天文新聞

歐洲南方天文台簽約興建新一代光譜儀

歐洲南方天文台建造新一代光譜儀的簽約儀式
歐洲南方天文台昨日與德國波茨坦萊布尼茨天體物理研究所(Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam)簽署合約,建造 一台特別設計、 新一代的光譜儀。新的光譜儀將安裝在智利北部,帕瑞納天文台(Paranal Observatory)的可見光和紅外巡天望遠鏡 (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy,簡稱 VISTA) 之上。

新光譜儀稱為四米多目標光譜望遠鏡(4 metre Multi-Object Spectroscopic Telescope,簡稱 4MOST),完成後將會安裝在 VISTA 望遠鏡的紅外線攝影機,為VISTA提供獨特的新功能。該儀器預計2022年開始使用,它能夠揭露一些當今最緊迫天文問題,包括:提供銀河系化學演化和動力學的研究,測量大量的活躍星系和星系團,了解宇宙模型中加速膨脹的限制因素。
【圖、文:節譯自歐洲南方天文台新聞公佈】

美國太空總署研究結果計劃免費公開

美國太空總署標誌
美國太空總署計劃將研究成果發佈到網站上,供讀者免費獲取。 此舉將會讓科學愛好者和有志從事太空探索人仕高興不已。通常此類資料只有付費才能獲取,這意味著業餘愛好者往往無法獲取。 歐洲太空總署也表示,希望在2020年開始共用所有的研究成果。
 
美國政府一直游說科學機構,將他們的研究更廣泛開放使用,認為這樣能促進科學的普及,推進公共知識的傳播。 2013年,白宮科技政策辦公室要求一些機構,包括美國太空總署在內,提高他們研究成果的可獲取性。
 
在這個計劃之下,通過一個入口網站可以獲取其研究成果。 任何由美國太空總署資助的研究成果,在出版一年以內都會發佈到Pubspace網站上。
 
【圖:美國太空總署;文:節錄自國家航天局網頁;新聞資訊由林景明提供】

天文奧運比一比

質量的對比
四年一度的奧運即將落幕,在場上的運動員們致力追求極限,跑得更快、跳得更高、變得更強!宇宙中的天體和這些運動員們一樣,以極致令人目眩神迷。體操選手的後空翻和超新星爆炸後的殘骸其實都遵循著相同的物理定律,「天文奧運」(AstrOlympics)計畫將帶您一同探索奧運選手和宇宙天體的速度、質量、時間、壓力、轉速和距離,認識我們生活周遭的世界,也更了解我們所在的宇宙究竟有多麼令人驚奇!

旋轉:物體繞著軸心運動,轉速是指在單位時間內繞著軸心轉了幾圈。
單位:轉/分(RPM,revolutions per minute),轉/秒(Hertz)。
日常生活的例子:洗衣機-1200 轉/分 或 20 轉/秒。
奧運場上的例子:體操選手的後空翻-90 轉/分 或 1.5 轉/秒。
宇宙天體的例子:蟹狀星雲中心的緻密核心-1800 轉/分 或 30 轉/秒。

速度:在單位時間內運動的距離。
單位:公里/小時(kilometers per hour)。
日常生活的例子:一般高速公路的速限-90 公里/小時。
奧運場上的例子:最快的短跑選手-44.6 公里/小時。
宇宙天體的例子:仙后座A的震波-1600萬公里/小時。

距離:物體運動了多遠。
單位:公尺、公里、光年(光一年所走的距離,約 10 兆公里)
日常生活的例子:西螺大橋-1940 公尺 。
奧運場上的例子:射箭選手與箭靶的距離-70 公尺。
宇宙天體的例子:地球與子彈星團(Bullet Cluster)的距離-34 億光年。

時間:兩件事件之間的間隔。
單位:秒、年。
日常生活的例子:一分鐘-60 秒;一小時-3600 秒;一年-3153 萬 6000 秒。
奧運場上的例子:50公里競走時間-1 萬 2939 秒。
宇宙天體的例子:杜鵑座47球狀星團的年齡-130 億年或 4 x10^17 公斤。

壓力:在單位面積內所受到的力。
單位:百帕(100 牛頓/平方公尺)、公分汞柱(cmHg)。
日常生活的例子:人體血壓-1500 百帕或 114 公分汞柱;海平面的大氣壓-1013 百帕或 76 公分汞柱。
奧運場上的例子:奧運參賽者的壓力-非常大。
宇宙天體的例子:中子星的中心壓力-10^32 百帕。

質量:物體所含有的物質。
單位:公斤、太陽質量。
日常生活的例子:黃金獵犬-36 公斤。
奧運場上的例子:男子鉛球重量-7.26 公斤。
宇宙天體的例子:人馬座A*-400萬個太陽質量,或是 8×10^36 公斤。

【圖:美國太空總署、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

澳門科技大學校監顧問許敖敖獲得小行星命名

許敖敖
2016年8月18日出版的《小行星通告》新增八顆以華人命名的小行星。其中一顆編號 55901 Xuaoao 許敖敖

許敖敖是位著名天文學家、高等教育家,1962年畢業於南京大學天文系,留校任教,從事太陽物理學、太空物理學及等離子體物理學的教學和科學研究工作。 1990年後任南京大學教授、天文學博士生導師、南京大學教務長、副校長,主持南京大學教學和招生工作近十年,在教育教學改革方面作出了重要貢獻。 2003年1月開始擔任澳門科技大學第二任校長,現任澳門科技大學校監顧問。

【圖:互聯網;文:林景明節譯自國際天文學聯會小行星通告及百度百科】

巴西國旗的星空

巴西國旗的27顆星分佈在南半球星空的9個星座
在世界上,國旗上有星星的國家屢見不鮮, 但是若要選出國旗上的每顆星星都能與夜空中星群對應的,巴西國旗絕對是榜上的前幾名!

眾多國旗中,巴西的國旗可說是最「天文」的一支。雖然在國旗的設計上,以星星、月亮、太陽為素材的國家屢見不鮮,但是說到做得最徹底的,恐怕非巴西莫屬。因為巴西的國旗裡,可是擺上了一個真實的星空呢!

巴西國旗的底色為綠色,象徵境內廣闊的叢林;中央的黃色菱形,代表豐富的礦藏和資源;菱形中間則是藍色的天球儀,上面有27顆白色五角星,代表巴西的26個州和一個聯邦區。天球儀上還有一條拱形白帶,將球面分為上下兩個部分,白帶上用葡萄牙文寫著Ordem e Progresso,意思是「秩序和進步」。

中間這個天球儀是1889年才加上去的,用來取代原來的帝國國徽,天球上的星象是1889年11月15日8時30分里約熱內盧(Rio de Janeiro)的星空(由於地球自轉的關係,恆星在天空的位置,每小時會移動15度,由於地球公轉的關係,每天同時間會相差1度),標誌巴西最後一位皇帝佩德羅二世的退位、聯邦共和國成立的歷史時刻。

由於天球儀上的白色五角星象徵聯邦共和國的各個行政區,所以星星的數量是會隨著行政區的數量而變動:1889年時只有21顆星,1960年增為22顆,1968年23顆,1992年增為27顆後,至今(2016年)仍然維持27顆。白色五角星有五種大小,但是與真實星空的星等並沒有對應關係,也就是說真實星空中的亮星對應的,不見得是較大或較重要的行政區。目前的27顆星分佈在南半球星空的9個星座。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

費米太空望遠鏡以新方式擴大暗物質搜索

畫家筆下的費米太空望遠鏡
美國太空總署費米太空望遠鏡利用全新方法擴大對暗物質的搜索,並進一步限制了暗物質粒子可能的特徵。

暗物質在宇宙尺度上影響了宇宙的歷史,但它的尋找過程甚是艱難。對於人類來講,它實在很暗:我們根本看不到暗物質發光,也看不到它輻射其他粒子,其存在的證據一直是通過引力得來的。當前,尋獲暗物質有兩個辦法:將儀器放入地下或送上太空。

2008年升空的費米太空望遠鏡包括廣域望遠鏡(Large Area Telescope)和伽瑪射線暴監視系統(Gamma-Ray Burst Monitor),這意味著,其一部分使命是對宇宙中狂暴難測的伽瑪射線進行探索。今年稍早時候,費米團隊利用該望遠鏡超過六年的數據完成了三份報告,其中包括使用新方法對暗物質進行搜索的結果。研究人員認為,伽瑪射線是光的最高能量形式,可以幫助揭露暗物質粒子的一些存在類型。

在這些結果中,費米望遠鏡探測到在銀河系中央與其他圍繞銀河系運轉的矮星系中,有與暗物質明顯相關聯的伽瑪射線訊號。雖然目前還沒有令人信服的發現,但已排除了一定範圍內的質量與相互作用比率的可能性,進一步限制了暗物質粒子可能具有的某些特徵。

新研究還一併探索了暗物質由軸子(axion,天文學模型中假想的暗物質構成粒子之一)或其它相似特性粒子組成的可能性。這一類粒子能夠轉化為伽瑪射線,當他們與強磁場相互作用時又會轉回原來的形態,因此在不斷切換的過程中應當會殘留下一些蹤跡。斯德哥爾摩大學團隊對散發高能量伽瑪射線的NGC1275星系展開研究。位於英仙座星系團中央的這個星系,其熾熱氣體更有利於伽瑪射線和軸子類粒子的轉化。通過費米望遠鏡搜尋的訊號,研究人員排除了可能包含了4%暗物質的軸子類粒子。這一研究結果顯示,人們現在已經可以更詳細研究軸子粒子的模型,並最大限度縮小可能的質量範圍。

【圖、文:綜合自互聯網新聞報導;新聞訊息由林景明提供】

是否有一個垂直黃道面的小行星帶?

六顆天體的軌道側視圖
台灣天文學家與多國科學家所組成的團隊,日前利用泛星計劃(Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System 1 Survey,簡稱 Pan-STARRS 1)發現了一顆逆行並且其軌道盤面幾乎垂直於太陽系黃道面的古柏帶天體。此發現讓團隊察覺有其他五顆類似的天體也運行在同個盤面上,對於外太陽系動力學的研究提供更進一步的方向。

重點:
A. 臺灣天文學家及其團隊發現了一顆小行星並且稱它作Niku(逆骨)
B. 這顆天體有著110度的軌道傾角(幾乎垂直於太陽系盤面)
C. 科學家找到相似軌道的六個天體都運行於同一個盤面
D. 這個結果也許將開啟我們還未理解的外太陽系世界

英國皇后大學的博士後研員米歇爾·班尼斯特(Michele Bannister)說:「我希望每個人都繫好安全帶,因為外太陽系變的越來越奇怪了」。她會這麼說是因為最近發現的一顆古柏帶天體,其軌道跨越了海王星軌道前後的空間。該天體比海王星暗了十六萬倍,也就是說,它的直徑可能只有不到二百公里。它現在正位於太陽系盤面上方,而且逐日往上走;其運行方式與其他太陽系天體也非常不一樣:逆行且近乎垂直於黃道面。這也就是為什麼團隊給它一個暱稱叫Niku(逆骨)。

  它到底有多叛逆呢?一個盤面是行星系統的特徵,如同一顆太陽形成初期,雲氣與灰塵會沉降到一個碟狀的盤面。角動量會迫使所有的物質都往同一個方向旋轉。這也就是說,假如有一個東西不是延著盤面運行,或是反向旋轉的話,它很容易就會被踢出太陽系。也就是說,在40億年後的現在,我們不太可能看到這種叛逆的天體。哈佛史密松天文物理中心的Matthew Holman表示:「這代表外太陽系有我們不知道的東西正在發生」,他也是泛星計劃中外太陽系子計劃的負責人。加州理工學院的Konstantin Batygin則認為:「當你在外太陽系看到某個特徵,而你不能解釋時,那是非常令人興奮的,因為這代表我們的知識將會有新的進展」。

  中央大學天文所的博士後研究員林省文說:「慶幸的是,雖然逆行天體的軌道不穩定,但由於Niku的軌道幾乎垂直於黃道盤面,大大的降低了它與海王星等行星接觸的機會,因此Niku仍然可以在太陽系內存活數億年之久。」。

不過更不可思議的是,Niku並不是獨自運行於其獨特的垂直軌道:天文學家們發現Niku與另外五個天體的軌道十分相似,它們的軌道都幾乎垂直於黃道面,其中一個還被暱稱為吸血鬼德古拉。中央研究院天文與天文物理研究所的博士後研究員陳英同表示:「這六個天體一齊走在一個與其他太陽系的行星與小行星截然不同的軌道平面上,儼然成為一個垂直於黃道面的小行星帶。」

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天體物理通訊》。

中國成功發射世界首顆量子科學實驗衛星

墨子號量子科學實驗衛星發射情況
中國今日凌晨1時40分在酒泉衛星發射中心,用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空。這是世界上首次衛星和地面之間的量子通訊。

量子衛星首席科學家潘建偉院士介紹,量子通訊的安全性基於量子物理基本原理,單光子的不可分割性和量子態的不可複制性保證了信息的不可竊聽和不可破解,從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的無條件安全,可​​從根本上、永久性解決信息安全問題。

量子衛星2011年12月批準實行,是中國科學院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一。其主要科學目標一是進行星地高速量子密鑰分發實驗,並在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗,以期在空間量子通訊實用化方面取得突破;二是在太空間進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗,在太空驗證量子力學理論。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

獵鷹九號火箭再次實現海上降落

獵鷹九號火箭降落海上平台的情況
美國太空探索技術公司的獵鷹九號火箭8月14日成功把一顆日本通訊衛星 JCSAT-16 發射至目標軌道,火箭第一級再次在大西洋中一艘無人船上成功軟著陸。

獵鷹九號火箭今年已五次海上降落,其中四次成功,只有6月的一次失敗。此外,該公司今年還有一次火箭陸地降落取得成功。

此次火箭從美國東南部佛羅里達州卡納維拉爾角(Cape Canaveral)空軍基地發射升空,主要目的是把日本商用通訊衛星JCSAT-16送至同步轉移軌道。太空探索技術公司在發射前說,鑑於此軌道的高度,著陸時火箭第一級將承受極高速度與重返地球時的高溫,是一次具有挑戰性的著陸嘗試。最終一切都很順利。發射九分鐘後,火箭第一級在大西洋中一艘無人船上完美降落。

火箭第一級嘗試降落的最終目標是研製可重複使用的運載火箭。傳統火箭都是一次性使用,一旦能夠回收重複使用,將有望降低發射成本。

這也是太空探索技術公司今年第二次為日本發射通訊衛星。這家日本公司為亞洲、俄羅斯、大洋洲、中東和北美的用戶提供通

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

歐洲太空總署夏帕雷利探測器將在十月抵達火星

歐洲太空總署夏帕雷利登陸器展覧模型
夏帕雷利登陸器(Schiaparelli EDM lander)是歐洲太空總署和俄羅斯航天局(Roscosmos)合作的專案計畫,2016年火星微量氣體任務衛星(Trace Gas Orbiter,簡稱 TGO)搭載夏帕雷利登陸器登陸火星,是歐洲主導火星外太空生物探測任務(Exobiology on Mars,簡稱 ExoMars)計劃的一部分。

夏帕雷利登陸器預計今年10月19日登陸火星,並使用非充電式電池對火星地表進行研究,預計運作二至八日。

夏帕雷利登陸器先用降落傘減速,然後用小推進器進行減速,最後軟著陸在火星表面。由於夏帕雷利登陸器不是在火星地表做科學研究,所以沒有攜帶充電設備,當電池在經過約二至八個火星日後將會用盡後,登陸器就會失效,所以夏帕雷利登陸器只有裝幾個比較簡單的儀器,希望能夠對火星的 大氣層電場(atmospheric electric fields)做一番分析,並確認其是否能影響火星塵暴的發生,以及本地天氣模式。

夏帕雷利登陸器收集到的資料將由中繼火星微量氣體任務衛星轉發至地球,在夏帕雷利登陸器停止運作後,中繼衛星 將繼續收集火星大氣中的甲烷之類的微量氣體的資料進行分析,並預計在軌道中至少待到 2022 年。火星微量氣體任務衛星和夏帕雷利登陸器收集到的資料將成為火星外太空生物探測任務2020年的第二階段任務的重要參考。

【圖、文:節譯自歐洲太空總署網頁】

EDM是Entry, Descent and Landing Demonstrator Module(進入、下降和登陸演示模塊的簡寫)

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