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