2011年8月1日 星期一

臺北星空53期_視聽之旅:巴塔哥尼亞恐龍

  「巴塔哥尼亞恐龍」(Dinosaurs: Giants of Patagonia)將帶領觀眾一起回到六千五百萬年前的巴塔哥尼亞-那兒是阿根廷南美大陸的一大片廣闊區域。那時,人類還沒有出現,恐龍主宰了地球。目前已發現最早的恐龍就來自這兒,並迅速散佈到全球。古生物學家還在巴塔哥尼亞找到迄今最大的恐龍-阿根廷龍,這種四足長頸草食恐龍成年後將長到40米長,就像14頭大象串在一起一樣長,比當今最大的動物-海洋裡的藍須鯨還要大。

  這裡還有兇猛肉食恐龍中最早出現的巨獸龍,最大的草食恐龍和最大的肉食恐龍幾乎在一個歷史時期,活躍於巴塔哥尼亞。遠古地球的廣闊原野究竟是如何產生阿根廷大恐龍?我們對恐龍仍然知之甚少,古生物學研究也才剛開始揭開恐龍世界的神奇面紗。

  到目前為止,人類只發現了大約700種恐龍。恐龍王國延續了一億八千萬年,是否還有更多等待我們去探索?在所有的發現中,百分之十的恐龍是在阿根廷發現的,而且大都發生在最近30年。隨著科技的進步,我們對恐龍的認識日新月異。在歷史的長河中,不計其數的物種消失了,沒有留下任何痕跡。由於消失的東西太多了,你可以讓你的想像力自由翱翔。一億年前的恐龍留下了原本隨風而逝的腳印,然而化石使這些腳印成為了永遠。這些恐龍遺留下來的痕跡可以告訴我們許多細節,如牠們的體積和奔跑速度,是兩條腿走路還是四條腿走路。是單騎,還是結隊。牠們在遊逛,還是在捕獵,或者是在被追殺。歲月如梭,百萬年似乎一瞬間。

  古大陸不斷漂移,地球開始接近今天的面貌。新的物種誕生、進化,老物種消失,大自然從不停止變化。有好幾個可能導致恐龍的消亡的原因。哺乳動物越長越大,更具有生存競爭的能力。原本漂移隔絕的大陸板塊接觸在一起,新的敵手出現,新的疾病散播。在恐龍時代結束前的五百萬年,火山活動相當頻繁,氣候變得越來越冷,在很多地方,空氣根本無法呼吸,植被遭到酸雨毀壞,充滿火山灰的昏暗天空更將恐龍的綠色食物摧殘殆盡。

  一顆大如聖母峰的巨大彗星,撞擊了今天墨西哥的尤卡坦半島,北美和南美大陸所有的森林都被大火夷盡。已經百般遭難的恐龍遭受致命打擊,在轉瞬間成為了歷史!你可能很難想像哺乳動物是如何與巨大的恐龍一同進化,但如果恐龍沒有消亡,也許今天的我們也就不會存在。反過來說,在空中遨翔的鳥兒,可是恐龍留下最矯健、最美麗的遺傳!

  片中古生物學家現身說法:每一個新的發現,無論大小都同樣重要!他還說:通往發現的路程與發現本身有著一樣的價值;有時候,最大的發現並不是已經掌握在手中的東西。

  天文館立體劇場透過數位高畫質3D放映設備,活躍於眼前的逼真立體視覺,配合上臨場感震撼的音響效果,讓你與恐龍共遊六千五百萬年前的巴塔哥尼亞,這兒還有更多的發現等待著我們!

文 / 胡佳伶(現任職於臺北市立天文科學教育館)
轉載自臺北天文館 臺北星空 53期(pdf檔

2011年5月1日 星期日

臺北星空52期_我的天文研究:訪周翊教授-數理基礎莫輕忽,穩紮穩打研究路

求學歷程

  在小學高年級到中學的這段期間,部分課程開始需要運用邏輯思考,讓我逐漸對科學產生了興趣。就讀師大附中時,因高中物理課程用到的數學工具並不多,且那時候還蠻怕數學的,所以都是勉強過關。直到大學念清華物理系,才發覺數學與物理關係密切,便在暑假自修微積分,慢慢打起了數學和物理的基礎。我在大學的時候了解到學好物理的重要性,於是物理系開的課幾乎都修。當時受到丁肇中等人在1976年獲得諾貝爾獎的影響,對基本粒子物理蠻有興趣,認為粒子物理是最重要的物理,”theoryof everything”。雖然那時候比較流行固態物理及超導,但覺得自己對動手實驗不太在行,因而想做理論物理,可是那時候做理論的老師覺得這行發展有限,並不太鼓勵年輕人從事理論物理。因此當時的我還很迷惘,不確定到底要做理論還是實驗。

  我本來就有出國攻讀研究所的打算,不過一直到大三都還沒有跟老師做過專題,覺得要有研究經驗再出國比較好,所以決定先在臺灣念研究所。剛好看到倪維斗教授在徵人,唯一的條件就是要有耐心,而且倪教授在理論物理的研究相當傑出,正開始要往重力實驗發展,於是我就進了倪老師的實驗室當研究生。

  當時我們做的實驗是要測量太陽的重力對實驗裝置產生的力矩,以驗證等效原理。那時候還沒有很好的避震桌,要用沙子來減少震動,但為了避開磁場的影響,所以必須要把沙子裡的鐵吸出來,剛開始就吸了一個暑假的沙子。後來逐漸進入狀況,從倪老師與學長那邊了解到實驗的重要性,也盡量嘗試著將大學課堂上學到的知識,應用在理解發展整個實驗與後續之數據分析上,最重要的是了解究竟什麼是科學研究。

  碩士畢業當完兵後,在五專一邊兼課教物理賺生活費,一邊準備申請學校,也考上了公費留學考試。我申請了二十幾家學校,獲得其中三家的入學許可,但之前的迷惘還是沒有解決,依然不知道自己到底要做什麼,即便對粒子物理有興趣,但做理論的老師勸我不要做理論,因為理論和實驗的差距已經很大,所以我選擇進入哈佛大學往粒子物理實驗發展。當時參與了一個在紐約中部康乃爾的高能團隊,但加入了之後發覺跟想像差異很大,高能實驗的陣容龐大,一個團隊有兩百多人,自覺發揮空間有限,後來便離開了。正在茫然時,恰巧我博士班的指導老師是天文系的教授,想找物理系的學生幫他做儀器,並且希望這個學生對高能實驗有興趣。那時候的我其實希望趕快定下來展開研究工作,就這樣跨入了天文的領域,剛開始也因為對天文還不太熟悉,著實經歷了一段蠻辛苦的時間。做儀器很不容易發表期刊論文,所以指導教授給了我兩個純天文的題目,到現在都還是我的研究主題-這是因為從事了X光雙星的研究之後,覺得很有興趣,並從中獲得了成就感,於是就一直往下鑽研下去。我們做的儀器是一個放在氣球上的X光望遠鏡,在博士生涯去了七次新墨西哥州放氣球,成功了三次。此外,我的工作還包含了儀器的後續進展、分析軟體、資料分析,到我畢業以後,這部望遠鏡也正式退休,在我離開美國前一個月,送著它進倉庫裡。

  博士畢業之後開始找工作,我拿的J1簽證,可以留在美國一年半做practical training,實際應用所學。那時候跟指導教授商量,希望留在他那邊做博士後研究,不過他說博士後需做三四年左右才比較可能有點結果出來。另外一方面,我希望做科學的計畫,但他比較看重我對儀器的經驗,最終沒有談攏。於是我就寫信給在清華的指導教授,倪老師很大方地說他有博士後的位置,叫我先回來再說。

  九月回台灣之後,先在倪老師那當博士後,也一邊找工作。在那邊先把我之前的論文完成,也指導研究生利用X光波段的天文資料做研究。那時候物理系徵人很多都要有光電、奈米專長,我只投了成大物理、清華天文、中央天文這三所學校。投中央的時候很有趣,之前有到過中央演講,後來看到中央在徵人,趕快寄履歷給當時的所長陳文屏老師,過了幾天再看一下,發現是去年的告示,我就寫信給陳老師說不好意思,沒注意到那是去年的告示,請撤回我的申請。陳老師說不要緊、既來之則安之,又找了我來中央做一次演講,葉永烜老師、陳文屏老師都有再跟我談,隔年八月就加入中央大學。

目前做的天文研究

  目前的研究著重於X光雙星的光變行為,研究緻密天體(包含中子星與黑洞)、吸積雙星與吸積盤動力學等天文物理現象。X光雙星中的主星—中子星或黑洞—是大質量恆星演化的終點,對 X 光雙星系統的深入研究,可以讓我們對恆星演化末期的特性有更進一步的了解。

  在中子星方面的研究,除了脈衝星外,探討以中子星為主星的X光雙星也是重要的研究手段,天文學家可藉由雙星軌道與吸積盤的運行、X光雙星中的波霎現象、X 光爆發與準週期振盪等現像,來研究中子星的性質與演化。

  在黑洞方面的研究,由於黑洞本身不會發出可觀測的電磁輻射,因此我們必須觀察吸積現象所引發出的輻射才能瞭解黑洞性質,X光雙星是目前唯一可用來觀測恆星質量大小黑洞的天體。研究吸積盤運動與雙星之間的關係,可以對緻密星體有更進一步的認知,此外,X光雙星擁有實驗室無法製造的環境,如極大重力場、極強磁場(中子星,108–1013G) 與極高溫(> 106K),可成為研究基本物理定律(如廣義相對論等)的重要工具。

  現在下載archive data已經相當容易,因此我們可以利用最新的觀測資料做研究。X光雙星的光變有的非常快,甚至小於一個毫秒,可以說是所有天文現象中最快的光變,但時間尺度也可以很長,不同的時間尺度代表了不同的物理機制。另外羿豪也幫我們開拓了另一個方向,利用光譜的擬合分析去做一些分析研究。

對想念天文所碩班或博班學生的建議

  要將數學和物理的基礎打好,這些基本知識會在不經意時發揮功用。比如說我的碩士研究是做重力實驗,好像根本用不著學電動力學。我們的實驗裝置是根據前人的經驗呈三角形對稱的設計,那時候學長就說這樣會讓重力的力矩效應降到八極以下,八極我聽得懂,根據電動力學的概念,偶極、四極、八極的potential和距離的關係,分別是和距離的二次方、三次方、四次方成反比。當降到八極時,potential受距離的影響已經很小了,但我卻不知道為什麼這樣配置就會降到八極以下?但因為我有學過電動力學,我可以自己證明!我不只是know how,我還證明了這句話沒有錯。類似的一個例子,當時這個裝置是由做光學的施宙聰教授設計,雷射光打進來,把CCD擺在凸透鏡的焦點,就可以由偏移測量出角度。但同樣的問題又來了,為什麼要這麼做?我利用幾何光學學過的ray-tracing matrix,就可以導出來的確是這樣沒錯。另一個例子是念博士班的時候要設計一個電路,必須要先做些計算模擬,把電路解出來,最後用到的方法就是數學學到的Green’s function來解微分方程,將它應用到數值模擬上,最後加上可能的noise,預測其response與進一步改善其系統,雖然這些東西在某些人看起來沒甚麼,但我卻做得很有興趣,因為我是完全從我了解的知識出發,因此能掌握所有的細節過程。

  現在學的基礎知識,雖然好像對目前的研究看起來沒什麼用,但當你遇到困難,就會需要這些基礎知識發揮作用。做天文可能稍微不一樣,如果你是在做物理的實驗室,你會發現你一天到晚在做的好像不是物理,像我那時候就是在fighting with noise,我的電路裡有noise會影響讀出,一搞就搞掉半年八個月,那時候就會覺得自己物理學的量子力學、電動力學,全都使不上力。其實這些都是做研究必經的訓練過程,碰到困難要想辦法解決,並不是說一開始做研究就要做大學問,就像學剪頭髮,也是要從學徒慢慢做起,先磨刀燒水,看師傅怎麼剪頭髮,過了好幾年才能出師,做研究也是類似的道理。

  一句話裡面所隱藏的意義,有著不同基礎的人會有不同的感受。例如剛剛那句「這樣的設計可以讓力矩效應降到八極以下」,完全沒有學過的人只能覆誦這句話,並不懂這句話的妙處在哪;有背景的人就聽得懂這句話背後的內涵,或者是更進一步的證明。我現在常聽到「大家都認為是這樣…」,就繼續跟著前人的方法做,你只是know how,you don’t know why。就算以後有了好的工具可以改進流程,你也不知道要怎麼做。如果你具備基礎的知識,便能藉由理性批判的過程,對整個物理和處理的流程有了很深的認識,這樣才有發展的空間。

  我開的課「資料分析」,從來不講任何一個套裝軟體,因為這些套裝軟體都會過時。我教的是基本的原理,比如你做curve fitting,為什麼要這樣做,會引發什麼樣的結論,大家會用 什麼表示方法,會隱含什麼意義,背後都有一套很深的理論。基礎的東西可能沒那麼簡單,學起來又蠻痛苦的,但是卻很重要。像我念博士班的labmate是天文所的,他們也修物理系開的電動力學、量子力學,有的時候這些課不光只是知識,而是要給你一些想像、思考、解決問題的訓練。

對碩班及博班的期待

  用寫字來做個比喻,碩士班就像教小孩寫字,我們會寫好讓他照著描,如果不行的話爸媽會拉著你的手寫;我會看著你的工作進展,不行的時候會插手進來,讓你走到正確的方向。博士班的話,就是告訴你方向在那邊,你得要自己找路,我只是在旁邊看著,非不得以不講話;就像你寫字,我只是就看著你寫,寫不好我就告訴你這裡寫不好,不再給示範。博士班畢業後,就是要自己去找方向。

對出國念博士班的建議

  每個人的家庭因素、經濟因素等情況不太一樣,各有各的好處。在國內念的好處是可以繼續原本做的研究,如果表現傑出,在本土學術界的人脈會是很好的延續。現在不少很好的國立大學,也有本土的博士拿到教職。但你也必須很努力,爭取國際的能見度,一旦你有發表論文,跟你研究領域相近的人很快就會來跟你討論。但整體來說國內的資源還是稍嫌不足,國內對學生蠻保護的,在同樣的一個環境待久了,也會比較怠惰。去國外念可以接觸到比較好的環境,你的老師會是世界一流的研究學者,你的同學是來自世界各地的精英,可以知道頂尖的研究,並從中學習。當然這也要經過很多關卡,像是在出國之前,必須把語言能力提升到一個程度,剛開始可能會比較辛苦,要適應當地的氣候、文化、做人做事的方法等等。

中央天文所的優勢與未來期望

  中央天文所有優秀的傳統,在一般社會大眾的心裡有比較深刻的印象,現在其他大學也都紛紛成立天文所,有些學生會覺得選校比選系更重要,而其他學校在學生心目中的地位比較好,因此中央天文所也面臨了挑戰。但這是良性的競爭,我們要更努力、做的更好。目前所裡面接了一些大型計畫,藉由這些大型計畫,我們把中央天文所在國際的能見度更加發揚,擴大天文在台灣的研究基礎,培養許多的人才,也希望這些學生可以繼續在學術領域發揮所長,這也是我們努力的方向。

中央天文所對天文推廣教育扮演的角色

  世界頂尖的研究機構像是CfA(HavardSmithsonia Center for Astrophysics)、大型的天文台,也都有在做推廣教育,這是責無旁貸的,像中研院天文所現在也有專人在負責。中央天文所過去也一直有在做天文推廣教育,未來也會繼續。但我希望能夠做到,讓社會知道中央天文所是有尖端研究的,而不是只是單純地散播課本的知識,或是當有科學新聞出來了幫大家解釋。畢竟我們拿了國家社會不少資源,有責任要跟國人報告我們做了哪些研究,獲得了什麼成果,這樣將來社會才會對天文的發展更加支持。

擔任中央天文所所長一年半以來的感想

  所長是個服務性的工作,任務是要讓所上事務正常運行,雖然有權分配資源,但更要公平處理事情。我們的所比較小,因此老師們擔的責任也更多,幸運的是所裡的助理幫了很多的忙,老師們也能諒解行政工作不易之處。之前擔任大學物理系學會會長與哈佛大學同學會會長的經驗,也讓我學到「人和」很重要,要比較圓潤,事情才能做通。有些事情會有一定的困難存在,但要努力在現有的資源規範下,發揮最大的效能、推動事情的進展,對於這方面,就像我的研究與教學一樣,仍在學習中。

文 / 胡佳伶、蘇羿豪
胡佳伶:現任職於臺北市立天文科學教育館、國立中央天文所碩士班學生
蘇羿豪:國立中央天文所碩士班學生

轉載自臺北天文館 臺北星空 52期(pdf檔

2011年3月30日 星期三

L2L知識探索網天文速報_20110330_玫瑰色的恆星形成區

  這張影像中央的天體看來像是一片濺出的血花,但這其實是解離的氫離子,也就是所謂的電離氫區(HII regions),這裡有許多新恆星正在快速形成。NGC 371是一個被雲氣包圍的疏散星團,星團內的成員星全都從同一個電離氫區誕生,當恆星形成用盡了大部分的氫,留下來的就是星團中炙熱年輕的恆星和一層氫的雲氣。

  NGC 371位在小麥哲倫星系,這個距離銀河系僅二十萬光年遠的矮星系,包含了演化中各個階段的恆星-從像是NGC 371中明亮的年輕恆星,到死亡恆星爆發所產生的的超新星遺骸。NGC 371中活躍的年輕恆星發出大量的紫外線,點亮了周圍的雲氣,絢麗的光芒往各個方向延伸達數百光年。這幅影像是由歐南天文台的超大型望遠鏡(VLT)使用FORS1複合儀器所拍攝。

  疏散星團並不罕見,在我們的銀河系中就有上千個。NGC 371的特別之處在於它的變星數量超乎預期,天文學家也在這個星團裡發現了緩慢脈動的B型恆星,我們可以用星震學來研究這類特殊變星的內部結構。變星在天文學中扮演相當重要的角色,有些變星可以用來量測遙遠星系的距離以及宇宙的年齡。

Editor: JP

新聞來源:EurekAlert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-03/e-trg032811.php

2011年3月25日 星期五

L2L知識探索網天文速報_20110325_脫離黑洞魔掌的電子

  根據INTEGRAL(International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory之縮寫)伽瑪射線觀測衛星針對天鵝座X-1的最新觀測資料顯示,在物質落入黑洞魔掌前的最後幾毫秒,黑洞附近的強烈磁場可能會使物質的電子脫離。磁場會將這些電子導向其他方向,使它們藉由物質和輻射的強力噴流脫離黑洞。

  最關鍵的證據就是物質落入黑洞前的最後一剎那所放出的偏極化伽瑪射線,由於伽瑪射線只占黑洞所放出輻射的一小部份,研究人員必須累積這個天文衛星過去八年來的觀測資料,才能辨認出偏極化的輻射。

  雖然科學家們仍不確定噴流如何從黑洞兩極噴發出來,但這張相當於曝光超過500萬秒(超過兩個月)的最新影像顯示,天鵝座X-1附近的磁場可能是地球磁場的數十萬倍。

  這項研究發表在三月出版的「科學」(Science)期刊。

Editor: JP

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/03/scienceshot-black-holes-are-messy.html?ref=hp

2011年3月11日 星期五

L2L知識探索網天文速報_20110311_速逃星產生弓形震波

  這是由美國太空總署NASA的廣域紅外巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,簡稱WISE),觀測鹿豹座Alpha所得到的影像。鹿豹座Alpha在天空中的移動速度比其他恆星都來得更快,就像輛快速穿過塞車車陣中的摩托車一樣。影像中央的亮星就是這顆超巨星,在其中一邊還能看到弧形的雲氣與塵埃環繞。在這張影像中,天文學家把弓形震波所發出的紅外光轉換為紅色,好讓我們能夠看見。

  像這樣高速移動的恆星叫做「速逃星(runaway stars)」,我們還不太確定鹿豹座Alpha的距離及速度,只知道它距離我們約1600至6900光年,以每秒約680至4200公里的驚人速度移動。多次的觀測顯示,WISE相當適合拍攝速逃星造成的弓形震波,之前的例子有蛇夫座Zeta,御夫座AE及英仙座Xi。但鹿豹座Alpha更不一樣,它的速度驚人,如果一輛車以這樣的速度(每秒4200公里)橫越美國,從舊金山到紐約花不到一秒鐘!

  天文學家相信,速逃星的高速運動是因為伴星的超新星爆炸,或是與星團其他恆星的重力交互作用所造成。由於鹿豹座Alpha是顆超巨星,它吹出強烈的恆星風,恆星的高速移動加速了前方的恆星風,當較快速的恆星風撞上移動速度較慢的星際物質時,就產生了弓形震波。恆星風壓縮星際氣體及塵埃,使它們變熱並放出紅外線。鹿豹座Alpha的弓形震波無法以可見光觀測,但WISE的紅外線偵測器卻能拍攝到恆星周圍由加熱的氣體與塵埃所呈現出的美麗弧形!

Editor: JP

新聞來源:ScienceDaily
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/03/110311131624.htm

2011年3月9日 星期三

L2L知識探索網天文速報_20110309_最遙遠的成熟星系團

  「我們已經測量到了目前為止所發現最遙遠的星系團的距離」,這項研究的主要作者Raphael Gobat表示。「令人驚訝的是當我們仔細觀察這些星系團時,我們發現它看起來並不年輕,其中很多星系都已經呈現很穩定的狀態。並不像以往在早期宇宙中常見的、正在形成恆星的星系」

  星系團是宇宙中受重力束縛的最大結構,天文學家們認為,星系團的成長需要時間,所以大質量的星系團在宇宙初期相當少見。雖然我們看到越來越多的遙遠星系團,但它們看來都還處在年輕的形成階段,尚未成為穩定成熟的系統。

  一個國際天文學家團隊使用歐南天文台超大型望遠鏡(VLT)的高性能儀器:VIMOS可視複數天體光譜儀及FORS2減焦低頻光譜儀,測量由史匹哲太空望遠鏡所發現的一塊黯淡紅色團塊內的天體與我們之間的距離。這一群被稱之為CL J1449+0856的天體,具有遙遠星系團的全部特徵。結果顯示我們確實看到了在宇宙年齡30億年(現在年齡的四分之一)的星系團。

  這個團隊用哈柏太空望遠鏡及地面望遠鏡(包括VLT)仔細地觀察這個罕見遙遠天體裡的成員星系時,他們發現裡面大部分的星系都已經沒有恆星在形成,而是由年齡約10億年的恆星所組成。這個天體已經發展成熟,質量甚至與距離銀河系最近的室女座星系團類似。

  另外一個證據是歐洲太空總署XMM-Newton太空望遠鏡對CL J1449+0856的X射線觀測資料。X射線來自於散布在星系之間的高溫稀薄氣體,這些氣體往星系團的中心集中,這也是另一個成熟星系團的特徵-這些氣體因為星系團的重力而往中心聚集,太年輕的星系團則未有足夠的時間聚集這些高溫氣體。

  Gobat做了總結:「我們的結果顯示,成熟的星系團在宇宙年齡僅目前四分之一時就存在了。根據現有的理論,這樣的星系團非常罕見,我們非常幸運能夠目睹其一。但如果之後的觀測找到更多這樣的星系團,那我們對早期宇宙的認知可就需要進一步的修正。」

Editor: JP

新聞來源:EurekAlert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-03/e-tmd030711.php

2011年3月4日 星期五

L2L知識探索網天文速報_20110304_經過多次撞擊的火星隕石坑

  這是歐洲太空總署在3月4日所公開的火星高解析度影像,這個狹長的隕石坑可能是許多天體以非常傾斜的角度撞擊火星表面所造成。這個尚未命名的隕石坑位於火星南半球,長78公里,最寬的地方約25公里,深2公里。

  被撞擊的區域明顯覆蓋著兩層物質,表示這兒至少經過兩次撞擊,有可能是由一個完整天體的碎片所造成。隕石坑中有三個特別深的地方(在圖中以藍色顯示),且附近的另一個狹長隕石坑也有類似的排列,這更加支持了多次撞擊的說法。

  科學家在1980年代早期便提出,這種狹長的隕石坑可能是因為一個天體被扯碎,產生許多擁有相同軌道的碎片群所造成。1994年,休梅克-李維9號彗星的二十幾個碎片陸續撞上木星,證明了這種事件的確有可能發生。

Editor: JP

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/03/scienceshot-mars-crater-gouged-b.html?ref=hp

2011年3月3日 星期四

L2L知識探索網天文速報_20110303_繞行繪架座β的巨大行星

  「天文與天文物理」(Astronomy & Astrophysics)期刊發表了繞行著繪架座β的巨大行星-繪架座β-b的高角解析度觀測資料。繪架座β距離太陽63.4光年,是一顆只有1千2百萬年的年輕恆星,質量大約是太陽的1.75倍。眾所皆知,這顆星擁有延伸的環星盤結構,它也是在25年前第一顆被直接觀測到環星盤影像的恆星。2009年,天文學家觀測到在環星盤中有顆巨大的行星繞行恆星運轉,軌道半徑大約8-15天文單位,繪架座β-b也是目前為止我們拍攝到距離恆星最近的系外行星。這顆行星提供天文學家絕佳的機會得以研究行星形成的過程,特別是行星及環星盤的交互作用。

  一個國際天文團隊用「超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)」及「NaCo自適應光學系統」,在2.8微米波段觀測了繪架座β系統,他們再次偵測到行星並且與之前用4微米波段的觀測結果比較。結合了兩次的觀測資料,他們看到了行星繞行恆星旋轉,而分析了新的資料後,他們測量出行星質量約7-11個木星質量,有效溫度約攝氏1100-1700度。

  因為這個系統非常年輕,天文學家們可以從這次的新資料了解很多關於行星形成的資訊。繪架座β-b這顆行星還處於溫度相當高的狀態,這表示它還保留著大部分行星形成時所得到的熱量,假使它的形成方式與我們太陽系中的巨行星類似,那麼某些假設「行星會將吸積環星盤物質時所得到的熱量全部釋放」的模型,就無法解釋它的質量及溫度。

  之後天文學家將會使用「NaCo自適應光學系統」和超大望遠鏡的新一代儀器「SPHERE行星探測儀」對繪架座β-b進行觀測,這將會幫助我們更了解行星的大氣和軌道特性,以及它是如何影響周遭環星盤的進一步細節。

Editor: JP

新聞來源:ScienceDaily
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/03/110303111417.htm

2011年2月28日 星期一

L2L知識探索網天文速報_20110228_隕石帶來地球生命?!

  研究人員在含碳隕石中發現氨的蹤跡,他們推測隕石可能為早期地球帶來生命的重要成份。

  NASA上個月才剛發布隕石可能為地球帶來第一個左旋胺基酸的新聞。這篇發表在PNAS期刊的最新研究成果,又為隕石形塑地球生命的推論更添支持。

  這篇論文的作者-亞利桑那州立大學的教授Sandra Pizzarello等人表示,碳質球粒隕石是一種富含有機質的小行星隕石。「隕石和彗星自地球形成之初便開始撞擊地球,因此這些外來的天體,可能為地球生命的發生提供了必要的有機物質。」

  Renazzo(CR)這一類型的含碳隕石,含有豐富的可溶有機小分子,像是甘胺酸(Glycine)和丙胺酸(Alanine)。為了檢驗隕石中是否含有氨的成分,研究人員從從著名的CR2隕石 Grave Nunataks (GRA) 95229上採集粉末,放入高溫高壓的水中。他們發現粉末放出了氨,而氨正是胺基酸及DNA這些複雜生物分子的原始成份。

  當然,他們也分析了氨中的氮原子,確定這些氮原子同位素與地球現存者並不吻合,以排除氨是來自於實驗過程污染的可能性。過去科學家們一直亟欲尋找,觸發地球最初生物分子形成的氨,究竟來自於何處。現在,這群科學家宣稱-他們可能找到了!

  作者表示:「CR2隕石可能來自於宇宙中富含氨的地方,我們認為這些隕石為早期地球帶來的氨,促成了生命起源前的分子演化。」

Editor: JP

新聞來源:Universe Today
http://www.universetoday.com/83608/meteorites-may-have-delivered-first-ammonia-for-life-on-earth/#more-83608

2011年2月27日 星期日

L2L知識探索網天文速報_20110227_非球狀對稱的超新星爆發!

  在一般觀念裡,恆星是一團球狀對稱的發光氣體;即使在生命週期內經過許多激烈的演化過程,它應該始終保持著球狀對稱。甚至到了恆星的最終死亡階段:超新星爆發時,其爆發形狀都應該是近乎球狀對稱的。

  然而,Calar Alto天文台的最新發現顛覆了這樣的觀念!

不同種類的超新星

  超新星爆發是恆星在演化末期的劇烈爆炸。它的亮度十分驚人,能夠在宇宙中很遠的距離外看得到。超新星大致分為兩類:第一類超新星爆發被稱作「熱核型」超新星,是白矮星和其附近恆星的重力交互作用而造成的;另一類的超新星則被稱作「核塌縮型」或是「重力型」超新星,是大質量恆星演化至最終階段時產生的;這些大質量恆星在演化過程中耗盡了自身的燃料後,無法繼續產生向外的熱壓力以對抗向內塌縮的重力,於是整個系統無可避免更加劇烈地往中心塌縮,當核心無法承受向內塌縮的重力時,超新星爆發便產生了。

  現在讓我們將焦點放在「重力型」超新星的一種次分類,被稱為「IIn型」的超新星上。到目前為止天文學家只分析過三個IIn型超新星的形狀;但有趣的是,它們的形狀都是不對稱的!其中最新的研究,便是由F. Patat所率領的研究團隊,利用Calar Alto望遠鏡,在2010年11月所觀測的SN 2010jl超新星。

2010jl超新星觀測

  SN 2010jl超新星在2010的11月爆發。其所在的星系-UGC 5189A,是一個和鄰近星系有著強烈交互作用的不規則星系;星系間的交互作用會導致大量的恆星生成,而其中的大質量恆星在生命晚期,便會形成「重力型」的超新星爆發。UGC 5189A星系距離我們約有一億六千萬光年;換言之,雖然我們是在2010年的11月觀測到超新星,但實際上它在一億六千萬年前就已經爆發了。

  在望遠鏡的影像中,這次的超新星爆發看起來就像一個簡單、極小的點源,但是Patat的團隊利用一個名為「偏極光譜」的特殊技術,試著藉由超新星爆發的過程,去分析它的形狀。

  光在空間中是以波的的形式傳遞,你可以想像成是水波在傳遞時的模樣;但和水波不同的是,光波的振動方向是四面八方的。然而某些物理機制可以使光在某一個特定方向上的振動更強,這種光線我們稱之為「偏極光」。經由偏極光觀測,我們可以推測出光源的形狀在某些方向上較為明顯,也就是說,其形狀比較不「對稱」。研究團隊利用偏極光觀測SN 2010jl超新星,發現其爆發時所發出來的光就有著明顯的極化現象,此現象暗示著這個超新星有著明顯的不對稱性;其短長軸比小於0.7。

不對稱的原因是什麼呢?

  前面有提過,「重力型」超新星是大質量恆星演化末期的重力塌縮而造成的;在SN 2010jl超新星這個例子裡,原本的恆星據估計高達三十個太陽質量。這樣的大質量恆星在演化過程中會非常「狂野地」不斷消耗自身的燃料,向外不僅輻射出大量的能量,更會藉由恆星風的方式拋出物質,這些物質會在恆星四周堆積成一圈環星層。當超新星爆發的瞬間,爆出的熱氣體會撞上這層環星物質,所以超新星發出的光不僅來自爆炸時的熱氣體本身,也會有來自熱氣體和環星物質的撞擊表面發出的光。

  超新星SN 2010jl的不對稱爆發似乎要歸因於爆發物質和環星物質的交互作用;但是問題來了:到底是超新星爆發時本身就不對稱?還是對稱的爆發卻撞上了不對稱的環星物質層?在這邊要強調的是,不管是哪種可能性,爆發本身和環星層都是來自近乎球體的恆星。恆星本身的旋轉、恆星的磁場,毫無疑問地也扮演著極為重要的角色,但要證明它們是不是主要因素,我們還需要更進一步的研究才能知道結果。

Editor: ICC

新聞來源:
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/02/110224145803.htm

2011年2月24日 星期四

L2L知識探索網天文速報_20110224_正在形成的行星?

  一組國際天文學家團隊使用歐南天文台(ESO)的超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT),研究正處於形成行星系統早期階段的年輕恆星,其周圍短暫存在的盤狀物質。他們首次偵測到可能造成盤狀結構上環縫的伴星,將來進一步的觀測將有助於釐清:這個伴星究竟是行星或是棕矮星?

  行星是由年輕恆星周遭的盤狀物質所形成,但由盤狀結構過渡到行星系統的過程十分短暫,因此處在這個階段的天體並不常見。位在南天距離地球350光年的蝘蜓座T(T Chamaeleontis,T Cha)才剛形成不久,正好就處於此階段,它是顆與太陽差不多的黯淡恆星,年齡僅七百萬年。天文學家雖然曾在更成熟的盤狀結構發現行星,但截至目前為止,我們仍未在這種處於過渡階段的盤狀結構中,發現有行星正在形成的證據。

  本篇研究的作者Johan Olofsson表示,「先前的研究顯示蝘蜓座T是研究行星系統形成的絕佳天體。但由於距離太遙遠,我們得用上超大望遠鏡干涉儀(Very Large Telescope Interferometer,VLTI)的全力才能解析塵埃盤細節。」

  他們先是利用超大望遠鏡干涉儀和AMBER干涉光束混合器(Astronomical Multiple BEam Recombiner)對蝘蜓座T進行觀測,發現在距離恆星僅兩千萬公里處,有盤狀物質所形成的細窄塵埃環,在內側的圓盤之外,有一區域的塵埃被清空形成環縫,直到距恆星11億公里處,才又有向外延伸的外側圓盤。

  另一位作者Nuria Huelamo認為:「盤狀結構上的環縫是確鑿的證據,我們可能見證了一個伴星正在原行星盤中清出環縫的過程。」

  然而,要能夠找到接近恆星的黯淡伴星是一項艱鉅的挑戰,他們以一種稱為「sparse aperture masking」的全新技術,使用超大望遠鏡的NACO自適應光學系統,才成功地達成此項任務。經過仔細的分析,他們找到了天體位於環縫中的特徵。此天體距離恆星約十億公里,比木星與太陽的距離更遠,且位在環縫靠外側處。這是天文學家首次在年輕恆星周圍的塵埃盤環縫中,找到遠小於母恆星的天體。觀測證據顯示,這個天體並非正常的恆星,它有可能是塵埃環繞的棕矮星,或者-更令人興奮的-是顆才剛形成的行星!

Editor: JP

新聞來源:EurekAlert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-02/e-pfi022211.php

L2L知識探索網天文速報_20110224_共用軌道的兩顆行星

  一個前所未見的行星系統悄悄藏在克卜勒望遠鏡觀測得來的資料海中。此系統內有兩顆行星共用同一個公轉軌道。若這項發現最終獲得確認,可能將為以下理論提供佐證:地球曾與一顆火星尺寸的行星共享軌道,而此天體後來與地球碰撞導致月球的形成。

  這兩顆行星是編號「KOI-730」的四行星系統的一部分。它們以相同的軌道距離每9.8天繞著類太陽的母星公轉一周,其中之一在位置上領先另一顆約60度。若在其中一顆行星表面仰望夜空,所看到的另一個世界將一直保持光輝耀眼,從不變暗或變亮。

  重力上的「甜點」讓這奇觀變得可能。當一顆天體 (例如行星) 繞著質量大許多的天體 (例如恆星) 運行,這顆行星的公轉軌道上會有兩處拉格朗日點 (Lagrange point),使第三者可在此點上穩定地跟著運行。這兩處拉格朗日點就位於較小天體的前、後60度位置。舉例來說,在木星軌道上有群稱為「特洛伊小行星群」的傢伙就位在此兩點上。

  理論上,在新生恆星周圍的環星盤可以產生這種所謂「共用軌道」的行星,但在這次發現之前從來沒有觀測證據。美國航太總署艾姆斯研究中心 (Ames Research Center) 的科學家Jack Lissauer表示:「這樣的系統不尋常,這是我們目前唯一看到的案例。」Lissauer團隊描述KOI-730系統的論文已投稿至天文物理學報。

  普林斯頓大學的Richard Gott 及Edward Belbruno表示,我們可能在地球的自家後院找到相同現象的遺跡。月球被認為在太陽系誕生後五千萬年才形成,來自一顆火星尺寸的天體與地球碰撞的殘骸。電腦模擬顯示,這個暫且稱之為Theia的的天體,應該是在低速情況下與地球相撞。據Gott及Belbruno的推論,此條件只有當Theia源自地球軌道上的拉格朗日點位置方成立。Gott說,這項新觀測發現「顯示我們想像的場景確實可能發生」。

  KOI-730系統的共用軌道行星是否有天也將碰撞形成一顆「月球」呢?Gott說:「那一定精彩極了!」也許可能發生,但普林斯頓的Bob Vanderbei作的模擬顯示,這兩顆行星將會彼此牽制住,穩定地再繼續運行至少兩百二十二萬年。

Editor: HFH

新聞來源:NewScientist
http://www.newscientist.com/article/dn20160-two-planets-found-sharing-one-orbit.html

L2L知識探索網天文速報_20110224_行星形成的線索-消失的鉻元素

  地質學家的最新研究指出,在早期地球形成的過程中,有一些形式的鉻元素被分離出來並且沉入地球核心。這個發現在二月二十四日被刊登在科學(Science)期刊上,這篇論文的共同作者-加州大學戴維斯分校的尹慶朱(Qing-Zhu Yin)說:「這將幫助我們了解行星形成的早期階段。」

  尹慶朱等人利用特殊儀器精準地量測隕石中的鉻同位素,與地球的地殼岩石作比較,並使用高效能電腦模擬早期地球的環境。

  他們所研究的隕石稱為「球粒隕石(chondrites)」,這種隕石是45億年前太陽系形成時所留下的遺跡。鉻會幫綠祖母及紅寶石加上美麗的色彩,就像為金屬製品加上一層亮面防鏽的表面一樣。它有四種穩定無放射性的同位素,原子量分別為50、52、53、54。

  目前已知鉻的同位素在地函及地殼的含量相當稀少,這可能是因為這些元素揮發到太空中,或是在過去某段時間被吸入地核深處。

  藉由精準測量隕石上的鉻同位素,並與地球岩石及理論預測值比較之後,科學家們認為較輕的同位素會沉入地核。根據他們的推論,在消失的鉻元素中,有65%極有可能藏身地球核心。

  鉻與其他物質的分離應該發生在行星形成的早期階段,也許是在許多小天體合併形成地球,或是當地球比現在還小、依然處於熔融狀態的時期。

Editor: JP

新聞來源:EurekAlert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-02/uoc--mci022311.php

2011年2月22日 星期二

L2L知識探索網天文速報_20110222_修正牛頓力學理論的預測獲得驗證!

  根據即將發表在3月份「物理評論通訊(Physical Review Letters)」的一篇論文指出,修正牛頓力學理論(簡稱為MOND)的預測在富含氣體星系的觀測資料中獲得驗證!這也讓主流宇宙學模型的正確性遭到質疑。

  現代的宇宙學認為根據目前宇宙的特徵,其質能主要是由暗物質及暗能量所主宰,但目前我們仍未有直接證據能夠證明其存在。另一種較非主流的理論則認為,現有的重力理論無法準確描述宇宙的動力學系統,因此科學家們提出了一些理論來修正現有的重力學。

  1983年由Moti Milgrom所提出的修正牛頓力學(Modified Newtonian Dynamics,MOND)便是其中之一。MOND理論預測了所有星系的質量及其旋轉速度的關係。但由於以恆星為主要組成的漩渦星系在質量估計上有很大的不確定性,先前對此預測關係的測試並不完備。

  為了解決這個問題,McGaugh以富含氣體的星系來測試MOND理論的預測。這種星系的恆星數量相對較少,大多數的質量以星際氣體的形式存在。McGaugh表示,「由於我們了解原子吸收及放出能量的物理機制,因此能夠更準確地估計這種星系的質量。」

  根據最近所發表的觀測資料,McGaugh比較了47個富含氣體星系的質量與旋轉速度的關係,MOND的預測與觀測到的旋轉速度非常接近,甚至比暗物質模型的預測更為準確。

  幾乎所有人都同意,暗物質及暗能量理論對星系團以上的大尺度結構描述相當成功。但根據McGaugh的研究,這個宇宙學理論對於星系以及更小尺度的結構卻不太適用。McGaugh認為,「MOND則是相反,它在於單一星系的的尺度上可以解釋的很好,但對於大尺度的宇宙結構卻不太有用。當然,我們可以假設暗物質理論是正確的,然後調整模型參數直到與現有觀測符合,更何況既然我們看不到暗物質,那麼我們便能任意調整以符合觀測結果。這就像是用週轉圓去擬合行星軌道一樣。」McGaugh也說,「如果暗物質理論是正確的,那為什麼MOND對於這47個星系的預測如此成功?最終,正確的理論-不論是暗物質理論或是修正牛頓力學理論-必須解釋為何如此。」

Editor: JP

新聞來源:EurekAlert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-02/uom-grg022211.php

2011年2月15日 星期二

L2L知識探索網天文速報_20110215_太空垃圾大掃除

  隨著繞行地球的太空垃圾越來越多,有史以來最精明的垃圾清潔工即將登場。

  一架裝設在國際太空站 (International Space Station) 的巨大機械手臂在2009年九月在太空中捕捉到一艘日本無人太空貨船。這是此架龐然大物首次試驗成功,但絕非最後一次。今年1月27日,日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 再度發射第二艘貨船HTV2試驗。這兩次成功經驗顯示在太空軌道上「機械捕捉」的技術可行且可靠。

  這項成就對欲發展清除太空殘骸技術的工程師來說意義重大,因為他們需要相關的軌道攫取技術將故障人造衛星拖曳至低軌道,使它們在重返大氣層時被焚毀。由於目前有兩萬兩千個大於十公分、五十萬個大於一公分的人造物體在軌道上漂移,對於太空任務造成嚴重威脅,所以此行動十分要緊。

  更多殘骸持續產生,英國南安普敦大學太空科學家Hugh Lewis計算在低軌道上的殘骸數量,結果顯示在未來兩世紀內殘骸數量至少會增加33%。即使各國太空機構今後不再發射任何火箭,由於這些太空垃圾互相碰撞四散,殘骸數量仍會持續增加。

  清除太空垃圾的點子在短期內仍難以付諸實行──由於一些非關科技的法律難題。包括誰有權擁有及處理太空垃圾、以及清除工作的花費該由誰來付錢。這表示發展太空事業的各國需先坐下商討殘骸處理的協議。

  美國航太總署軌道殘骸研究的首席科學家Nicholas Johnson表示:「近地太空軌道環境的最終處理是全球議題,一定得經由國際合作方能進行。」

Editor: HFH

新聞來源:NewScientist
http://www.newscientist.com/article/mg20927995.400-clearing-up-space-junk-one-piece-at-a-time.html

2011年2月2日 星期三

L2L知識探索網天文速報_20110202_終於找到了!在適居區內可能有地球大小的行星!

  美國太空總署在2月2日的記者會上,發佈了這個大新聞。克卜勒任務(Kepler Mission)在全天僅四百分之一的天區內,新發現了1,235個可能的系外行星,遠超過歷史總和!更令人興奮的是,其中有5個可能的行星不僅大小和地球類似,還位在適居區內(Habitable Zone,行星表面溫度能維持液態水存在)!

  這項結果是根據克卜勒任務在2009年5月12日至9月17日,短短四個月間對156,000顆恆星所進行的觀測。在新發現的1,235個可能的系外行星當中,有68個大小和地球差不多,288個是超級地球(1.25-2個地球大小),662個約海王星大小,165個約木星大小,19個比木星還要大。在54個適居區內的可能行星中,有5個大小和地球差不多!甚至有170個可能有多個行星同時存在,像是Kepler-11就被證實有6個以上的系外行星。

  由於克卜勒任務的太空望遠鏡是利用凌日法尋找系外行星。凌日法是指當系外行星經過恆星前面時,我們可以藉由恆星微弱的光度變化發現行星的存在。這種方法的限制是僅能發現公轉軌道恰好會經過我們觀察恆星視線方向的系外行星,再加上克卜勒任務的觀測天區僅全天的四百分之一,考慮這兩個因素,這項新發現代表在太陽附近,可能就有好幾百萬個系外行星的存在!

  天文學家接下來會用史匹哲紅外太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope),以及地面的望遠鏡進行後續觀測,證實它們的確是系外行星,天文學家預估大約會有超過80%的正確機率。由於類似太陽恆星適居區內的行星,公轉一圈需時約一年,且要三次凌日才能證實的確是系外行星,因此大概要三年左右的時間,才能完成後續的確認工作。克卜勒任務的觀測天區位在天鵝座和天琴座附近,所以地面望遠鏡僅能在春天至早秋進行觀測。

  克卜勒任務先前已經發現了15顆系外行星,其中包含目前已知最小的系外行星Kepler-10b,其科學觀測將持續至2012年11月。下一代的任務將是希望能夠分析系外行星的大氣成分,是否有生命存在的可能性。

  在僅僅一個世代之內,系外行星的存在從科幻來到了現實生活之中。克卜勒任務的最新發現,讓我們瞭解我們的地球-蒼白的小藍點-並不孤獨。或許在將來的某一天,我們會知道-像我們這樣的生命,也不孤獨!

Editor: Seline
轉載自科景網站http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=2675

新聞來源:NASA
http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler_data_release.html

L2L知識探索網天文速報_20110202_星系核球之謎


  天文學家認為,像我們銀河系這樣的大型星系,是藉由小星系碰撞合併所形成。但位在長蛇座方向,距離我們2,200萬光年之遙的螺旋星系NGC 3621,看來卻不是這麼一回事,它不像其他大多數的螺旋星系一樣,有個如同蛋黃一般的中央核球。

  核球通常是在星系碰撞後,小星系的恆星被丟到大星系的中央區域所形成。因此,沒有核球的NGC 3621可能並未經歷過星系碰撞,但這和我們所熟知的情形-螺旋星系藉由合併周圍小星系成長茁壯-並不符合。近來天文學家發現了越來越多像是NGC 3621這樣沒有核球的螺旋星系,這對目前的星系形成模型將會是一大挑戰。

  這張NGC 3621的可見光影像,是由智利歐南天文台(European Southern Observatory)於2月2日所發布。

Editor: Seline Hu

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/02/scienceshot-battle-of-the-galactic.html?ref=hp

2011年1月25日 星期二

L2L知識探索網天文速報_20110125_自我膨脹的超大行星

  目前已知的五百多個系外行星中,大多數的運行軌道都很靠近母恆星。雖然說恆星的高溫會使行星膨脹,但有些超大行星的尺寸卻已經遠超過這種機制所能解釋。

  現在科學家發現,原來這些超大行星能夠產生電流,加熱自身內部。如果恆星能夠將行星的外部溫度加熱到1500K以上,那麼就能游離像是鈉或鉀這些稀量元素,使得行星的大氣能夠傳導電流。強風將游離帶電的氣體吹過行星磁場,產生深入恆星內部的電流回路,於是就像是個烤麵包機或是電烤箱一樣,整個行星被電阻加熱並持續膨脹-超大行星就是這麼來的!

Editor: Seline

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/01/scienceshot-oversized-exoplanets.html?ref=hp

2011年1月24日 星期一

L2L知識探索網天文速報_20110124_噴吧!噴流

  噴流是最強烈的天文現象之一,而且我們幾乎在任何地方-初生的年輕恆星、年老衰亡的恆星以及活躍星系核-都能發現它的蹤跡。

  噴流是由於物質被吸積到中心星體或黑洞而產生,在所有的例子中,急遽運動的物質朝中心星體越轉越快地掉落,產生強大直準的噴流。原恆星的噴流能夠噴出環繞在初生恆星周圍的原生氣體和塵埃,而來自活躍星系的噴流能從宿主星系完全噴出,擴展至幾百萬光年遠的星系際空間中。噴流可以是很強的電波及X射線源,因此X射線和電波成了研究噴流的重要工具。

  這張結合了電波(紅)和X射線(藍)影像的照片,是由甚大電波望遠鏡陣列(Very Large Array)和錢卓X射線望遠鏡(Chandra X-ray Telescope)觀測活躍星系半人馬座A的噴流而得。這項研究顯示,噴流內部劇烈的磁場產生了強大的電波輻射;同時,被內部噴流加速的粒子衝擊所經之地的一切,產生強烈的X射線輻射。

  強大、強大的噴流!

Editor: Shio

新聞來源:NASA
http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/objects/heapow/archive/active_galaxies/cenajet_chandra2.html

2011年1月20日 星期四

L2L知識探索網天文速報_20110120_南十字的超級巨星團隊

  史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)所拍攝的這張紅外線影像,揭露了銀河系最閃亮的一群超級巨星。由O型及B型的高溫藍色恆星所組成的OB星協,藉由強大的輻射以及超新星爆發,形塑了宇宙中廣袤的區域。

  這個新發現的龍魚星協(Dragonfish association)隱身在南十字座方向的塵埃之後,距離我們有3萬2千光年之遙。厚密的塵埃擋住了可見光(黃光波段的穿透率僅250萬分之一),卻無法輕易遮擋紅外線。

  根據發表在「天文物理期刊通訊」(The Astrophysical Journal Letters)的一篇最新報告指出,龍魚星協有約400個高溫藍色的明亮恆星,這些恆星的強烈紫外線將電子從質子身旁帶走,游離了星際中的氫,使得雲氣發出迷人的紅色光芒。

  但好戲還在後頭-在幾百萬年後,這些大質量恆星開始爆炸,不但引發了下一代的新恆星生成,還讓氧、鎂,和其他種種創造出地球和我們的元素,充盈銀河系之間。

Editor: Seline

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/01/scienceshot-superstars-team-up.html?ref=hp

2011年1月18日 星期二

L2L知識探索網天文速報_20110118_脈動恆星與巨大行星

  WASP-33(也叫做HD 15082)是一顆比太陽質量大(1.5倍太陽質量)且高溫的恆星,位在仙女座方向,距離我們有378光年。它的特別之處在於它有徑向的脈動(像是氣球膨脹收縮),以及非徑向的脈動(像是地球上的海洋因為月球的影響而產生潮汐)。

  這顆恆星有一顆名為WASP-33b的行星,是在2006年由凌日法發現,它有四倍的木星質量,而且以非常快的速度繞著恆星公轉,週期僅1.2天。這樣短的週期顯示它距離宿主恆星僅0.02天文單位(水星距離太陽有0.39天文單位)。這顆行星的特別之處在於它有逆行軌道,以及軌道面與宿主恆星的赤道面有很大的夾角。

  研究顯示,這顆宿主恆星的脈動可能是因為它的行星所造成,而這種現象從未在其他行星系統發生。在行星凌日期間有一個小的週期性訊號,這引起了天文學家的注意,並對此進行詳細的研究,他們發現恆星脈動的模式與其行星有關。

  WASP-33這個重要的行星系統,將能提供科學家關於恆星脈動,恆星與行星間的潮汐作用,以及行星系統動力學演化一些極為重要的資訊。

Editor: JP

新聞來源:ScienceDaily
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/01/110118122548.htm

2011年1月14日 星期五

L2L知識探索網天文速報_20110114_破紀錄的高溫行星

行星世界越來越熱!20年前我們所知最熱的行星是太陽系內的金星,溫度高達攝氏460度。接著,天文學家在其他的恆星周圍發現越來越多的「熱木星」-像木星一般的氣體巨行星以極近的軌道環繞母恆星,它們的溫度更加炎熱難耐,有些甚至高達攝氏1千度。

  最近「皇家天文學會月報」(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的一篇論文指出,WASP 33 b這顆系外行星又破了行星世界的高溫紀錄!它位在仙女座方向,距離我們有380光年之遙,這顆氣體巨行星每29.28小時就繞母恆星一圈(金星繞太陽一圈要花225天),當它經過恆星前方時週期性地掩弱恆星光芒,因而向天文學家透露蹤跡。

  在2010年10月,天文學家利用位在卡納利群島的威廉赫歇爾望遠鏡(William Herschel Telescope)偵測到這顆行星的近紅外光,揭露出這顆行星驚人的高溫-攝氏3,200度!這比之前的高溫紀錄還要高了好幾百度。相較之下,金星簡直是個酷寒世界呢!

Editor: Seline

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/01/scienceshot-hot-world-breaks-rec.html?ref=hp

2011年1月12日 星期三

L2L知識探索網天文速報_20110112_搖曳閃爍的「標準燭光」?!

  造父變星(Cepheids)被用來當作標準燭光(standard candle)已經好幾十年了,但天文學家根據史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)的觀測發現,造父變星會逐漸損失質量,進而影響所測量到的距離!

  宇宙距離尺度(cosmic distance ladder)是由一盞又一盞的標準燭光構成,而其中做為基石的標準燭光就是造父變星。大尺度的標準燭光,必須以前一個小尺度的標準燭光作為校正,因此若是造父變星的距離測量不夠精確,可是會影響整個宇宙距離尺度的穩固。

  中等質量的恆星在中年之後,可能會成為造父變星,週期性的脈動使得光度規則變化,特別的是它的光變週期與絕對星等有一準確的週光關係(period-luminosity relation),所以讓哈柏能夠在1924年時,測量M31的造父變星距離,證實我們的銀河系不過是浩瀚宇宙海洋中的一座小島。造父變星也幫助天文學家發現宇宙正在膨脹,星系逐漸彼此遠離。

  做為標準燭光的造父變星仍有未解之謎,天文學家之前就認為,這盞標準燭光可能和真正的蠟燭一樣,會越燒越少。若是恆星風使得恆星質量逐漸流失,吹出的大量氣體與塵埃在恆星周圍形成一個塵埃繭,那麼恆星看起來會比實際上要暗,使我們高估造父變星的距離。因此天文學家們在利用造父變星測距時,可得格外小心謹慎!

  愛荷華州立大學的天文學家Massimo Marengo等人,利用史匹哲太空望遠鏡對造父變星的原型-仙王座delta星進行觀測,他們發現這顆恆星在宇宙間以高速奔馳,將星際氣體與塵埃往前推擠,在前方形成了弓形震波(bow shock)。幸運的是,在附近的一顆恆星照亮了這個區域,使得弓形震波清晰可見,藉由研究震波的大小及構造,天文學家證實有強烈的恆星風正在推擠星際氣體與塵埃。根據計算,仙王座delta星的恆星風比太陽還要強上1百萬倍,也就是說,它的質量正在一點一滴地流失。

  研究團隊的後續觀測更發現,在他們所觀測的造父變星中,有25%都有質量流失的情形。

  這項研究首次證實,造父變星的質量流失非常劇烈,因此天文學家將來在處理造父變星的演化和脈動模型,或是校正造父變星的距離時,必須要考慮質量流失這個重要的因素才行。

Editor: Seline
轉載自科景網站http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=2664

新聞來源:Universe Today
http://www.universetoday.com/82436/when-a-standard-candle-flickers/

2011年1月10日 星期一

L2L知識探索網天文速報_20110110_首度發現類似地球大小的系外行星

  天文學家宣布發現了與地球大小差不多的系外行星,這也是目前為止找到最小的系外行星。雖然說它的運行軌道離母恆星太近,以致於難以有生物存在,但這可是尋找類似地球大小的可居住行星任務中一個重要的里程碑。

  這次的發現並不突然,早在去年克卜勒望遠鏡的團隊就已經宣布,他們新發現了很多小於一半木星尺寸的系外行星,其中一定有相當多類似地球大小的系外行星。克卜勒望遠鏡用一米的望遠鏡以及敏感的光度偵測器,連續數個月觀測位於天鵝座天區的15萬個恆星,它可以偵測到行星經過恆星前方時所產生的減光現象,即使減光的程度只有萬分之一。

  這顆叫做Kepler-10的恆星,每0.84天會有0.015%的減光,顯示Kepler-10b這個系外行星的軌道只有水星的1/20。目前所知它的直徑是地球的1.42倍,密度是地球的8.8倍,這也是第一顆被確認為岩質的系外行星。不像另一顆系外行星Corot 7-b,因為母恆星光度變化太大,而無法得知行星確定的大小及質量。

  雖然說Kepler-10b大小跟地球差不多,但由於太靠近其恆星,環境可是和地球大不相同。其中一面長期面對恆星,導致溫度高達1833K,比地球上最高溫的熔岩還熱。即使在一些裂縫中能夠維持生物可容忍的溫度,但由於這顆行星的悠久歷史和強烈的恆星風,行星上即使曾有水份也早已被蒸發。

  克卜勒望遠鏡的下一個目標是發現類似地球大小,但距離其恆星比較遠的行星,也就是希望該行星的溫度可以讓液態水存在。克卜勒望遠鏡團隊的Alan Boss表示,這還需要好幾年的觀測,而且還必須有適合的恆星,當望遠鏡的精準度愈來越高,也許就能發現一顆更像地球的行星!

Editor: JP

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/01/first-earth-sized-exoplanet-disc.html?ref=hp

2011年1月7日 星期五

L2L知識探索網天文速報_20110107_突然變亮的蟹狀星雲!

對天文學家來說,蟹狀星雲是個最夯的觀測目標之一。由於使用業餘望遠鏡就能看見,在各地星趴中的新手一旦知道他們正在注視的,是西元1054年超新星爆炸所留下的遺骸,往往驚呼不已!對想要研究波霎周圍環境物理特性的天文學家來說,蟹狀星雲更是不能放過的目標!波霎產生的同步輻射,使星雲在各個波段都有穩定的亮度,因此天文學家可以利用它來校正不同波段的儀器。即使是發生在X射線波段最大的規律變化,也僅有3.5%的差異。

  然而,在2010年9月22日,義大利太空總署的「伽瑪射線輕型探測器」(義大利語:Astro‐rivelatore Gamma a Immagini LEggero, AGILE)在伽瑪射線波段偵測到蟹狀星雲瞬間變亮的情況;費米伽瑪射線太空望遠鏡上所搭載的「大面積望遠鏡」(Large Area Telescope, LAT)也確認此一事件。奇怪的是,其他波段的望遠鏡都沒有發現蟹狀星雲有變亮的情形。唯一的例外是錢卓X射線望遠鏡(Chandra X-ray telescope)觀測到了一個約一角秒直徑的小亮點,天文學家認為它是位在波霎發出噴流的基部位置。

  許多X射線或是無線電波的望遠鏡,都對中心的波霎進行觀測,想要了解是否身為能量來源的波霎發生了什麼事,才使得星雲突然變亮,但卻都沒有看到明顯的變化。此結果表示,這個突然變亮的現象並非源自於波霎,而是來自於星雲本身︰可能是噴流與星雲間磁場的交互作用產生了強烈的同步輻射,若真是如此,這些加速電子的能量在所有的天文事件中,可說是數一數二的高。天文物理學家對這類事件很感興趣,因為它為相對論性物理與粒子加速理論提供了一個稀有的實驗平台。

  不過這樣的事件並非空前絕後,「AGILE伽瑪射線輕型探測器」和費米望遠鏡上的「大面積望遠鏡」分別在2007年10月7日以及2009年2月發現其它類似的現象。究竟是什麼原因造成這些事件,至今為止都還沒有一個全面性的解釋,也因此這將成為天文學家一個未來的研究方向。根據蟹狀星雲被全世界的望遠鏡所覆蓋的觀測率來推算,天文學家估計這種突然變亮的事件並不常見,大約一年發生一次而已。因此這個事件提供給我們一個很好的機會,能對此類事件進行更深入的研究。

Editor: 小綠人、小藍點

新聞來源:Universe Today
http://www.universetoday.com/82301/crab-nebula-flares/#more-82301

2011年1月4日 星期二

L2L知識探索網天文速報_20110104_天文學家首次以多波段測量系外行星偏振

  天文學家首次以多波段測量系外行星大氣反射的偏振情形,並證實了熱木星HD189733b在藍光波段具有偏振現象!

  色彩提供天文學家許多寶貴的資訊,像是恆星的溫度、H-alpha的分佈,甚至是氧原子的禁線躍遷發出的綠光。現在雖然已經有五百多個系外行星被發現,但在這之前,天文學家一直是使用單一濾鏡研究系外行星,因而對系外行星的顏色一無所知。

  光的特性之一是反射之後會具有偏振現象,這也是為什麼使用偏光片的太陽眼鏡,能有效防止路面或水面反射光所造成的眩光。類似的道理,照射到行星大氣所反射的光也會有偏振現象,而偏振的程度會和光的入射角、大氣層中的分子,以及觀測的波長有關。

  天文學家利用西班牙卡納利群島口徑2.5米的北歐光學望遠鏡(Nordic Optical Telescope),分別在U(ultra-violet,紫外光)、B(blue,藍光)、V(visible,可見光,其實波長為綠光)三個波段觀測HD189733b這顆熱木星。

  研究的結果發現,這顆行星在藍光的部分最為明亮,這也顯示大氣層中造成偏振的主要機制是雷立散射(Rayleigh scattering),因此這顆行星看起來會和地球天空一樣的湛藍。另外他們還發現偏振的程度在東西大距時達到最高,這說明偏振的機制是由行星大氣的散射造成,而非恆星光因巨大的星斑所產生的偏振。

  這篇研究的主要貢獻,在於使用新的觀測方法來研究系外行星大氣,但HD189733b是個非常靠近母恆星的熱木星,因此受到大量的恆星光照耀。將來若要將這種技術應用到其他距離母恆星較遠的系外行星上,可是件不容易的工作呢!

Editor: Seline
中央天文所星空走廊http://www.astro.ncu.edu.tw/outreach/news/110120a.html
轉載自科景網站http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=2658

新聞來源:Universe Today
http://www.universetoday.com/82178/first-multi-wavelength-images-of-an-exoplanet/

2011年1月3日 星期一

L2L知識探索網天文速報_20110103_老鷹星雲中的恆星發電廠

  哈柏太空望遠鏡拍攝了老鷹星雲的壯麗景象,在這張照片中,我們可以看到才剛形成550萬年的疏散星團-NGC 6611,距離我們有6,500光年遠,星團中年輕高溫的恆星發出強烈的紫外線,使得周圍的老鷹星雲熠熠生輝。這個星團和周圍的雲氣,形成了我們所熟知的M16。

  像老鷹星雲這樣的區域,被天文學家稱為氫游離區(HII regions),當大質量恆星結束它們短暫而燦爛的一生時,超新星爆炸所產生的震波將會把這團雲氣吹散。

  此外,您還能在這張照片中看到黑暗的雲塊,雖然看來空無一物,但其實這些地方的雲氣塵埃非常密集,以至於擋住了背景的星光。早期的恆星形成也隱身於此,直到它們吹散周圍雲氣,才得以讓天文學家一窺究竟。這些或大或小的黑暗星雲遍佈宇宙,如果您曾在無光害的高山上仔細觀察銀河,很容易就能用肉眼看到這些擋住星光的黑暗星雲。

  這張照片是由哈柏太空望遠鏡的廣角先進巡天相機(Wide Field Channel of the Advanced Camera for Surveys),搭配兩片不同的近紅外濾鏡F775W(照片中顯示為藍色)和F850LP(照片中顯示為紅色)曝光2000秒得到的影像。此外,還加上了地面望遠鏡使用一般濾鏡拍攝的照片,以增添色彩,影像每邊的長度為3.2角分。

Editor: Seline
中央天文所星空走廊:http://www.astro.ncu.edu.tw/outreach/news/110120b.html

新聞來源:Hubble
http://www.spacetelescope.org/images/potw1101a/