2013年12月31日 星期二

網路天文館天文新知_20131231_雙星形成理論的重大進展!

  天文學家利用甫完成升級的「顏斯基特大天線陣列」(Karl G. Jansky Very Large Array),在一對非常年輕的原恆星周圍,發現之前沒有見到的伴星。先前對雙星如何形成有許多種可能的解釋,但這項發現強烈支持環星盤分裂形成雙星的模型。

  天文學家已經知道在類似太陽的恆星中,約有半數是雙星或多星系統,但對其形成方式仍爭論不休。

  「唯一能解決爭論的方法,就是觀測非常年輕的恆星系統,捕捉它們形成的瞬間。」美國國家電波天文台(National Radio Astronomy Observatory,NRAO)的John Tobin表示,「這也是我們為何選擇此觀測目標的原因,我們從此得到非常寶貴的新線索。」

  這些新線索支持雙星系統的形成機制,是由圍繞年輕恆星的盤狀氣體與塵埃,形成另一顆圍繞原本恆星的新恆星。仍從周遭環境收集物質的恆星會形成這樣的盤狀構造,還會在與盤面垂直方向形成噴流,將物質快速的推出。

  當Tobin和國際團隊的天文學家研究距離地球約1000光年,被氣體包覆的年輕恆星時,他們發現有兩顆恆星在垂直噴流方向-也就是原本恆星盤該在的地方-有之前未曾發現的伴星存在。其中一個恆星系統,在兩顆年輕的恆星旁都能清楚看到環星盤的存在。

  「這相當吻合伴星是由於環星盤分裂所形成的理論模型,其他可能的理論並不需要這種觀測結果來解釋。」Tobin表示。

  新的觀測讓環星盤分裂理論的證據更加周全,在2006年,另一組特大天線陣列的觀測團隊發現一對互繞的年輕恆星,這兩個恆星各自擁有環星盤,且環星盤的方向在同一個平面上。2012年,Tobin和他的團隊,在恆星形成早期的原恆星階段發現一個很大的環星盤,這顯示在恆星形成的早期,環星盤就已經存在-這對環星盤分裂形成雙星的理論來說是必須的。

  美國國家電波天文台和伊利諾大學的Leslie Looney表示:「我們的新發現加上之前的觀測資料,讓環星盤分裂成為解釋密近多星系統形成的最佳模型。」

  美國國家電波天文台的Claire Chandler說,一項2012年完成、耗時十年的特大天線陣列升級計畫,增加了天線陣列的敏感度,才促成這項發現。

  新的功能對特大天線陣列40-50 GHz的高頻帶特別有用,這是年輕恆星環星盤中塵埃會發出的無線電波頻率。

   Tobin、Chandler和Looney是來自美國、墨西哥和荷蘭的研究團隊的成員,他們的發現發表在《天文物理期刊》(the Astrophysical Journal)。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1175

新聞來源:
https://public.nrao.edu/news/pressreleases/new-study-boosts-binary-star-formation-theory/

2013年12月3日 星期二

網路天文館天文新知_20131203_超大質量黑洞互繞共舞

  天文學家利用美國航太總署(NASA)的廣角紅外巡天探測器(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE),罕見地在遙遠星系的核心觀測到兩個超大質量黑洞(supermassive black holes)互繞運轉,就像一對翩翩起舞的伴侶。

  澳洲望遠鏡緻密陣列(Australia Telescope Compact Array)和智利雙子南座望遠鏡(Gemini South telescope)的後續觀測更發現此星系不尋常的特徵,像是一條起伏不定的噴流-這可能是其中一個黑洞的噴流受到另一黑洞重力影響而搖擺不定的關係。

  本篇研究刊載在12月10日出版的「天文物理期刊」(the Astrophysical Journal),第一作者蔡肇偉畢業於台灣大學物理系及中央大學天文學研究所,於美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)取得天文學博士學位,目前於美國航太總署噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)任職。蔡肇偉表示:「我們認為其中一個黑洞的噴流被另一個黑洞的重力影響,因此就像舞者的的彩帶般搖曳。若真如此,這兩個黑洞可能十分靠近,且重力互相牽絆影響。」

  這項發現將幫助天文學家更了解超大質量黑洞是如何靠互相合併而成長。

  WISE廣角紅外巡天探測器在2011年進入休眠狀態之前,已在紅外線波段進行兩次全天巡天工作。美國航太總署最近喚醒WISE使它重獲新生,它的新計畫代號是NEOWISE,而使命則是搜尋小行星。

  這項新研究使用先前WISE所釋出的紅外巡天資料,天文學家查看了遍佈全天的數百萬個大質量黑洞影像,發現一個奇特的天體WISE J233237.05-505643.5。

  本研究的共同作者,同時也是WISE計畫經理的Peter Eisenhardt指出:「一開始我們以為WISE在此星系所觀察到的不尋常現象,是因為快速的恆星形成所造成,但仔細確認後,我們認為這更有可能是巨大黑洞合併所產生的死亡迴旋。」

  幾乎所有的大星系的核心都有達數十億太陽質量的超大質量黑洞存在,但黑洞究竟如何長成這麼大?其中一個方法是吞食周圍的物質,而另一個途徑則是透過星系的相噬。當兩個星系碰撞,它們的黑洞會掉入新結構的中心,深錮在重力探戈的舞步之中,直到合併成為一個更大的黑洞。

  一開始黑洞互繞的舞步相當緩慢,兩者之間距離數千光年,目前天文學家僅確認少數幾個黑洞是處在此一合併的早期階段。雖著黑洞逐漸旋轉接近對方,兩者之間的距離會縮短到只剩數光年。

  我們很難發現這一類的黑洞雙星,由於它們的體積太小,即使用最強大的望遠鏡也很難解析。迄今只有數個距離地球較近的黑洞雙星被確認,而新發現的WISE J233237.05-505643.5距離我們則遠的多,有38億光年之遙。

  使用澳洲望遠鏡緻密陣列所觀測到的無線電波影像,對於確認WISE J233237.05-505643.5是個雙黑洞相當重要。位於星系核心的超大質量黑洞一般來說都會射出筆直的噴流,但此天體的噴流卻呈現彎曲的形狀,科學家們認為這正是由於另一個黑洞的重力影響所導致。

  使用智利雙子南座望遠鏡所獲取的可見光光譜資料,也同樣不尋常,天文學家們認為這是因其中一個黑洞的重力使另一個黑洞的吸積盤物質堆積所導致。這些跡象指出,這極有可能是一個密近雙黑洞系統,儘管天文學家還無法確認這兩個黑洞之間的距離。

  本文共同作者之一,在噴射推進實驗室任職的Daniel Stern指出:「我們在解釋這個謎樣的系統時相當小心,此系統有許多不尋常的特徵-從多重無線電波噴流,到雙子望遠鏡所暗示的不穩定吸積盤。雙黑洞在我們的宇宙中應該是個尋常的現象,也是能夠解釋目前所有觀測結果最簡單的模型了。」

  天文學家預測,兩個黑洞合併的最終階段會釋放重力波,在時空中傳播。天文學家正利用脈衝星來偵測重力波的存在,以期能夠更瞭解這群謎樣的黑洞舞者。

Editor: Seline

2013年11月26日 星期二

網路天文館天文新知_20131126_小黑洞也有大食量!

  天文學家一直認為可以在M101星系旋臂上的極亮X射線源(Ultra-luminous X-ray sources,ULXs)M101 ULX-1找到中型黑洞(intermediate-mass black holes)的證據,但最新的研究指出,提供動力來源的黑洞竟然出乎意料的輕盈,僅有20-30倍太陽質量。本研究發表在2013年11月28日出版的「自然」(Nature)期刊。

  為了測量黑洞質量,研究團隊利用夏威夷Mauna Kea 雙子北座望遠鏡(Gemini North Telescope)的多天體光譜儀(Multi-Object Spectrograph)測量其伴星光譜的移動以推斷黑洞質量。這個餵養黑洞的伴星是個沃爾夫-瑞葉星(Wolf-Rayet stars),這類恆星會吹出強烈的恆星風,餵養黑洞。此研究顯示M101 ULX-1的黑洞從恆星風掠取的物質,比天文學家所預測的更多。

  M101 ULX-1極為明亮,由黑洞吸積盤放出的X射線和由伴星放出的紫外線比太陽還要耀眼一百萬倍,英國雪菲爾大學(University of Sheffield)天文學家Paul Crowther表示,這雖然這不是第一個發現的沃爾夫-瑞葉星和黑洞的雙星,但它距離我們有2200萬光年之遙,可是目前發現最遙遠的此類雙星系統。餵養黑洞的沃爾夫-瑞葉星極有可能已經死亡,因此這個系統現在可能是個雙黑洞雙星。

  X射線源所放出的高能和低能X射線,分別被稱為「硬X射線」和「軟X射線」。這或許聽來很怪-較大的黑洞產生較多的軟X射線,而較小的黑洞產生較多的硬X射線。根據理論模型,軟X射線主要來自於吸積盤,而硬X射線則來自於吸積盤周圍的高能冕環(corona)。隨著吸積速率接近理論極限,冕環的發射強度會增加,吸積盤和冕環的交互作用也會愈增複雜。

  M101 ULX-1這個 X射線源主要為軟X射線,因此很多天文學家原本認為在M101 ULX-1找到中型黑洞是遲早的事。中型黑洞的質量約有100至1000倍太陽質量,介於恆星型黑洞(stellar-mass black holes)和位處星系中心的超大質量黑洞(supermassive black holes)之間。目前中型黑洞的證據仍相當缺乏,極亮X射線源一直被認為是中型黑洞的藏身處之一,M101 ULX-1更是看來最有希望的目標。

  中國科學院國家天文台劉繼峰研究員等人的研究,不但沒有在M101 ULX-1找到中型黑洞,對黑洞質量的動力學測量卻發現了一個僅20-30倍太陽質量的恆星型黑洞,為黑洞研究又增添了新謎團。根據這個研究所量測到的黑洞質量較小來說,M101 ULX-1周圍理論上應主要為硬X射線且結構複雜,真實清況卻非如此。理論上這麼低質量的黑洞可以迅速吸積且發出極亮的X射線,這樣的機制會在X射線光譜留下一些特徵,但這些特徵在此系統卻付之闕如。這個僅20-30倍太陽質量的黑洞竟能以接近理論極限的速率吸積物質,卻又相對平靜,這是很驚人的!

  研究團隊之一的密西根大學(University of Michigan)天文學家Joel Bregman表示,現在想研究中型黑洞的天文學家可能得往其他有間接證據的地方尋覓,像是更亮的高亮度X射線源(Hyper-Luminous X-ray source)或是緻密的星團內部。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1149

新聞來源:
http://www.gemini.edu/node/12100
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/11/285646.shtm

2013年11月15日 星期五

網路天文館天文新知_20131115_艾桑彗星哪裡找?互動模擬器告訴您!

  最近彗星正夯,您是否已經趕上這股彗星熱潮?網路天文館介紹您一個好用的小工具,讓您能確切掌握艾桑彗星(C/2012 S1(ISON))位置, INOVE Space Models剛升級了他們的艾桑彗星模擬器(Comet ISON flyby simulation),第一版的模擬器帶您從太空看艾桑彗星如何造訪內太陽系,剛升級的最新版本則帶您從地球上的任一地點觀賞艾桑彗星!

  按下此連結造訪網站,畫面左上方的「switch to Earth」可以讓您回到地球上欣賞艾桑彗星,系統會自動抓取您現在位置,但如果您想要做些調整也沒有問題,按下右上方的「Location」按鈕就可以手動輸入您的經緯度。

  按下左下方的播放按鈕,畫面會顯示一天內恆星、太陽、艾桑彗星的升起和落下,艾桑彗星在一天內移動的角度並不大,除了通過近日點的11月28日之外,在那天艾桑彗星時速高達每小時130萬公里,快到您能看到艾桑彗星的位置每一小時都有改變。

  模擬器會顯示星座的連線及約五等的極限星等,假設艾桑彗星夠亮,從現在到明年一月底,您便可以使用這套軟體按圖索驥艾桑彗星位置。您可以在畫面右上方的時間顯示設定您要外出觀看的時間,事先知悉彗星位置再出門尋找彗星芳蹤。

  若按下左下方的雙箭頭快轉按鈕,模擬器則會顯示艾桑彗星位置每天的變化,下方的時間軸箭頭會標出模擬的時間點,您也可以手動拉動時間軸的箭頭以加速、減速或選擇特定日期,其他更詳細的設定可以在左上角的「Options」找到。如果您已經對待在地球上看艾桑彗星感到厭倦,隨時可以按左上角的「switch to Space」回到太空。

  除了這套模擬器之外,大家熟悉的Stellarium也可以載入彗星資料,且不限於艾桑彗星,詳細的設定方法可以參考臺北星空第61期的「彗星知識+」一文(SkyChart的設定可參考同期「淺談彗星攝影」一文)。您也可以造訪Heavens Above網站,在首頁點選「Comets」之後,就會出現現在可觀測的彗星,選擇您想觀察的彗星之後,在上方選擇您欲觀察的日期及時間,就會出現60度視野、極限星等6.5等,及2度視野、極限星等14等的尋星圖,另外也有黃道面的俯視圖和彗星軌道面的側視圖。

  更實用的還有智慧型手機的App,除了為數眾多的手機星圖之外,隨著彗星熱潮席捲而來,越來越多的公司推出彗星相關的App,只要以「Comet」為關鍵字搜尋,就能找到不少,像是日本的Vixen公司就推出了適用於Andriod系統、iphone和ipad的「Comet Book」App,內有最近最夯的四顆彗星:洛夫喬伊彗星(C/2013 R1(Lovejoy))、艾桑彗星(C/2012 S1(ISON))、恩克彗星(2P/Encke)和麗妮兒彗星(C/2012 X1(LINEAR))的資訊,最重要的是,還是免費的喔!

  準備好出門親眼看看彗星了嗎?祝您和彗星有個愉快的約會!

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1141

新聞來源:
http://www.universetoday.com/106435/see-comet-ison-fly-through-earths-sky-with-this-awesome-interactive-simulator/

2013年11月14日 星期四

網路天文館天文新知_20131114_哈柏望遠鏡拍攝古老謎樣的球狀星團M15

  美國太空總署(NASA)和歐洲太空總署(ESA)的哈柏太空望遠鏡拍攝到歷來最佳的球狀星團M15影像。圍繞銀河系中心公轉的M15擁有超過十萬顆非常古老的恆星,在星團中心還可能藏著一種少見的黑洞!

  M15位在飛馬座方向,距離我們有35000光年之遙,年齡約有120億年,是目前已知最古老的球狀星團[1]之一。

  影像中可以見到高溫藍色的恆星與較冷的金黃色恆星群聚,越往星團明亮的中心就越密集,大部分的質量都集中在核心,M15也是目前最緻密的球狀星團之一。

  其實,這個閃亮耀眼的星團藏有秘密,天文學家在2002年利用哈柏太空望遠鏡研究發現,在M15的中心潛伏著黑暗謎樣的物質-可能是一群黯淡的中子星[2],或是個中型黑洞(intermediate-mass black holes)。在這兩種可能性中,M15似乎比較可能像是另一個大質量球狀星團Mayall II一樣,在中心有個黑洞!

  科學家認為,中型黑洞可能是由數個較小的恆星型黑洞(stellar-mass black holes)合併而來,或是在星系緻密的核心由大質量恆星相撞擊產生,第三種可能是它們在大霹靂時就已形成。它們的質量介於常見的恆星型黑洞和超大質量黑洞(supermassive black holes)[3]之間,研究中型黑洞能夠幫助我們了解黑洞在像M15這樣的星團和星系中是如何演化的。

  除了黑洞之外,M15還有個行星狀星雲Pease 1[4],是首個球狀星團擁有行星狀星雲[5]的例子,星團中心左方的亮藍色天體就是Pease 1。

  此幅影像是由哈柏太空望遠鏡的3號廣角相機(Wide Field Camera 3,WFC3)和先進巡天相機(Advanced Camera for Surveys)所拍攝,波段涵蓋紫外光、紅外光,及可見光。

備註
[1] 球狀星團是一群聚集成球形的恆星圍繞銀河系中心公轉,我們的銀河系擁有超過150個像是衛星一樣環繞的球狀星團,包含M15在內。但其他的星系有更多球狀星團,像是哈柏太空望遠鏡最近發現,星系團Abell 1689擁有令人難以置信的160000個球狀星團!球狀星團內有宇宙中最古老的恆星。
[2] 中子星由大質量恆星坍縮所產生,他們相當高溫且緻密,平均約兩個太陽質量,半徑卻只有幾十公里。
[3] 恆星型黑洞約數個到數十個太陽質量,超大質量黑洞則有數十萬到數十億個太陽質量。
[4] Pease 1也被稱為PN Ku 648或是Kürster 648。
[5] 自發現Pease 1後,只有其他三個球狀星團有發現行星狀星雲的紀錄,包含M22、NGC 6441,和Palomar 6,數量如此之低的原因是-行星狀星雲是中低質量恆星生命末期非常短暫的一個階段,而中低質量恆星在球狀星團內並不常見。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1139

新聞來源:http://sci.esa.int/hubble/53192-an-old-and-mysterious-cluster-1321/

2013年10月24日 星期四

網路天文館天文新知_20131024_宇宙最冷天體-迴力棒星雲奪冠!

  回力棒星雲(Boomerang nebula)是宇宙中迄今已知最冷的天體,溫度僅絕對溫度1度(-272°C),事實上,這可是比創造宇宙的大霹靂所留下的黯淡餘暉-宇宙微波背景輻射的3K還低!

  天文學家利用位在智利的阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列(ALMA),一窺回力棒星雲在無線波段的新面貌,希望能了解其寒冷的性質及有如鬼魅般的真實模樣。

  最初地面望遠鏡所見到的,是彎曲有如回力棒的外觀-這也是它為何被稱作回力棒星雲的原因,後來哈柏太空望遠鏡拍攝到像是領結一般的構造。而最新的ALMA資料顯示,哈柏的影像只能說明一部分的故事,影像中的雙瓣構造可能僅是可見光玩的光學小把戲!

  本篇「天文物理期刊」(the Astrophysical Journal)論文的第一作者-Raghvendra Sahai表示,「這個極冷天體非常有趣,透過ALMA,我們能更了解它的真實本質,過去由地面可見光望遠鏡所看到的雙瓣回力棒形狀,事實上是個快速向太空膨脹的巨大結構。」

  回力棒星雲位在半人馬座方向,距離我們約5000光年,是個年輕的原行星狀星雲。行星狀星雲的本質與名稱無關,其實是類似太陽的恆星在生命末期將外殼氣體向外拋出的一個階段,留在中心的白矮星發出強烈紫外輻射,使周圍雲氣發出絢爛色彩。

  原行星狀星雲是處在即將要形成行星狀星雲的一個階段,中央恆星的溫度不足以發出足夠的紫外輻射,在這個階段,我們是藉著塵埃反射的星光才得以看見星雲。

  由中央恆星噴流出的氣體由於快速膨脹而降溫,這和冰箱利用膨脹的氣體產生低溫環境的原理類似,科學家藉由觀察星雲氣體如何吸收均勻的2.8 K宇宙微波背景輻射,而得以測量其溫度。

  Sahai表示,當2003年天文學家利用哈柏太空望遠鏡觀察回力棒星雲時,可以看到非常典型的沙漏外觀,很多行星狀星雲都有這種雙瓣的構造,這是由於恆星噴射出高速氣體所導致,這兩道噴流會在稍早恆星在紅巨星階段時所拋出的周遭雲氣中掘出大洞。

  然而使用單一碟型天線的毫米波望遠鏡觀察,並沒有看到像哈柏望遠鏡所看到的中央細窄部分,而是看到一個均勻近乎球形的噴流。

  ALMA望遠鏡的超高解析度可以解釋這種情形,藉由毫米波觀測一氧化碳分子的分布情形,天文學家能夠看到哈柏所拍攝的雙瓣構造-但僅侷限在星雲的內部區域,除此之外,他們還看到延展約略呈現圓形的低溫雲氣。

  他們在恆星周圍發現一條濃密的毫米塵埃粒子,這能解釋可見光為何看到外側雲氣有著沙漏般的外形,這些微小的塵埃粒子遮住了部分恆星,使星光僅能從相反方向的狹窄範圍照亮雲氣,因而顯現出沙漏般的外觀。

  Sahai表示,這對了解恆星如何死亡並形成行星狀星雲十分重要,ALMA能為解答類似太陽恆星的瀕死掙扎揭開一線曙光。

  本篇最新研究也指出星雲的外圍邊緣已開始升溫,雖然還是比宇宙微波背景輻射的溫度略低,升溫可能是由光電效應所導致,光電效應是由愛因斯坦所提出,描述固體材料吸收光子後發射出電子的情形。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1137

新聞來源:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131024143140.htm

2013年9月25日 星期三

網路天文館天文新知_20130925_「變身怪醫」波霎現身,解開波霎演化謎團!

  天文學家首度發現一顆處在關鍵演化階段的毫秒波霎(millisecond pulsars),發出的輻射在X射線和無線電波來回變換,有如「變身怪醫」!

  波霎-快速自轉、擁有強烈磁場的中子星,是大質量恆星在燃料用盡後,歷經超新星爆炸所留下的死亡核心。當它們自轉時,會以每秒數百次的頻率發出電磁輻射的脈衝波-就像燈塔發出的光束一般,因此這些中子星自轉的周期短到只有幾毫秒。

  我們依據波霎發出的輻射來分類它們,電波波霎由磁場旋轉所驅動,而X射線波霎的能量則源自由伴星吸積來的物質

  理論認為,擁有低質量伴星的中子星起初自轉速度較慢,但隨著伴星物質被吸積到周圍的吸積盤,中子星轉速也逐漸加快。當吸積物質掉落到中子星時,便會加熱發出X射線。

  經過十億年後,吸積的速率下降,於是X射線波霎又變回發出無線電波的毫秒波霎。

  天文學家們認為,波霎在X射線和無線電波這兩種狀態數度來回變換時,應該有個過渡階段存在-但直至現在仍未觀察到直接且確切的證據。

  最近天文學家利用歐洲太空總署(ESA)的Integral 和XMM-Newton太空望遠鏡,以及美國太空總署(NASA)的Swift和Chandra衛星和地面電波望遠鏡的後續觀測,終於發現了一顆正在這兩種演化階段中轉換的波霎!

  來自西班牙巴塞隆納太空科學研究所的天文學家Alessandro Papitto,領導這篇發表在「自然」(Nature)期刊的研究,他說:「追尋終於告終-我們發現了一顆毫秒波霎在數周的時間內,由吸積驅動的X射線波霎,轉變為磁場旋轉所驅動的電波波霎。我們終於找到波霎演化中失落的連結了!」

  這個波霎名為IGR J18245-2452,是由Integral望遠鏡在2013年3月28日首度在X射線波段,於人馬座的球狀星團M28中所發現。

  XMM-Newton太空望遠鏡的觀測決定此波霎的自轉周期為3.9毫秒,也就是每秒自轉250次,說明這的確是顆發出X射線的毫秒波霎。

  但當天文學家比較其他M28球狀星團中已知波霎的自轉速率和其他特徵時,卻發現這顆波霎的特徵竟和2006所發現的電波波霎相符。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1117

新聞來源:
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Missing_link_found_between_X-ray_and_radio_pulsars
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/09/130925132207.htm
http://phys.org/news/2013-09-jekyll-hyde-star-morphs-radio.html

2013年5月29日 星期三

網路天文館天文新知_20130529_2013天文年會花絮

  2013天文年會在5月24-26日首度移師外島,於澎湖科技大學國際會議廳舉行,約有150位來自研究機構、中小學、社教單位的研究人員、教師、學生參與,這是國內天文工作者一年一度發表研究成果的聚會,也是極佳的分享交流場合。中研院天文所的推廣小組還特別把天文季報帶到澎湖,當地的澎湖時報及澎湖有線電視公司熱情贊助宣傳,第一天下午就有遊覽車載著澎湖文光國中的同學前來領取喔!
  
  會議在5月24日由澎湖科技大學蕭泉源校長的致詞揭開序幕,蕭校長提到由於週末適逢三島交流論壇,因此有難得的花火節加場演出,讓與會者直呼幸運。接著是各研究機構及大專院校的天文工作者報告研究成果,5月24日下午的議程主要涵蓋範圍是科研計畫報告、太陽系、恆星形成,及恆星相關的研究。

  
  在晚間舉行的歡迎茶會及壁報欣賞,交流氣氛相當熱絡,共有52份科學壁報論文參加,內容涵蓋太陽系及系外行星、恆星形成、星團及緻密天體、星系天文學、觀測儀器等等。為了獎勵研究生投稿,天文年會特別設置了壁報論文獎,評審工作也在此時進行。

  教育及推廣部分的壁報論文則有北一女和清華大學天文所共同合作的高瞻計畫,13位北一女不同教學領域(數學、物理、化學、英語、電腦、地科)的教師,協同設計以光譜在天文上之應用為主題的四個模組化課程,包含光與光譜特性、多波段的天文觀測、恆星演化、宇宙論,時數共24小時。課程中應用了許多可免費取得的天文資料庫,及可供資料分析的自由軟體和教學平台,以探究式教學為主軸,著重讓學生自行動手操作、實驗與討論。這套模組化課程可獨立使用,或融合成一完整的課程,目前已完成上百位學生的試教,計畫網站http://ace.fg.tp.edu.tw正在建置中,預計於2013年6月對外開放,北一女的老師們也將赴美國參加天文教育相關會議報告他們的計畫成果。

  第二天上午的會議首先就是大師級人物Andy Fabien擔綱的大會演講「Probing Strong Gravity with Accreting Black Holes」,這位英國劍橋大學暨皇家學會院士,曾獲頒美國天文學會Rossi獎(2001)、美國物理學院和美國天文學會共同頒發的Dannie Heineman獎(2008)和英國皇家天文學會的金質獎章(2012),在2008-2010年間曾任英國皇家天文學會會長,在MNRAS、ApJ、Nature等期刊發表超過900篇學術論文,論文被引用次數超過47,200次。他在天文物理領域的貢獻主要是在黑洞及星系團核心的氣體,這些都是相當強的X射線源,本次演講的主題是介紹以X射線觀測吸積中的黑洞,研究黑洞周圍極強大的重力場。接著是國內的三位天文研究者報告黑洞及活躍星系核相關的研究,在澎湖的藍天和陽光下拍攝完大會團體照後,口頭報告的議程便進入星系天文學的領域。

  下午的團體參訪行程分為兩組進行,分別為環島知性之旅及海洋牧場,晚間的大會晚宴則在澎湖當地相當知名的阿東餐廳舉行,晚宴結束後適逢花火節期間唯一的周末加場演出,眾人在觀音亭畔的炫麗花火下,觀賞了和平常不太一樣的流星雨、疏散星團、球狀星團、星驟增、超新星爆炸!

  會議很快就進行到最後一天,科普類的大會演講請到的是Donald Goldsmith博士,他在加州大學柏克萊分校取得天文博士學位後,曾在紐約石溪大學擔任兩年教職,後來因為志趣轉行成為專業的科普作家,曾參與Carl Sagan的「宇宙」(Cosmos)電視影集製作,著有16本與天文相關的科普書籍,並獲頒美國物理學院科學寫作獎(1986)、美國太平洋天文學會Dorothea Klumpke-Roberts獎(1990)和美國天文學會Annenberg獎(1995),以表揚其普及天文和推廣天文教育之終生成就,也在2004獲得亞馬遜(Amazon.com)年度最佳科學著作獎。本次演講的主題是「The Past, Present, and Future of Searching for Extraterrestrial Life」,從古羅馬的哲學家Titus Lucretius Carus首度寫下外星生命的可能性講起,探討了外星高智文明存在可能性的德瑞克方程式,以及目前許多搜尋系外行星及地外生命的計畫。
  
接著進行的會員大會除了進行學會經費及會務報告之外,也公布了壁報論文獎的結果,並由得獎同學進行簡短的口頭報告。本次得獎的同學分別為:
  1. 中研院/台大天文所黃虹瑾同學的「Gas motions around the protostar NGC 1333 IRAS 4A2」,以次毫米波陣列望遠鏡(SubMillimeter Array,SMA)觀察原恆星NGC 1333 IRAS 4A2周圍的氣體運動。
  2. 清大天文所王嘉瑋同學的「Probing the magnetic field structure in the filamentary cloud IC5146」,以光學的偏極觀測及無線電波觀測研究纖維狀雲氣IC5146的形成與重力和磁場之間的關係。
  3. 中央天文所的莊佳蓉同學的「Can MOND explain the velocity dispersion measurement in clusters of galaxies?」,嘗試利用修正牛頓力學(MOdified Newtonian dynamic,MOND)來解釋星系團中星系旋轉速度分布的測量結果。
午餐時間後的口頭報告分成「科學論文宣讀」和「天文教育及業餘天文活動」兩組同時進行,科學論文的報告主題以星系天文學和波霎為主,而天文教育類的口頭報告由中央大學陳文屏老師的「天地玄黃宇宙洪荒─談天體碰撞與人類歷史」揭開序幕。陳老師特別提到最近幫大愛二台「地球證詞」的導讀,紀錄片的內容提到現在有個全新世撞擊學說工作團隊(Helocene Impact Working Group),結合了歷史、地質、海洋、大氣、古生物學者,他們主張數千年就會發生一次約千萬噸TNT炸藥威力的災難性彗星撞擊,頻繁地改寫人類歷史。像是位於南印度洋的伯克爾坑(Burckle crater)和海岸的V型沙丘(chevron),可能就是大型天體撞擊造成海嘯的證據。這個學說目前仍有許多爭論,有些天文學家就認為,目前理論的彗星數量不足以造成如此頻繁的撞擊事件。陳老師也提到,在過去天文學的重大進展,並不一定是天文學家的貢獻,像是巡天計畫一開始是由美國地理學會提出,紅外線巡天則是由美國空軍主導,當年太陽能量來源的爭論,天文學家主張是由重力產生,反而是地質學家支持核融合的理論。

  接著是由國立大里高中的林士超老師報告高中生參與泛星計畫搜尋小行星的成果,由中大天文所陳文屏老師協助促成,國內六所高中(北一女、彰化高中、國大里、惠文、羅東、明道)的師生共同參與,藉著參與這樣的國際計畫,學生在團隊合作、天文軟體操作及英語溝通上都有了長足的進步,拓展了經驗和視野,表現十分亮眼!

  崇光女中張凱翔老師所報告的題目相當特別:「天文教育與特殊教育的邂逅— 以「可觸摸式立體星座盤」進行視障學生天文教學」,張老師提到曾經到台中啟明學校參加為期一天的相關訓練,去年在新竹建功高中代課時,班上有一位重度弱視的同學,因此便製作了「可觸摸式立體星座盤」進行輔助教學,這個星座盤放大了1.5倍,在欲強調的星座連線上黏貼了立體突出物,再搭配口述說明使用,天文館的同仁們在會議前也與張老師討論,或許可以嘗試將立體突出物黏貼在星點上,取代星座連線,對學生的認知理解可能會有不一樣的效果。

  天文館林琦峰解說員所介紹的主題是「發展非制式場域之天文科學學習模式-以「月相變化」主題導覽為例」,他與師大科教所的同學們,藉由重理解的課程設計(Understanding by Design,UbD),發展出以「月相變化」為主題的導覽活動,透過前測、後測、訪談等評量方式,研究導覽活動的成效,希望能夠有效協助參觀民眾及校外教學學生,建立正確的月相概念,期望在非制式場域的學習中,讓學習有更多元的選項。

  金華國小的柳麗玲老師,則針對207位台北市的國小教師和學生進行問卷調查及訪談,提出目前國小天文教育的困難和解決策略,像是教師缺乏天文專業背景、教材使用不易、天文教材短缺、學生缺乏學習動力、成就評量不易、教學方法有待加強等等,希望能透過加強教師進修、增進實作教學等方式改善教學現場的困難。對於大學教授是否應該涉入小學教科書的編纂工作,大家也有熱烈的討論,部分老師認為國小教師較了解學生的認知情形,或許國小教科書還是由國小教師主導較為適合,另外天文館同仁也提出,臺北市的天文資源相對豐富,教師可以善用天文館資源,例如定期開設的師資培訓課程等等。

  天文館胡佳伶解說員以「打造星光小學,點亮星希望!」為題,介紹自2008年起,由天文館科學志工團隊深入偏鄉地區小學,以天文營隊的形式,透過大量實作、遊戲融入、多媒體等活潑的教學方式,希望能透過天文的特色課程,豐富學童多元的學習經驗,將天文科學教育深耕地方,結合當地文化生態,發展出特色「星光小學」。目前的星光小學已有南投縣仁愛鄉合作國小(賽德克族)、星光二班:桃園縣復興鄉巴崚國小(泰雅族)、星光三班:台北市士林區平等國小、星光四班:花蓮縣富里鄉東里國小、星光五班:台東縣海端鄉霧鹿國小(布農族)、星光六班:屏東縣來義鄉望嘉國小(排灣族)、星光七班:新北市三芝區橫山國小,以及即將進行的星光八班:台東縣蘭嶼鄉東清國小(達悟族)。值得一提的是,在月相變化課程融入泰雅族射日故事傳說,這讓合作國小舞蹈團將射日故事編成舞碼,並於2009年以「射日英雄」舞碼榮獲全國舞蹈比賽南區決賽第二名。在後續的討論中,本次年會組織委員會的共同主席-澎湖科技大學洪健倫老師,也建議星光小學可以選擇澎湖西嶼等偏鄉舉行。

  接下來是由台灣大學資訊網路及多媒體研究所博士候選人,同時也是永光儀器公司天文部工程師的顏易程先生介紹「臺灣天文教育雲端聯盟」,這個計畫由2012年的天文影像直播系統萌芽,與中央氣象局和學校、私人天文台合作,以行動網路上傳即時影像,同步轉播各地天象,成功轉播了20120521日環食、 20120604月偏食、20120606金星凌日、20121128半影月食,在金星凌日天象時,參加的天文台多達16個(中央氣象局天文站、中國文化大學、蘭陽女中、中和高中、林口高中、豐原高中、惠文高中、大里高中、彰化高中、暨大附中、新豐高中、高雄中山高中、港和國小、高雄女中、金城國中、大熊天文台),網頁也創下超過5萬筆連結的紀錄。未來希望能夠透過資源共享,以及可長期經營的制度,提供資源分享平台,供天文影像直播系統、天文影像資料庫、虛擬主機、數位學習教材分享等使用。

  最後登場的是天文館研究助理洪景川先生介紹「第24太陽週期極大值之科普教學—以臺北天文館自製「太陽與太空天氣」數位星象節目為例」,為配合今年的太陽極大期及今年暑假天文館的太陽特展,天文館採購了長度約20分鐘的「太陽風暴」一片,片中以「STEREO日地關係探測衛星」為主角。天文館洪景川助理也特別自製約20分鐘的「太陽與太空天氣」數位星象節目,自今年元旦起在直徑25米的臺北天文館宇宙劇場播出,本節目提供了炫目耀眼的視覺效果來呈現太陽的各種活躍變化與太空天氣現象,並介紹人類對太陽和黑子的觀測史,更難能可貴的是忠實呈現了國內天文同好遠征阿拉斯加所拍攝的珍貴全天域極光縮時影片,讓觀眾恍如置身現場欣賞絢麗的天文奇景,再加上NASA和ESA太陽探測任務「SOHO太陽與太陽風層探測衛星」和「SDO太陽動力學探測衛星」的清晰影像記錄,讓觀賞者彷彿乘著太陽風,親眼目睹威力十足的爆發現象。

  本次會議約於5月26日星期日下午四時畫下句點,在年會議程委員會師大地科所管一政老師、中研院天文所曾耀寰老師兩位共同主席,年會組織委員會中研院天文所呂聖元老師、澎科大電信工程系洪健倫老師、成大物理系許瑞榮老師三位共同主席,以及其他許多委員和助理的勞心勞力下,年會圓滿落幕,相信許多天文工作者都在這一年一度的難得機會中,發表自己的工作成果,分享交流彼此的工作心得,有了滿滿的收穫。值得一提的是本次會議場地澎湖科技大學國際會議廳設備相當完善,在演講後發問時只要一按下麥克風,會場的攝影機便會指向發問者,讓大家能清楚看到發問者與講者的互動情形。當然更讓人驚嘆的是澎湖的好天氣、碧藍的大海、燦爛的花火,和滿天的繁星,相信與會者都有一趟相當愉快且充實的旅行,期待每位天文工作者未來一年在工作岡位上各自努力,明年相約再見!

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1058

2013年4月23日 星期二

網路天文館天文新知_20130423_恆星形成效率最高的星系

  綠能當道,天文學家發現了恆星形成效率最高的星系-SDSSJ1506+54,它將燃料轉換為恆星的效率,幾乎可達百分百!

  恆星是由星系中塌縮的雲氣形成,在一般的星系中(像是我們的銀河系),只有部分雲氣會被用來產生恆星。雲氣雖然在星系中到處散佈,但大部分的恆星都在旋臂上特別濃密的節點誕生。

  但在SDSSJ1506+54這個特殊的星系中,幾乎所有氣體都被拽往星系核心,使大量恆星集中在此誕生,恆星形成的速率比我們的銀河系還要高上數百倍!此研究結果將有助於了解星系中央的恆星形成區如何成形。

  本篇研究刊載在「天文物理期刊通訊」(the Astrophysical Journal Letters),觀測資料則來自美國航太總署(NASA)的廣角紅外巡天探測器(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)和哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope),以及位在法國阿爾卑斯山上的IRAM干涉儀(IRAM Plateau de Bure Interferometer)。

  加拿大麥吉爾大學(McGill University)的天文學家Jim Geach是在WISE的全天紅外巡天影像中,發現SDSSJ1506+54這個星系的,它發出的紅外光比太陽還要強上一兆倍,距離我們有60億光年之遠!而哈柏太空望遠鏡的資料則顯示這個星系相當緻密,大部分的光都來自於僅數百光年大小的一小塊恆星生成區。研究團隊接著利用IRAM干涉儀量測星系中的氣體量,此地面望遠鏡觀測一氧化碳發出的次毫米波,藉以推估用作恆星燃料的氫氣總量。結合WISE所估計的恆星形成率和IRAM計算出的氣體量,天文學家便能知道恆星形成的效率如何。

  在星系的恆星形成區,部分雲氣因重力而塌縮,當雲氣濃密到足以點燃核融合反應,恆星就此誕生;但新生恆星的恆星風和輻射卻會將雲氣吹散,遏止恆星繼續誕生-這也決定了恆星誕生效率的理論極大值。SDSSJ1506+54星系的恆星誕生效率就幾乎已達此理論極大值,再差一點這些雲氣就要被吹散了。

  為什麼SDSSJ1506+54星系如此特別?天文學家認為這是因為他們正好抓住了星系演化中,由星系合併所觸發的某一短暫階段。這樣快速的恆星形成僅能維持數萬年(這只是星系一生中一眨眼的工夫),雲氣就會被消耗殆盡,屆時SDSSJ1506+54星系就會演化為成熟的大質量橢圓星系。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1020

新聞來源:
http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/news/wise20130423.html

2013年4月22日 星期一

網路天文館天文新知_20130422_太陽動力觀測衛星三年精華縮時影片

  自2010年春季首次拍攝太陽以來,美國航太總署(NASA)的太陽動力觀測衛星(Solar Dynamics Observatory,SDO)已累積了三年的太陽影像,現在就讓您一次看完!


  此縮時影片是由每天兩張太陽影像組成,您可見到過去三年太陽逐漸由平靜轉為活躍的過程。太陽動力觀測衛星的大氣成像裝置( Atmospheric Imaging Assembly,AIA)每12秒就以10種不同波段對太陽進行拍攝,影片中是極紫外波段171埃(angstrom)的影像,所呈現的是溫度約在60萬度左右的太陽物質。

  您或許會注意到影片中太陽的視直徑有極微小的變化,這是因為太陽動力觀測衛星和太陽之間的距離所造成。太陽閃焰及日冕物質噴發(coronal mass ejection,CME)這類的太空天氣事件,會將輻射和太陽風粒子吹向地球,造成衛星異常的情況。藉由太陽動力觀測衛星一窺太陽狂舞的情形,將能幫助我們更了解太陽爆發的原因,以及改善太空天氣預報的能力。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1019

新聞來源:
http://www.nasa.gov/mission_pages/sdo/news/first-light-3rd.html

2013年4月18日 星期四

網路天文館天文新知_20130418_在太空站上擰毛巾會怎樣?

  上次我們看過了「在太空中能不能哭?」,知道了在太空哭泣可不太唯美,只會搞得整張臉溼答答,得拿毛巾來擦乾。那如果真的大哭一場,整條毛巾都濕了,想把毛巾擰乾,會發生什麼事呢?日前加拿大太空總署(Canadian Space Agency)在YouTube張貼了這段有趣的影片。


  這回,任務指揮官Chris Hadfield在國際太空站(International Space Station,ISS)上將一條濡濕的毛巾擰乾,這個實驗是由加拿大Nova Scotia省的兩位高一學生所構想的,Kendra Lamke和Meredith Hatfield贏得了由加拿大太空總署所贊助的比賽-為太空人設計在微重力環境下執行的實驗。

  這兩位學生猜想在太空中,從毛巾所擰出來的水不會滴下來,而是會留在毛巾上。如您在影片中所見,他們猜對了!水雖然會從毛巾裡被擰出來,但由於表面張力的關係,擰出來的水只會像一片果凍般,緊緊黏在毛巾和手上!

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1016

新聞來源:
http://www.latimes.com/news/science/sciencenow/la-sci-sn-astronaut-wrings-out-wet-cloth-in-space-20130418,0,2639050.story

2013年4月16日 星期二

網路天文館天文新知_20130416_超長伽瑪射線爆!

  「伽瑪射線爆」(gamma ray bursts,GRBs)是宇宙中最明亮的爆炸事件,除了放出大量的伽瑪射線和X射線,也會在光學和無線電波波段產生餘暉。「雨燕」(Swift)、「費米」(Fermi)和其它的望遠鏡平均一天可偵測到一個伽瑪射線爆。

  如果您對伽瑪射線爆有些認識,可能會知道伽瑪射線爆以2秒為界,分為「短伽瑪射線爆」(short GRBs)和「長伽瑪射線爆」(long GRBs)。持續時間短於兩秒的是「短伽瑪射線爆」,被認為是雙星系統中的緻密天體合併所造成,禍首極有可能是中子星和黑洞。而「長伽瑪射線爆」持續時間達幾秒鐘到幾分鐘,一般約落在20到50秒之間,一般認為是和數倍太陽質量恆星崩坍產生新黑洞有關。

  但最近美國航太總署(NASA)的雨燕衛星發現三個持續時間可達數小時之久的「超長伽瑪射線爆」(ultra-long GRBs)!兩組國際天文學家團隊的研究推論,這一類的事件是由超巨星(supergiant star)的死亡災難所造成!

  第一個例子GRB 101225A在2010年聖誕節發生,因此被暱稱為「聖誕爆」(the Christmas burst),其持續時間達兩小時之久!但由於無法判定其距離,天文學家對於背後的物理機制有了兩種截然不同的解釋:一種說法是銀河系內的中子星被小行星或彗星撞上;另一種說法則是35億光年外的的超新星爆發。

  而2011年12月9日的GRB 111209A更是打破歷史紀錄,持續時間達25,000秒,約7個小時左右!天文學家Gendre等人利用美國航太總署Wind衛星上的Konus伽瑪射線爆探測器的伽瑪射線資料、雨燕及XMM-Newton衛星的X射線觀測,以及智利TAROT自動天文台的光學觀測,對GRB 111209A進行詳細的研究,他們認為這次事件是由低金屬含量的藍色超巨星坍縮所造成,此結果刊載在3月20日出版的「天文物理期刊」(The Astrophysical Journal)。

  而天文學家Levan等人則是利用夏威夷雙子北座望遠鏡(Gemini North Telescope)觀測「聖誕爆」宿主星系的光譜,根據氧和氫的譜線紅移得到此星系距離,竟遠達70億光年!這已經超過可觀測宇宙一半以上的距離,因此這個爆炸遠比原本想像的還要更具威力!

  他們也研究了GRB 111209A和最近爆發的121027A,都有類似的X射線、紫外和光學發射線,而且也都是由活躍形成恆星的緻密星系中央區域所發出。因此天文學家認為這三顆超新星自成一類,稱作「超長伽瑪射線爆」!

  Levan表示,超長伽瑪射線爆源自非常大的恆星,可能大到和木星軌道一樣,而出生時就超過25倍太陽質量的「沃夫-瑞葉星」(Wolf-Rayet stars)是最有可能的解釋。美國太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)的天文學家John Graham和Andrew Fruchter則指出,這類的藍色超巨星金屬含量極少,這也解釋了超長伽瑪射線爆為何看起來源自缺乏金屬的環境。

  相關論文可參考
"The Ultra-long Gamma-Ray Burst 111209A: The Collapse of a Blue Supergiant?" B. Genre et al.
"A new population of ultra-long duration gamma-ray bursts." A.J. Levan et al.
"The Metal Aversion of LGRBs." J. F. Graham and A. S. Fruchter


  圖一:三種類型的伽瑪射線爆,橫軸是持續時間,縱軸是目前觀測到的數量,上方不同顏色的恆星代表這三種伽瑪射線爆其起源星的尺寸,其中黃色的恆星約比太陽大20%。


  圖二:天文學家認為藍色的超巨星是這類「超長伽瑪射線爆」的起源,這類恆星可達20倍太陽質量,大小幾乎可與木星軌道差不多。


  影片說明:關於「聖誕爆」形成機制的兩種可能解釋,以及Levan等人研究的結論。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1017

新聞來源:
http://www.universetoday.com/101486/new-kind-of-gamma-ray-burst-is-ultra-long-lasting/
http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/supergiant-stars.html
http://www2.warwick.ac.uk/newsandevents/grb

2013年4月15日 星期一

網路天文館天文新知_20130415_深埋古細菌中的超新星紀錄!

  220萬年前,超新星爆發的殘骸灑落地球,細菌將其中的鐵同位素留在細胞內,形成海洋沉積物,為宇宙歷史留下見證。此發現若經確認,會是生物為超新星爆炸留下的首筆紀錄!

  2004年科學家在一小塊太平洋海床上,發現地球上不會產生的鐵60同位素,他們計算同位素的衰變週期,發現罪魁禍首應是鄰近的超新星!

  德國物理學家Shawn Bishop試圖在化石紀錄中尋找這次超新星爆發的紀錄,他的目標是一種落腳於海床沉積物的特殊磁感細菌(magnetotactic bacteria),它們會從周遭攝入鐵,形成約100奈米的磁性結晶,利用地球磁場導航尋找偏好的環境。

  Bishop等人從東赤道太平洋取得170萬至330萬年前的沉積物岩心(sediment core),並以每十萬年的間隔取出岩層,以化學方法萃取出其中的鐵60同位素後,以質譜儀分析其含量,其中僅有220萬年前左右的樣本含有較多鐵60同位素。

  Bishop認為,這極有可能是超新星殘骸灑落地球,鐵同位素被磁感細菌攝入形成磁鐵礦(Fe3O4),而留下的珍貴化石紀錄。有些科學家懷疑爆發的超新星可能位於距離我們424光年的天蝎-半人馬星協。現在Bishop的團隊正要研究第二塊來自太平洋的岩心,看看是否也同樣有鐵60同位素的訊號存在。

  相關論文可參考
60Fe Anomaly in a Deep-Sea Manganese Crust and Implications for a Nearby Supernova Source” Knie, K. et al. Phys. Rev. Lett. 93, 171103 (2004)
“Discovery prospects for a supernova signature of biogenic origin” Bishop, S. & Egli, R. Icarus 212, 960–962 (2011)
“Evidence for Nearby Supernova Explosions” Benitez, N., Maíz-Apellániz, J. and Canelles, M. Phys. Rev. Lett. 88, 081101 (2002)

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1018

新聞來源:
http://www.nature.com/news/supernova-left-its-mark-in-ancient-bacteria-1.12797?WT.ec_id=NEWS-20130416

網路天文館天文新知_20130415_美味天文,藝術天文!

  天文和美食有什麼關係?在「電影香料共和國」(A Touch of Spice)中,小男孩凡尼斯的外公在香料舖閣樓對他說:「天文學(astronomy)是包含在美食學(gastronomy)之中的!辣椒就像太陽,熱情帶點火爆,所以每道菜都要加點辣椒;金星就像肉桂,是最美麗的女人,甜蜜帶點苦澀,讓人又愛又怕...」。

  現在,天文與美食的關係更具體了一些,美國棒棒糖公司Vintage Confections自2012年春季推出了行星棒棒糖!利用高解析度的圖像以及特別的材料,讓透明的棒棒糖變身太陽系各個行星,您會不會捨不得把它們放進嘴裡呢?至今該公司已經賣出了3500組六顆或是十顆行星的組合,價位分別是10.5美金(約合新台幣315元)或 17.5美金(約合新台幣525元)。另外還有星雲棒棒糖喔!(點選圖片可放大)

 



  日本巧克力公司L'eclat所出的八大行星巧克力,更是夢幻逸品!芒果椰子的水星、奶油檸檬的金星、可可口味的地球、柳橙果仁的火星、香草口味的木星、萊姆葡萄的土星、牛奶口味的天王星、卡布奇諾的海王星,加上太陽,一盒9顆3800日圓,約合1150元新台幣。除了行星口味,這家公司甚至還推出各種口味的隕石巧克力!8種一組日幣3000元,約合新台幣900元。

 


  結婚蛋糕也可以很天文!西雅圖這間訂製蛋糕店 The People's Cake的Kaysie Lackey就為一位新娘秘密製作了太陽系蛋糕,送給她的新婚夫婿,這個雙層蛋糕以黑色為基底,點綴了小行星帶作為裝飾,每顆行星皆以手繪製成,您可以看到比較靠近太陽的類地行星在上層,而離太陽較遠的類木行星在下層,甚至還有一個會轉動的蛋糕架!是不是也很想要擁有一個這樣的訂製蛋糕呢?


  天文除了可以很美味,也可以很藝術!各式各樣的天文照片原本就令人目眩神迷,但不知道您有沒有注意在生活周遭,有許多天文意象與藝術結合的例子呢?最膾炙人口的可能是梵谷的「星夜」(Starry Night)以及「隆河上的星夜」(Starry Night Over the Rhone)。



  美國哈佛史密松恩天文物理中心(Harvard-Smithsonian Center of Astrophysics)的博士後研究員Alex Parker曾在2012年哈柏太空望遠鏡慶祝22歲生日之際,利用相片馬賽克拼貼軟體,將哈柏的最精彩的一百張天文照片拼貼成馬賽克版的「星夜」



  「每日一天文圖」(Astronomy Picture of the Day,APOD)也曾在2010年6月15日推出由Ronnie Warner製作的「星夜尋寶」,您可以試著當個尋寶家,在這幅「星夜」拼貼畫中找一找海爾-波普彗星、螺旋星系、疏散星團、超新星殘骸、超新星1987A、愛斯基摩星雲、蟹狀星雲、雷神的頭盔(Thor's Helmet)、車輪星系、螞蟻星雲…。


  將現代天文影像融入古典畫作的作品還不只這些,APOD也曾在2005年6月16日十周年慶之際張貼這幅作品,將維梅爾(Johannes Vermeer)的作品「天文學家」和「地理學家」結合了天文影像,根據他們的說法,兩位人物分別是APOD的編輯Robert Nemiroff(左)和Jerry Bonnell(右)。




  除了古典藝術,其實在生活中,也有許多天文的意象悄悄出現在你我身邊。像是今年的臺北燈會,在「蛇斑斑劇場」下方的3D投影小劇場,就有太陽系八大行星,或是宇宙大尺度結構的立體投影出現。



  稍早於花博公園舉辦的2013臺北花卉展,也有個「星空站」,公園處陽明山公園管理所利用各類花卉材料,雕塑太陽及八大行星天體模型,試圖模擬出太陽系天體系統的園藝意象。


  甚至是歌手陳綺貞2009年在小巨蛋的「太陽」演唱會海報,也出現了馬頭星雲和M42獵戶座大星雲。



  如果以上這些您都錯過了,沒關係,4月26日到5月7日,您還可以到國立中正紀念堂3F志清廳,欣賞一場天文與藝術結合的饗宴-「賞宇宙時光-時光林油畫展」。或許您會發現,天文除了很科學,也可以很浪漫!


Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1014

資料來源:
行星棒棒糖 http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2309306/See-world-inside-lollipop-Solar-recreated-sweet-style.html
美國Vintage Confections推出的行星棒棒糖 http://www.vintageconfections.com/products/planet-lollipops
美國Vintage Confections推出的星雲棒棒糖 http://www.vintageconfections.com/collections/ball-style-lollipops/products/nebula
日本L'eclat推出的行星巧克力 http://www.rihga.co.jp/osaka/leclat/planet.html
日本L'eclat推出的隕石巧克力 http://www.rihga.co.jp/osaka/leclat/kiseki.html
太陽系結婚蛋糕 http://www.brides.com/blogs/aisle-say/2012/10/solar-system-wedding-cake.html
哈柏望遠鏡影像拼貼畫 http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2208757/Van-Goghs-Starry-Night-youve-seen-Astronomy-student-creates-mosaic-using-Hubbles-best-deep-space-pictures.html
2010年6月15日的APOD「星夜尋寶」(由梵谷畫作「星夜」合成) http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/ap100615.html
2005年6月16日的APOD「歡慶十周年」(由維梅爾畫作「天文學家」和「地理學家」合成) http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/ap050616.html
2013臺北燈會蛇斑斑劇場 http://www.youtube.com/watch?v=ey_2CitbXP0
2013臺北花卉展 http://www.2013taipeiflowershow.com.tw/news_detail.asp?UID=6
陳綺貞2009台北小巨蛋演唱會「太陽」 http://www.ticket.com.tw/dm.asp?P1=0000009211
賞宇宙時光─時光林油畫個展 http://www.culture.ntpc.gov.tw/web/Message?command=showDetail&postId=272069

2013年4月10日 星期三

網路天文館天文新知_20130410_來自土星環的降雨

  刊載在「自然」(Nature)期刊的最新研究指出,英國列斯特大學(University of Leicester)的天文學家James O'Donoghue等人,利用夏威夷的凱克II望遠鏡(Keck II telescope)觀察土星電離層(ionosphere)中帶電氫離子所發出的輻射,發現有帶電的水從由六萬公里高的土星環落往土星,這些降雨會影響部分土星高層大氣的組成及溫度結構,而形成深色的暗紋。

  土星的高層大氣與土星環有著密切的交互作用,來自土星環的雨水落向電離層,大幅降低了該局部區域的電子濃度。這解釋了過去幾十年來,為何我們觀測到土星某些緯度的電子濃度非常低的問題,也幫助科學家更瞭解土星環系統的起源與演化,以及土星大氣層的改變。

  在1980年代早期,美國航太總署(NASA)的航海家號(Voyager)太空船就拍攝到土星上有兩到三條暗紋,科學家推測可能是由土星環落下的雨水所造成,但直到2011年4月科學家利用凱克II望遠鏡在近紅外線波段的觀察,才又看到這些平行於赤道的暗紋。

  在土星的電離層中,中性的大氣層被高能量粒子或太陽輻射游離,而產生帶電粒子。科學家追蹤一種帶有三個質子的特殊氫離子(三原子氫)時,原本以為會看到整個星球均勻地在紅外波段發光,沒想到卻觀察到一系列亮暗相間的條紋。暗紋約占了土星上層大氣緯度25到55度的30-43%,這比當初航海家號任務所拍到的影像還大得多。

  根據研究團隊的計算,土星電離層的暗紋和土星環上最亮最密的區域被磁場連結。來自太陽的輻射游離了水分子,然後被行星的磁場掃過並拉向土星,當這些帶電粒子撞擊電離層,便會摧毀發光的三原子氫。因此,土星環最亮最密的部分製造了最大的降雨,在發光的電離層上畫上了暗紋。而土星環的環縫沒有產生降雨,便留下了原本發亮的亮條(請見示意圖)。本篇論文作者之一的Steve Miller表示,這些暗紋只有在特定的紅外波段可見,即使我們在土星的衛星上也無法用肉眼看見它們,而木星的電離層看起來就均勻得多。O'Donoghue則估計,每天土星環會降下1到10個奧運規格游泳池的水到土星的電離層上。

  這項研究成果解釋了長久以來難解的一些謎團:像是為什麼土星電離層的溫度比預期還要高上幾百度,降雨中的帶電的水分子可能就提供了加熱所需的額外能源;另外土星低層大氣比預期更濕,可能也是因為來自土星環的降雨所造成。天文學家接下來將利用卡西尼號上的儀器進行研究,期望能更詳細地觀察水如何移除電離層中的帶電粒子。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1011

新聞來源:
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-130
http://www.newscientist.com/article/dn23366-saturns-rings-leave-ghostly-imprint-on-atmosphere.html

網路天文館天文新知_20130410_太空中的綠泡泡

  歐南天文台(European Southern Observatory)的科學家利用智利超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT) 的一些未分配時間,觀察位於南天球盾牌座這團鬼魅的綠色雲氣,得到了此天體迄今最佳的影像!

  這個謎樣的天體稱作IC 1295,距離地球約3300光年,是由死亡恆星噴出的殘骸雲氣膨脹而形成的行星狀星雲。它看來有點像顯微鏡下的微生物,被一層層的殼層包覆。其實這些泡泡是由彼時的恆星大氣所構成,當恆星生命進入末期時,核心不穩定的核融合反應忽然釋放能量,將外層氣體噴出。這些氣體因年老恆星(圖中箭頭處)強烈的紫外輻射而游離發光,鬼魅的綠色則來自於雲氣中大量游離的氧離子。

  在接下來的幾十億年內,行星狀星雲中央的恆星會逐漸冷卻成為昏暗的白矮星,這也是所有介於一倍到八倍太陽質量恆星的末路,行星狀星雲約能維持一萬年左右的時間。雖然稱作行星狀星雲,但它其實和行星沒什麼關係,原來是因為早期望遠鏡的解析力不足,讓行星狀星雲看起來很像太陽系外圍的天王星、海王星等天體而得名。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1010

新聞來源:
http://www.eso.org/public/news/eso1317/
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/04/scienceshot-green-bubble-in-spac.html?ref=hp

2013年4月9日 星期二

網路天文館天文新知_20130409_「退休」恆星也有行星和塵埃盤!

  天文學家利用歐洲太空總署(ESA)的赫歇爾太空望遠鏡(Herschel space observatory),首次觀察到一個擁有行星系統的次巨星(subgiant)周圍,有著由彗星或小行星撞擊形成的的塵埃帶。

  像我們太陽這樣的恆星,在穩定的燃燒核心的氫幾十億年後,會將燃料耗盡而開始燃燒核心周圍的殼層。在它們「退休」後,會膨脹形成次巨星,最終形成紅巨星。在次巨星的階段,周圍的行星、小行星、彗星應該還會繼續在這些「退休」的恆星周圍存在。藉著赫歇爾太空望遠鏡在遠紅外線波段的高敏感度,天文學家在北冕座kappa星周圍解析出塵埃盤的存在。這顆約25億歲的北冕座kappa星約有1.5倍太陽質量,距離我們100光年左右。根據地面望遠鏡的觀測,這顆恆星有一個兩倍木星質量的行星圍繞,和母恆星的距離約和太陽系的小行星帶差不多,另外可能也還有另一質量尚不確定的第二顆行星存在。

  本篇論文的第一作者Amy Bonsor表示,這個塵埃盤自恆星誕生以來就一直存在著,這和我們太陽系非常不同-太陽系大部分的塵埃都在太陽誕生後約6億年的「晚期大撞擊時期」(Late Heavy Bombardment era)就被清空了。研究團隊提出符合觀測的幾種可能假設,這個謎樣的塵埃盤系統可能是由一顆或兩顆行星塑造,或是由棕矮星的伴星將塵埃盤一分為二。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1012

新聞來源:http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Herschel/Retired_star_found_with_planets_and_debris_disc

2013年3月26日 星期二

網路天文館天文新知_20130326_超新星又添新分類

  超新星可說是宇宙中威力最強大的爆炸事件之一,現在天文學家為超新星家族多添了一類新成員-Iax型超新星!

  以往天文學家將超新星分為兩類,由白矮星完全崩解所形成的Ia型超新星,和由大質量恆星核心坍縮所引起的II、Ib、Ic型超新星。現在天文學家發現,有一群以往被認為是不尋常的Ia型超新星,其實獨具特色,自成一格!

  這一類被新命名為Iax型的超新星,爆炸所產生的能量約是Ia型超新星的1%到50%,而且這類的恆星殘骸常能在一開始的噴發中倖存下來。就像Ia型超新星一樣,Iax型超新星並沒有氫的譜線。在這25顆Iax型超新星中,大部分都有超過25項的共同特徵-這顯示這些超新星不僅看起來很類似,背後形成的物理機制可能也極為相似!本篇研究成果即將刊載在「天文物理期刊」(The Astrophysical Journal)。

  Iax型超新星極有可能源自於雙星系統,相當緻密且富含碳、氧的白矮星(圖左側的圓盤中心),從富含氦的伴星掠取物質,最終在表面累積了足夠的質量而引發爆炸。目前發現的Iax型超新星數量仍不多,天文學家認為這是由於它們過於黯淡,而非數量稀少的緣故。發表此篇論文的研究團隊估計,每發生100個Ia型超新星爆發,就會有約31個Iax型超新星,大型全景巡天望遠鏡(Large Synoptic Survey Telescope, LSST)未來可能就會發現上千個Iax型超新星。

  相關論文可參考http://arxiv.org/abs/1212.2209v2

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/TW/content.asp?mtype=c2&idx=999

新聞來源:ScienceNow
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/03/scienceshot-a-new-class-of-super.html?ref=hp

2013年3月20日 星期三

網路天文館天文新知_20130320_航海家一號離開太陽系?

  美國航太總署(NASA)在1977年所發射的航海家一號(Voyager 1)太空船,是否已經離開太陽系,最近引發熱烈爭論!

  刊載在「地球物理研究通訊」(Geophysical Research Letters)的一篇研究指出,在2012年8月25日,航海家一號太空船位在距離太陽約121.7天文單位處,偵測到異常宇宙線(anomalous cosmic rays, ACR)的數量急遽下降,這些帶電粒子常困囿在分開太陽系及星際空間(interstellar space)的磁場紊流區內;同時,源自太陽系外的星系宇宙線(galactic cosmic rays, GCR)數量劇烈上升。因此,W.R. Webber等天文學家認為航海家一號已經脫離了太陽風的勢力範圍,也就是封閉泡泡狀的日光層(heliosphere)。相關論文可參考http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50383/abstract

  但隨後美國航太總署便出面反駁這項說法,航海家計畫科學家Edward Stone認為航海家一號並未觀察到磁場方向的改變,而這才是判斷是否抵達星際空間的關鍵指標,因此航海家一號尚未離開太陽系或抵達星際空間,而是到達了一個位在太陽系最外圍、稱為「磁場高速公路(magnetic highway)」的新區域。相關新聞稿請參考http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-107&cid=release_2013-107&msource=2013107

  不論航海家一號究竟離開太陽系了沒,在接下來的日子裡,它還會繼續往銀河系的中心前進,在2025年太空船上的鈽燃料耗盡之前,帶給我們更多的驚奇!

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/TW/content.asp?mtype=c2&idx=1000

新聞來源:
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/03/scienceshot-has-voyager-1-left-t.html?ref=hp
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-21866532
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2296422/Nasas-Voyager-1-LEFT-solar-35-year-mission-explore-space-began.html

2013年3月14日 星期四

網路天文館天文新知_20130314_藏在樹木年輪裡的太陽爆發

  古老樹木年輪中的碳同位素急遽升高,讓科學家發現在西元774至775年曾有大量的帶電粒子襲擊地球!現在一組物理學家團隊懷疑,罪魁禍首就是我們的太陽!他們的研究結果即將刊載在「地球物理研究通訊」(Geophysical Research Letters)上。

  太陽平常就會噴出帶電粒子,稱為日冕質量拋射(coronal mass ejections),但卻很少襲擊地球或是造成傷害。理論上,太陽的爆發威力足夠強大,可以解釋年輪中所觀察到的現象,科學家估計這次太陽爆發的威力,比造成1989年魁北克大停電的事件還要強大70倍,更比1859年癱瘓北美及歐洲電報系統的太陽爆發事件大上20倍。許多遠處類似太陽的恆星也曾經產生如此大的噴發,因此我們的太陽威力應該也是不容小覷,不過,科學家表示,這樣的爆發還是無法造成大量生物滅絕的事件。

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/TW/content.asp?mtype=c2&idx=989

新聞來源:ScienceNow

2013年3月7日 星期四

網路天文館天文新知_20130307_泛星計畫尋找失落的超新星!

  船底座Eta星已經準備好要爆炸了!170年前,100個太陽質量的船底座Eta星噴發出達數個太陽質量的氣體,成為彼時天上僅次於天狼星的第二亮星,但重頭戲還沒登場,船底座Eta星終將成為一顆耀眼的超新星!

  大質量恆星臨終前的超新星爆發在螺旋星系裡很常見,因為那兒常有新恆星生成。但在恆星形成已近停滯的橢圓星系中,就很少有超新星爆發。這也難怪天文學家在年老的星系中看到年輕的超新星爆發會如此驚訝!由夏威夷Maui島Haleakala天文台泛星望遠鏡所發現的PS1-12sk超新星,就是如此獨一無二!

  根據光譜中的氦線與其他特徵,PS1-12sk被分類為罕見的Ibn型超新星,在目前被觀測到的數千顆超新星中,僅為此型超新星的第六例!雖然起源尚不清楚,但這顆超新星極有可能是大質量恆星晚年噴出大量氦氣-就像船底座Eta星旁的矮人星雲(Homunculus Nebula)-之後產生的超新星爆發。

  先前發現的五顆Ibn型超新星也都支持這種假設,它們都是在像銀河系這樣仍活躍形成恆星的星系中被發現(由於大質量恆星壽命短暫,在爆炸之前通常不會離出生地太遠)。

  但PS1-12sk可不太一樣,它是在一個距離地球7.8億光年的明亮橢圓星系外圍被發現的,但附近區域看起來最近並沒有恆星形成的跡象,天文學家之前也從未在這樣的星系中發現大質量恆星形成的超新星。

  這個發現顯示宿主星系可能暗藏恆星工廠,偷偷製造大質量恆星;另一種假設是PS1-12sk或許有著截然不同的起源,像是其中一顆富含氦的兩顆白矮星碰撞。甚至有一些可能性更低的選項,像是這顆恆星已經遠離了它的出生地?非常局部的恆星形成?或是另一種不同的超新星形成方式?對天文學家來說,PS1-12sk可真是出了道難解的謎題!

Editor: Seline
引用自臺北天文館之網路天文館網站http://tamweb.tam.gov.tw/v3/TW/content.asp?mtype=c2&idx=987

新聞來源:
http://www.cfa.harvard.edu/news/2013/pr201308.html