天文新聞

橢圓星系不是經由星系合併而形成

SDP.81愛因斯坦環和重力透鏡星系
關於大型橢圓星系的來源,現行公認的理論認為是經由螺旋星系合併的過程而形成。不過,近期義大利國際高等研究院(Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati,SISSA)克勞迪婭·曼庫索(Claudia Mancuso)等人的研究卻顯示:橢圓星系應是在宇宙早期透過所謂的「局部( 原地)恆星形成(local (in situ) star formation)」的過程而形成。其實先前已有天文學家利用理論模型進行研究而提出過這個原地假說,但直到曼庫索等人簡單地透過赫歇爾太空望遠鏡(紅外波段)、哈勃太空望遠鏡(紫外波段)所收集的資料進行分析而後用內插法計算,所得結果顯示原地理論應該是正確的。

所有問題的起源是「塵埃」:恆星形成速率最高的那些星系通常也是塵埃含量最高的,因為那些劇烈的造星過程會製造出氣體和重元素形成的分子。這意味著新生恆星發出的電磁輻射有部分會被塵埃和氣體吸收,導致天文觀測儀器所偵測到的可見光和紫外光輻射會比真正的輻射量還少一些,而氣體與塵埃吸收的這些能量「再輻射」回太空時則主要落在紅外波段。受限於儀器,很難觀測到非常遙遠的古老星系發出的紅外輻射,令到研究恆星與星系形成變得複雜,所以至今絕大部分研究大都止步於純理論模型而已。

曼庫索等人則逆向思考,設法取得近距星系的完整資料,還有遠方星系的不完整資料,然後根據曼庫索等人設計的方案,用內插法延伸資料範圍,「填補」遙遠星系缺失的部分資料。這項分析工作也有將重力透鏡現象考慮進去,如此一來便可讓天文學家們觀測那些非常遙遠的古老星系。

在這種與理論模型完全無關的直接方式,SISSA研究團隊獲取了一幅星系演化的圖像,甚至可前推至非常古老的宇宙時期,幾乎可達宇宙再游離時期(epoch of reionization)。透過這項重建工作,證明橢圓星系無法透過其他星系的合併而形成,純粹因為這種過程沒有足夠時間去累積我們如今在這些星系中所觀測到的大量恆星。這意味著,橢圓星系是透過在原地的恆星形成過程的形成。

這些發現,將是未來建構新一代理論模型和數值模擬的必要起始點,更重要的是這些發現將可提供做為下一代巡天計劃中辨認原初星系的基礎,例如紫外波段的韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)、毫米波段的ALMA( Atacama Large Millimeter Array)或電波波段的公里方陣電波干涉儀(Square Kilometer Array,SKA)等,對研究宇宙早期星系狀況的領域而言是個非常重大的突破。

【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】

台灣科學家利同步加速器光源揭開冥王星藏有地球生命起源的種子

模擬冥王星大氣的實驗機
1951年荷裔美籍天文學家古柏(Gerard Peter Kuiper)曾經推論,太陽系誕生初期所殘留的碎片,被拋到太陽系外圍並形成古柏帶,因此古柏帶保存著太陽系最早期的原始物質。更有科學家推測,這些無機物質經宇宙射線照射後,可以轉變為有機物質,而彗星就是將這些有機物質由古柏帶快遞到地球的星際列車。

台灣的國家同步輻射研究中心吳宇中教授、金之豪博士以及陳憲璁、劉孟澄與黃自平三位研究助理所組成的星際化學研究團隊,製造一個實驗室(experiment chamber),模擬位於古柏帶的冥王星表面的極端太空環境,同時利用高能電子束模擬宇宙射線,並使用台灣光源(Taiwan Light Source) 的巨龍光束線,取得與哈勃望遠鏡吻合的「遠紫外光吸收光譜」,耗時三年,首度證實冥王星存在著有機分子

在此之前三年,吳宇中屢次嘗試改變氣體分子組成比例、照射能量、照射時間等數十種實驗條件組合,都苦無結果。美國太空總署、哈佛大學、夏威夷大學以及荷蘭的萊登大學也在從事冥王星的追蹤研究,同樣束手無策。

一直到2015年七月,美國太空總署新視野號(New Horizons)太空船首次飛越冥王星後,科學家推測冥王星表面的暗紅色區塊,可能是大氣分子經由宇宙射線照射後形成的霧霾,掉落在冥王星地表。吳宇中突然靈機一動,立即修正實驗順序,原本的做法是將氣體分子先製作成薄冰後,再用高能電子轟擊,他修正為先轟擊氣體分子後,再製作成薄冰,這個發想竟讓他成為全球第一個證實冥王星上存在有機分子的科學家。

【圖、文:節錄自國家同步輻射研究中心新聞公佈】

紫金山天文台太陽多通道近紅外光譜儀完成升級

多通道近紅外線光譜儀驗收會現場
紫金山天文台的太陽光譜儀始建於上個世紀七十年代,建成後通過照相底片拍攝Ha(656.3nm)等可見光波段譜線光譜資料。從上個世紀九十年代開始,我們對太陽光譜儀進行了多次升級改造,增加一次電離鈣的854.2nm譜線和中性氦的1083.0nm等近紅外譜線,成為太陽多通道近紅外光譜儀。它可以同時獲得太陽上觀測區域的縫前Ha波段單色像以及狹縫對應位置上的Ha、854.2nm和1083.0nm的光譜資料。

這次升級的主要任務包括增加光譜儀的掃描觀測功能,通過掃描觀測功能實現對太陽上各種寧靜及活動現象的多譜線兩維光譜觀測,成為太陽多通道近紅外成像光譜儀;增加觀測譜線,使儀器能夠獲得更多譜線的光譜資料;更新探測器;包括CCD相機及銦鎵砷(InGaAs)紅外線相機,以獲得更高靈敏度和訊噪比的資料。同時對光譜儀的跟蹤系統、狹縫系統、光柵系統和光譜成像系統等進行了維護和升級。現在的太陽多通道近紅外成像光譜儀除了獲得太陽上觀測區域的縫前Ha波段單色像外,還可以同時獲得觀測區域在Ha、一次電離鈣的紅外三重線(849.8nm、854.2nm和866.2nm )和1083.0nm等五條譜線的兩維光譜,大大提高了儀器的性能及獲得科學數據的能力。

【圖、文:節錄自中國科學院紫金山天文台網頁 ;新聞訊息由林景明提供】

中國天文學家提議興建世界最大口徑的光學紅外線望遠鏡

凱克望遠鏡是世界上口徑第二大的近紅外線望遠鏡
中國六十多位天文學家匯聚南京,共同提議興建世界最大十二米口徑的光學紅外望遠鏡,以彌補中國在大口徑光學紅外天文觀測設備上的不足。

目前中國天文學家要做精細觀測都要申請使用外國的望遠鏡,一個晚上至少要花費幾萬美元,還有可能買不到觀測時間。現時全世界十四枝八至十米口徑的光學紅外望遠鏡,沒有一枝在中國,對天體進行高分辨精細觀測上遠不能滿足中國天文學家的要求。

提議興建的十二米口徑的光學紅外望遠鏡,建成後,能夠為中國在暗能量本質、重力波源光學認證和研究、太陽系外類地行星探測等重大領域取得重大突破。

【圖:互聯網;文:節錄自南京天文光學技術研究所網頁;新聞訊息由林景明提供】

美國今日發行探索冥王星紀念郵票

新視野號探索冥王星的紀念郵票
美國郵政今日發行新視野號太空船探索冥王星的紀念郵票。這次不是美國郵政首次發行冥王星的郵票,在1991年就曾發行一系列「九大行星與探測太空船」郵票,其中冥王星以『尚未探測(Pluto: Not Yet Explored)』為標題。這張29美分的郵票也於2006年置入新視野號太空船,並隨著太空船一起到冥王星。當2015年7月14日入新視野號到達冥王星並拍攝到美不勝收的照片,美國郵政今日發行的冥王星與新視野號四連張郵票。這組郵票屬於永久郵票(Forever stamp),上面不印面值,售價則以當年郵件資費為準。此外,美國郵政為了紀念半世紀來的太空探險,也將發行八大行星十六連張的永久郵票。

【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】

上週末羅塞塔號太空船失去聯絡以安全模式運行

近距離拍攝彗星的表面照片
上週末,羅塞塔號太空船失去聯絡,啟動安全模式,近距離觀察彗星的表面情況。故障原因相信是太空船在近距離接近一塊噴射冰晶的彗星岩石時,誤認為是導航星體,當時太空船距離彗星表面只有五公里。

在安全模式羅塞塔太空船沒法和控制中心通訊,歐洲太空總署只有向太空船發出指令,幸好羅塞塔號昨日已經與控制中心重新聯繫,現時操作正常。

【圖、文:節譯自歐洲太空總署網頁】

獅子座M66星系出現超新星爆發

M66星系2016cok超新星
全天自動超新星搜索(All Sky Automated Survey for Super Novae)項目發現獅子座的M66星系出現超新星爆發,在05月28.30日(世界時)亮度達到16.7等。雲南天文台天文學家在28.63日(世界時)利用高美古的2.4米望遠鏡對這顆超新星進行光譜觀測,觀測結果顯示這是一顆IIP型的超新星,正式名稱為SN 2016cok。

香港天文學會會長楊光宇及副會長吳偉堅昨日利用0.7米望遠鏡,亦拍攝到這顆超新星。

【圖:楊光宇、吳偉堅;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞資訊由林景明提示】

天文學家觀測法厄同這顆耐人尋味的近地小行星

2010年底法厄同在天空中移動的照片
1983年發現的近地小行星法厄同(Phaeton),是一顆阿波羅型小行星,曾經被懷疑是智神星族小行星中的一員。它比其它已經命名的小行星更靠近太陽,近日點只有0.14天文單位(大約二十一萬公里)。科學界認為它是十二月中旬出現的雙子座流星雨的母體。

目前,一組以法國國家太空研究中心的約瑟夫·哈納斯(Josef Hanus)領導的國際研究團隊,對這顆小行星進行詳細研究,獲知它的軌道模型,自轉狀態以及物理參數。

【圖、文:林景明節譯自物理學機構網頁】研究論文5月27日發表於論文預印本伺服器arXiv上

邵逸夫獎今日公佈得獎者名單

邵逸夫獎標誌
邵逸夫獎基金會於今天5月31日(星期二)在香港舉行新聞發佈會,公佈今屆共有六位科學家獲頒獎項,得獎者名單如下。

「邵逸夫獎」設有三個獎項,分別為天文學、生命科學與醫學、數學科學。每年頒獎一次,由今年開始每項獎金由一百萬美元增加至一百二十萬美元。今年為第十三屆頒發,頒獎典禮定於9月27日(星期二)舉行。

「邵逸夫獎」得獎者如下:

天文學獎 平均頒予
羅奈爾特.德雷弗(Ronald W P Drever);美國加州理工學院物理學榮休教授
基普.索恩(Kip S Thorne);美國加州理工學院費曼理論物理學榮休教授和
雷納.韋斯 (Rainer Weiss);美國麻省理工學院物理學榮休教授

以表彰他們對「激光干涉儀重力波觀測站」LIGO的構思和設計。LIGO最近首次直接觀測到重力波,為天文探索開創了一個新方法,而首先偵測到的非凡事例為兩個星級質量的黑洞合併。

生命科學與醫學獎 平均頒予
艾德里安.伯德 (Adrian P Bird);英國愛丁堡大學布坎南遺傳學講座教授和
胡達.佐格比 (Huda Y Zoghbi);美國貝勒醫學院分子與人類遺傳學教授、德克薩斯兒童醫院珍與丹•鄧肯神經科學研究院主任及美國霍華德休斯醫學研究所研究員

以表彰他們發現一類基因和蛋白,這些蛋白能夠確認染色體脫氧核醣核酸一種可以影響基因調控的化學改變;並確立這基因的突變是發育障礙疾病蕾特氏症的主要成因。

數學科學獎 頒予
奈傑爾.希欽(George Lusztig);英國牛津大學Savilian幾何學講座教授

以表彰他對幾何學、表示論和理論物理學作出極重要貢獻。他引入了基本而優美的概念和技術,影響深遠。

【圖:互聯網;文:邵逸夫獎基金會新聞公告;新聞資訊由林景明提示】

超級黑洞發出高能粒風暴阻止新星體產生

畫家筆下超級黑洞將星系氣體加熱
美國肯德基大學(University of Kentucky)一組以華裔天文學家嚴仁斌(Renbin Yan,譯音)為首的國際團隊,觀測和繪製一萬個鄰近星系的詳細數據,仔細研究星系中心的超級黑洞以及星系邊緣,發現一種稱為紅熱噴泉(red geyser)星系。這些古老的星系,擁有超級黑洞,裡面的超級黑洞發出高能量粒子風暴,將星系內的氣體加熱,引致無法形成新的星體。

在過去的數十億年內,一種稱為星系暖化(Galaxy warming)神秘現象,令到許多星系原來培育恆星形成的區域,變成一個缺乏新年輕恆星的地方。產生這種戲劇性轉變的機制,是星系演化過程中一個最大的未解之謎。

【圖、文:節譯自美國科學促進會網頁】

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