在130至140億年前的宇宙初期的大霹靂過後，所形成的第一代恆星，將會是只由氫與氦所組成的，一般來說認為它們會是相當大質量的恆星，它們的壽命非常短，因此在現今的宇宙我們已經無法觀察到第一代的恆星。取而代之的，我們可以觀察到在緊接著第一代恆星死亡後，所誕生的第二代恆星，它們的組成相當缺乏重元素。也因此搜尋鐵元素比例相當低的恆星，就成為尋找這些在相當早期形成恆星的必要條件。
第一個例子是在2005年由Christlieb等人所發現的HE 0107-5240，第二個例子則是2005年Frebel等人所發現的HE 1327-2326，它們的鐵元素含量分別只有太陽的1/200,000和1/300,000，在這之前我們所知的鐵元素含量最低的恆星是太陽的1/25，而這個記錄保存了二十多年。但相對來說，它們較太陽含有更多的較輕的元素，如碳、氮、氧，這些元素是形成目前我們所認知的生命相當重要的成分。
現今的電腦模型預測，宇宙早期形成的恆星具有約數百倍太陽質量，在數百萬年之間就會將它們的燃料消耗殆盡，它們死亡後會噴發出大量的鐵和少量的碳，但這和Iwamoto等人的模型所預測，以及2005年由Christlieb和Frebel兩組科學家所觀察到的重金屬含量相當低的早期恆星，似乎有所矛盾，不過目前觀測的結果顯示恆星在形成時其質量也會有各樣的分佈，這樣的分佈使第一代恆星可能也有僅相當於25倍太陽質量的恆星，這樣低質量的第一代恆星可能就可以解釋目前所觀察到的第二代恆星HE 0107-5240和HE 1327-2326的元素豐度。這兩顆恆星的質量可能僅有太陽的80%，壽命較長，根據目前較被接受的模型，這樣低質量的恆星，可能是因為第一代恆星爆發所引起的震波所形成的，它們也提供了我們唯一的機會，去瞭解在它們之前的第一代恆星所製造出的元素豐度，這些恆星的大氣記住了孕育它們的雲氣成分。
在這之前所發現的12個低金屬豐度的恆星，其中有5個有較多的輕元素如碳、氮、氧，看來似乎早期的宇宙環境適合這些輕元素的生成，這也是目前早期恆星形成的模型中相當重要的一環，因為這些輕元素提供了有效率的冷卻機制，能讓皆下來的低質量恆星有效的生成。
參考資料：
Timothy C. Beers, Science 309, 390, (2005)
N. Christlieb et al., Nature 419, 904 (2005)
A Frebel et al., Nature 434, 871 (2005)
2008年3月20日 星期四
Sciscape科景新聞_20080320_卡西尼號新發現：土衛六泰坦可能有地下海洋！
卡西尼號【註一】在2005年10月至2007年5月間，利用合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，SAR）穿透泰坦濃厚且富含甲烷的大氣霧霾所獲得的影像資料，讓科學家們可以辨識泰坦地表的地形特徵（包含湖泊、峽谷以及山脈）、並標定其位置。由於其中有19個區域有超過一次的觀測紀錄，因此研究人員可以比較區域內的地標其前後的雷達觀測資料。他們發現這些地標有系統地位移約30公里，若非有地下海洋存在，很難解釋泰坦的地殼如何能輕易地脫離內部地核、而有此一致的漂移。這項研究成果由John Hopkins大學應用物理實驗室的Ralph Lorenz等人發表在2008年3月21日的「科學」（Science）期刊上。
分析這些數據，科學家推算泰坦有0.3度的自轉傾角、自轉的速度比同步自轉（synchronous rotation，永遠以同一面面對土星）每年快了0.36度。然而其自轉速度並非保持不變，因為大氣與泰坦地殼間有角動量的交換，又全球大氣循環方向受到季節變換的影響，因此，泰坦的自轉速度會隨季節而改變。但若沒有地下海洋的存在，轉速的變化會很小甚至是不存在。在觀測期間（2004-2006年）恰好是泰坦北半球的冬天，若卡西尼能夠延長任務十年，觀察到泰坦春天（2009年）及北半球夏天（2016-2017年）【註二】的自轉速度變化，將能夠驗證這個理論。
科學家們推測地下海洋大約位在泰坦地表下70公里處，若能確認地下海洋的存在，再加上泰坦的表面富含有機物質，對天文生物學家而言，泰坦儼然成為一個相當具有吸引力的研究目標，它將能幫助我們瞭解有機物質如何能在冰衛星形成，而地下海洋是否為合適生命演化的環境。
【註一】卡西尼－惠更斯（Cassini-Huygens）任務是由美國太空總署（NASA）、歐洲太空總署（ESA）以及義大利太空總署（ASI）所共同合作的一項計畫，於1997年10月15日發射，2004年6月30日進入土星軌道，2004年12月24日釋放惠更斯號探測器，惠更斯號於2005年1月14日登陸土衛六泰坦。卡西尼號是第一艘進入土星軌道研究土星系統（包含土星環及其衛星）的太空船，惠更斯號更是第一艘登陸其他行星的衛星的探測器。
【註二】當星體的自轉軸與公轉太陽時的軌道面有交角時，使得太陽直射在星體表面位置產生變化而帶來四季。四季的變化週期與公轉週期有關。泰坦有0.3度的自轉傾角，並跟隨土星繞太陽公轉，所以泰坦四季更迭的時間與土星大致相同，皆為土星公轉一圈的時間29.46年，和泰坦的自轉週期16天比起來真是久了許多。土星北半球上次的冬天發生在2002年，2009年則是土星北半球的春天，2016-2017年左右則會是北半球的夏天。
原始論文
Ralph D. Lorenz et al., "Titan's Rotation Reveals an Internal Ocean and Changing Zonal Winds", Science, 319, 1649 (2008)
Christophe Sotin & Gabriel Tobie, "Titan's Hidden Ocean", Science, 319, 1629 (2008)
編按：Christophe Sotin 和 Gabriel Tobie 在此篇評論中提到土衛六泰坦有3度的自轉傾角，實為0.3度之誤。
Editor: Seline
轉載自科景網站http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=2352
新聞來源：ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2008/03/20-03.html
2008年3月11日 星期二
拉格朗日點
拉格朗日點（Lagrange points）是指在兩個互繞質心的大物體的引力作用下，有五個點能使小物體運動時之於兩個大物體的相對位置並無改變，是由義大利及法國的數學家Lagrange 在1772年所發表的論文中為求三體問題的通解所計算出來的，他假設在三體問題中小物體的運動是遵循能量改變最少的軌道（動能－位能），其中他計算出了五個點，分別稱為L1~L5。
其中L1、L2和L3三個點位在兩個大質量物體的連線上，這三個點是較不穩定的點，如果一個小質量物體在這三個點稍微有位置上的改變，就會失去平衡而離開。而L4、L5這兩個點則是位在與兩大質量天體的連線恰構成一等腰三角形處，這兩個點較為穩定，小質量物體若在這兩個點上稍有移動，並不會脫離，而是繞這個點附近作震盪擺動。
L1是位在兩個大質量物體的連線上，且位置在兩者之間，這點所受到的重力恰為兩大質量物體對它的重力的差，對日地系統來說，原本位於地球內側的物體會有較地球短的軌道週期，但地球對此物體的重力減弱了太陽對此物體的重力，使的其週期較原本慢，而有了和地球相同的軌道週期，此點是觀察太陽的絕佳位置，像是Solar and Heliospheric Observatory（SOHO）衛星及Advanced Composition Explorer（ACE）就是被放置在日地系統的L1上。
L2的位置也在兩大質量物體的連線上，且在較小物體的一側，這點所受到的重力恰為兩大質量物體對它的重力的和，對日地系統來說，原本位於地球外側的物體會有較地球長的軌道週期，但地球對此物體的重力加強了太陽對此物體的重力，使的其週期較原本快，而有了和地球相同的軌道週期，此點是設置太空望遠鏡的絕佳位置，因為此點對太陽及地球的指向永遠一樣，容易保護和校正，已發射的Wilkinson Microwave Anisotropy Probe（WMAP）就是位在日地系統的L2上，而將來計畫要發射的Herschel Space Observatory、Gaia probe，和James Webb Space Telescope也預計被放在L2上。
L3的位置也在兩大質量物體的連線上，且在較大物體的一側，以日地系統為例，此點位在地球軌道稍微外側處，原本應該有較地球長的軌道週期，但因地球和太陽位在此一小物體的同一方向上，使得向心力變得更大，因此有了跟地球相同的軌道週期，許多科幻小說會在L3描繪出一個「反地球」，不過其實這一點處在一個相當不平衡的狀況，因為其他的行星很容易就經過此點附近而對它造成擾動使它離開此點。
L4和L5在以兩大質量物體連線為底的等邊三角形的第三個頂點上，L4位在較小物體圍繞較大物體運行軌道的前方，L5則是位在較小物體圍繞較大物體運行軌道的後方，其位置會在超前和落後小物體軌道的60度的地方，由於這兩點距離兩個大質量物體的距離相同，它所受此兩物體的重力就會是這兩個物體的質量比，這兩點又被稱作三角拉格朗日點或是特洛依點，在太陽系的系統中我們常可以見到位在L4和L5的例子，最著名的就是位在日木系統的L4和L5的希臘群小行星和特洛依群小行星，甚至是在解釋月球起源的學說中，就有一解釋是在日地系統的L4或L5上，有一顆叫做Theia的行星，在它的軌道失去平衡後，撞上地球因而形成月球。
參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Lagrangian_point
其中L1、L2和L3三個點位在兩個大質量物體的連線上，這三個點是較不穩定的點，如果一個小質量物體在這三個點稍微有位置上的改變，就會失去平衡而離開。而L4、L5這兩個點則是位在與兩大質量天體的連線恰構成一等腰三角形處，這兩個點較為穩定，小質量物體若在這兩個點上稍有移動，並不會脫離，而是繞這個點附近作震盪擺動。
L1是位在兩個大質量物體的連線上，且位置在兩者之間，這點所受到的重力恰為兩大質量物體對它的重力的差，對日地系統來說，原本位於地球內側的物體會有較地球短的軌道週期，但地球對此物體的重力減弱了太陽對此物體的重力，使的其週期較原本慢，而有了和地球相同的軌道週期，此點是觀察太陽的絕佳位置，像是Solar and Heliospheric Observatory（SOHO）衛星及Advanced Composition Explorer（ACE）就是被放置在日地系統的L1上。
L2的位置也在兩大質量物體的連線上，且在較小物體的一側，這點所受到的重力恰為兩大質量物體對它的重力的和，對日地系統來說，原本位於地球外側的物體會有較地球長的軌道週期，但地球對此物體的重力加強了太陽對此物體的重力，使的其週期較原本快，而有了和地球相同的軌道週期，此點是設置太空望遠鏡的絕佳位置，因為此點對太陽及地球的指向永遠一樣，容易保護和校正，已發射的Wilkinson Microwave Anisotropy Probe（WMAP）就是位在日地系統的L2上，而將來計畫要發射的Herschel Space Observatory、Gaia probe，和James Webb Space Telescope也預計被放在L2上。
L3的位置也在兩大質量物體的連線上，且在較大物體的一側，以日地系統為例，此點位在地球軌道稍微外側處，原本應該有較地球長的軌道週期，但因地球和太陽位在此一小物體的同一方向上，使得向心力變得更大，因此有了跟地球相同的軌道週期，許多科幻小說會在L3描繪出一個「反地球」，不過其實這一點處在一個相當不平衡的狀況，因為其他的行星很容易就經過此點附近而對它造成擾動使它離開此點。
L4和L5在以兩大質量物體連線為底的等邊三角形的第三個頂點上，L4位在較小物體圍繞較大物體運行軌道的前方，L5則是位在較小物體圍繞較大物體運行軌道的後方，其位置會在超前和落後小物體軌道的60度的地方，由於這兩點距離兩個大質量物體的距離相同，它所受此兩物體的重力就會是這兩個物體的質量比，這兩點又被稱作三角拉格朗日點或是特洛依點，在太陽系的系統中我們常可以見到位在L4和L5的例子，最著名的就是位在日木系統的L4和L5的希臘群小行星和特洛依群小行星，甚至是在解釋月球起源的學說中，就有一解釋是在日地系統的L4或L5上，有一顆叫做Theia的行星，在它的軌道失去平衡後，撞上地球因而形成月球。
參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Lagrangian_point
特洛依小行星
特洛依小行星（Trojan Asteroids）指的是位在日木系統中的L4和L5兩點的小行星，其位置分別是在超前和落後木星軌道60度的位置上，和木星有相同的軌道週期。在Lagrange計算出五個Lagrange points的一百多年後，1904年E. E. Barnard首次留下可能是發現特洛依群小行星的紀錄，1906年德國天文學家Max Wolf發現了位在L4的一顆小行星並以588 Achilles（阿基里斯）命名，它在L4附近有著異常的軌道運動，在不久之後，有越來越多的小行星在L4和L5這兩點被發現，並且因著Max Wolf以588 Achilles命名第一顆L4的小行星，後來的天文學家們便以荷馬史詩Iliad中特洛依戰爭的人物們為這兩群小行星命名，其中L4以希臘方的英雄們命名，稱為希臘群（Greek group），而L5則以特洛依方的英雄們命名，稱為特洛依群（Trojan group），但其實也有些錯置的例子。
至2007年8月為止，在L4和L5分別有640顆及536顆已被編號和539及509顆未被編號的特洛依小行星。2006年UC Berkeley、法國巴黎天文台、夏威夷凱克望遠鏡（Keck Telescope）的天文學家在2月2日的「自然」（Nature）期刊上發表研究，指出他們所發現的第一對特特洛依小行星雙星617 Patroclus和Menoetius，經計算後發現密度極低（0.8g/cm3），因此認為這對小行星的組成應該是表面被塵土覆蓋的冰，性質與海王星軌道外的庫伯帶天體（Kuiper Belt Objects，KBO）非常類似，因此認為特洛依小行星的起源可能與KBO相同。
參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Trojan_asteroid#Trojan_asteroids
http://tamweb.tam.gov.tw/news/2006/200602/06020401.htm
至2007年8月為止，在L4和L5分別有640顆及536顆已被編號和539及509顆未被編號的特洛依小行星。2006年UC Berkeley、法國巴黎天文台、夏威夷凱克望遠鏡（Keck Telescope）的天文學家在2月2日的「自然」（Nature）期刊上發表研究，指出他們所發現的第一對特特洛依小行星雙星617 Patroclus和Menoetius，經計算後發現密度極低（0.8g/cm3），因此認為這對小行星的組成應該是表面被塵土覆蓋的冰，性質與海王星軌道外的庫伯帶天體（Kuiper Belt Objects，KBO）非常類似，因此認為特洛依小行星的起源可能與KBO相同。
參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Trojan_asteroid#Trojan_asteroids
http://tamweb.tam.gov.tw/news/2006/200602/06020401.htm
2008年2月26日 星期二
近地小行星會合號與愛神小行星
之所以會選擇愛神星做為我們探測小行星的目標是因為它夠大而且夠近，愛神星是第二大的近地小行星，長33公里，寬13公里，厚13公里（一般的近地小行星大概只有1公里左右的大小），它的質量還不足以讓它成為球形，形狀比較像是一顆花生。
近地小行星會合號於2000年2月14日進入環繞Eros的軌道，軌道高度距離愛神星的中心333公里，以一年的時間探測愛神星，在這一年中，它以不同的軌道高度環繞愛神星。它，是第一艘環繞小行星的太空船，雖然原本並不為登陸所設計，它在原本預定的任務結束後，於2001年2月12日降落在愛神星表面，成為第一艘登陸小行星的太空船。
參考資料：
http://solarsystem.nasa.gov/missions/profile.cfm?MCode=NEAR
2007年12月4日 星期二
Sciscape科景新聞_20071204_鳥兒唱的好不好？語言基因FoxP2有關係！
語言常被視為人類之所以異於其他動物的一項重要能力，也因此語言的形成一直吸引著許多科學家的興趣。但是除了人類之外，黑猩猩、鳥類、海豚也都有以聲音溝通的能力。
在一篇研究遺傳性語言障礙的家族「KE family」的論文中指出，FoxP2的突變是造成他們語法使用缺陷的原因。一項針對錦華鳥的研究也顯示，在雄性幼鳥學習唱歌的時期，腦內Area X（相當於哺乳類的紋狀體構造）的FoxP2表現量會升高。在小鼠的研究中則發現，FoxP2在胚胎時期，就開始大量地表現在以後會發育成紋狀體的前驅構造LGE中，且其表現持續到成年期間；此外，在FoxP2基因剔除小鼠的研究顯示，其異型合子缺乏以超音波發音呼叫母鼠的能力。甚至，在蝙蝠的回聲定位系統中，FoxP2的演化和多樣性也扮演著重要的角色。
就像人類嬰兒的牙牙學語一般，錦華鳥也是藉由模仿成鳥來學習唱歌的。因此，科學家們一直很希望能藉由鳥類學習唱歌的能力，來研究FoxP2和人類語言的關係。德國柏林馬克斯普朗克分子遺傳學研究所的神經生物學家Sebastian Haesler等人，在2007年12月的PLoS Biology發表他們的研究成果。他們在雄性幼鳥約23天大，開始學唱歌的時候，利用病毒感染，以RNA干擾（RNAi）的方式降低Area X的FoxP2表現量。他們發現，經過兩個月與成年雄鳥學習唱歌的時間後，實驗組的鳥兒較無法準確地模仿歌曲，音節也較不穩定。這顯示FoxP2在從接收成鳥的教唱訊息，到學會自己唱出一首完整的歌曲這中間的過程，扮演了重要的角色。另一點值得注意的是，由於RNAi的載體病毒是在幼鳥23天大時才被注射到腦內，因此我們可以知道，FoxP2必然在胚胎發育之後，也對神經回路的連結與活化有著重大的影響。
這篇研究是在錦華鳥中首次以實驗方式證明，FoxP2的確和牠們的學習唱歌的能力有重要的關係。在研究語言的社群中，鳥類的鳴唱一直較不被重視，這篇研究使得這樣的情況改觀，利用RNAi的技術，即使是在非傳統的模式生物－錦華鳥中，我們也能解答語言基因FoxP2與鳥類學習唱歌的能力之間的關係。藉此，我們又更接近了人類語言奧秘的解答。
原始論文：
Haesler S, Rochefort C, Georgi B, Licznerski P, Osten P, et al., "Incomplete and inaccurate vocal imitation after knockdown of FoxP2 in songbird basal ganglia nucleus Area X", PLoS Biol., 5, e321 (2007)
相關論文：
1. Lai, C. S., Fisher, S. E., Hurst, J. A., Vargha-Khadem, F. & Monaco, A. P., "A forkhead-domain gene is mutated in a severe speech and language disorder", Nature, 413, 519 (2001)
2. Takahashi, K., Liu, F. C., Hirokawa, K. & Takahashi, H., "Expression of Foxp2, a gene involved in speech and language, in the developing and adult striatum", J. Neurosci. Res., 73, 61 (2003)
*本文作者之一為陽明大學神經科學研究所劉福清老師
3. Shu, W. et al., "Altered ultrasonic vocalization in mice with a disruption in the Foxp2 gene", Proc. Natl Acad. Sci. USA, 102, 9643 (2005)
4. Fisher SE, Marcus GF., "The eloquent ape: genes, brains and the evolution of language", Nat Rev Genet., 7, 9 (2006)
5. Li G, Wang J, Rossiter SJ, Jones G, Zhang S., "Accelerated FoxP2 evolution in echolocating bats", PLoS ONE, 2, e900 (2007)
相關連結：
The FoxP2 Story
Editor: Seline
轉載自科景網站http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=2337
新聞來源：
ScienceNOW: Speech Gene Helps Birds Sing
2007年10月31日 星期三
行星的運動
在璀璨的星空中，行星總是特別引人注意，除了它們往往特別明亮之外，你會發現在星座盤中找不到行星的蹤跡，這是因為行星相對於恆星而言，與我們的距離相當近，若你逐日觀察行星的運動，你會發現行星好像是沿著黃道的十三個星座（註一）漫步，因此我們無法將它標在星座盤上特定的位置，英文裡的行星一詞「planet」，就是源自於古希臘文的「漫遊者」的意思喔，是不是很貼切呢！大部分的時候，我們看到行星的運動都是由西向東走的，可是有時候卻又會停下來，掉頭換個方向由東向西走一小段後，再繼續由西向東走，這到底是為什麼呢？接下來我們就要為你介紹行星運動的奧秘。
內行星與外行星
太陽系的八大行星（註二）除了地球以外，可以以它們運行的軌道與太陽距離的遠近分成兩類：「內行星」（inferior planets）與「外行星」（superior planets）。顧名思義，內行星指的是其運行軌道比地球還靠近太陽的行星，只有水星和金星兩顆；外行星則是其運行軌道較地球遠離太陽的行星，包含有火星、木星、土星、天王星和海王星五顆行星（圖一）。
內行星的運行軌道
行星在天空中運動時，與地球的相對關係有幾個特殊的位置。當行星和太陽在同一個方向時稱為「合」，此時是最不適合觀測的時間；遠離地球的合稱為稱為「上合」或「外合」，即當內行星運行到地球－太陽連線的延伸，形成「地球－太陽－行星」這樣的排列時；而接近地球的合稱為「下合」或「內合」，即當內行星運行到與太陽與地球位置的中間，形成「太陽－行星－地球」這樣的排列時。
下合的時候若三者接近一直線（由於內行星的公轉軌道與地球的公轉軌道有幾度的夾角，這種狀況並不會每一次下合時都發生），看起來就會像是一個小黑點由太陽的盤面上經過，這種現象稱為「行星凌日」。去年（2006年）的11月9日曾經發生過一次水星凌日，下一次則是會發生在2016年5月9日，但台灣地區不可見，下次臺灣可見的水星凌日則是要等到2032年的11月13日了。上一次發生金星凌日則是在2004年6月8日，如果你錯過了，相隔8年後的2012年6月6日會發生下一次的金星凌日，可千萬不能錯過喔，因為再下一次可是要等到2117年了。
當內行星與太陽有著最大的夾角，也就是內行星、太陽和地球的位置形成一以內行星處為直角的直角三角形，此時稱為「大距」，在太陽東側出現的稱為「東大距」，在太陽西側出現的稱為「西大距」，在大距的前後是最適合觀測水星與金星的時機。 由於內行星在不同的位置時，受太陽照射的半球所面對我們的角度不同，所以我們看到的內行星會像月亮一樣有盈虧的變化，在下合時是新月，上合時是滿月，而大距時則是呈現半圓形的弦月狀。金星將在今年（2007 年）的 10 月 28日達到西大距，你可以用望遠鏡觀察一下，金星是不是弦月形的呢？（圖二） 因為內行星和太陽在角度上總是相距不遠，因此我們往往只能在日出前的東方或日落後的西方看到它們，古代人甚至因此以為出現在東方和西方的是兩顆不同的星呢，所以詩經小雅裡有這麼一句話：「東有啟明，西有長庚」，就是在描述金星喔！
外行星的運行軌道
公轉軌道在地球外側的外行星則只會發生「外合」的現象，簡稱為「合」，也就是當外行星運行到與太陽同樣的方向，形成「行星－太陽－地球」這樣的排列時；而當它在天空中出現在與太陽相反的方向，形成「太陽－地球－行星」這樣的排列時，此時稱為「衝」，衝的前後是最適宜觀測外行星的時間，今年（2007年）的火星衝發生在 12 月 25 日，屆時不妨以望遠鏡觀察一下火星。當外行星的位置恰與地球和太陽形成一以地球處為直角的直角三角形時，此時稱為「方照」，在太陽東側出現的稱為「東方照」，在太陽西側出現的稱為「西方照」。（圖三）從圖三你也可以看到，從地球觀察外行星時，我們總是會看到它們受太陽所照射的半球，因此外行星並不像內行星那樣會有盈虧的變化。
在地球上看行星的運動－順行、逆行和留
由於太陽系的其他行星都和我們地球一樣，是由西向東繞著太陽公轉，因此大部分的時候，我們從地球上看行星的移動的方向會和我們公轉的方向相同，都是由「西」向「東」移動的，這樣的現象稱為「順行」；但是越靠近太陽的行星運轉速度越快（註三），所以內側的行星會不停的趕上外側的行星，好像超車一樣，在我們地球超車經過外行星或是內行星超車經過我們的前後，我們看行星的運動會是由「東」向「西」移動的，這樣的現象稱為「逆行」（想像一下，當你超車的前後，是不是會覺得旁邊的車看起來好像是在往後移動一樣呢？）；而在順行和逆行變換間，行星看來好像是停留在天球中不動，此時稱為「留」。圖四以火星為例，畫出了火星在天空中的視運動，你可以找出什麼時候火星是「順行」？什麼時候是「逆行」？「留」又發生在哪一點呢？
由於其他行星的公轉軌道和地球的公轉軌道（黃道）幾乎都在同一個平面上，因此從地球上看來其他行星的運轉軌道也和太陽一樣，沿著黃道的十三個星座運行。圖五為 2007 年火星在天球上運行的軌跡圖，我們可以注意到今年大多數的時間裡，火星是沿著黃道星座在天空中由西向東順行，11/16 是火星留的時間，之後則是由東向西逆行的。在 11 月時不妨自己觀察一下火星在天空中的運動，是不是和圖五預測的一樣呢？
看完了以上的介紹之後，你是不是更了解行星的運動了呢？你可以在台北市立天文科學教育館網站（http://www.tam.gov.tw）的「天象資料」處下載當月的天象和星空導覽，裡面會介紹每個月的行星動態，或者是在「日月行星現象」中有更詳細的行星預報，內有像圖五那樣的行星在天球上運行的軌跡圖，不妨按圖索驥，每天觀察行星的運動，也是很有趣的喔！
註一：黃道上除了我們一般常聽見的十二星座外，在天蝎座和人馬座之間其實還有一個蛇夫座喔！
註二：國際天文學聯合會（IAU；International Astronomical Union）已於 2006 年8 月 24 日做出決議，將冥王星從行星的行列中降級，歸類為「矮行星」；關於矮行星的定義請參考台北市立天文科學教育館的網站。
註三：根據刻卜勒的行星運動第三定律，行星到太陽的平均距離的立方與它們公轉周期的平方成正比；簡單地說，離太陽越近的行星，繞太陽運轉的速度越快，離太陽越遠的行星，繞太陽運轉的速度則越慢。
參考資料：
天文年鑑，臺北市立天文科學教育館編輯出版
臺北市立天文科學教育館網站 http://www.tam.gov.tw
內行星與外行星
太陽系的八大行星（註二）除了地球以外，可以以它們運行的軌道與太陽距離的遠近分成兩類：「內行星」（inferior planets）與「外行星」（superior planets）。顧名思義，內行星指的是其運行軌道比地球還靠近太陽的行星，只有水星和金星兩顆；外行星則是其運行軌道較地球遠離太陽的行星，包含有火星、木星、土星、天王星和海王星五顆行星（圖一）。
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圖片來源：香港天文台 http://www.weather.gov.hk
圖一：太陽系的內行星（水星和金星）和外行星（火星、木星、土星、天王星和
海王星），它們都和地球一樣由西向東繞著太陽公轉。
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內行星的運行軌道
行星在天空中運動時，與地球的相對關係有幾個特殊的位置。當行星和太陽在同一個方向時稱為「合」，此時是最不適合觀測的時間；遠離地球的合稱為稱為「上合」或「外合」，即當內行星運行到地球－太陽連線的延伸，形成「地球－太陽－行星」這樣的排列時；而接近地球的合稱為「下合」或「內合」，即當內行星運行到與太陽與地球位置的中間，形成「太陽－行星－地球」這樣的排列時。
下合的時候若三者接近一直線（由於內行星的公轉軌道與地球的公轉軌道有幾度的夾角，這種狀況並不會每一次下合時都發生），看起來就會像是一個小黑點由太陽的盤面上經過，這種現象稱為「行星凌日」。去年（2006年）的11月9日曾經發生過一次水星凌日，下一次則是會發生在2016年5月9日，但台灣地區不可見，下次臺灣可見的水星凌日則是要等到2032年的11月13日了。上一次發生金星凌日則是在2004年6月8日，如果你錯過了，相隔8年後的2012年6月6日會發生下一次的金星凌日，可千萬不能錯過喔，因為再下一次可是要等到2117年了。
當內行星與太陽有著最大的夾角，也就是內行星、太陽和地球的位置形成一以內行星處為直角的直角三角形，此時稱為「大距」，在太陽東側出現的稱為「東大距」，在太陽西側出現的稱為「西大距」，在大距的前後是最適合觀測水星與金星的時機。 由於內行星在不同的位置時，受太陽照射的半球所面對我們的角度不同，所以我們看到的內行星會像月亮一樣有盈虧的變化，在下合時是新月，上合時是滿月，而大距時則是呈現半圓形的弦月狀。金星將在今年（2007 年）的 10 月 28日達到西大距，你可以用望遠鏡觀察一下，金星是不是弦月形的呢？（圖二） 因為內行星和太陽在角度上總是相距不遠，因此我們往往只能在日出前的東方或日落後的西方看到它們，古代人甚至因此以為出現在東方和西方的是兩顆不同的星呢，所以詩經小雅裡有這麼一句話：「東有啟明，西有長庚」，就是在描述金星喔！
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圖片來源：臺北市立天文科學教育館 http://www.tam.gov.tw
圖二：內行星軌道與地球相對位置示意圖
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公轉軌道在地球外側的外行星則只會發生「外合」的現象，簡稱為「合」，也就是當外行星運行到與太陽同樣的方向，形成「行星－太陽－地球」這樣的排列時；而當它在天空中出現在與太陽相反的方向，形成「太陽－地球－行星」這樣的排列時，此時稱為「衝」，衝的前後是最適宜觀測外行星的時間，今年（2007年）的火星衝發生在 12 月 25 日，屆時不妨以望遠鏡觀察一下火星。當外行星的位置恰與地球和太陽形成一以地球處為直角的直角三角形時，此時稱為「方照」，在太陽東側出現的稱為「東方照」，在太陽西側出現的稱為「西方照」。（圖三）從圖三你也可以看到，從地球觀察外行星時，我們總是會看到它們受太陽所照射的半球，因此外行星並不像內行星那樣會有盈虧的變化。
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圖片來源：臺北市立天文科學教育館 http://www.tam.gov.tw
圖三：外行星軌道與地球相對位置示意圖
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由於太陽系的其他行星都和我們地球一樣，是由西向東繞著太陽公轉，因此大部分的時候，我們從地球上看行星的移動的方向會和我們公轉的方向相同，都是由「西」向「東」移動的，這樣的現象稱為「順行」；但是越靠近太陽的行星運轉速度越快（註三），所以內側的行星會不停的趕上外側的行星，好像超車一樣，在我們地球超車經過外行星或是內行星超車經過我們的前後，我們看行星的運動會是由「東」向「西」移動的，這樣的現象稱為「逆行」（想像一下，當你超車的前後，是不是會覺得旁邊的車看起來好像是在往後移動一樣呢？）；而在順行和逆行變換間，行星看來好像是停留在天球中不動，此時稱為「留」。圖四以火星為例，畫出了火星在天空中的視運動，你可以找出什麼時候火星是「順行」？什麼時候是「逆行」？「留」又發生在哪一點呢？
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圖片來源：香港太空館 http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/
圖四：火星的順行、逆行和留
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由於其他行星的公轉軌道和地球的公轉軌道（黃道）幾乎都在同一個平面上，因此從地球上看來其他行星的運轉軌道也和太陽一樣，沿著黃道的十三個星座運行。圖五為 2007 年火星在天球上運行的軌跡圖，我們可以注意到今年大多數的時間裡，火星是沿著黃道星座在天空中由西向東順行，11/16 是火星留的時間，之後則是由東向西逆行的。在 11 月時不妨自己觀察一下火星在天空中的運動，是不是和圖五預測的一樣呢？
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圖片來源：台北市立天文科學教育館 http://www.tam.gov.tw
圖五：2007 年火星在天球上運行的軌跡圖
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看完了以上的介紹之後，你是不是更了解行星的運動了呢？你可以在台北市立天文科學教育館網站（http://www.tam.gov.tw）的「天象資料」處下載當月的天象和星空導覽，裡面會介紹每個月的行星動態，或者是在「日月行星現象」中有更詳細的行星預報，內有像圖五那樣的行星在天球上運行的軌跡圖，不妨按圖索驥，每天觀察行星的運動，也是很有趣的喔！
註一：黃道上除了我們一般常聽見的十二星座外，在天蝎座和人馬座之間其實還有一個蛇夫座喔！
註二：國際天文學聯合會（IAU；International Astronomical Union）已於 2006 年8 月 24 日做出決議，將冥王星從行星的行列中降級，歸類為「矮行星」；關於矮行星的定義請參考台北市立天文科學教育館的網站。
註三：根據刻卜勒的行星運動第三定律，行星到太陽的平均距離的立方與它們公轉周期的平方成正比；簡單地說，離太陽越近的行星，繞太陽運轉的速度越快，離太陽越遠的行星，繞太陽運轉的速度則越慢。
參考資料：
天文年鑑，臺北市立天文科學教育館編輯出版
臺北市立天文科學教育館網站 http://www.tam.gov.tw
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