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哈雷彗星

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1P/Halley
哈雷彗星的彩色影像，顯示平直的飛向左邊的天空。
發現
發現者愛德蒙·哈雷（英國，辨識出其週期性）
軌道參數
曆元 2449400.5
（1994年2月17日）
遠日點35.1 AU
（2023年12月9日）
近日點0.586 AU
上次通過近日點：1986年2月9日
下次通過近日點：2061年7月28日
半長軸17.8 AU
離心率0.967
軌道週期75.3 a[1]
軌道傾角162.3°
物理特徵
大小15×8km，11 km（平均）
質量2.2×1014 kg
平均密度0.6（估計的範圍在0.2至1.5g/cm3[2])
~0.002 公里/秒
恆星週期2.2 d（52.8 h，?）[3]
反照率0.04[4]
視星等28.2（2003年）

哈雷彗星（正式名稱為1P/Halley）是有名的短周期彗星，每隔75-76年就能從地球上被觀測到[5]，亦是唯一能用肉眼直接從地球看到的短週期彗星，人的一生中可能經歷兩次其來訪。其他能以肉眼觀察到的彗星可能會更壯觀和美麗，但可能要數千年才會出現一次，由此可知是長週期彗星。

至少在西元前240年，或在更早的西元前466年，哈雷彗星返回內太陽系就已經由天文學家觀測和記錄到[6]。在華夏、巴比倫和中世紀的歐洲都有這顆彗星出現的清楚記錄，但是當時的觀測者並不知道這是同一顆彗星的再出現。英國天文學家愛德蒙·哈雷最先使用開普勒第三定律估算出他的週期，1758-1759年彗星再次來臨的時候，這顆彗星被命名為哈雷彗星，以紀念哈雷的工作。哈雷彗星上一次回歸在1986年，而下一次回歸將大約在2061年[7]。

1986年哈雷彗星回歸時，人類第一次用太空船詳細觀察彗星，得到了第一手的彗核結構與彗髮和彗尾形成機制的資料。這些觀測支持一些彗星結構的假設，如弗雷德·惠普的「髒雪球」模型比較正確地預測了哈雷彗星是揮發性冰——水、二氧化碳、和氨－和宇宙塵埃的混合物。資料使科學家建立了更準確的模型運算端；例如，哈雷彗星的表面大部分是宇宙塵埃，沒有揮發性物質，並且只有一小部分是冰。

軌道計算

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哈雷是第一顆被確認的周期彗星。文藝復興之前，多數哲學家認定彗星的本質是地球大氣中的一種擾動，如亞里士多德所論述的。第谷在1577年推翻這種想法，他以視差的測量顯示彗星必須比月球更遠。許多人依然不認同彗星軌道是繞着太陽，並且假定它們在太陽系內的路徑是遵循直線行進的[8]。

1687年，艾薩克·牛頓發表了它的《自然哲學的數學原理》，介紹引力和運動的規律。雖然他懷疑在1680年和1681年相繼出現的兩顆彗星是掠過太陽之前和之後的彗星（1680年大彗星，後來發現他是正確的），但因為他的工作還未完成[9]，因此未將彗星放入他的模型中。牛頓的朋友愛德蒙·哈雷在1705年發表《彗星天文學論說》（Synopsis of the Astronomy of Comets），使用牛頓運動定律計算木星和土星的引力對彗星軌道的影響[10]。他檢視歷史的紀錄後，發現1682年出現的這顆彗星與1531年彼得魯斯·阿皮亞努斯、1607年開普勒觀測的彗星的軌道要素幾乎相同[10]。因此哈雷推斷這三顆彗星是同一顆彗星，週期在75-76年之間。在粗略的估計行星引力對彗星攝動後，預測這顆彗星在1758年將會再接近地球[11]。

雖然直到1758年12月25日，這顆彗星才被德國的一位農夫和業餘天文學家約翰·格奧爾格·帕利奇觀測到，哈雷的預測是正確的。它受到木星和土星攝動延遲的影響618天，直到1759年3月13日才通過近日點[12]。在彗星回歸之前，攝動效應就已經被三位法國數學家亞歷克西·克洛德·克萊羅、熱羅姆·拉朗德和妮科爾-雷娜·勒波特組成的小組計算出[13]，他們認爲彗星會在4月13日回歸（計算誤差一個月）。[14]哈雷於1742年逝世，未能活着看見這顆彗星的回歸[15]。彗星回歸的確認，首度證實了除了行星之外，還有其他的天體繞着太陽公轉。這也是牛頓天體物理學最早成功的預測。1759年，法國天文學家尼古拉·路易·拉卡伊將這顆彗星命名為「哈雷彗星」，以紀念愛德蒙·哈雷的工作。

一世紀的猶太天文學家可能已經認為哈雷彗星會週期性出現[16]。提出這理論是注意到在一篇猶太法典的短文中[17]提到：「有一顆星隔70年出現一次，會使船長發生錯誤」 [18]。

哈雷彗星的紀錄和聯想

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《史記》「始皇七年，彗星先出東方，見北方；五月見西方，十六日」
哈雷彗星的軌道，以藍色描繪，相對於以紅色描繪的木星、土星、天王星和海王星的軌道。
哈雷彗星的軌道（藍色）相對於外行星的軌道（紅色）

最先和最完備的哈雷彗星紀錄皆在中國；據朱文鑫考證：自秦始皇七年（前240年）至清宣統二年（1910年）共有29次記錄，並符合計算結果。

在歐洲，哈雷彗星的紀錄也十分詳盡，最早的紀錄在前11年，但哈雷彗星回歸與其他彗星一樣，被眾多迷信的居民聯想成稀罕的災星，與災禍聯繫在一起；1066年4月回歸時，英國剛好遇着諾曼第公爵王朝前的侵略戰爭，當時居民見到彗星高掛的恐懼情況被繪在貝葉掛毯上留傳後世。

1066年以前

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  • 前613年，《春秋》「秋七月，有星孛入於北斗」。
  • 前240年，《史記·始皇本紀》「始皇七年，彗星先出東方，見北方；五月見西方，十六日」。[1]（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 。
  • 前164年後半，巴比倫的粘土板有記錄。 前163年5月12日 漢文帝后元二年己卯正月壬寅《漢書·天文志》「天欃夕出西南」。
  • 前87年7月10日 漢昭帝始元二年《漢書·天文志》「孝昭始元中，漢宦者梁成恢及燕王候星者吳莫如，見蓬星出西方天市垣東門，行過河鼓，入營室中」
  • 前12年10月，《新約聖經》有伯利恆之星的說法。前12年10月9日漢成帝元延元年 《漢書·五行志》「元延元年七月辛未，有星孛於東井，踐五諸侯，出河戌北，率行軒轅太微，後六日度有餘，晨出東方；十三日，夕見西方，犯次妃，鋒炎再貫紫宮中；大火當後，達天河，除於后妃之域，南逝度，犯大角攝提，至天市而按節徐行，炎入市中，旬而後西去，五十六日與蒼龍俱伏。」
  • 66年2月20日漢明帝永平八年《後漢書·天文志》 「永平八年，六月壬午，長星出柳、張三十七度，犯軒轅，刺天船，凌太微，至上階，凡現五十六日去柳。」
  • 607年3月，日本書紀有記錄。[19]隋煬帝大業三年 607 3月18日 《隋書·天文志》

大業三年三月辛亥，長星見西方，竟天，干歷奎、婁，至角、亢而沒；至九月辛未，轉見南方，亦竟天，又干角、亢，頻掃太微、帝座，干犯列宿，唯不及參、井，經歲乃滅。

  • 684年10月，日本書紀（天武12年）有記録。1493年，歐洲《紐倫堡編年史》編撰者使用的資料來源之一記錄了這一事件[20]，包含事件發生8個世紀後的圖像。

《新唐書·天文志》記錄唐武帝后光宅元年九月丁丑，有星如半月，見於西方。

  • 837年3月22日，即唐文宗開成二年二月丙午。這是史上哈雷彗星距地球最近的一次[21][22]，距離僅僅0.03天文單位（320萬英里；510萬公里）。彗星的尾巴在天空中伸展了90度，亮度達到-3等。中國、日本、德國、拜占庭帝國和中東的天文學家都記錄下來這次回歸。皇帝虔誠者路易觀察到了這一現象，並致力於祈禱和懺悔，擔心「王國發生變化及一位王子的死訊傳開」[23]。

《舊唐書·天文志》 二年二月丙午夜，彗出東方，長七尺餘，在危初度，西指。戊申夜，危之西南，彗長七尺，芒耀愈猛，亦西指。癸丑夜，彗在危八度。庚申夜，在虛三度半。辛酉夜，彗長丈餘，直西行，稍南指，在虛一度半。壬戌夜，彗長二丈，其廣三尺，在女九度。癸亥夜，彗愈長廣，在女四度。三月甲子朔，其夜，彗長五丈，岐分兩尾，其一指氐，其一掩房，在鬥十度。丙寅夜，彗長六丈，尾無岐，北指，在亢七度。文宗召司天監硃子容問星變之由，子容曰：「彗主兵旱，或破四夷，古之占書也。然天道懸遠，唯陛下修政以抗之。」乃敕尚食，今後每日禦食料分為十日。其夜彗長五丈，闊五尺，卻西北行，東指。戊辰夜，彗長八丈有餘，西北行，東指，在張十四度。詔天下放繫囚，撤樂減膳，避正殿；先是，群臣拜章上徽號，宜並停。癸未夜，彗長三尺，出軒轅之右，東指，在張七度。

  • 989年9月，日本和中國皆有記録。這一年日本永延三年改元為永祚元年。宋太宗端拱二年 989 9月3日 《宋史·天文志》

端拱二年七月戊子，有彗出東井、積水西，青白色，光芒漸長，晨見東北，旬日，夕見西北，歷右攝提，凡三十日，至亢沒。

1066年

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貝葉掛毯上描繪的哈雷彗星

1066年，彗星在英國出現，並被認為是一種預兆：同年晚些時候，英國哈羅德二世在黑斯廷斯戰役中陣亡，征服者威廉奪取王位。這顆彗星出現在貝葉掛毯上，並在標題中被描述為一顆恆星。該時期倖存的記載將其描述為金星大小的四倍，並且發出相當於月球四分之一的光芒。哈雷當時距離地球不到0.1個天文單位[22]，亮度達到-1等。

1145年–1378年

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  • 1145年4月，日本天養二年改元為久安元年。宋高宗紹興十五年 1145 4月18日 《宋史·天文志》

紹興十五年四月戊寅，彗星見東方。丙申復見於參度。五月丁巳，化為客星，其色青白。壬戌留守張，至六月丁亥乃銷。

  • 1301年10月，中國的《元史》中皆有記載。元成宗大德五年 1301 10月27日 《元史·天文志》

大德五年八月庚辰，彗出東井二十四度四十分，如南河大星，色白，長五尺，直西北，後經文昌、斗魁，南掃太陽，又掃北斗、天機、紫微垣、三公、貫索，星長丈余，至天市垣，巴蜀之東，梁楚之南，宋星上，長盈尺，凡四十六日而滅。

1456年

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1531年–1759年

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1835年回歸

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1835 年，E. J. 庫柏在愛爾蘭馬克里天文台使用口徑為 340 毫米（13.3 英寸）的巴黎考喬瓦透鏡望遠鏡繪製了哈雷彗星的草圖。

F.W. Bessel也畫了哈雷彗星的草圖[24]。1835年，天文學家在彗星出現期間觀察到的噴流促使弗里德里希·威廉·貝塞爾認為蒸發物質的噴射力可能足以顯著改變彗星的軌道[25]。

世界各地的著名天文學家從1835 年8 月開始進行觀測，其中包括多帕特天文台的斯特魯維和好望角進行觀測的約翰·赫歇爾爵士[26]。在美國，耶魯大學使用望遠鏡觀測彗星。新的觀測結果有助於證實這顆彗星的早期紀錄，包括1456年和1378年的回歸。

1835年8月31日，天文學家D. Olmstead和E. Loomis 在康涅狄格州耶魯大學首次報告了這顆彗星[27]。在加拿大紐芬蘭和魁北克也都有彗星觀測報告。1835年後期，來自各地的報道紛紛湧來，當時的加拿大報紙也經常對此進行報道。

天文攝影在1839年出現，因為攝影技術直到在1830年代才發明，故1835年回歸沒有拍攝記錄[28]。

哈雷彗星在1835年與1910年之間回歸週期只有74.42 年，這是已知的最短回歸週期之一，彗星在行星的影響下，回歸週期曾長達79年[29]。

1910年之回歸

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Black-and-white picture of the comet, its nucleus brilliant white, and its tail very prominent, moving up and to the right
哈雷彗星1910年回歸

直至1910年回歸時，部分民眾仍對哈雷彗星充滿恐懼。當時經算出來的結果顯示：過近日點後的哈雷彗星彗尾將掃過地球，有報紙故意誇大其恐怖性，稱彗尾中有毒氣會滲入大氣層，並毒死地球上大部份人，正如科學家所預料的，這種情況並未發生。不過，哈雷彗星的光譜分析發現了彗星的彗尾中含有氰（一種毒氣），這導致公眾擔心地球通過尾巴時會被氰毒化。不過，由於彗尾中的氰含量極少，擴散到大氣層後並不足以毒死人。[30][31]當時有些偏僻村落的人感到異常恐慌，報導稱中歐和東歐甚至有人因此自殺。

這次回歸開始，哈雷彗星有了照片和光譜紀錄；是次回歸最早在1909年9月11日被發現，當時彗星光度16等；1910年5月中旬直至月底的彗核亮度達2-3等，5月17日彗尾長達100度，往後更發展至140度之長。由於天文學家已預計5月20日地球經過哈雷彗星的彗尾（兩者相距只有0.15 AU），這樣引起包括氣象學研究人員對環境的監測。這段時間拍下的彗頭照片顯示彗頭複雜動蕩的結構，並且有暈狀和鳥冠狀的光芒，5月24日彗核中心分為兩個，各被拋物線狀物包圍；當年8月時為9等星，翌年1月時變為13～14等，那次回歸最後觀測紀錄是1911年6月16日。

1986年之回歸

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Halley's Comet, tail barely visible, against a background of stars with the Milky Way seen in the background
哈雷彗星1986年回歸

哈雷彗星1986年的回歸是人類有史以來作對它所作的最詳盡的一次觀測，儘管這次回歸它遠遠沒有以往回歸時那樣的明亮。假如沒有現代的觀測與分析工具，這一次回歸可能不被人們發現。

1982年10月16日美國帕洛馬山天文台5米反射望遠鏡以CCD率先捕捉到回歸途中的哈雷彗星，當時光度為24.2等，距離太陽11天文單位，即位於木星及土星之間，暫定名為1982I。

由於1910年觀測時沒有計劃，當時各天文台觀測方法和儀器上沒有互相連系，故沒有良好成果。為更有效協調全球觀測網絡，世界各天文台和天文愛好者之間聯合觀測。以美國噴氣推進實驗室為中心，由美國太空總署贊助，並經國際天文學聯會由22位天文學家組成委員會於1982年8月16日在希臘舉行的國際天文學聯合會第18次全體會議上正式成立「國際哈雷彗星觀測計劃」（International Halley Watch，IHW）。計劃有統一的觀測原則，出版規範觀測資料和方法，也考慮資料整理，因此使比較研究更容易。此計劃由1983年10月中旬開始直至1987年末，不間斷的對哈雷彗星觀測。

為了觀察哈雷彗星，當時參加這場國際哈雷彗星觀測計劃的國家所屬太空中心中，美國國家太空總署、前蘇聯太空局、歐洲太空總署以及日本宇宙空間研究所發射了七架宇宙探查器，其中由美國發射的ICE、歐洲發射的喬托號、日本發射的先驅號和彗星號以及前蘇聯發射的維加一號和二號，在天文迷中普遍被稱作「哈雷艦隊」。

1991年2月，南歐天文台以1.54米丹麥望遠鏡觀測到哈雷彗星的亮度突然從25等增亮至21.5等，並冒出20角秒（約20萬公里）的彗髮，這可能是受到一顆小行星的撞擊或者太陽耀斑的激波激發所致。

21世紀的觀測

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在20世紀最後一次在拍攝中發現哈雷彗星為1994年1月10日，以智利的3.58米新技術望遠鏡（New Technology Telescope）觀測。2003年3月6日，天文學家以南歐天文台三座8.2米VLT望遠鏡在長蛇座頭部再次拍到它（81張照片，共計九小時曝光），距地球27.26 AU（40.8億公里），光度28.2等；天文學家相信：以現時觀測技術，即使它在2023年過遠日點（35.3 AU）還要暗2.5倍之下，也可拍到其影像。

2061年之回歸

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哈雷彗星的下一次通過近日點發生在2061年7月28日，與1985-1986年回歸相比，這次觀測位置更好，因為彗星將與地球位於太陽系同一側[32]。屆時哈雷彗星最接近地球將是近日點後一天。預計當時亮度為視星等−0.3等，相較之下1986年亮度為僅為視星等2.1等[33] 。 2060年9月9日，哈雷彗星將經過木星0.98 AU（147,000,000公里）範圍內，然後在2061年8月20日經過金星0.0543 AU（8,120,000公里）範圍內。

2134年之回歸

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哈雷彗星將於2134年3月27日抵達近日點[34][35]。2134年5月7日，哈雷彗星將經過地球附近，距離0.092 天文單位（13,800,000 公里）[1]。屆時視星等預計為-2.0等[33]。

相關流星雨

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參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 JPL Small-Body Database Browser: 1P/Halley (11 January 1994 last obs). Jet Propulsion Laboratory. [13 October 2008]. （原始內容存檔於2019-01-11）. 
  2. ^ S. J. Peale. On the density of Halley's comet. Icarus. 1989, 82 (1): 36–49. Bibcode:1989Icar...82...36P. doi:10.1016/0019-1035（89）90021-3. densities obtained by this procedure are in reasonable agreement with intuitive expectations of densities near 1 g/cm3, the uncertainties in several parameters and assumptions expand the error bars so far as to make the constraints on the density uniformative ... suggestion that cometary nuclei tend to by very fluffy, ... should not yet be adopted as a paradigm of cometary physics. 
  3. ^ S. J. Peale, J. J. Lissauer. Rotation of Halley's Comet. Icarus. 1989, 79 (2): 396–430. Bibcode:1989Icar...79..396P. doi:10.1016/0019-1035(89)90085-7. 
  4. ^ R. R. Britt. Comet Borrelly Puzzle: Darkest Object in the Solar System. Space.com. 29 November 2001 [16 December 2008]. （原始內容存檔於2001-11-30）. 
  5. ^ G. W. Kronk. 1P/Halley. cometography.com. [13 October 2008]. （原始內容存檔於2018-10-15）. 
  6. ^ D. W. Graham and E. Hintz. An Ancient Greek Sighting of Halley's Comet?. Journal of Cosmology. July 2010 [18 September 2008]. （原始內容存檔於2010-10-17）. 
  7. ^ O. Ajiki and R. Baalke. Orbit Diagram (Java) of 1P/Halley. Jet Propulsion Laboratory Solar System Dynamics. [1 August 2008]. （原始內容存檔於2017-01-07）. 
  8. ^ Lancaster-Brown pp. 14, 25
  9. ^ Lancaster-Brown p. 35
  10. ^ 10.0 10.1 Lancaster-Brown p. 76
  11. ^ Lancaster-Brown p. 78
  12. ^ Lancaster-Brown p. 86
  13. ^ Lancaster-Brown pp. 84–85
  14. ^ Sagan and Druyan p. 74
  15. ^ Lancaster-Brown p. 80
  16. ^ S. Brodetsky, "Astronomy in the Babylonian Talmud", Jewish Review, 1911, p. 60.
  17. ^ Tractate Horioth page 10a
  18. ^ J. D. Rayner. A Jewish Understanding of the World. Berghahn Books. 1998: 10–11. ISBN 1-57181-973-8. 
  19. ^ 日本書紀天文言己録の信頼性 (PDF). [2007-07-19]. （原始內容 (PDF)存檔於2006-02-15）. 
  20. ^ Ridpath, Ian. The History Of Halley's Comet. [2024-04-16]. （原始內容存檔於2024-05-08）. 
  21. ^ 引用錯誤：沒有為名為Horizons837AD的參考文獻提供內容
  22. ^ 22.0 22.1 Yeomans, Donald Keith. Great Comets in History. Jet Propulsion Laboratory. 1998 [15 March 2007]. （原始內容存檔於2012-02-04）. 
  23. ^ Son of Charlemagne: A Contemporary Life of Louis the Pious. 由Cabaniss, Allen翻譯. Syracuse: Syracuse University Press. 1961: 113. ISBN 978-0-8156-2031-0. 
  24. ^ Comet Halley in 1835. Smithsonian National Air and Space Museum. [18 November 2019]. （原始內容存檔於2023-09-01）. 
  25. ^ Sagan, Carl; Druyan, Ann; Comet, p. 117
  26. ^ Lynn, W. T. Halley's Comet in 1835. The Observatory. 1909, 32: 175–177. Bibcode:1909Obs....32..175L. 
  27. ^ Smith, J. A. Halley's Comet: Canadian Observations and Reactions 1835–36 and 1910. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 1986, 80 (1): 1–15. Bibcode:1986JRASC..80....1S. 
  28. ^ The First Astronomy Photograph In History January 2, 1839. David Reneke | Space and Astronomy News - Space News, Astronomy News, Telescopes, Astrophotography, UFOs. [2019-10-29]. （原始內容存檔於30 October 2015）. 
  29. ^ In Depth | 1P/Halley. NASA Solar System Exploration. [2019-11-07]. （原始內容存檔於2023-09-20）. 
  30. ^ Comet's Poisonous Tail （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.
  31. ^ Halley's Comet 100 years ago （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.
  32. ^ Yeomans, Donald Keith; Rahe, Jürgen; Freitag, Ruth S. The History of Comet Halley. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 1986, 80: 70. Bibcode:1986JRASC..80...62Y. 
  33. ^ 33.0 33.1 Odenwald, Sten. When will Halley's Comet return?. NASA. [29 November 2009]. （原始內容存檔於6 August 2011）. 
  34. ^ 引用錯誤：沒有為名為Horizons2134的參考文獻提供內容
  35. ^ 引用錯誤：沒有為名為Kinoshita的參考文獻提供內容

參考文章、書目

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  • 《1680年的大彗星及約翰･佛萊始迪度》作者南政次，『天文通訊』第34巻207號（1986年）台北市立圓山天文台出版
  • 《哈雷彗星觀測手冊》王德昌等編著，紫金山天文台編輯，四川科學技術出版社1985年10月初版。書號：13298.58
  • 《天文考古錄》P.59─80，朱文鑫著，商務印書館1933年1月初版
  • 《International Halley Watch Amateur Observers' Manual for Scientific Comet Studies

, Sky Publishing Corporation（November 1, 1983）, ISBN 978-0-933346-40-6

外部連結

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