责任编辑张恩红) 二月二,龙抬头
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{
"title": "中国陨石发展现状与假陨石泛滥(上)"
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■中国陨石论坛管理员雷克斯
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amateur_astronomer_6e37c_2011
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{
"title": "落后的起步"
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陨石是外层空间给人类的珍贵礼物,是研究地外物质与太阳系的珍贵科学标本,对于移民太空、延续人类生命的终极目标可谓意义重大。欧美等国很早已有系统的研究,我国天体化学与陨石研究的开端始自1976年吉林陨石雨,“娣娥之父”欧阳自远院士堪称奠基之人。而此时英国的不列颠自然历史博物馆已累计收藏1320次陨落陨石标本。两年后即1978年,美国总统特使访华,赠送给我国1克高钛月海玄武岩标本,中国科学院欧阳自远院士组织专家团加以研究,启动了我国月球研究的开端。彼时美国“阿波罗"已经六次成功登月并取回月球岩石标本。2011年我国发现第一个岩陨石坑,作为对比,美国于1970年已经初步断定50多个陨石坑。我国1998年12月首次回收南极陨石,而自1960年后,美国、日本已多次从南极取回陨石,欧洲的团队也早在20世纪80年代就已开展系统的南极陨石搜寻。
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amateur_astronomer_6e37c_2012
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{
"title": "我国民间收藏"
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我国民间陨石收藏流行始于2008年“将星比心”活动,而欧美等国的陨石贸易于20世纪70年代已经形成规模,每年都有颇具规模的陨石交易展会在欧美等国与日本举行。我国民间陨石搜藏的兴起直接促进了我国本土陨石发现数量的攀升(图一到图八),这两年陆续成立了许多陨石论坛,出现了不少陨石爱好者与收藏家,当然也产生了一些问题,这些问题大致可以归纳为几点:一、国人对于陨石的定位与观念是陌生的,存在误解。二、少数学者观念落后,鼓吹陨石立法产生后遗症。三、科学界与民间陨石爱好者之间存在诸多沟通问题。四、陨石鉴定环节存在门坎与缺失。五、时代文化因素不利民间陨石发展。六、造成我国假陨石泛滥的结构性问题。七、如何解决。本文将以连载形式,就上述几点来剖析中国陨石发展现状与假陨石泛滥的问题。
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amateur_astronomer_6e37c_2013
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{
"title": "概述"
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自2009年6月,我国山东某地已有民间组织号称“陨石专
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_2014
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{
"title": "图九《陨石公报》上刊载的全为戈壁石与铁矿石"
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业委员会”,大肆宣传假陨石与错误的陨石知识。2009年至2011年分别成立了三届所谓“陨石文化交流主委会”,这个组织刻有“陨石鉴定专用章”,每年出版所谓的《陨石公报》。“陨石鉴定专用章”用来做全国假陨石买卖的证明,而《陨石公报》上大量所谓的陨石全部为戈壁石与铁矿石(图九),一夕间所有的石头都成了陨石。这些人有组织的利用新浪网站数十个“马甲"博客,对陨石的相关新闻、基本知识和国家科研单位及民间真正的陨石爱好者进行歪曲。三年来这种恶劣的行为已蔓延到北京、上海、新疆、内蒙古、江西、河南、湖南、浙江、山东、江苏、吉林、辽宁、黑龙江、福建、广东、云南、陕西、甘肃、湖北、山西、海南、武汉、河北等省市自治区,其众多分支机构进行假陨石宣传,受骗上当的人数已超过千人。有鉴于此,笔者将情况汇报给欧阳自远院士,他十分愤慨,表示应该玩真陨石,坚决拒绝拿假陨石骗人,民间陨石爱好者应共同协助科研单位积极进行陨石知识科普宣传,避免国人上当受骗。回来后我与“天巡"立刻组织成立“中国陨石论坛”,于2011年4月9至10日,在吉林长春理工大学举办陨石科普讲座,由笔者主讲“如何快速鉴别陨石"(图十)。与会听众有20余 图十雷克斯主讲如何快速鉴别陨石 名,大多参加过山东的伪陨石交流会。所有听众手里拿的样品中,除吉林当地的吉林陨石外,没有一颗真陨石。同时,北京天文馆陨石鉴定工作近年来也遇到多人买假陨石上当受骗事件,有鉴于国内假陨石问题严重,北京天文馆馆长朱进博士同意于2011年5月21至22日举办北京天文馆陨石科普讲座"(现场 鉴定陨石、现场开具陨石证书等,图十一)。笔者很荣幸受邀主讲陨石的分类鉴别与陨石探勘设备。现场共来了20余名听众,大多也参加过山东的伪陨石交流会,带来的样品中,除了少数南丹皮子外,其他全部不是陨石。2011年8月,中科院紫金山天文台也于官方网站紧急挂出公告,称“陨石样品非常罕见!所谓的‘陨石'样品,绝大多数(超过$9 9 \%$是地球岩石样品,别买假”。很遗憾中国科学院国家天文台与北京天文馆、中科院紫金山天文台的这些努力却被假陨 石贩在网络上攻击,声称“紫金山天文台、北京天文馆是陨石骗子的老巢,是披着羊皮的狼”。身为中国陨石论坛管理员的笔者,更是成为各大网站上被“围剿"的对象,他们公然歪曲事实,攻击国家科研单位与人员。在此期间找我鉴定陨石、上当受骗的不下百人。山东某市已成为国内假陨石的集散地,主要的欺骗行为均发生在这个组织交易会上,包括外地商家与本地商家相互欺骗, 图十二 假陨石证明 图十一“北京天文馆陨石科普讲座”合影 假陨石商家与个人交易的欺骗行为,这些假陨石交易者拿着所谓的“陨石"和假陨石证明加盖假章(图十二),回到各省后铺货到奇石店与古董店,售假贩假的渠道越来越宽,至此假陨石已经蔓延全国:福建女老板被骗上千万,河南吕先生被骗6000元,广东某夫妇被骗7万元,浙江某老板交换“铁矿石"被骗15亩地等 等。当然这些很难引起社会上的共鸣,因为被骗的人几乎都不愿意声张。仅以宋铁梁为例,就是新疆阿勒泰大陨石发现过程中最先提供讯息与标本的老宋(详见《天文爱好者》2011年第7期)。他以前参加过假陨石的交易会,在现场买了约2万元人民币的铁矿石,又在交易会当地的奇石店买了3万元的铁矿石。老宋拿着这些假的陨石证明书回到沧州后,将假陨石放到沧州5家奇石与古董店代售,直到发现是假货后他全数收回,唯一卖掉的一颗也被 追回并退回款项(人民币500元)。老宋是笔者的好朋友,对于工薪阶层的他来说,5万元是全部积蓄。他老泪纵横地告诉我:“小老弟啊,我全买假陨石啦”,我说老哥别难过,真陨石小弟我多的是,白发苍苍的老哥笑了。 这个山东某市售贩假陨石的组织“陨石文化交流会组委会”不仅对假陨石市场炒作,更私自将我国著名科学家欧阳自远院 士、朱进博士等的照片刊登于《陨石公报》与交易会现场,积极联系伪大学教授与国内伪科学家发表所谓的“论文”与荒谬的伪科学鉴定标准,对国内陨石新闻事件歪曲,无所不用其极,大力宣传错误的陨石知识一一编造出银陨石、铜陨石、黄金陨石、化石陨石、晶体陨石、鸡血石陨石、古陨石、生陨石、熟陨石、磨菇云陨石等“陨石”名称,更于《陨石公报》中声称“本公报中的陨石分别经美国、日本及国内的科研机构与团体检测”。湖南湘潭铁牛被盗新闻播出后,这个组织利用网络大肆影射某某人盗取,后经湖南湘潭警方查获后,证实这个盗取者两次参加山东某市陨石文化交流交易会,虽未成交,但这个组织对整起事件的始未是知情的。最终湖南湘潭铁牛被警方证明为铸铁,该组织又改口说偷盗者是保护者。在国内,不论民间还是地方政府,只要找这个组织鉴定样品,结果一律是陨石,如营南铁牛、伏牛山铁牛、浙江丽水岩石、北京火流星、青海都兰等等,不胜枚举。至此我国科研单位与民间陨石论坛的科普努力付诸东流,陨石科普倒退数十年。直至2011年我国陨石爱好者还将似曜岩当成玻璃陨石,分不清炉渣还是铁陨石,分不清基性岩还是火星陨石,分不清角砾岩还是月球陨石,分不清砂岩还是碳质球粒陨石。于此混乱当中,某科学家又提出了公民不得私自持有陨石的观点;某陨石爱好者唯恐天下不乱,与湖南某收藏家借媒体造谣生事,称“湖南湘潭铁牛在美国出售”,暗指北京天文馆张宝林先生与笔者有偷盗行为,一派胡言。相关信息读者可以在陨石贴吧、各门户网站陨石新闻、博客与中国陨石论坛打假版块中查询求证(http://www. syunshi.cn/forum-23-1.html),中国陨石收藏混乱至极。在此期间我收到各方朋友的消息,有科学家、天文学会的朋友、爱好者、警察朋友、陨石搜藏家朋友等,告诉我说这就是中国的现状一如果你支持打假一定有你的私心,说这世道过河拆桥、见利忘义、制假售假多了,被抹黑了没人会出来替你说话。一些专家学者也会笑你有勇无谋,最后所有的黑锅要你来背,千万别介入了。我知道大家对我好,这或许是中国的现状,但不代表是中国后代子孙的未来。既然我们爱好陨石,我们就应该为国家、为科研、为后来者开创一个渐新与进步的陨石收藏研究环境,在这里我要感谢关心我的朋友与这些年来陪我出生入死搜寻陨石的真兄弟们,感谢你们对我的支持,感谢你们为中国陨石界点燃无比耀眼的璀璨光芒!
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{
"title": "国外同行"
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国内的状况如此混乱不堪,国外专业陨石鉴定的网站对中国eBAY卖家做出了坚决打击:中国在eBay上拍卖的卖家…····赤铁矿、磁铁矿、锰铁(渣)、湄公河铁矿和普通的水石均被当成陨石出售。公然诈骗,伤害陨石界不知情的爱好者。而国际陨石协会(IMCA)官方网站也对中国假陨石做出回应(图十三http://imca.cc/index.php?opti $0 \ n = \mathrm { ~ C ~ O ~ m ~ \_ ~ c ~ o ~ n ~ } -$ tent&task=view&i $\mathrm { d } = 2 \, 6 \, \& \, \mathrm { ~ I ~ }$ temi $\mathrm { d } = 1 \ 1 \ 4$ )。声明大意为:为什么有这么多假货?除了对卖方显而易见的好处,目前还不清楚这个问题的答案。他们是非常糟糕的“专家”,拍卖迹象表明,中国在过去几年一直积极地执行陨石禁令。无论哪种方式,这是中国卖方的欺诈行为..... 众所周知,我国政府并未执行陨石禁令,因国内民间假陨石 图十国际陨石协会(IMCA)官方网站也对中国假陨石做出回应 泛滥严重并将假陨石卖到国外,致使国外各大网站公开发表声明,对我国政府的形象、中国陨石专家及陨石爱好者在国际上的声誉,造成了极其恶劣的影响。究其根源,完全出在国内假陨石贩卖团伙上,炒作、谤、开假证明、宣传伪科学等。 国际陨石协会的打击力度是巨大的,因为国内爱好者可能不知道,全世界的陨石玩家都在这里,IMCA的会员很多是专家学者,这种冲击力会影响未来30年中国陨石发展的国际声誉! IMCA在打击中国假陨石的声明中用了一个令人玩味的标题“The China Syndrome(中国症候群)”,TheChina Syndrome的涵义我将在后面文章中加注。
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{
"title": "一、国人对于陨石的定位与观念是陌生的,存在误解。"
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1.缺乏陨石知识与陨石市场 我国的民间陨石收藏的流行大致始于2008年,但相比奇石而言,其起步是相当晚的。人们突然听到”陨石”,立刻会想问是什么东西?甚至有很多人将其称为“损石”,可见大众对陨石的陌生。现阶段,很多陨石爱好者手中连一块真陨石标本都没有,更不用说销售奇石的商家,不论陨石的价值如何,问题是根本没地方买。那么究竟如何鉴别陨石呢?多年来我考察了国内多个规模较大的奇石市场(图十四),全国各地沙漠戈壁滩也大致走过,发现一个“有趣”的现象一一所有石农与奇石厂商捡到陨石都会丢弃,捡到5元钱的沙漠漆与玛瑙则会留下。在许多戈壁滩中都会有为采矿勘探施工等工人过夜用的营地,工人们会把许多戈壁滩中较大的石头堆成墙或是遮风避雨的屏障,我们在那些石头中捡到了许多陨石,在库姆塔格沙漠中营地上捡到不少被工人敲碎的陨石。 其实陨石玩家与陨石科学家都知道,陨石是很好鉴别的。从人类这150年来发现的目击坠落与撞击坠落的陨石研究与分类中,科学界与陨石玩家都能充分掌握陨石的特征与矿物结构,但这对于一般大众是很难跨过的门坎。甚至很多人认为这是受到国家管制的,公民不得持有。事实上国外陨石市场早在40年前就已经形成规模,自由买卖了。直到2011年,我国$9 0 \%$以上的民 众还提出“这东西可以买卖吗?"这样的问题。现在世界上很多新发现的陨石都不再被命名并加以研究了,陨石猎人捡到陨石后自己切一刀就能够区分有无科研价值与市场价值,包括南极陨石在内,世界上大约有数万颗陨石并未加以研究。这意味着人类已经不再完全依赖陨石信息来掌握太阳系构成了。 我国民间陨石骗子横行的现状就是在陨石知识与陨石样本欠缺的大环境下产生的,其实国外的陨石样本并不贵,除南极陨石外(因受“南极公约”的限制)均可自由买卖。国内目前只要发现真陨石,陨石持有者动叫价500、1000元,准备三年后5万元卖出。这些国内真陨石的持有者完全没有行情可言,令人啼笑皆非。吉林陨石与山东鄄城陨石在国外卖5美元一克,在国内500元人民币一克,压货10年还未售出,世界的陨石收藏家是不会向其购买的。现在国内真陨石商家屈指可数,假陨石厂家(兼销售)则达1000家,这是一种恶性循环。陨石爱好者均知要想认识陨石,“上手”是必须的,当爱好者拥有真陨石后,他绝对不会再去玩假陨石。这样就能够一个影响一个,当玩真陨石人数达到一定规模时,国内假陨石现象就会发生逆转,也能够有效阻止假陨石的蔓延。当爱好者能买到真陨石,手中握有真陨石时,他能够感觉铁陨石的密度比铁矿石大,铁陨石的磁铁吸附力大且均匀,能认识铁陨石氧化的特殊性(鱼鳞片状脱落),能够自行切片、酸蚀维斯台登图案。当爱好者能买到石陨石时,他切开能见到均匀的铁镍金属反光点,能够感觉石陨石熔壳与气印的特征。而现在的爱好者认为所有地球岩石都有熔壳,所有地球岩石都有气印,这是为什么?因为他从来也没见过石陨石的熔壳与气印,从来没有上手感觉过甚至从来没有见过,就连真陨石玩家如果没有新鲜陨石样本,他也无法分辨顽火辉石陨石的熔壳、普通球粒陨石的熔壳以及月球陨石或火星陨石与灶神星陨石的熔壳。由于矿物结构不同,各类陨石穿越大气燃烧后的结晶形式都不同,但熔壳的外部特征还是好瓣识的,如熔契、气印、湍流区气印纹、细麻粒、熔流线、卷边、包缘等。因为所有陨石都要穿越条件基本一致的大气环境,所形成的外部特征较好辨识,包含无球粒陨石、碳 图十四笔者正在考察国内规模较大的奇石市场 质球粒陨石都很好辨辩认。 假陨石贩卖团伙最喜欢使用的一个名词是“石铁陨石”,在他们眼里任何石头都是石铁陨石。如果爱好者手中有石铁陨石,他第一时间就能分辨真假。石铁陨石只有两种,一种是橄榄石石铁陨石(1厘米左右大颗橄榄石结晶密布,与铁镍合金各占一半),一种是中铁陨石,橄榄石辉石与铁镍合金各占一半。真陨石样本的买卖对于我国陨石收藏研究的正常发展至关重要。而可悲的现实是,谁卖真陨石,谁就是卖国贼,就是陨石贩子。国内各大门户网站经常出现“陨石交易危及科研”等字眼,事实上现在国内可以说根本没有陨石交易,这是非常病态的想法(TheChina Syndrome)。到目前为止,全世界最好的陨石首先流向欧美等国那里的爱好者有充足的标本可以研究,可以买卖。现在中国人有钱了,我们应该支持真陨石商家在国内销售真陨石,用钱买下最好的陨石作为研究样本。
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{
"title": "2.陨石与古董、化石"
}
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国内很多玩假陨石的人认为“陨石$=$古董$=$和田玉”(The China Syndrome),古董能造假所以陨石也可以造假,全国这么多假玉、假古董,都没见工商部门去查,所以陨石贩假也可以这就是假陨石贩卖团伙的理念。其实显而易见,陨石与古董有本质上的差别,根本的差别在于陨石是天然的、无法复制的重要科研样本,古董是人为的艺术品。就算是假古董,还是有价值的艺术品,而假陨石就是一块几乎没有价值的石头。或许有人说假陨石可以当奇石卖,你可以忽悠别人,但请别忽悠我,我当陨石买,你怎能改口当奇石卖呢? 陨石是天然且无法复制的,鉴定上较为简单。古董的科学鉴定比陨石更复杂,要熟悉当时文化工艺背景进而以科学的手段定年。因此陨石造假面临的风险比古懂大,它既没有古董的艺术价值也没有和由玉的观赏价值,陨石造假的诈欺意图更明显。“陨石$=$古董”的错误观念不是真正可怕的,真正可怕的是认为“陨石是古董所以陨石不能切割,否则会影响品相与价值”的想法。陨石是科研样本,,如果不能切割,如何研究?这些错误的观念进而延伸到邮票与绝版人民币这些有价证券与化石上。假陨石销售者认为假邮票与假绝版人民币公开地卖也没见谁来管,这偏门的陨石更不会有人管。所以假货满天飞(TheChina Syndrome),买错了自认倒霉。更有甚者将陨石比作化石,想立法禁止公民持有陨石。陨石比化石(骨头)更稀有且难以辨认,这是与化石不同的最关键所在。化石一被破坏便无法复原与研究,陨石则任你敲任你切,只要有1克陨石样本就可以进行科学研究。化石立法已经产生很多严重后遗症,陨石现在没有立法,持有者都偷偷摸摸的,要真立了法,可想而知更没人把真陨石拿出来。很多事不关己的人说立法了大家就都别玩了,也没有假陨石的问题了,解决得够彻底。同理北京汽车再多限号就没有交通问题了,房子谁也不能买就没有炒房问题了,谁犯法被抓判刑算他倒霉。这种自欺欺人不负责任的作法令人难以理解(城市发展,人越来越多,车辆越来越多,交通的改善是必然的,城市的扩大也是必然的,不是立个法去限制这么简单的问题,当然城市发展问题复杂,不能和陨石立法相提并论,我只是举个例子)。我个人认为陨石立法的弊大于利,关于陨石立法问题将在后文详述。(未完待续)A (责任编辑陈冬妮) 图1GRAS三个天文台和14架望远镜的全球分布情况 望远镜是天文学的标志,是天文爱好者的最爱。二三十年以前,能拥有一架望远镜是很多同好的梦想。近年来,随着国家经济的繁荣发展,越来越多的同好实现了自己的梦想。不少同好的设备已经达到了国际水平。此刻却发现,儿时出门便能看到的星空已经离我们远去,找一个理想的观星地点往往要跑很远,花费很多时间。现在买望远镜越来越容易,观星却越来越奢侈。 从天文学研究的角度来讲,天文学家努力建造更大、更灵敏的望远镜,到全球甚至太空去寻觅理想的台址,其实最终追求的是望远镜的观测时间和观测结果,并不是望远镜本身。同样道理,如果你更关注观测的结果而不是望远镜本身,那么与其花很多钱买望远镜却让它闲置在家里,不如用这些钱租一架坐落在优良台址上的望远镜来玩儿。本文要介绍给大家的就是这样一个租赁望远镜的玩儿法。 全球望远镜租赁(GlobalRenta Scope,GRAS)是国际上最大的远程望远镜网络项目之一,从2001年开始运作。目前有分布于美国新墨西哥州、澳大利亚、西班牙的14台望远镜向用户提供租赁服务。7架在美国新墨西哥州的Mayhil1天文台(MPC代码H06),4架在澳大利亚堪培拉附近的Officer天文台(MPC代码E03),3架在西班牙南部 Nerpio 的AstroCamp天文台(MPC代码 I89)。 GRAS为每架望远镜分配了一个以字母“G"开头的代码,作为对相应望远镜的唯一标识。这就方便了用户的记忆和使用,也方便GRAS服务与其它网络和服务系统的对接。GRAS与美国变星观测者协会(AAVSO)的VPHOT在线测光服务就通过每个望远镜的标识符来对接。 GRAS提供的望远镜和照相机等设施绝大部分都能满足科研级别的需求。用这些望远镜来拍摄和制作绚丽的天文图片是 GRAS的看家本领。不过从过去多年的使用情况来看,大部分的用户属于高级天文爱好者,不只满足于简单的观测和下载照片,通常会对观测资料进一步处理,有自己明确的科学目的。 GRAS 提供的是一种预付费望远镜租赁服务。租赁的不是望远镜本身,而是望远镜的观测时间。观测地点跨越多个时区和南北半球,专业级别的硬件设备,丰富的滤光片系统,网页表单形式友好的用户界面都是GRAS的亮点和卖点。依据望远镜的类型、口径、使用年限、CCD和滤光片等终端设备的不同,单位时间的租用价格也不同。GRAS提供了多种套餐来满足不同用户的需求。购买的总时间越多,单位时间的望远镜租用价格就越低。GRAS把位于美国新墨西哥州的G3向用户开放,提供免费试用。下面我们从简单到复杂,从基本到高级来了解一下GRAS网络中望远镜的使用方法。
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{
"title": "免费试驾"
}
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首先登录GRAS信息中心,网址“http: /gis.global-rent-a-scope.com/"。这里,你可以创建一个试用账号或者开通一个正常的服务账号。 图2登录 GRAS信息中心 ‧崔辰州编译 登录信息中心后,你会看到GRAS综合信息屏。整个界面由八大部分构成,直观地提供了用户最关心的各种信息。 A.顶部菜单区,链接到用户的其它信息版块和GRAS站点 B.( GRAS天文台站日夜分布图C.( GRAS望远镜状态和登录链接D. GRAS相关站点链接以及天气信息E.用户账号信息F.全天相机信息区,各个台站全天相机图像、天气信息、站点相关信息G.用户支持和帮助信息H.GRAS望远镜租赁报价信息 图3GRAS信息中心页面,直观地向用户提供了丰富的信息 从全天相机图像上看到新墨西哥州站点天气情况良好,点击“G3Available"链接。这时会弹出一个对话框,要求你再次输入用户名和密码。成功登陆后,你将会看到免费试驾用户权限下的G3望远镜操作页面。 左边菜单中列出了GRAS为用户提供的各种功能和工具,我们从最简单的开始。试驾(testdrive)阶段我们尝试非常基础的“OneClickImage"(单击成像)方法。在页面左菜单第一栏Basic Imaging 图 4 免费试驾用户看到的 GRAS-003 观测控制界面 (基本成像)的下面点击“One Click Im-age”。此时页面将刷新为一个当前时间可观测天体列表,其中的缩略图只用来示意,并不是 G3 真正拍摄的照片。希望为列表中的某个天体拍照,只需要点击最右边对应的“Submit"按钮就可以。点击后系统会显示一个消息框,告诉你观测任务已经成功启动。此时你需要做的事情就是监视观测的进展,等待图像发送到你的账号中。望远镜观测所需的各种参数,比如天体位置、曝光时间等等,都由系统事先设定好,不需要用户担心。 图5笔者在免费试驾模式下用GRAS-003拍摄的M2 点击左边菜单“Toolbox"(工具箱)下“SystemStatus”(系统状态)链接查看当 前观测状态。页面上会实时显示出望远镜的反馈信息。观测结束后,系统会在一个新的消息框中提示观测完成。此时便可以关闭消息框和浏览器。单击成像模式会在观测结束后把用户的账号自动从望远镜控制系统注销,为用户尽可能节省花费。 随后GRAS系统将准备一个数据包并通过电子邮件发送给用户。这封邮件会给出本次观测的一个情况汇总以及账单。附件一般不超过6个,包括一幅全天相机拍摄的图像、一幅气象站数据图、一幅云图、一幅视宁度图、一幅CCD相机拍摄图像的缩略图,还有一个含有完整观测日志的文本文件。在系统后台,原始的 RAW FITS 文件会被打包并在 24 小时内传输到 GRAS的FTP服务器上供用户下载。 最基本的使用就这么简单。不过,欲望总会不断增长。在试拍过一些照片后,相信你会渴望更高级的功能。接下来我们介绍如何利用这个网络中的多台望远镜进行观测。首先,利用澳大利亚 GRAS-012的单次成像模式拍摄小麦哲伦云。然后,使用美国新墨西哥州的GRAS-005对巨蛇座的鹰状星云(M16)进行一组窄带成像观测,滤光片选用 Ha、OIII 和 SII。基于这三个滤光片的结果,可以通过图像处理软件生成一幅伪彩色图像。SII对应红色(R), Ha 对应绿色(G),OIII 对应蓝色(B),是哈勃空间望远镜采用的模式。把RGB和哪三个波段对应来合成伪彩色图像是项很有趣的试验,读者可以在实践中慢慢摸索。
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{
"title": "单次成像"
}
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登录GRAS信息中心页面,首先通过昼夜分布图确认澳大利亚站点已经入夜,然后通过全天相机查看澳大利亚站点的「天气情况。看到天气晴朗,满天繁星,这说 明已经具备了观测的基本条件。通过 GRAS信息中心页面确认GRAS-012望远镜当前状态为“Available”,然后点击“Available”链接登录望远镜控制界面。在左侧菜单“Basic Imaging”栏目下选择“Single Im-age"(单次成像),便会显示出相应的设置表单,等待使用者为本次观测设置参数。 图 6 GRAS 单次观测设置界面 在“Target”(目标)框中输入“NGC292",然后点击旁边的"GetCoordi-natesorEphemeris"(获取坐标或星历表)。如果输入的目标可以在数据库中找到,目标的位置坐标会自动填写到下面的两个坐标框中。如果目标无法在数据库中查询到,只好手工输入要观测目标的赤经、赤纬。系统要求坐标的历元必须是J2000。 在"Duration"(曝光时间)文本框中输入300,即300秒。选择Luminance"滤光片,像素合并值设为1以便充分利用CCD芯片的全部分辨率。页面下方还有几个功能选择,这里仅选择"AutoLogoff"(自动注销),以便观测任务结束后自动从望远镜控制界面注销,尽可能节省费用开支。 最后点击“AcquireImage”(获取图像)按钮,系统会弹出消息框告知观测作业已经成功开始。这时可以切换到系统状态页面监控状态信息。随后的任务就和前面介绍的单击成像一样了,等待作业完成和电子邮件的到来。
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{
"title": "拍摄一组图像"
}
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登录GRAS信息中心页面,确认目标台站已经入夜并且天气情况良好,查看想要使用的GRAS-005望远镜处于可用状态,然后登录望远镜控制界面。从左侧菜单的“Imaging”(成像)栏目中选择"Run ImageSeries”(拍摄图像系列),“Ac-quire Single Target Image 'Series"(获取单一目标的一组图像)表单就会显示出来。在"Target"对话框中填入“M16",然后点击右边的链接获取坐标。
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{
"title": "图7为观测目标拍摄一组图像进行参数设置"
}
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因为要使用三个不同的滤光片进行观测,于是选中三个"Use"(使用)对话框。第二列的"Count"(计数)一栏中输入2,设定每个滤光片拍摄2张图像。同一个滤光片拍摄多张照片有很多好处,比如可以通过图像处理技术来降低噪声,预防因为卫星、飞机、流星等划过造成的单张图像失效等问题。接下来选择滤光片,本例中第一组选择“SII",第二组选择“Ha",第三组选择“OIII”。如果需要拍摄更多组图像,可以点击“More"(更多)来添加。把曝光时间“Duration"设定为300秒。仍旧选择"Au-toLogoff",让系统在观测结束后自动注销。最后点击"AcquireImage"提交观测作业。接下来的工作依然是监视系统状态,待观测全部结束后便会收到系统发送的电子邮件通知。
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{
"title": "定时观测"
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如果因为工作时间等原因无法陪伴在电脑前进行实时观测,可以使用GRAS提供的计划生成工具制订观测计划,然后预定观测时间,让系统在指定的时间自动执行。 登录GRAS信息中心页面,选择一架当前状态为可用的望远镜,登录其控制界面。我们以位于西班牙的GRAS-016为例。在左侧菜单的“Toolbox"(工具箱)栏目中选择“PlanGenerator"(计划生成器)便会看到观测计划编辑界面。
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{
"title": "图8GRAS观测计划生成界面"
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首先为观测计划起个名字,比如"PelicanNeb”,说明这是一个针对鹑星云的观测。在目标框中输入“IC5070"并获取它的坐标。如果无法从数据库自动获取就必须手工输入历元为J2000的天体坐标。接下来与前一节类似,为成像观测设定参数。这里我们设定使用R、Ha、V、B四种滤光片,每个滤光片曝光300秒,拍摄一张。页面下部的多个特性设定中只选择自动注销功能。然后点击“CreatePlan”(创建计划)按钮,返回望远镜控制界面。系统会提示观测计划已经成功保存。 有了这个观测计划,可以要求望远镜 立即执行这个计划,也可以通过GRAS的作业调度系统来预定观测。要预定观测,首先查看GRAS-016已有的预定情况,点击“Toolbox”栏目下的“PendingReser-vations"(等候中的预订)。确认自己想预订的时间没有与其它预订冲突后就可以点击“MakeaReservation"(申请预订)链接,进入预订页面。
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{
"title": "图9 在GRAS中预订望远镜观测时间"
}
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选择日期、观测开始时间。这里,事先要做些功课,要保证观测目标对于指定的望远镜和观测地点在你指定的日期和观测时间是能够观测的。不要把夏夜星空中的目标放到冬季去观测,也不要把只有北半球能看到的深空天体指派给澳大利亚的望远镜。虽然这不会给望远镜带来什么伤害,因为GRAS的望远镜有自我保护功能,但这会白白浪费你的时间和金钱,得不到任何观测结果。接下来根据观测计划中的参数设定估算一下整体持续时间,输入 到“EstimatedTotalExposure Time"”(估计全部曝光时间)。设定预订类型为“LaunchAPlan"(执行一个计划),待执行计划的文件名称是“PelicanNeb txt"。下面的选择框是问用户如果在指定的时间望远镜无法观测是否需要系统自 动重新安排观测时间。如果你选择了这个功能,如果遇到天气等原因望远镜在指定时间无法观测,系统会以24小时为单位把这个观测计划顺延,直到获得一个空闲的时段。点击"ConfirmReservation"(确认预订)按钮,在页面下方输入用户名和密码,最后点击“MakeReservation"(提交预订)来确认此次预订。顺利完成后可以切换到等候的预订页面查看刚才的预订是不是出现在了预订列表中。如果一切顺利,预订中指定的望远镜会在指定的时间和时刻按照观测计划中给出的参数对目标进行观测。之后系统以电子邮件的形式把观测结果通知给用户。
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{
"title": "彗星观测"
}
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GRAS为彗星观测者提供了两种使用方式,傻瓜型的单击观测和利用MPC 1-Line 轨道参数观测。 登录到一架可用望远镜的控制界面,从左侧菜单的"Basic Imaging"栏目中选择"OneClickComet"(单击彗星)链接。这时,主页面的上半部分是全天相机图像,用来查看天气和月亮的位置。页面的下半部分是一个当前可观测彗星的表单。很多时候这个表单可能是空的,因为没有合适的彗星可观测。对于可观测的彗星,只需要点击相应记录最右边的“Submit"按钮就可以启动观测任务。观测结束后系统会自动从控制界面中注销。 图10GRAS单击彗星观测页面 彗星观测的另一种方法是借助国际天文学联合会(IAU)小行星中心提供的MPC单行星历(MPC 1-Line)资料来观测。IAU的小行星中心数据库提供很多种格式的小行星、彗星星历数据,详细信息可以访问IAU小行星中心小行星和彗星星历服务网页。在这个网页上输入计划观测的目标名称(例如C/2010X1)、天文台代码。对于GRAS 的三个台站,MPC 代码分别是 HO06(美国新墨西哥州)、I89(西班牙)和E03(澳大利亚)。然后选择“MPC1-Line"输出格式。然后点击“Getephemerides/HTML page"(获取星历/HTML 页面)按钮,把返回的结果保存到一个安全的地方,随后在GRAS 的页面中使用。下面的例子是C/2010X1 彗星的 MPC 1-Line 结果。 CK10X010 2011 09 10.7227 0.482465 1.000028 343.8056 323.2267 1.8392 20110827 10.0 4.0 C/2010 X1 (Elenin) 登录 GRAS信息中心,选择所要使用的望远镜。注意,望远镜所在台址必须和获取星历表时提交的台址一致。登录望远镜控制界面,点击左侧菜单中的“Acquire Comet/NEO”(观测彗星/近地天体)进入观测设置页面。 图11使用MPC1-Line格式的彗星星历数据进行观测 把刚刚保存的 MPC 1-Line 格式的彗星星历数据粘贴到“Comet/NEO Ephemeris"(彗星/近地天体星历)对话框中,随后和前文类似设定滤光片、拍摄张数、曝光时间、像素合并等参数。如果希望望远镜跟踪彗星而不是恒星,需要选中上述参数设置对话框下面的“Setthe telescope tracking rate to lock onto the comet"(设定望远镜跟踪速率为锁定彗星)选项,否则恒星是清晰的,而彗星被拖尾。剩余的工作与其它观测方式相同,即提交作业、监视状态、等候电子邮件通知。 通过网络方式把望远镜开放给用户使用的并不只全球望远镜租赁项目GRAS一家。英国布拉德福程控望远镜(Bradford RoboticTelescope)安装在西班牙加那利群岛的特内里费岛(Tenerife),从 1993年开始通过网络方式运行,接受任何人提交的观测请求。这是世界上第一套完全用于教育目的的程控望远镜设备。 随着望远镜的自动控制、自动气象站、信息网络等技术的发展,通过网络方式远程使用望远镜变得越来越普遍。天文学家和技术专家正在联手研究程控自主天文台(Robotic Autonomous Observatory)。望远镜完全智能的自主工作,根据天气等外界情况自己判断是否能打开圆顶观测。望远镜和天文台远离我们到能看到璀璨星空的地方去,却又时时掌控在我们的手中。信息技术改变着我们的生活,也改变着我们观星的方式。A (责任编辑齐锐)
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amateur_astronomer_6e37c_2027
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{
"title": "相关链接:"
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1. 全球望远镜租赁(Global Rent a Scope,GRAS)项目 :http://www.global-rent-a-scope. com 2. IAU小行星中心小行星和彗星星历服务:http:/ /www.minorplanetcenter.net/i-au/MPEph/MPEph.html 3.布拉德福程控望远镜(Bradford Robotic Telescope):http://www.telescope.org/ # 图 72 图 73 都要均匀地涂上浆糊,使它们发软,然后紧紧地胶在一起,避免在某处留有气泡。胶好后用缝衣服的线绕几周,以防脱胶!将第二条(不用剪角)紧接着第一条尾部对齐粘上去,见图$7 3 0$还是要两面涂胶,用线绕几圈。这样继续下去,至筒端为止,然后用第一条剪下来的斜角AB粘在尾部。见图74。胶完第一层后要使它干燥,要阴 图 74 干,不要在太阳光下暴晒或在火炉上烘烤。如果衬筒不够长,在绕第一层时可以再做一两段,使总长为1380(要看主镜磨后的焦距长度)。见图$7 5 。$用同样的方法绕制,要注意应使几节外径相同。镜筒干了以后若发现某处有气泡突出,则要用刀把它划破,涂上浆糊压圆。镜筒干了之后再 绕第二层,第三层………·都接在一起了,注意镜筒不能折弯,绕第二层时要与第一层绕向相反,第三层与第一层绕向一致。这样交替绕制,一般绕五至六层就够了。饶下一层时一定要等上一层干透才能再绕,否则会发生变形。等镜筒完全干透了,最好再在外面粘一层有韧性、较光滑的纸,干后刷漆,然后涂蜡,一方面美观另一方面防潮,筒子内壁也要涂黑色无光漆,以防光线散射。还要做两个盖子,当望远镜不用时将它盖起来,防止灰尘进入。 2.如果用铁皮做,可以选$0 . 5 m m$厚的$5 4 4 \times 1 3 8 0$一张,把它放在直径150左右的圆柱或圆管上依次敲打,(如果能用卷筒机卷圆更好),注意保持铁皮长方向与圆柱母线平行,直径要一致,不能有大小头,接缝处要留3mm左右以便将它们接在一起,见图76。最后把连接处敲紧,压圆,有可能的话可用焊锡焊起来,外面涂漆,内壁涂黑色无光漆,做盖备用。 3.主镜的安装:把主镜装入镜室,主镜室是连接主镜与镜筒的关键部件,既不能使主镜变形,又要与镜筒连接的牢固。下面的方案仅供参考。镜室是用$\phi \, 1 5 0 \times 2 0$的圆木托板及三块铁压板组成,圆木托板上$1 2 0 ^ { \circ }$均匀开三个孔,内放球面圆柱头粗牙M5普通螺钉,长80,共三支及三对垫圈,螺钉中加三个弹簧,通过三个翼形螺帽,用以调整主镜倾斜,见结构示意图77。实物参考图$7 8 , 7 9 , 8 0 _ { \circ }$注意三压铁片与镜子下边的垫片要相对加压,以免有压紧变
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amateur_astronomer_6e37c_2028
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{
"title": "图 77"
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1.后盖2.镜筒3.与镜筒连接的厚木板4.与镜筒连接的木螺钉5.主镜木托板6.7.主镜的三个压板8.主镜 9.主镜的三个压板的木螺丝10.垫圈11.弹簧12.圆柱头螺钉$M 5 \times 8 0$ 13.垫圈14.翼形螺帽 (接上期)
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amateur_astronomer_6e37c_2029
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{
"title": "三.望远镜光学零件的安装:"
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1.用纸做镜筒:镜筒材料可以用硬纸板如马粪纸板,大约7至8张就够了。把面粉调成浆糊,加些防腐剂(如明矾)调匀,不能有硬团,加温成浆糊做为粘结剂,将马粪纸裁成宽约为10厘米的长条待用。首先取宽为镜筒周长的一张马粪纸,卷成圆筒状为衬筒(胶园),将条状马粪纸之一沿AB剪开见图72,AB之长略大于衬筒周长。 将AB对准衬筒的一端,绕起来并胶合好如图$7 3 0$要注意在胶合的这两个面上 图 75 图 76 图 78 图 81 图 82 这两种情况我们都取1约为40,做好后备用。目镜最好买成品,事先测量好外径,可参考此尺寸制作目镜筒与主镜筒连接,见示意图83,目镜筒可用$7 0 \times 8 0 \times 2$的铁皮两块弯后,内外用螺钉固定,目镜筒可以车制或用铁皮圈圆(与目镜配合合适)焊到弯铁皮上。 图84是各光学元件的相对位置的示意图,这里没有给出具体尺寸,是因为我们加工出的主镜焦距不一定非要很准确,主要矛盾是镜面面形要好,焦距差一些没关系。图84就告诉我们有了焦距的实际测量值F后(这是最基本的量,可先用阴影仪测出球面的曲率半径,除以2即为F),应该如何分布各光学元件的位置。我们一般选L应大于镜筒半径,使主镜焦面经平面对角镜转向后能到镜筒外一些。然后还要考虑目镜的焦面f应能调到与F重合,这就要看目镜筒的长短了(一般用 拔进、拔出即可调焦)当然用螺丝旋转调焦也可以。因此在有了主镜焦距F后,要很好地全面规划一下,画张图,把各零件位置固定。主镜后的三个翼形螺帽除可调倾斜外,如有必要也可移动主镜调焦面位置(由于尺寸未控制好,没办法时也可用)。 镜筒的回转轴应装在何处呢?我们可以把图83的零件装入后,再装上目镜,在筒的下方放一个木棒,找其重心位置,见示意图85,然后就把支撑轴装到这位置,见示意图86。支撑回转轴(也叫高度轴)见图87,其照片如图88。它的方向要与目镜筒的方向一致,见图86。支撑回转轴可用钢元车制而成,它由两片厚2的弯铁板固定在镜筒上,在镜筒上打孔装支撑回转轴时要把主镜、目镜取下来,以免弄脏。如果我们选赤道装置,则纬轴就是此回转轴。A (责任编辑李鉴) 图 85 图 86 图 88 图 79 图80 形!翼形螺帽外应留有余量,以便调整主镜倾斜使有足够的调整量。调好后粘牢。 4.平面对角镜及目镜筒的安装:平面对角镜镀好后可以装在平面镜框中,参考图81,82(二者可以选其一),示意图81为金属框,用三根带有螺丝的拉杆在A、B、C处进行调节,拉杆至镜中心距离为1。示意图82为用铁皮做的框架,框架的四条筋要等长(也可以做成三条),外圆直径等于镜筒内径,镜面中心到筋中央距离为1。支撑块可用木头作,镜子靠三块压板固定在支撑块上,支撑块一端修成$4 5 0$角,制作时一定要使内外圈同心。 图83 图84
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amateur_astronomer_6e37c_2030
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{
"title": "探宝梅西叶(4)"
}
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口逐旭
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amateur_astronomer_6e37c_2031
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{
"title": "三角星系:M33"
}
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类型:旋涡星系梅西叶编号:M33 NGC编号:NGC598赤经:$0 1 ^ { \mathrm { ~ h ~ } } 3 3 ^ { \mathrm { m } } 5 0 . 0 2 ^ { \mathrm { s } }$赤纬:$+ 3 0 ^ { \circ } 3 9 ^ { \prime }$ 36.7"距离:$2 3 8 0 \! \sim \! 3 0 7 0 \! \! \mid \! \! \mid \! \! \chi ( 7 3 0 \! \sim \! 9 4 0 \! \! \mid \! \! \mathrm { k p c } )$视星等:5.72视大小:$7 0 . 8 ^ { \prime } \ \times 4 1 . 7 ^ { \prime }$
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_2032
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{
"title": "爱好者观测:"
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M33的一大特点是弥散,表面亮度低,因此使用较小的放大倍率反而能取得非常好的观测效果,而若使用较大的放大倍率则难以看到它,即便你可以确定它就在你的视场内。在天气极好的情况下,M33可以用肉眼看见,若有一个小的双筒望远镜则可以看得更清楚;但如果使用中等口径以上的望远镜又不幸地用了一个高倍目镜,要看到它就不是一件容易的事情了。M33的观测状况对光害程度极为敏感,因此常被用作评判天空光害程度的依据。 从天球上看,M33与仙女座星系相距很近,也是本星系群的成员,因它位于三角座,因此也常常被称为三角星系。而又由于M33看起来像一个风车,因而也被称 三个波段合成的M33图像 为风车星系。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_2033
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{
"title": "历史:"
}
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M33据信在1654年以前已经被意大利天文学家Hodierna观测到,而梅西叶本人在1764年独立观测发现了它,并在他1771年出版的星表中编号33。后来,威廉·赫歇耳在观测之后也将它收入自己的星表,编号HV-17,同时还单独给了星系中的巨大HII区(电离氢区)一个单独编号HIII.150,这也使得这个区域有了自己的NGC编号604。M33也是罗斯爵士确认的首批“漩涡星云”之一。在1926年,哈勃观测了其中的35颗造父变星,测定了它的距离,也因此将其认定为一个河外星系。 现代观测: M33是一个典型的旋涡星系,直径大约为5万光年,其中大约有400亿颗恒星,是本星系群中仅次于仙女座星系和银河系的第三大星系。双鱼座的矮星系LGS3被认为可能是M33的一个卫星星系,而同时M33本身和仙女座星系也存在着引力上的联系。 现在认为M33的距离大约为$2 3 8 0 \sim 3 0 7 0 \times 7 y$,至 哈勃太空望远镜拍摄的NGC604核心部分 少有三种不同的方法被用于距离测量。其中造父变星法在2004年测得的距离大约为2770kly,而红巨星分支法测得的距离大约为2590kly。2006年,一些天文学家观测了星系中的食双星,通过测量掩食周期,天文学家可以测出它们的大小,知道温度和大小就可以求出恒星的绝对星等,进而测出距离。这个方法测得的距离大约为 3070kly。 M33是一个水脉泽辐射源。所谓脉泽(maser),从英文就可以看出是和激光(laser)类似的一种辐射,只不过其辐射在毫米波段。对脉泽源的观测是研究星系分子云的重要手段。2005年,通过VLBA(甚长基线射电望远镜阵)观测M33的水脉泽,天文学家第一次对这个星系的转动角速度和平动速度进行测量。测量发现M33相对银河系的速度大约为$1 9 0 k m / s$,正向着仙女座星系运动。 M33的核心区域是一个HII区,在核心直径大约4个角分的区域,原子气体不断转化为分子气体,形成了巨大的分子云。中心区外也有类似的过程,虽然转化速度要慢很多。恒星形成速率与星云气体密度直接相关,因此M33中的恒星形成速率要比仙女座星系高很多,大约为每年0.45个太阳质量。由此我们可以看出M33还是一个相当年轻的星系。与其他星系类似,M33核心也包含着一个强X射线源,这是本星系群中最亮的X射线源。不过,由核 M33、M34、M76在天空中的位置(Cartes duCiel 截图) 心区域的恒星运动推测中心的黑洞质量不会超过3000个太阳质量。 通过“斯必泽”望远镜,天文学家观测发现了许多恒星形成的 HII 区。这些 HII区中最明亮的 4 个是 NGC588、NGC592、NGC595和NGC604,它们都由大约105个太阳质量的分子云组成。NGC604 是本星系群中最大的HII区之一,直径约1500光年,大小超过猎户座大星云40倍,亮度大约为后者的 6300 倍。如果把它放到与猎户座大星云同样距离的位置,它将比金星还亮。 在这个星系中已经认证了54个球状星团,它们可能比我们银河系中的球状星团年轻几十亿岁,星团的形成速率似乎在过去的一千万年中加快了,这应该和星系中心的大量气体有关。 2007年,“钱德拉”望远镜发现了星系中的一个黑洞,它被命名为 M33X-7,绕着其主星以3.5天的周期公转。它的质量估计为15.7个太阳质量,这是目前发现的最大的恒星级黑洞。
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amateur_astronomer_6e37c_2034
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{
"title": "英仙座疏散星团:M34"
}
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类型:疏散星团梅西叶编号:M34 NGC编号:NGC1039赤经:$0 2 ^ { n } 4 2 . 1 ^ { \mathfrak { m } }$ 赤纬:$+ 4 2 ^ { \circ } 4 6 ^ { \prime }$距离:15001y(470pc)视星等:5.5视直径:$3 5 . 0 ^ { \prime }$ M34(2MASS)
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amateur_astronomer_6e37c_2035
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{
"title": "爱好者观测:"
}
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非常明亮的疏散星团,条件好的情况下肉眼可见,用双筒望远镜可以将成员星 看得很清楚。M34位于著名的大陵五变星附近,处在后者与天大将军一(仙女座$\upgamma$ )的连线附近,非常好找。M34 是一个位于英仙座的疏散星团,和梅西叶星表中的其他疏散星团一样,要看到它并不难。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_2036
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{
"title": "历史:"
}
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M34据信是由 Hodierna 在 1654年前发现,后来梅西叶本人在1764年将它编入自己的星表。星团距离我们大约1500光年,实际直径大约为15光年。观测发现星团中质量在0.1至1个太阳质量的恒星数目大约为400个,此外,还有至少19颗白矮星。 原来估计M34的年龄为$] \! \sim \! 2$亿年,近几年通过将成员星光谱与现有恒星演化模型对比,估计其年龄大约为$2 \! \sim \! 2 . 5$亿年。 1997年海尔波普彗星掠过M34(JayEd-wards 摄)
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amateur_astronomer_6e37c_2037
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{
"title": "星协:"
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1983年,0.J.Eggen研究M34的运动时发现,它的运动速度与其他一些星团——如昂星团,NGC2516、IC2602、英仙座Alpha星团(Melotte20)和天琴座Delta 星团((Stephenson 1)——相一致,这表明它们之间可能存在物理联系。他将这些星团命名为本星协。星协是一类比疏散星团还要离散的恒星集合,彼此间甚至没有引力联系,仅从它们的光谱型和运动方向上可以判断它们拥有共同的起源。
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amateur_astronomer_6e37c_2038
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{
"title": "小哑铃星云:M76"
}
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类型:行星状星云梅西叶编号:M76 NGC编号:$N G C 6 5 0 / 6 5 1$赤经:$0 1 ^ { \mathsf { h } } 4 2 . 4 ^ { \mathsf { m } }$ 赤纬:$+ 5 1 ^ { \circ } \, 3 4 ^ { \prime } \, \, \, 3 1 ^ { \prime \prime }$ 距离:25001y(780pc)视星等:10.1视大小$2 . 7 ^ { \prime } \, \times \, 1 . 8 ^ { \prime }$ M76
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amateur_astronomer_6e37c_2039
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{
"title": "爱好者观测:"
}
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M76 被一些人认为是最难观测的梅西叶天体,由于它又小又暗,在小型望远镜中难以看到。根据各方观测者的反馈,使用20cm及以上的望远镜才可以看清它的形状。
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amateur_astronomer_6e37c_2040
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{
"title": "历史:"
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M76,通称“小哑铃星云”,或者“软木塞星云”、“蝴蝶星云”,是一个位于英仙座的行星状星云。它最早由皮埃尔·梅襄在1780年观测到,并收入到梅西叶星表中。后来,威廉·赫歇耳观测它的时候,认为它由两个小星云组成,这也导致M76有两个NGC编号,这一错误直到1891年才被艾萨克·罗伯茨纠正。1918年,Heber DoustCurtis 正式确认它为一个行星状星云。
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amateur_astronomer_6e37c_2041
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{
"title": "特征:"
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观测这个星云时最引人注目的是它的棒状结构,这也是它别名的由来。现在认为这个棒状结构很可能是星云的一个环状结构,由于侧对我们才呈现棒状。这个环大约以42km/s的速度膨胀,而在与平面垂直的方向上,快速膨胀的气体最终形成蝴蝶状的结构。 跟其他行星状星云一样,它的目视星等(10.1等)要比其照相星等(12等)高,这是因为行星状星云中可见光辐射集中在二次电离氧的禁线上,而其波长为5007埃,正好对应人眼最敏感的黄绿光波段。星云中心星亮度大约为16等,其紫外波段辐射推动了组成星云的物质,使其向外扩张,也令星云表面温度达到$8 8 4 0 0 K _ { 0 }$这个星云目前以$1 9 k m / s$的速度靠近地球。 本文主要参考:维基百科,SEDS梅西叶数据库。A (责任编辑陈冬妮),
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amateur_astronomer_6e37c_2042
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{
"title": "流星雨标准观测(目视)指南(下)"
}
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口李云鹏 (接上期)
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amateur_astronomer_6e37c_2043
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{
"title": "开始观测"
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首先,在选定的观测地点摆放好观测所需的物品,做好观测前的准备工作,躺好后开始进行观测。流星雨标准观测需要高度集中注意力以及快速反应,所以在观测过程中请不要听音乐或做其他过于分散注意力的事情。在正式开始标观前,你还需要做以下几件事: 1、记住流星群的辐射点位置。 2、记住确定流星星等时所用的标准星的星等。 3、记住测量极限星等用的定标天区。 4、让眼睛尽量适应黑暗环境。由于人眼的特性,通常需要在足够黑暗的环境下待超过20分钟,才能完全适应黑暗环境。在观测之前一段时间和整个观测过程中,不要看很亮的光源,否则会对适应黑暗环境造成不利的影响。 下面是观测中所要进行的工作: $\textcircled { \scriptsize { 1 } }$确定极限星等: 正式开始观测后,第一件事是要测量该观测地该时间你的极限星等,测量极限星等的方法前文已经进行了比较详尽的叙述,在此就不再赘述了。 $\textcircled { 2 }$选定观测天区: 理论上这个天区是随意选定的,但是建议选定一个视场内遮挡尽量少的、靠近天顶或者距离辐射点$2 0 ^ { \circ } \sim \! 4 0 ^ { \circ }$的天区。 以一颗星为该视场的中心,记录下这颗中心星的位置(以赤经赤纬表示,可先记下这颗星的名字,整理时再从电子星图上找出赤经赤纬值)。记录下该视场的有效观测范围大小,即“1一遮挡率(大概占视场的百分比只需精确到$1 0 \%$即可)”,以上两个数据做报表的时候要用到,所以请仔细记录。特别是视场中心位置。
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{
"title": "$\\textcircled { 3 }$出现流星时记录数据:"
}
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选定了一个视场后,町住刚刚确定的中心星,如果视场内出现了一颗流星(必须是确定看见了的),要马上判断这颗流星的归属、星等、出现时间。这三项是必需的,如果有兴趣,还可以记 录它的速度:$1 \sim 5 ( \, 5$为非常快,1为非常慢),以及颜色、方向等。建议首先判断流星的归属,因为流星的轨迹比较容易忘,归属就是指这颗流星是群内流星还是偶发流星,判断方法是将这颗流星的运动轨迹反向延长,如果该延长线过辐射点就是群内流星,否则就是偶发流星。 流星越靠近辐射点,其轨迹就应该越短,如果在辐射点附近出现了一颗轨迹极长的流星,那么即使它过辐射点,也是一颗偶发流星。同样的,如果在里辐射点很远的地方出现了一颗轨迹很短的流星,那么它也不可能是群内流星。至于星等,需要精确到0.5等。要想准确快速地判断出星等,就要记住几颗标准星等恒星的星等,以它们为标准,将流星的亮度与它们比较,从而判断出流星的星等。大家可在网上查询常见标准星的星等,例如织女星:0.00等、天枢(北斗星的第一颗星):2.00等。 最后记录时间,IMO的要求并不严格,只需精确到分即可。报表时是以时间段上报,所以记录时间只是为了给流星数据分段。也可以只记录开始观测时间,开始观测后不暂停录音,这样就可以省去看表的环节。整理数据时通过观测开始时间与录音中流星出现时间的相对关系,得到流星出现的时间,但采用这种方法,观测过程中切不可以暂停录音,若暂停录音,一定要再重新开始后再次记录开始时间。这种方法虽然纪录时比较方便,但在后期整理数据时会耗费比较多的时间。记录时顺序是流星的归属、星等、出现时间,这三项的记录应在$2 { \sim } 3$秒内即可完成,不要花费太多的时间反复回忆流星的亮度,因为长时间之后对于流星的真实亮度的印象已经不再准确了,这样会使得判断出现较大的误差。 $\textcircled { 4 }$特别注意: 如果你的视场中心下降到了不利于你观测的位置(比如视场内遮挡过多),视场中心高度太低,那么你就要考虑换一颗星作为视场中心进行观测了。另外,由于人眼的性质,大约$9 8 \%$的流星会出现在一个半径$5 0 ^ { \circ }$的圆圈内,我们把这个圆周称作有效视场。当云遮蔽了你的有效视场时,记录下时间和云遮率,可以每隔$1 0 { \sim } 1 5$分钟记录一次云遮率的变化,直到你的视场里没云了为止。但是,这个方法并不是适用于任何情况的。记录的时候只需记下大概的百分比,而当视野中云量大于$2 0 \%$时可以选择更换视场位置或者停止观测,直到云散去,除非观测的是一场特殊 的流星暴雨。估计遮挡率一般并不能做到很准确。一般感觉视野最边缘有一圈遮挡的时候,F大概为$1 . 1 \! \sim \! 1 . 2$左右。事实上大多数的流星观测者在填写此项的时候都是这样粗略描述的。 在此再总结一下观测过程中应该记录的内容: 1、观测开始时间,观测结束时间,中间休息的时间,所有的时间最后都要换算成世界时,即经度$0 ^ { \circ }$的地方时。 2、目视极限星等以及在观测过程中它的任何变化(建议每$3 0 \sim 4 5$分钟测量一次,每次选择两个或者两个以上的合适的天区进行测量)。 3、 实时的云层覆盖率。 4、出现的所有流星的详细数据,必须包括归属,星等(精确到0.5等),出现时间。 5、视场中心位置,记录下这个视场中心的赤经、赤纬,误差在$1 0 ^ { \circ }$以内。或者视场中心恒星的名字,以便于在整理观测 数据时可以对照星图将其转换为赤经、赤纬。 6、观测地经纬度,观测地名称,观测的流星群,有效视场大小(百分比,注意视场中的云也要算遮挡)。 观测过程中觉得困了可以站起来走走,但是要如实记录下休息的起始时间。一次的标准观测可以覆盖多个大时间段。比如9:00到11:00在观测(当然中间可以有小的休息和分段,记录下来就好),之后睡一觉,早晨2:00到3:30又开始观测,是完全没有问题的。
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{
"title": "制作报表"
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观测结束后,需要将你的观测数据整理出来,然后填入IMO专用的流星雨标准观测数据报告表格中,报表可以在IMO的官方网站(http://www.imo.net/)中找到。打开主页,在左边有一栏选
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{
"title": "超链接:如何测量角度"
}
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在天球上我们无法用 m、km 这样的单位来表示天体间的距离,只能使用角距离,即使用“。、’、"”来表示距离。那么怎样不借助仪器测量角距离就成了一个问题。对于成年人,我们伸直手臂时,一个拳头的高度即对应天球上$1 0 ^ { \circ }$,一个手指的宽度即为天球上 2°,我们可以借助这个方法,简单方便的测量角距离,且结果较为准确。 项,“meteorscience"下有一项"visual"(目视),单击后再选择里面的“reportforms"(报表)。以下介绍的是“Electronic version"(电子版本)表格的填写方法。 在填写表格前需要设置表格的行数,一共有三项,第一项:showerrow,这一项表格中需要你填写所观测流星群的信息,观测了几个流星群就让它生成几行,记得加上偶发流星(SPO);第二项:Periodrow.这一项表格中填写的内容是各流星群每个时间段流星的数量,每个流星群的每个时间段单独填写,所以请在填表之前划分好时间段,计算好需要几行后生成对应的行数即可;第三项:distributionrow.这一项需要填写的是每个流星群每个时间段流星亮度的分布,填写方法与第二项相同,分开填写,所以行数与第二项相同即可。以上三项表格行数可以多生成几行,但一定不能比实际所需的少。下面介绍表格的填写。 1、Observerdetails(观测者详细资料):填写你的姓名(Firstname是名字,Familyname是姓氏),country(国籍),IMOcode(观测者IMO代号)这一项包括你familyname的前三个字母和firstname的前两个字母,例如观测者Fritz Schmidt的IMO代号就应该填写SCHFR。对于中国观测者来说,一般可以填写自己的名字即可,例如我的IMOcode就是Yun-peng。但如果这个代号已经存在的话,或者因为技术原因不能使用,那最后一个字母需要做一些更改。如果IMOcode这一项实在不知道该怎么填,也可以空过去,事后会有人帮你补好的。 2、Observinglocation(观测位置),这一项需要尽量填写精确地观测地地理纬度,或者记下观测地的位置在网络上查询具体的经纬度,需要精确到“””。 3、Night(观测日期),如果观测是在$0 ^ { \mathsf { h } }$前开始,$0 ^ { h }$后结束的,那么填写时要填写两个日期(doubledate)。例如观测是22:00~01:15,2010年9月12日至13日,那么填写时要填写:"Date:12/13(day),09(month),2010(year)"。这一项填写的是观测地当地时间的日期。 4、Observationbegin(观测开始时间),第一段观测的开始时间,注意这一项需要填写世界时。 5、Observationend(观测结束时间),最后一段观测的结束时间,注意这一项和(4)一样,也要填写世界时。以上两项的格式是:时,分,日,月,年。 6、Shower:观测的流星群IMO代号(偶发流星也算在内),各群的代号可在网上查到。偶发流星为$\mathsf { S P O } _ { \circ }$ 7、流星雨辐射点:该流星群观测当天的辐射点赤经赤纬位置(偶发流星没有固定的辐射点,所以不用填写),该数据可以在IMO官网中的流星雨年历查到。流星雨的辐射点并不是固定的,所以请确认你所提交的是你观测当日的辐射点位置。R.A.表示赤经,Dec.表示赤纬。注意流星群信息请逐个分开填写,后面表格填写的流星群顺序最好与这个表格填写的顺序对应。 8、流星数量/时间段/流星群: 这个表格中需要填写的内容比较多,而且都很重要。 第一项Period(UT),将观测时间分段,标准是每一时间段内流星数目不要太多也不要太少,最好在$5 { \sim } 2 0$个之间,如果流星雨流量不大时,可以一小时分一段,但是当你是在观测一个处于极大期的流星雨时,分段时间需要小于一小时,如果流量非常大 甚至需要$5 \! \sim \! 1 5$分钟一段。例如英仙座流星雨极大时ZHR常在100以上,当你在报告英仙流星雨极大数据时,需要至少15分钟分一段。 第二项Field,这这一列中填写你的视野中心坐标(RA为赤经,Dec为赤纬),要求精确到$1 0 ^ { \circ }$以内。建议在观测时选择一颗较为明显的恒星作为视场中心进行观测,这样只需记下这颗恒星的名字,整理数据时利用星图就可以得到确切的视场中心坐标。 第三项Teff,有效观测时间。有效观测时间是指在这段时间分段中,眼晴没有离开天空的实际时间。需要以小时为单位填写,而不是分钟。 第四项F,结果修正参数(finalcorrectionfactor)。计算F之前,需要计算另一个参数k,k为视场遮挡率,建筑物、自然环境(如山、树等)以及云的遮挡等都要算在内。视场内被遮挡的天区大小占视场总大小的比例即为k值,若在一个分段的时间内,遮挡是变化的,那么就需要求出这段时间内$k$的加权平均值。例如,在$2 0 { : } 1 2 { \sim } 2 1 { : } 0 2$这段时间内有9分钟遮挡率为$1 0 \% , 4$分钟遮挡率为$2 0 \%$,而这段观测的有效时间为110-6(休息)$= \! 1 \, 0 4$分钟,那么这段观测的平均遮挡率为: $$F { = } ( 1 \, 0 \% \times 9 { + } 2 0 \% \times 4 ) / ( 1 \, 0 0 \% \times 1 \, 0 4 ) { = } 0 . 0 1 \, 6$$ 而结果修正参数的计算公式为:$F { = } 1 / ( 1 \! - \! \mathsf { K } ) _ { \circ }$ 注意只需记录视场内的遮挡,人眼的视场是一个直径约$1 \, 0 0 ^ { \circ }$的圆,因为视觉在视场边缘减弱,所以那些很靠近视场边缘部分的云通常对观测结果的影响不是很大,对流星数目的统计影响可以忽略。还有不要将F值评估得过大。另外重申一遍,如果遮挡率超过$2 0 \%$,就可以考虑暂停观测了,直到遮挡率再次下降到$2 0 \%$以下为止,除非你是在观测天顶流量很大的流星雨。 第五项Lm,极限星等。对于长时间的分段,例如分段时间是一个小时,而在这一小时之内,极限星等发生了变化,那么在这种情况下就需要计算这段时间内极限星等的加权平均数。若想象这样一个实际情景,在其中的一次测量中,选取了1号、7号和15号定标天区,从星等转换表上可以发现,1号定标天区内第十颗恒星对应的极限星等是5.3等,而第11颗恒星对应的是6.0等。利用测量的7号定标天区和第15号定标天区获得的极限星等是5.85等(而实际的极限星等也恰是如此),而在1号定标天区内只看到了10颗星,对应着极限星等5.3等,且在1号定标天区中没有5.85等的恒星,而第11颗6.0等的恒星却不能看到。 在这种情况下,1号天区得到的数据就不能使用。这样的情况在其他的天区中也是存在的,在同一个天区中,当你发现你得到的恒星数对应的极限星等与下一颗恒星对应的极限星等之间有大于0.3等的空隙时,这个天区获得的极限星等的数据就需要被忽略(除非你只测量了这一个天区)。当在这个大的时间分段中所有极限星等都准确无误的确定后,就可以开始计算极限星等的加权平均值了。但要注意的是,被平均的数是极限星等而不是在各定标天区中数出的恒星数目。 例如,第一段从$2 0 { : } 1 2 { \sim } 2 0 { : } 3 6$极限星等是5.85等,(20:36分这个界限是20:12第一次测量与21:00第二次测量的中间时间)这段时间是24分钟,第二段从$2 0 { : } 3 6 { \sim } 2 1 { : } 1 5$极限星等为 6.1等,这中间有6分钟的休息时间( $2 0 : 5 0 \sim 2 0 : 5 6$)需要被减去,所以这段的时间是33分钟(39分钟-6分钟)。最后这种情况的平均极限星等为: L $. \Pi = ( 5 . 8 5 \times 2 4 + 6 . 1 \times 3 3 + 6 . 0 7 \times 4 7 ) / ( 2 4 + 3 3 + 4 7 ) = 6 . 0 3$等 第六项,观测方法(M)及流星数量(N)。首先应在这一栏的最上方填写你所观测的流星群的IMO代号(记得偶发为SPO),然后在对应的流星群下填写观测方法和流星数目(注意时间分段)。观测方法分为:“C"(counting),计数观测,即记录流星数目、星等、归属、出现时间的观测方式;“p"(plotting),绘图观测,即在星图上画出流星轨迹的观测方式;“R"(meteorcoordinates estimateddirectly),即直接估计流星坐标的观测方式;以及"_","shower not observed during the period",即在该时间分段内没有对此流星群进行观测,注意,观测到的某流星群在一个时间分段内流星数为0颗并不是没有对此流星群进行观测,因此不能填写“_”,而应如实填写“0"这个结果。流星数目应填写对应的时间分段内对应的流星群的流星数目。 9、流星星等分布表:在这个表格中,你需要填写流星星等的分布情况,每个流星群单独填写,在每一行前面填写时间分段流星群的三位IMO代号、极限星等,这个表格中的时间分段可以与流星数量分布表的分段不同,分段标准是每段的流星数目不要太多,但要注意如果该表格的时间分段与上表有所不同,就要用前文所说的方法重新计算出每段时间的平均极限星等。如果一颗流星的星等不是整数(观测时记录流星星等要精确到0.5 等),比如$+ 4 . 5$等,那么就要在$+ 4$这一列中填写$0 . 5 , + 5$这一列中填写0.5,但最后的流星数和一定是整数! 10、特别注意:如果一次观测中最活跃流星群的流星数超过100颗,那么就可以单独制作一个额外的星等分布表格,首先找一下最活跃流星群的流星数在50以上的时间段有几个,然后为这些时间段制作一个单独的星等分布表(这个表格中不仅要包括这个最活跃的流星群,还要包括其他流星群以及偶发流星)。如果有些时间段流星数不到50颗,就需要把它们与相邻的时间段进行合并,使得这个合并后的时间段里流星数目多于50颗。另外,如果两个相邻的时间分段的极限星等差距在0.5等以上时是不能将两时间段合并的,可以单独为极限星等变化较大的那个时间段制作一行,即使流星数目不到50颗。如果你制作了这个额外的星等分布表,需要在提交报表时附在后面,注意这个表是额外增加的,与前文所说的流星群星等分布表是不同的。前文说的流星群星等分布表需要每个流星群单独填写,而这个额外的表格是将同一时间段内的所有流星算在一起。 11、 填写你的电子邮箱。 12、在表格的最后由一个自动查错的按钮,可以帮你检查表格填写中的错误。当填写的数据确认无误后就可以点击submit提交了。以上就是流星雨标准观测的全部内容。 流星雨的标准观测是一套简单易学,行之有效的科学观测方法,多进行几次流星雨标准观测就可以做到熟练掌握。祝大家观测顺利,为流星雨方面的研究贡献出自己的一份力量。A (责任编辑李鉴) # 如果说蓬蓬勃勃的天文科普事业是一座五彩绚烂的花园,那么北京的校园天文科技活动就是这百花园里的一朵奇葩,而辛勤耕耘在这里的学校天文科技辅导员老师们就是那些默默无闻的园丁。为了使这座校园天文科普之花更加绚烂,在炎炎的烈日下;在繁星点点的夜幕里,他们指导学生们探寻着天文的奥秘,帮孩子们勾画着他们日益清晰的天文之梦。一位著名天文科普作家曾经说过:作为自然科学六大基础学科之一的天文,是培养孩子科学素质最好的内容之一。“当学生脚踩大地,仰望蓝天,探索无垠的宇宙时,他们对科学的兴趣很容易被激发出来。”为了让孩子们更全面的发展,更充分发挥自己的兴趣爱好,不埋没任何一个可以发光的珍宝,他们不是天文专业工作者,有自己的教学任务(多为地理或物理老师),然而他们在自已的工作之余不计工作量不计报酬,毅然坚持开展学校的天文活动,,使学校天文科普成为了天文科普活动的主力军。根据北京市青少年天文爱好者协会的统计自2002年协会建立会员制以来陆续有?所学校是该协会的会员学校,在北京天文馆和该协会的组织下开展了一系列的天文活动,组织学生多次参加各种竞赛取得了骄人的成绩。近年来天文科普的大环境有了极大的改善,很多学校都根据自己的特色开设了天文选修课,成立了学生天文社团,有了自己的天文校本教材。这其中海淀区的学校更是依托自己得天独厚的条件在海淀区科普教育协会的领导下脱颖而出。 为了让这群活跃在京城的天文科技辅导员教师队伍有一个展示自己的平台,更为了让他们的整体技术素质不断提高,北京天文学会等单位一起联合连续多年利用寒暑假开展了教师培训等交流活动。最近几年更是将这一活动系统化,在培训的同时开展教师论坛活动。在这里老师们把自己在学校天文课外教学中的心得体会、教学经验和方法、感悟和困惑等等,汇集成一篇篇精心准备的论文和体会。他们中有多年开展天文课外教学活动、有着丰富经验的学校代表,也有刚刚步入天文科普教育的新兵;有著名的示范校,也有普通学校;有高中学校老师,也有幼儿园的 老师。从本期开始我们将在这个栏目中以这些老师们的文章为载体,陆续为大家介绍在北京主要几所中学中开展天文科普活动的现状(排名不分先后),希望能与大家共同倘祥在鲜花盛开的天文科普百花园,领略京城校园天文科普之花的迷人风采。能对更多的老师开展天文科普教育活动提供帮助。 《北京晚报》在2011年9月20 日以题为《双胞胎兄弟双星闪耀》为题报导了北京二中分校的一对双胞胎兄弟程思浩、程思淼在天文圈里“双子星”闪耀的故事。这让我想到了他们的学校北京二中分校开展的天文活动;想到了他们的天文辅导老师聂建军老师。为了程思浩、程思淼等一批学生,聂老师付出了很多,然而她却谦虚地说:“星空下我和孩子们共同成长。”
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我在北京市第二中学分校开展天文实践活动已多年。我深知天文实践活动对学生整体素养和能力提高,以及学生长远发展的好处。我非常热爱天文科学普及教育事业,以激发学生学习兴趣,培养学生热爱科学、热爱自然的情感为我的工作目标;我亦非常热爱我的学生。工作中付出了辛苦,同时获得了丰厚的回报。我的学生那么喜欢天文,他们对天空、对科学、对自然的热爱也深深地感染着我,我从他们身上学到很多;北京市第二中学分校的天文观测实践项目已被东城区教委认定为青少年科技教育特色项目;因天文实践活动的开展,使更多的人知道天文,带动其他学科科普活动的展开;我校学生音乐剧社还以我们天文活动为素材创作了音乐剧《梦想起飞》,进一步扩大了天文科学的影响。 为普及天文知识,2006年我开设了《天文学基础》选修课,并组织天文小组开展课外活动。学生来源是毫无天文基础、但对天文非常感兴趣的学生。课程讲述宇宙、星空、恒星(太阳)、行星、卫星(月球)、彗星、流星等天文学基础知识;讲述观察星空、探索宇宙奥秘的有趣故事;跟踪天文热点,介绍最新天象知识,现代天文学的最新成果;了解当代天文学的发展、成就及前景。同时介绍简单的天文观测和记录方法。组织学生目测、望远镜观测简单天象,学会手绘、照相、录像等简单的记录方法;自制简易活动星图、日暑等。 我经常组织学生走出去,进行野外观测和实践活动,以开拓学生视野。 那是2007年12月14日晚至15日晨,恰逢一次极佳天文观测机会—一双子座流星雨极大。我组织20名学生赴北京市昌平区麻峪房村进行双子座流星雨观测活动。 14日之前先进行准备工作:前期辅导,熟悉星空,望远镜的使用,记录拍摄训
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练,组织分工等。 12 月 14 日晚 21 点,天文小组到达昌平区麻峪房村,当时气温很低,约零下$1 0 \%$以下。刚到达麻峪房村的时候,同学们被那里美丽的星空震撼了。他们平时在城里根本不可能看到那么多的星星,学生不禁问:“天空中的星星怎么那么的美丽呀!” 整个夜晚,同学们看到了双子座流星雨极大(大约每小时120颗),冬季星空星座(如猎户座、仙后座、大熊座)等,行星(金、火、土星)等。同学们体验了观测的快乐,也尝到了观测的辛苦。 2008年8月1日日全食观测。之前,进行了充分细致的观测前辅导,日食的原理,日食观测前准备,日食观测和记录方法等。8月1日我和学生在不同观测点,成功的进行了日全食和日偏食观测,积累了丰富的日全食、日偏食观测和拍摄经验,拍到大量好看的照片,如贝利珠,日冕等。 2008年11月7日,我组织38名学生去怀柔白木村上了综合实践课《秋韵》一一观测秋季星空,领略秋季星空之美。学生们被美丽的星空吸引了,他们看到了小熊、大熊、仙后、天鹅、飞马等星座,看到了银河,有的同学第一次用大望远镜看到月球表面,木星和它漂亮的光环及四颗卫星,M57—一行星状星云等。 2009年4月,又去怀柔上了系列综合实践课《春韵》—一观测春季星空。 2009年是国际天文年,我利用一切机会开展天文实践活动。如出展板、学校广播进行天文科学普及宣传;组织2009国际天文年系列活动:黑暗夜活动、野外观测、《春韵》一一观春季星空、流动天象厅进校园、参加全国天文奥林匹克竞赛,带学生参观中国科技馆、天文馆等。通过2009国际天文年黑暗夜活动,增强了学生全球意识和环境保护的意识。 2009年2月26-27日,我请来北京天文馆的流动天文科普 宣传车进住校园,为全校学生进行天象表演,拉开了北京市第二中学分校科技系列活动的序幕。 2009年7月22日,我国呈现了一场百年一遇的日全食天象奇观,这是本世纪以来中国最为壮观的日全食,可见时间最长、可观测地域范围最广。我和学生们做了充分准备,分别在北京、嘉兴,云南、四川进行了观测,采用了目视、望远镜拍摄、光强测量等手段。由于天气的影响,获得一些非常宝贵的数据和日全食照片,但在北京和嘉兴观测效果不好。特别是嘉兴食甚时,天全黑下来,虽然浓云密布看不到太阳,我们还可以测光强,可是周围记者和部分观测者,不停地打闪光灯照相,使全食时段光强观测数据报废。使我们深刻体会到天气因素和观测地环境对天文观测多么重要。房庚雨同学荣获全国2009年日全食天文摄影比赛一等奖。 2009年11月17-18日,恰逢狮子座流星雨自2001年后最大规模地爆发这个天文观测良机,我带领天文兴趣小组的学生,满怀兴致奔赴延庆手拉手学校一一珍珠泉中心小学,进行狮子座流星雨观测,同时为山区孩子上了一节天文课,普及天文学科知识,开阔了山村孩子们的眼界和想象的空间。17日晚,大家用望远镜观测木星及其卫星,认识了冬季星空的主要星座。18日凌晨,两校师生们克服零下10多度的低温天气,终于观测到狮子座流星雨从美丽的夜空滑过。通过这次活动,带动了两校学生探索宇宙星空奥秘的强烈兴趣,留下了观测星空和流星雨的宝贵经验,同时留下了丰富的流星雨观测资料。 2009年11月26日一29日,第四届中国北京国际文化创意产业博览会在中国国际展览中心举行。在7号馆青少年文化创意展区内,北京二中分校学生自制小地球仪以及学生天文摄影作品等,参加了本届创意展览。 每次观测实践活动后,或者经过一段时间的学习,我都鼓励和帮助学生写观测报告、小论文和学习体会,提高撰写小论文和总结的能力。有条件时,在学校的刊物上发表,或参加天文论文竞赛评比,以激励他们更主动的学习。 2006--2009年连续四年,我积极组织辅导学生参加了北京市中小学生天文观测知识竞赛、天文摄影比赛和天文观测论文评比等,辅导学生参加2008年和2009年全国中学生天文奥林匹克竞赛和国际竞赛,成绩辉煌。 2006年和2008年三年中,我辅导的学生获得了众多的奖项,取得了可喜的成绩。北京市天文观测知识竞赛中荣获一等奖20人,二等奖23人,三等奖9人;在北京市天文摄影比赛中获一等奖1人,二等奖3人,三等奖3人5次;在北京市天文观测论文评比中获二等奖1人,三等奖12人。我因此连续三年荣获北京市中小学生天文观测竞赛优秀辅导奖。2008年12月,荣获科技节先进个人。 2008年3月8日,我辅导4名学生参加了由中国天文学会普及工作委员会、北京天文馆、北京师范大学天文系、《天文爱好者》杂志社等单位主办的2008年全国中小学生天文奥林匹克竞赛(预赛),其中2人进入全国总决赛,1人入围,1人进入邀请赛。之后,在资料、经验不足、观测设备简陋、时间紧的情况下,克服种种困难,认真细致备战。2008年5月1-5日我带领4名学生参加了在浙江省杭州市杭州高级中学及天荒坪进行的全国总 同时取回月亮岩石样品。有机会目睹“月亮石”,令当时参观者激动不已,不惜排队5个小时一睹芳容。 1978年,美国国家安全事务顾问布热津斯基访华时,代表卡特总统向华国锋赠送了一块月岩样品,仅重1克。欧阳自远院士及其研究人员拿走了0.5克,进行科学研究,发表了多篇学术论文,并确定这1克月亮石是月海玄武岩样品,是1972年“阿波罗"17号,也是最后一批登月宇航员采集回的,研究成果令美国人叹服不已。利用研究成果,科学家们还制造出模拟月壤,与月壤具有相似的矿物组成、化学成分,相似的颗粒粒度、机械强度、孔隙度、密度和电学性质等物理特性,是月壤的地球化学复制品,也是开展月球探测、开发利用月球资源乃至建立月球基地相关研究所必需的。 决赛—一共有来自13个省市自治区、22个城市、77所学校的223名选手参加了本届天文奥林匹克竞赛。经过理论考核、观测竞赛等多种形式比赛角逐。我带的北京市第二中学分校代表队克服组队时间短,参赛经验不足,训练设备落后等诸多不利因素,在众多参赛队中脱颖而出,荣获本届全国中学生天文奥林匹克竞赛决赛暨杭州天文奥林匹克邀请赛团体一等奖;初二(1)班程思浩,初二(2)班程思淼二位同学荣获个人一等奖;初二(4)班王毅同学荣获个人鼓励奖;初二(2)班程思淼荣获个人低年级组最佳成绩奖(第一名)。获个人一等奖的程思浩、程思淼两位同学又代表中国中学生,于2008年10月13日$\sim 1 0$月22日,参加了在意大利的里亚斯特举行了第13届国际天文奥林匹克竞赛(IAO)。此次竞赛共有来自俄罗斯、印度、意大利、韩国等共19个国家和地区的近百名选手参赛,程思浩、程思淼两位同学脱颖而出,分别获得金奖、银奖的好成绩。 我组织辅导学生参加2009年全国中小学生天文奥林匹克竞赛。2009年4月1-5日我带领4名学生参加了在广东省广州市举行全国中小学生天文奥林匹克竞赛总决赛。经过理论考核、观测竞赛等多种形式比赛角逐。我带的北京市第二中学分校代表队荣获2009年全国中学生天文奥林匹克竞赛决赛暨广州天文奥林匹克邀请赛团体二等奖;初三(1)班程思浩,初三(2)班程思淼二位同学荣获个人一等奖,并分获金牌奖章;初二(3)班陈 嘉婧同学和初二(六)班房庚雨同学分别荣获个人三等奖。初三(1)班程思浩,初三(2)班程思淼二位同学进入国家集训队,将代表中国中学生参加国际比赛。刚刚在杭州举行的第14届国际天文奥林匹克竞赛(IAO)又传来喜讯,程思浩、班程思淼二位同学又分获银奖。 综合实践课《秋韵》《春韵》活动和全国天文奥林匹克竞赛,给天文课程创造了非常良好的展示平台,同学们更积极、主动地从天文科普书籍和天文网站查阅资料,提高了获取信息的能力,理解感悟能力;他们把课堂上学习到的天文学基础知识,应用于实践一一实际观测、竞赛、演讲展示。眼看着学生们的规划研究观测方案能力,实际观测能力,搜集信息的能力,归纳总结、严谨规范表述能力,演讲能力等,均有大幅度提高。初步培养了科学研究能力。增强了学生全球意识和环境保护的意识。 尽管在开展天文实践活动中亦存在困惑,社会大环境、功利思想与我们天文教育目标之间矛盾;有时高考、中考指挥棒,使天文活动开展比较困难。然而一种热情始终荡漾在心头:我非常热爱天文科学普及教育事业,以激发学生学习兴趣,培养学生热爱科学、热爱自然的情感为我的工作目标。他们能身心健康的成长,有高尚的品格,热爱科学和大自然的情感,开阔的心胸,严谨科学的态度,将来能成为国家的栋梁之才,是我的追求。我愿继续为之努力。A (责任编辑齐锐) 合肥市科技馆夜景 一年一度的中秋来临了,安徽合肥市科技馆陆续接待了一批批来自合肥市多所中小学的师生观众。观看科技馆的幕放映厅天文知识节目是合肥科技馆最受同学们欢迎的特色展项之一。《探索月亮的奥秘》这部天文片是一部同学们久看不厌的节目,而演播好天文节目是我们放映人员义不容辞的责任和任务。 当同学们身着统一的校服,排着整齐的队伍,在老师的带领下,进入了容纳180人的超大型“宇宙飞船”—一合肥科技馆球形穹幕厅的时候,一切工作早已准备就绪,当我按下“腾空飞跃”的按钮一刹那,便意味着“带领”同学们奔向那浩瀚的宇宙空间。 进入神秘的空间轨道,可欣赏从飞船旁边掠过的流星。北京天文馆、中国科学院智能所研制的机器人便按程序自动的向同学和老师们介绍:中国民间神话故事娣娥奔月;著名天文学家伽利略亲手绘制的月面图;以及月球与地球的天文知识和月亮与人类生活的关系等。同学们一边看着画面,一边听着讲解,一会儿惊叹,一会儿赞叹,一会儿又发出一阵嘘声。 当看到美国宇航员阿姆斯特郎代表人类第一次踏上月亮时说的话:我的一小步,是人类迈出的一大步的时候,立即赢得了全场同学们的热烈掌声,顿时,穹幕影厅内气氛达到了高潮。突然,天球赤道、黄道线、地平线、子午线等在星空中出现,遍布同学们的视野。看着同学们对探索月亮奥秘的热情,对科技强烈的求知欲,笔者(合肥科技馆穹幕厅放映员一一编者注)感到十分的欣慰,我们的“飞船"真好啊!二十分钟过去了,当我们的飞船“安全着陆”时,同学们依然兴奋不已,舍不得离开,大家还在议论着刚才看到的画面……·检票员和我都笑了,每天,我们就这样送走一批批探月的“科学家”,又将迎来了一批又一批的天文“探索者”。 笔者在工作中体会到,天文节目必须创新,放映时可打破常规的套路,适当插播一些同学们不易看到的内容,可激发同学们的好奇心和求知的欲望。开展科技教育的根本目的是培养一代新人,而提高工作技巧、用心操作正是科普工作者的责任和义务。A (责任编辑李良) 合肥市科技馆穹幕放映厅景观 观众在天象厅内听讲解 科技馆讲解员在工作 合肥市科技馆外景图
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口山东淄博一中郭玉娟 2000年建的天文台,我们在这里观测并拍摄过日偏食、月掩土星、水星凌日等重大天象,也曾组织全年级的学生来此看过月亮、土星、木星等。可是,最近几年,天文台里的口径22CM的望远镜,因年久失修,已无法使用。学校领导也几次开会研究,可厂家的答复是老设备已没有配套零件,只能更换新的设备,费用要十几万元。从此,天文台退役,淡出了师生们的视线。 4月14日下午,我领着17班冯昊、2班李镇业、23班杨晨爬上灰尘满布的天文台。 第一次带领学生上天文台,多年的尘土封存了很多记忆,我的激情已被尘土盖得严实,密不透风。但看学生的神情却不同,他们的激情高高飞扬。我的想法只是上来看看,没带任何工具,可这三个学生一进来,就按耐不住,干了起来。 只要是发现有问题的地方,就是他们大展才华的地方。 1.主镜镜筒往下滑,焦距会突然变大。我原来用的办法是用绳子捆住。(看下面图片中主镜筒掉出来的一截) 学生试着用小钢条,拧开螺丝轻松解决问题。 2.导星镜(图片中右边的镜筒)上的调焦的旋转螺丝很紧,有时转不动。他们也给修好了。(右三为李镇业) 修理导星镜旋转螺丝 3.调节赤经、赤纬的摇控柄失灵,这是最大的也是致命的问题,望远镜静止不动谁也拿它没办法。我的学生立即拆下遥控柄,用小钢片接触15个接线孔,说36伏的电压,人体能承受。后又摔了一个灯泡取出细丝一个一个地试验,竟然破解了密码。庞然大物终于转起来。 冯昊在精心插试 李镇业又在破解密码 密码记到哪儿?哦,找到一张废报纸,赶紧记下。 三位勇士级“专家们”手拿拆卸下来的设备撤离了天文台。接下来任务可巨大啦!回到办公室,他们立即着手修理遥控柄,22班的赵金亮也加入其中。 修理遥控柄 经过学生们几天的忙碌,买各种小零配件进行焊接、组装,新式遥控柄终于搞定。试验成功!他们手握遥控柄调试镜子。 调试望远镜 这四位同学理论和实践结合得太完美了,庞然大物终于转起来。 试验成功 4月21日,邀请中国台湾的PK到我校讲座。在我校的天文台里,他拿着学生制作的好玩东西,赞叹不已。 PK也兴奋 学生们是真的勇士,敢于直面问题,敢于勇挑重担,只要给他们一个空间,他们一定会创造奇迹。A(责任编辑张恩红)
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"title": "飞扬的星愿"
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口摄影/苏晨撰文/戴明 在这个经常被雷雨天气所笼罩的夏季,内蒙草原或许是最适合漫游星空的地方了。 我们跟随由张培华老师带队的校天文摄影小组从北京出发,乘旅游大巴直奔锡林郭勒。在想象中,那里是广阔的天堂,即便是一颗无名小草也会散发出自由的气息。 在这个天文夏令营团队里,主要成员是学生和家长,有我以前见过的,更多的是初次见面。讲到这里,真羡慕这些 00 后的小学生能有如此优越的条件来了解、学习天文。要是放在 20 年前,连一台像样的天文望远镜都是奢侈品,更不用说那些数码设备和长枪短炮了。 前方,会是怎样的旅程? 带着这个疑问,带着对过去的美好回忆,带着对未来美好的憧憬,于人生函数曲线的拐点处,我们再次上路了。车窗外是栋栋笼罩在灰暗色调中的现代楼宇,面对这样的繁华,我笑不出来。 宁静而高远一一终于进入蒙古草原了。 在草原上行车的感觉很惬意,视野开阔、道路平稳,你只要小心那些横穿公路的牲畜就行了。高速奔驰的旅游大巴里,我隔着厚厚玻璃窗,望眼欲穿,一切都是那么遥远却又亲切。 天苍苍,野茫茫,自由像风一样,那是我伸手就可及的天堂 我一直认为音乐是一种能够唤醒热情、抚慰心灵创伤的东西,从乌兰托娅那嗓音柔美的《套马杆》再到陈坤那首写满沧桑的《牧马人》,令我无数次神驰在天堂般的大草原。眼下,我更希望飞出窗外,将自己融入蓝蓝的天、青青的草,同悠闲的牛羊、飘逸的白云一起,成为草原上的一道风景。 有那么一段,司机特意停下车让大家自由拍照。踏上草原,烈日当空,刺眼的阳光从四面八方侵袭过来,那些没有准备太阳镜的,眼晴被迫咪成了一条细缝。我踩着柔软的草甸向远处走去,眼前忽见一片隐藏在低洼的河滩,河水倒映着碧蓝的光泽微波荡漾。刹那间,我有股跳入河水、尽情畅游的冲动。 锡林郭勒,意思是丘陵地带的河,至于为什么要这么称呼,我似乎有点明白了,河流众多是这里牧草繁盛的原因之一。希望多年以后,当我们重返故地,它还是那样的朴素、纯洁,就足够了。
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"title": "草原之上"
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记得在灾难大片《后天》的结尾,轨道舱里的宇航员遥望着地球说了这样一句话: 闪烁在云端的辉耀 浩劫过后,地球被彻底净化,才出现了宇航员们从未见过的蔚蓝。同样的,我们都喜欢冷空气过境后的天空,那样的晶莹通透是难以言表的。 到达锡林郭勒草原的第三天下午,我躺在宾馆房间里开始养精蓄锐。经历了沉闷天气下的达里湖之行后,阳光不出意料地重现在草原之上。毫无疑问,所有人都在期待着夜晚的星空,大家开始摩拳擦掌,谁都不愿意放过这等待已久的机会。 傍晚,在夕阳的引领下,我们的旅游大巴再次开动,任劳任怨地载着我们向草原深处驶去。 “我看到银河啦!” 原本靠在座位上香香欲睡的我忽然被惊醒,不知什么时候开始,窗外已是繁星点点。最明亮的织女星闪耀着比肩天狼的寒 光,那光芒犹如一把利剑,透过车窗玻璃刺进心中,我的灵魂似乎也在跟着颤抖。 这就是草原的星空吗? 所有的人都下了车,仰望着星空。面对此情此景,没有人会无动于衷,每一次传进耳朵里的惊叹声都会给我们带来莫大的欣喜与鼓舞。在我心里,那看似普通的赞叹折射出了人类对大自然最原始的敬仰之音。 草原上空的银河,即使天还没有完全暗下来,也是相当震撼的,而且远远超过了我在北京怀柔所见到的。随着时间的流逝,薄雾的退却,星空变得越来越热闹,越来越令人眼花缭乱。再回首时,草地上居然摆满了五花八门的器材,张培华老师的实地天文摄影也开始上课了,他的周围挤满了兴奋过度的学生和家长 温情在星空下 们。 银河如溶化了的乳酪般涂抹在天穹上,这也许真的是造物主的神迹吧。我找了个远离人群的地方,摆出器材,贪婪地对着星空拍照,完全不顾及是否打扰了牛郎织女的约会。不远处,苏晨的“人像王”镜头也要投入拍摄了,凭借着超大的光圈,每次拍摄都是最出彩的。草原之上,那柔情似水的礁湖星云仿佛被梳洗了一番,晶莹透亮,即使在取景器里也清晰可见;那个比肩满月大小的明亮疏散星团M7,居然比望远镜中的印象还要明亮。这时,记忆中的碎片开始慢慢汇集并拼合在一起,让我再次回想起三年前的那个戈壁滩之夜。那戈壁滩上的星空啊,同这眼前的草原星空一样,如陈酿了数十年的美酒般醉人。 在数码单反的液晶屏后面,我看到了一条截然不同的银河,原本乳白色的絮状物仿佛被绘制成了鲜艳的彩带。在那里,每一团光斑都是一幅上好的美景,每一堆珍珠都闪耀着夺目的光芒正是由这些大大小小的元素构成了全天最壮观的艺术巨作银河。 子夜,稍显疲倦的苏晨索性躺在柔软的草地上,手握遥控 夏夜的乳酪 器,让照相机继续干活。我躺在另一边的垫子上一边拍摄、一边静静地守望着生死相依的牛郎织女。瞬间,我忽然意识到,在以往的记忆中从没有过这样的星空与银河。我转过头去问苏晨:嘿!你见过这么灿烂的星空吗?
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"title": "最美丽的星愿"
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流星! 几颗明亮的流星伴随着人群的欢呼声划破了夜空的宁静。“赶快许愿吧!”一个孩子催促着。 一丝微笑泛上我的嘴角,面对着星空许下星愿吗?真是件浪漫的事呢,这不禁让我回想起一个与邓丽君有关的故事。已故天后邓丽君曾经有一个未了的心愿。有感于自己家境的贫寒和成名之路的艰辛,这位华语流行天后生前提出希望支持和资助那些渴望成名却又难以入门的新手。从邓丽君去世的第一年起,人们开始举办一个年度性的创作歌唱比赛,优胜者可 在银河的最深处 以获得一笔不菲的奖金,用来实现成为音乐人的梦想。他们将这活动命名为“星愿”。这是一位逝去歌星的星愿,也是未来新星的星愿。 比起宇宙来,生命渺小得可怜,但人性的伟大足以让渺小的生命散发出耀眼的光芒,这光芒能够穿透无尽的黑暗,为更多的人照亮前方的路。 此刻,我也双手合十,许下了生命中最美丽的星愿。 归途 旅途的最后一天,我怀着无比虔诚的心情喝下了牧民送来的马奶。奶香的味道留在口中久久不散,犹如我对每次旅行那千丝万缕般的回味。 这一次,我们在夕阳的目送下离去。 每次旅途的最后,我的心情都颇为复杂。既为拍到了精彩的画面而兴奋,也为结交了新朋友而激动,同时夹杂着离别前的伤感。 旅游大巴载着我们渐渐远离了锡林郭勒,留下的只有大家倒映在星空下的影子与许下的点点星愿。 在平稳舒适的车厢里,我闻着空调散发出的清凉气味,让人香香欲睡的。转过头看着车窗,车厢内微弱的指示灯光照射到玻璃上,隐隐映出了我的脸庞。在星空的背景下,我映在车窗上的轮廓时隐时现,就像对着一面黑夜中的镜子。在经历了数天的密集拍摄后,我发现自己竟是如此疲愈,只能任由旅游大巴带着我狂奔下去。 在这世界上,没有遥不可及的地方,只有你不想去的地方。走在路上,只要不抛弃理想,就有希望。A (责任编辑齐锐)
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{
"title": "-记第16届国际天文奥林匹克竞赛"
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口詹想
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"title": "概况"
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一年一度的国际天文奥林匹克竞赛(以下简称IAO),是全世界中学生天文爱好者欢聚、交流、竞赛的盛宴。今年的第16届IA0,于9月 22 日$\sim 3 0$日在哈萨克斯坦的阿拉木图举办。 我国共有6名中学生组成国家队参加此次IA0,高年组有华南师范大学附属中学的罗凯文、郑州外国语学校的杨傲然、石家庄市第二中学的谢永昊;低年组有北京四中的张成钰、华南师范大学附属中学的张天鹏、中山市中山纪念中学的郑若凡。 我有幸作为中国队领队带队参加了这次比赛,另一位领队是我的同事张子平老师,他同时还是裁判组成员,负责比赛期间的翻译试题和判卷工作。《天文爱好者》杂志社社长齐锐老师作为观察员,也全程参与了这届IAO。 阿拉木图,这个城市估计许多中国人都听说过。它是哈萨克斯坦的前首都,目前仍然是哈萨克斯坦的最大城市,哈萨克斯坦的经济、文化中心。它坐落在哈萨克斯坦与我国的边境线附近,到边境线只有大约 300 千米,比我国新疆的喀什更靠东,所以可以想象其与我国的联系比较紧密。1997年,哈萨克斯坦总统纳扎尔巴耶夫因为种种原因将首都迁至北部的阿斯塔纳,但至今当地人仍称阿拉木图为南部首都。哈萨克斯坦有大量的土地是 荒漠或者戈壁,自然条件恶劣,但阿拉木图是一片美丽的绿洲。她南倚天山北脉的外伊犁山,天山雪峰的雪水给了城市以生机,使得这一带草木葱茏,物产丰饶。哈萨克斯坦的时区是东6区,与我们使用的北京时间(东8区)有2个小时时差。大家想一下,当阿拉木图晚上10点时,北京是几点? 本届 IAO的承办方是阿拉木图市的Bobek,Bobek 的全称是“国家科学教育和健康中心”,是该国第一夫人主持建设的。Bobek位于阿拉木图市南郊,雪山脚下,海拔约1100米,比市区的平均海拔900米高出不少,空气十分清澈。哈萨克斯坦是温带大陆性气候,在9月底10月初的天气应该是比较好的,所以我对这次在阿拉木图欣赏星空充满信心。不过阿拉木图纬度约为北纬43度多一点,与北京看到的星空应该说没什么区别。 中国队队员及领队在“国家科学教育和健康中心"门口合影,背景是壮丽的雪山。左起:詹想(领队)、张子平(领队)、罗凯文、张天鹏、郑若凡、谢永昊、张成钰、杨傲然、齐锐(观察员)。
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"title": "Bobek 印象"
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我们到达 Bobek 已经是 22 日深夜,对周边环境完全没有概念。第二天早饭时,出门一看,优美的景色一下子把我震住了:Bobek 给人的整体感觉是干净敞亮,黄色的建筑,整齐而翠绿的草地,深蓝的天空,空气清新,阳光明媚。而向侧面一看,几座壮丽的雪山就在眼前,感觉触手可及! Bobek 本身也是一所完全学校,从幼儿园到大学之前的年级这里全有,甚至还有大学的一部分课程,很强调科技教育,办学模式新颖。这儿的学生非常热情好客,看到我们这些外国人,都会热情地打招呼,或者主动凑过来合影,有时甚至让人感到有些疯狂。而不管是小学生还是高中生,他们都穿着很漂亮的制服,其颜色款式要比我国中小学常见的校服好很多。 Bobek 的建筑不高,但非常宽敞大气,应该是继承了前苏联的血统,就连不同教学楼之间的连廊都非常敬亮,连廊里放有桌椅随时供学生学习,连廊交会的大厅有三层楼高,中间还有一个室内喷泉。
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{
"title": "比赛"
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9 月 23 日下午,在 Bobek 活动中心举行了本届 IAO 的开幕式。这次共有来自 19个国家和地区的一百多位选手参加。7天时间,只有 3场比赛,大量的时间都是留给各国同学互相认识交流的。同学们因为相同的爱好走到一起,许多人从此成为很好的朋友。当天晚上,按惯例举行了自我介绍晚会,各队都通过精心编排的节目或者别出心裁的形式进行了自我介绍。中国队队员 举着大幅国旗,通过ppt向世界各国的参赛队介绍我国古代的星宿体系。 9月 24 日上午,进行了三场比赛中最重头的理论考试,其占最后总分 80 分中的一半。理论考试时间长达 4个小时,中途照惯例会给同学发一些零食和饮料。这次理论考试多数还是常见的题型,比如计算天体升落,北极熊观测日出(不过跑到了火星上),万有引力和轨道计算等,要求同学们对基本的天文概念以及中学的数学和物理有比较好的掌握。 考试不能连轴转,需要休息,所以第二堂考试一一观测考试的进行时间是9月25日的晚上。那几天天气都挺好,因此24日晚上,我带领同学们仔细强化认识了当地星空。Bobek处在城市近郊,有明显的光污染,所以没能看到想象中的壮丽星空。当天下午,组委会又给了所有同学两个小时的时间熟悉考试要使用的天文望远镜。这次考试用的是小型牛顿式反射望远镜,以及最简单轻便的赤道仪,同学们很快就都熟悉了,并在我的指导和要求下,每人都用望远镜找到了远处的雪山尖。 观测考试当晚,天气依然很好,组委会安排了10个裁判,把同学们10人一组,分成了十几个组,一次出去一组,每组考20分钟。这次中国队抽到的签的顺序居中。观测考试从21点多正式开始,中国队大概26日凌晨1点多考完的。而最后一组考完,据说已经凌晨3点了。 这次观测考试占最后总分80分中的20分,题型还算中规中矩,比如用望远镜找木星并画出木卫的分布,估算天体的地平高度和时角,标出天鹅座中的亮星等,都不算太难或太偏,同学们完成后自我感觉也都还不错,不过最后成绩普遍不太高,不知 壮丽的大峡谷 Charyn Canyon trails 自动生成星迹图片,感谢作者 AchimSchaller 提供这么好的软件。这款软件非常简单,相信多数人都能很容易上手,这里就不详细解说了。
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{
"title": "游览"
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游览也是每届天文奥赛的重要项目,来自世界各地的青少年们好不容易汇聚到一个遥远而陌生的国家,当然都希望尽可能多地了解当地的风土人情。组委会在这方面安排得也很丰富,9月 24 日下午,理论考试结束后,安排参赛人员游览了当地的电视塔公园。这个公园在城边的一座小山上,可以俯瞰整座城市,同时还看到一个著名的苹果雕塑。阿拉木图在当地语言中的意思直译过来是“苹果的父亲”,意即“苹果之城”,盛产苹果,因此苹果也是阿拉木图的标志。 9月25 日上午,参赛人员参观了当地的天体物理研究所。这座研究所也坐落在雪山脚下,风景优美,历史悠久。那里甚至有一台 100 多岁的天文望远镜,至今仍能使用,并且像质很好。同学们纷纷用它观测太阳黑子,并与其合影留念。当然,随着城市的发展,这里也没法进行专业的天文研究了,所以他们已经在雪山深处建设了新的天文台,真希望以后能有机会去那里参观。 9月26 日上午是游览的重头戏,大家终于前往了雪山。首先参观的是当地著名的 Medeo 滑冰场,这里是世界级的优质滑冰场,许多世界大赛曾在这里召开,包括刚刚结束不久的亚洲冬运会。从 Medeo 往上爬到垭口,可以远望 Shimbulak 雪山。这里是世界级的滑雪胜地,雪都是优质的天然雪,而且每年只有大约 3个月最热的时候不能滑雪。接下来,我们乘坐索道来到了Shimbulak 雪山半山腰,离雪线很近的地方,并沿路行走了一段欣赏风景。因为时间有限,我们终究没能摸到雪,但高山上清新的空气和明媚的阳光真是让人精神大爽,而雪山边上的栋栋别墅也让我们“美慕嫉妒恨”,并让我想到了《三体》中罗辑曾经居住过的那个世外桃源。 道怎么搞的,比较遗憾。 观测考试后又轻松了一天,到 9 月 27 日上午,进行了三场考试中的最后一场一一实测考试。实测考试也占最后总分 80 分中的 20 分,而时间和理论考试一样长达 4 个小时,但一共只有两道题,所以可想而知需要漫长而仔细的解题过程。实测考试比较像真正的科研,给你一些图表和数据,让你自己从中测量、分析出必要的数据,然后计算和总结出一些结论。这是对选手综合素质的最好考察。
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{
"title": "观星"
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比赛之余,天文爱好者们除了交流,很重要的一个环节就是夜间观星了。奥赛期间的天气总体不错,因此每晚都有许多同学在草地、操场上观星。我也抽时间拍了一些当地的星空照片。因为没带赤道仪,所以主要拍摄的是星迹照片,即星星的周日视运动。上面左图是在 Bobek 面向南方的星迹,下方是驻地的宿舍,背后是雄伟的雪山,如果有点月光将雪山照亮就更美了。中图是当地面向北的星迹,中央几乎不动的星点是北极星,地景是Bobek 的一个漂亮建筑。 这种星迹照片是怎么拍摄的呢?在胶片时代,我们一般使用超长时间曝光直接拍,比如曝光几十分钟甚至几小时。但数码时代,数码相机曝光时间太长,热噪声会非常厉害,所以现在倾向于使用相对较短的曝光时间,连拍许多张,后期再叠加到一起。具体做法是,用三脚架将相机架起来,将镜头置于比较广角的位置(比如 24mm 以下),手动对焦到无穷远,再把光圈开得大一些(比如$f / 4$左右),IS0 设得高一些(比如 IS0800 左右),曝光时间短一些(比如$2 0 \sim 3 0$秒),白平衡的色温设置得低一些(比如3500K 以下,因为有比较明显的光污染,不宜直接使用日光白平衡),并将相机设置为普通连拍模式,连接上快门线,然后按下并锁定,让其自动连拍即可。一般拍摄半个小时以上,就能获得比较明显的星迹。后期叠加,可以使用小巧好用的免费软件 star- 9月 28 日也是重要的游览行程,大家参观了阿拉木图以东约200 千米(距我国新疆边境只有100 多千米)的一个大峡谷CharynCanyon,据说其地质形态和岩石结构很像著名的美国科罗拉多大峡谷,颇为壮观。该峡谷长达 150 多千米,但最精髓的路段只有大约 2 千米,叫做 Valley of Castles(城堡之谷),因为那一段山崖上的岩石像各种各样的城堡,应该是典型的雅丹地貌。当天天气很好,大峡谷的壮美一览无余地展现出来,大家玩得都很尽兴。
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{
"title": "结果"
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9 月 29 日下午,本届 IA0 在 Bobek 活动中心落下了惟幕。中国队的杨傲然、谢永昊、罗凯文、张天鹏四名同学获得铜牌,其中张天鹏是铜牌的第一名,差一点点就是银牌,比较遗憾。郑若凡张成钰两名同学获得参赛证书。成绩不是太理想,但同学们都尽了力,所以还是要祝贺同学们,希望以后表现得更棒!明年10月16日~24日,韩国光州见!A (责任编辑张恩红) 闭幕式后,中国队全体队员和领队合影
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"title": "2011I0AA数据分析试题"
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IOAA组委会 供稿/陈冬妮李昕翻译
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amateur_astronomer_6e37c_2064
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{
"title": "1.分析光变亮度极小时间"
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食双星仙后座V1107是典型的大熊座W型短周期食变双星,图1为它在一个周期内观测得到的光变曲线,可见一个主极小和一个次极小。 图1仙后座V1107的光变曲线 表1为多次观测到极小的日期,具体时间已经换算为日心儒略日JD。最后一列为误差(以天为单位)。 
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{
"title": "表1:观测到仙后座V1107亮度极小的时间"
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根据这些数据完成下列题目: (a)求仙后座V1107的光变周期,假定观测时间内光变周期为常数,且同一晚进行的观测是连续的。 (b)按下面的步骤在坐标纸上画出$0 { - } 0$图(即观测-理论 误差图),其中0为极小时间的观测值$M _ { 0 \infty } , C$为根据周期推算出的极小时间理论值$M _ { C a l c o }$横坐标( $1 x$轴)为自初始观测时刻$\mathsf { M } _ { 0 }$起算的周期序数E,纵坐标(y轴)为极小时间的观测值和理论值的差值,即$0 - C _ { 0 } M _ { \0 0 s }$已在表中给出,$\mathsf { M } _ { \mathsf { c a l c } }$由以下公式计算 $$\mathsf { M } _ { \mathsf { c a k } } { = } \mathsf { M } _ { \mathsf { o } } { + } \mathsf { P } \times \mathsf { E }$$ P为以天为单位的周期,周期序数E为整数或半整数。 (c)利用$0 { - } 0$图,对之前得到的周期值P进行修正,并估计误差。 (d)计算世界时2011年9月1日19时至2011年9月2日02时范围内可以观测到仙后座V1107的极小时间,包含主极小和次极小,结果用日心儒略日JD表示。
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"title": "2.测量星系"
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给你的几张图分别是旋涡星系NGC7083的图片和光谱图的一部分,NGC7083的距离为40MpC。拍摄光谱的狭缝与星系图片的长轴方向一致。光谱图的横坐标(×轴)为波长,纵坐标(y轴)为发射线区距离星系中央核球的角距离,1个像素等于0.82个角秒,1pix-el=0.82arcsec。可以在光谱上看到两条明显的发射线,其静止波长分别为$\lambda _ { \mathrm { ~ 1 ~ } } { = } 6 5 6 4 \mathrm { 8 }$ $\lambda _ { \mathrm { \ell } 2 } = 6 5 8 4 \mathrm { \AA }$。根据星系的光谱画出该星系的旋转曲线,并求星系中央核球的质量。 假定:星系的中央核球为正球体。星系图片与星系实际大小成比例。A NGC 7083
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{
"title": "全高清数字天象仪!"
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演示效果更清晰 轴向1080全高清分辨率 适用范围更广最大支持到直径16m球幕 天象演示功能更强大:附送新版本的天象软件 数字节目更丰富:赠送两部授权播放的数字天象节目优惠购买我们独家制作推出的数字天象节目 特别推荐一特价标清普及型数字天象仪 更多全高清和标清数字天象仪信息请访问:www.tianjixing.com或致电:010-6846003413311151449 CAP2011主席伊恩·罗布森为大会致辞 2011年10月10日$\sim \! 1 4$日,国际天文学联合会(IAU)第55委员会第4届“天文学公众传播”会议(Communicating As-tronomy to the Public,简称CAP2011)在北京举行。来自 20 个国家和地区的50名代表出席了这次会议。CAP2011旨在通过网站和在线的社交媒体,激发公众对科学的兴趣,为当前和未来培 布了目前国际天文年(IYA2009)的最后统计数字,以及如何鼓励在发展中国家推广天文普及教育活动。 此前的3届CAP会议分别于2005年6月在德国慕尼黑附近的加兴,2007年10月在希腊雅典和2010年3月在南非开普敦举行(《天文爱好者》2010年8月刊曾介绍南非会议)。本届会议是在以往几届会议和2009国际天文年取得巨大成功的基础上召开的。CAP2011汇聚了最高端的天文信息制作人(研究科学家),公共信息发言人(大型天文台和空间任务相关人员)和协调员(科学记者和作家,博物馆和天文馆的工作人员)等。
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"title": "基本议题"
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CAP2011会议的基本议题包括:社交媒 体对天文普及的推广;数字时代的媒体关系;视听及多媒体通信工具和技术;受众资源/公民科学项目;天文学与公众沟通的替代方法;数字时代的挑战;利用天文推广普及激发儿童对科技的兴趣;天文普及项目的评估;天文普及的社会影响;发展中国家的天文普及;国际天文年的遗产等。
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"title": "内容"
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2011年10月10日上午,CAP2011会议在北京西苑饭店开幕。会议主席伊恩·罗布森为大会致辞,北京组委会主席、北京天文馆馆长朱进致欢迎词。 10月10日上午的议题是2009国际天文年和它的遗产。会议首先由国际天文年委员会的秘书佩德罗·拉索总结国际天文年和它给全世界带来的遗产。接下来“钱德拉"X射线天文台新闻 CAP2011 口郭霞 CAP2011会场后面张贴的海报和天文教具 发言人梅根·瓦扎克女士发表了“把科学带给公众”的演讲,介绍了他们如何把天文学家的研究成果传达给公众。下午的主题是发展中国家的天文普及。来自南非、斯里兰卡、菲律宾等国的代表介绍了各自国家和地区的天文普及方式和活动,为我们带来很多启发。之后,CAP组委会委员、来自加拿大NRC-HIA的丹尼斯·克拉布特里介绍了IAU第55委员会在发展中国家展开天文普及活动的计划。 在接下来的4天里,大部分与会代表都在会议上发表了主题演讲。天文学家无国界组织的主席迈克·西蒙斯介绍了他们在全球组织的许多天文普及活动,如全球天文月、和平星空等。日本天文学家介绍了“你是伽利略"项目。宇宙意识项目负责人佩德罗介绍了宇宙意识活动的情况。国际天文年委员会执委、欧南台普及教育部门负责人拉斯·林德伯格·克里斯滕森介绍了高质量天文图像的定量法。波兰天文学家也介绍了波兰10年来的基于网络的天文普及活动,和如何将新媒体运用到天文普及当中。北京天文馆馆长朱进就微博在天文普及中发挥的作用阐述了自己的观点。荷兰天文学家也就“推特”的作用发表了演讲。意大利天文学家介绍了 与会代表在10月12日下午参观了北京天文馆和古观象台,观看了《天上的宫殿》的天象节目。
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"title": "相约北京2012IAU大会"
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在北京举行的为期5天的CAP2011会议取得了丰硕的成果。2009国际天文年带来的影响是深远的。从那时起倡导的许多活动都在延续,并继续发扬光大。会议加强了天文学公众传播的国际合作,鼓励和帮助天文学界扮演积极的角色,尽可能地向公众解释天文学家都做了什么(和为什么)。会议就新媒体时代向公众传播天文学的新手段和新工具进行了探讨,鼓励要建立标准的,最佳的方法满足天文学公众传播的需求。CAP2011会议圆满成功!大家相约2012年,在北京举行的IAU大会上再见。$J _ { \Delta } |$
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{
"title": "MATEUR ASTRONOMER"
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O 中小型天象仪数量最多,对于天文教学的贡献也最大。图为蔡司工作人员正在研讨由他们承建的的黎波里天文馆方案。
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"title": "中小型天文馆知多少"
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全世界究竟有多少座天文馆?统计的方法不同,对象不同,时间不同,结果也很不一样,没有一个非常精确的说法。日本美能达公司在其宣传天文馆知识的“图解天文馆”网页中告诉我们:美国有1500座天文馆;日本有400座天文馆;亚洲,除日本之外,有300座天文馆,欧洲有500座天文馆;这样,总计全世界大约有天文馆2700座(有关天文馆规模划分等背景知识,详见《天文爱好者》2011年第8期)。笔者确信,全世界的天文馆数量当在2700 天象仪与天文馆的最基本和最主要的功能就是天文教学,而与之最为匹配的就是中小型天象仪和中小型天文馆。目前全世界大约有天文馆2700至3000座,其中大型天文馆不过300座左右,约占总数的$1 1 0 \%$,其余都是中小型天文馆,由此可见中小型天象仪在世界天文馆事业中的地位和重要性。蔡司天象仪虽以大型天象仪为主,但是早在它的最初的战前发展阶段就推出适于6至8米圆顶直径的小型天象仪,战后“东德”蔡司更在此基础之上发展出ZKP-1和ZKP-2小型天象仪,同时开发以宇航天象仪为代表的中型天象仪。 情况应该更多一些。 在这约3000座天文馆中,大中小型馆各占多大比例呢?若以国际天文馆协会的15米圆顶直径作为判断标准,则全世界约有大型天文馆300座,约占总数的$1 0 \%$,其余皆是中小型天文馆。由此可见中小型天象仪在世界天文馆事业中的地位和重要性。 天文教学是中小型天文馆生存的生命线世界上的天文馆大国,首先是美国 文馆比较多的国家还有德国、加拿大、俄罗斯等。我国的天文馆事业发展迅速,已建立的大中小天文馆近200座。 一个国家为什么要建立几十座,乃至好几百座天文馆呢?如果这些天文馆只是为进行一般的人造星空表演,让观众随意浏览一下星空,认识几颗亮星,几个星座,增加一些天文知识,或者只是为满足旅游者的需要,甚至一些人的好奇心理,那无论如何不需要那么多的天文馆,特别是不需要那么多的中小型天文馆。原来,教学 小天象仪一次只能招待100名以下的观众,基本上与一个班级的人数相当,故最适于教学 ○美苏的太空竞赛催生了中小○ ZKP-1型天象仪,捷克布尔诺天文馆型天文馆的繁荣 ○弗龙堡教堂,因哥白尼曾在这里研究日心说而闻名,现在成为弗龙堡哥白尼博物馆,1973年设8米直径的天象厅,用ZKP-1型天象仪,1985年更换为ZKP-2型。 辅导是国外绝大多数天文馆努力开展的一项经常性工作。大型天文馆尚且如此,更不要说中小型天文馆了。无论是中学还是小学的课本中,总有一些与天文和空间科学有关的内容,天文馆理所当然和义不容辞应对此进行辅导,有的地方计划安排每个学生每学期去天文馆上几次课。统计表明,有的大型天文馆每年$5 0 \%$以上的观众是学生,最多的达到$8 0 \%$左右。显然,中小型天文馆的首要任务和中心工作,应是教学辅导,以及引起星空爱好者的兴趣和启蒙等工作。
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"title": "美苏太空竞赛催生中小型馆蓬勃发展"
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全球性的天文馆发展与美苏两强的太空竞赛有很密切的关系。早在1925年德国蔡司公司就已经发明了哑铃型天象仪,这种天象仪一直都是“高贵”的象征,直到第二次世界大战结束全世界总共只有25台,而且有近乎一半都毁于战火。 到了1947年,美国的阿曼德·斯匹茨(Armand Neustadter Spitz,1904 ~ 1971)博士发明了价格只有哑铃型天象仪 1/10的针孔成像式小型天象仪A型,才使天象仪得以大量普及。十余年间美国本土就安装了近百台斯匹茨天象仪。 但真正大量、快速地设置天文馆,则是受到1957年前苏联发射世界第一颗人造卫星“斯普特尼克"(Sputnik)号的刺激。1957年前苏联发射“斯普特尼克”号人造卫星后,美国的国家安全及自尊心都大受打击,于是积极修正科学教育政策1958年通过国防教育法案,1963年通过高等教育设备法案,大大加强美国科学教育的资金投入,大力投资推广太空科技教育,而其中一个重要的指标就是天文馆的普遍设置。根据美国天文馆学者Herrman于1992年发表的统计,在政府大力投资和1947年斯匹茨博士发明了廉价的针孔成像式天象仪两个因素影响之下,美国的天文馆数量从1960年初的不足100座,在十年间(1970年代初)增加到900多座。 这股太空热潮影响广泛,西欧、日本、加拿大等西方国家和前苏联、东欧国家也纷纷设置天文馆,以推广太空及天文教育。在学校大量设立小型天象仪,以辅助 天文教学。因此,20世纪60年代以后中小型天文馆如雨后春笋般在各国发展起来,其中大都附建在科技馆、博物馆、少年宫、各类学校、文化休息公园等处。
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"title": "最初的小型天象仪出自德国蔡司"
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大型天象仪虽然功能完备,结构复杂,表演效果好,但是由于价格昂贵,天象厅的建筑及其他相关设施的费用颇高,因此只适用于人口集中的大中城市。中等以下的城市和农村地区,航海、航空训练部门、科研单位、中小学校,乃至广大公众日益强烈的天文科普需求都远非少量大型的“高贵”设备所能满足的。这样,研制和生产中小型天象仪就成为必然的趋势。 早在1938年至1940年间,德国蔡司公司就设计出了一种适于在直径为6米至8米的圆屋顶下放映的小天象仪。1943年第一台小天象仪出厂。这样的小天象仪一共售出13台,主要用于战时的训练目的,其价格要比哑铃型天象仪便宜得多,而且人们很容易把它安装在任何已有的建筑物中。由于当时正值第二次世界大 ●(左图)蔡司RFP型天象仪,波兰奥尔什丁天文馆 ●(中图)巴西里约热内卢伽利略天文馆,1970年11月1日开幕,用RFP型天象仪,12.5米圆顶,135个座位,2011年更换为数字天象仪SpaceSystem-SkyExplorer3。图中的大圆顶是里约热内卢的另一个天文馆一一卡尔·萨根天文馆。●(右图)阿莱格里亚港天文馆,1972年11月11日开幕,12.5米圆顶,136个座位,RFP型天象仪,沿用至今。 ●德国哈勒天文馆,1978年建馆,12.5米圆顶,188个座位,RFP-PD型天象仪。 巴黎发现宫天文馆,1979年10月26开幕,15米圆 C RFP-DP3 型天象仪顶,201个座位,RFP-PD型天象仪运行至1997年,1998年更换为蔡司Starmaster型。 ●沃尔夫斯堡天文馆,1983年12月1日开幕,15米圆顶,150个座位,RFP-PD2型天象仪运行至1996年,后更换为ZeissZMP型。 ●马德里天文馆,建于1986年,17.5米圆顶,250个座位,RFP-DP3型天象仪,运行至今。 战,小天文馆没有在其他国家发展起来。
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"title": "“东德”蔡司的ZKP-1型天象仪"
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第二次世界大战之后,“东德”耶拿蔡司公司重整旗鼓开始生产小型天象仪。在1954年的莱比锡春季博览会上推出ZKP-1型小天象仪。它是蔡司公司1938年至1940年间设计出的第一台小天象仪的改进型。推出这一机型有两个目的:一是为了满足航海训练的需要,二是为了提供给学校讲授天文学课程之用。 ZKP-1型天象仪的结构和功能都比较简单。恒星球是单放映球构造,直径22厘米,分31个星区放映,能够放映6等以上恒星4500颗,除周日运动之外,日月五大行星的位置、岁差现象和纬度(只能作$9 0 ^ { \circ }$以内的调整)都必须手动调整。这种天象仪有一个小巧的、装有照明灯的开关配电盘,使人们操作起来极为简便,即使是一位操作技术欠佳的讲解员也能够使用它。总之,仪器虽小,但是性能很好,可 以满足一般教学和天文科普的需要。 从对公众进行教育,传授知识方面来讲,有许多城镇和单位也更愿意购买这种廉价的仪器。因此,ZKP-1型小天象仪越来越受到人们的青咪。从1954年到1976年,蔡司公司总共制造了这种小天象仪约300台,分布世界各地,以德国和前苏联为多,仅向后者就出口了100台。
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"title": "“东德”蔡司的中型天象仪“空间主人”"
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20世纪六十年代初,航天事业的飞速发展,使耶拿天象仪的设计师们产生了种新想法,他们想研制出一种新的天象仪,这种天象仪不仅能呈现自然界的天空现象,而且还可以将太空旅行中可能遇到的景象搬到观众眼前来。结果研制出来的是“空间飞行天象仪”(spaceflight planetarium),同时还被冠以更为形象的名称“空间主人”(SPACEMASER),当年我国的天文馆界同仁则把它简单而形象地翻译为“宇航天象仪”。 这是一种中型天象仪,适于10米、12.5米和15米的放映圆顶,造型简洁美观,能够放映8000余颗恒星,坐标系统比较完备,赤道坐标和黄道坐标分别放映。属同一级别的中型天象仪中的上乘产品。 1967年“空间主人"首次公开亮相,在布拉格为出席国际天文学联合会第八届大会的代表们演出。与会者发现,这台在15米圆屋顶下放映的天象仪,比传统的大型天象仪要小得多,但是它具备大天象仪的一切表演功能,而且精度几近相同。此外,该天象仪在工程学方面有了一些改进,增加了一些新功能,这些改进及添加的新功能是人们在以往的蔡司天象仪上从未见过的。臂如不受观测地点的限制,可以表演无论是从地球、月球或者是一个位于太空的宇宙飞船上所看到的天空景象。另一个值得称道的特点是标准化的自动控制系统,它使操作者得以随心所欲地在自动操作和手动操作之间进行选择,节目程序由包含控制数据的穿孔带及音响 磁带组成,可以控制包括运动在内的天象仪的一切功能,这样就使节目变得既丰富多彩,又灵活机动,更适应观众的口味。 第一批“空间主人”都飘洋过海被远送至国外。1970年至1974年有5台出口到了巴西。接下来又有一批“空间主人"是为“东德”、波兰、印度、保加利亚、前苏联、澳大利亚等国生产的。“空间主人"RFP型号中的最后一台被运往伊拉克首都,从而使巴格达终于有了自己的天文馆。此外,我国的航天部门也曾在1970年购置了一台“宇航天象仪”,用于航天员的培训,我馆的汪景玉工程师就曾参加过此天象仪的调试工作。
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"title": "“空间主人”的更新换代"
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“宇航天象仪”在布拉格进行首次表演的十年(1976年)之后,新一代的“空间主人”又问世了,这种天象仪就是“空间主人"RFP-PD型。PD两个字母就意味着在天象仪技术中,运用直接编程方法的时代已经到来。PD系统可以在天象仪操作使用过程中,将所有输入到控制台的指令都自动记忆下来,这就如同在一个音乐会上进行现场录音,然后再将音乐会的实况自动重播出来。有了PD系统,天象仪的操作者就可以在不必精通程序语言、也无需其他任何专门设备的情况下,通过简单的手动操作方式编制出一套可以长期存储使用的节目程序来。 1982年莱比锡春季博览会上“东德”蔡司推出第三代“空间主人"RFP-PD2型天象仪。这是由软件控制的天象仪,比之以 往的百分之百采用硬件控制的机型有着无可比拟的优点。它的控制系统由以下部件组成:两台计算机、一个作为外记忆存储器的双盘驱动装置以及一个全转换控制台。装有视频显示器的终端和字母数字式键盘可以引导你步入微电子学领域。操作者通过终端和计算机保持联络,以选择合适的操作方式,检查节目的进行情况,以及了解那些单个的幻灯机所处的位置。由于可以灵活机动地选择各种操作方式,因此操作者就可以在不借助外加幻灯机的情况下,增强天文表演的多样性。在光学机械方面也有进一步的改进:天象仪主要运动的速度范围已经扩大到1:80或者1:100,因此可以表演极慢或极快的运动。 第一台 RFP-PD2型天象仪安装于1983年12月1日开幕的“西德”沃尔夫斯堡天文馆。其他的则提供给了哥伦比亚、委内瑞拉、巴基斯坦及科威特等国。 1986年莱比锡春季博览会上,“东德”蔡司公司再度推出第四代“空间主人”RFP-PD3 型天象仪。它不仅具有其前身的所有特长及光学和机械方面的特点,而且其计算机控制系统还增大了天象仪所能表演的范围,并使操作更加方便。它不仅是一台多功能万用投影机,而且在通过外接定时器与周围仪器的连接能力上,比其他同类天象仪强得多,故操作者能够更自由地表演天象节目,即使天象仪是按原有的节目程序进行重放,也可以随时在中间插进一些“即兴表演”。 第一个拥有可“即兴表演”功能的RFP-PD3型天象仪的城市,是西班牙首都 马德里。该天象仪于1985年投入使用,与之一起开放的设施还有一个天文台、一个展览场地以及讲座教室。这台新天象仪对于马德里市民及其客人来说,可算是一个极富吸引力的、获取知识信息的源泉。
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{
"title": "性能颇佳的 ZKP-2 型小天象仪"
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1977年耶拿蔡司天象仪的历史翻开新的一页——种代替 ZKP-1的新型小天象仪“天空主人"ZKP-2 型问世了。这种天象仪虽小(主要是为8米圆顶设计的),但是令人惊奇的是,就其技术特点及表演能力来说,它比中型天象仪还要好。只要看一下它的外形就可以知道,它是“宇航天象仪"的“近亲”。那些恒星投影器被安放在两个球体上(不再像 ZKP-1型那样只有一个球体),而太阳、月亮及行星投影器则对称地位于轴交叉点的两侧。如果有人认为“天空主人”由于受到体积的限制而无法采用大天象仪上移植过来的尖端技术的话,那么,当他看到这个耶拿天象仪中的“孩童”具有什么样的性能时,一定会被惊得目瞪口呆。它甚至还可以通过程序卡实现部分或全部自动控制。显而易见,“天空主人"和被替代的ZKP-1型一样,是一种适于各类培训和教学需要的天象仪,不论是用来讲授学校里的天文学课及天文导航课,还是用来为公众举办科学讲座,它都是十分理想的。 第一台“天空主人”于1979年被安装于“东德"的苏尔学校大众天文台,替代原来的 ZKP-1 型天象仪。后来还有 60 余台3“天空主人”被运往世界各地。$J _ { \Delta } \}$ (责任编辑陈冬妮) 西班牙阿科鲁尼亚天文馆,设于圣诞老人玛格丽塔公园,建于1985年,10米圆顶,84个座位,ZKP-2型天象仪。 ●兰斯天文馆,设于兰斯一座耶稣会学院文化博物馆中,1980年2月28日开幕,6米圆顶,35个座位,ZKP-2型天象仪。 我国“天宫”一号顺利升空
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