宇宙實驗室裡的物理新發現

不是所有實驗物理學家都在地球做實驗，有時候他們得把場景換到太空中，尤其是極端狀態下才能發現的未知機制。美國奧本大學（Auburn University）的艾邁·內默（Ahmad Nemer）團隊利用太空中的星雲發現了一種新的重組（Recombination）過程，只有在溫度及密度極低的環境下才能顯現它的效應。

宇宙中充滿了游離的電子及原子，特別是在星雲裡，它們瀰漫在太空中，密度比地球上所能製造的真空都還要低，附近天體的高能輻射吹拂並激發它們使得電子游離形成電漿，但電子很快又會與離子復合落回穩定的能階，放出微弱的螢光。一直以來，光電離及復合過程的研究幫助我們了解宇宙的元素豐度，建立恆星演化、星系組成及宇宙學的模型。

2010年，弗朗西斯·羅拔杜（Francis Robicheaux）的團隊預測了一個新的復合過程，儘管未曾發現，但可能在能量極低的電漿中佔有重要的一席之地，這就是里德伯格加強重組（Rydberg Enhanced Recombination，簡稱 RER）鑒於RER需要在極為嚴苛的狀態下才會發生，科學家完全無法在地球上驗證它的正確性。於是艾邁·內默將目標放在太空中，他們觀察八個行星狀星雲和一個密接雙星（symbiotic binaries），在星雲的光譜中發現到符合RER預期的特徵。RER過程對星雲的元素豐度計算會產生顯著的變化，未來對於星雲的觀測分析，RER或將是不可忽略的過程。

【圖：美國太空總；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】