天文新聞

一組由加州理工學院拉格希爾德·倫南（Ragnhild Lunnan）領導的國際研究團隊在2013年11月利用泛星一號望遠鏡檢測到一顆超新星PS1-14bj，隨後世界其它地方的望遠鏡對這顆超新星進行後續的跟蹤觀測。天文學家發現這顆貧氫超亮超新星有一些特殊的屬性。它非常緩慢地達到極大光度，隨後又慢慢變暗，這是迄今為止一顆變亮時間持續最長的超新星。

【圖、文：林景明節譯自物理學機構網頁】研究論文5月17日發表於論文預印本伺服器arXiv上

日本東京大學奧村哲平特任研究員和戶谷友則教授為主要成員的國際聯合研究小組，利用在夏威夷的昴宿星團望遠鏡對遙遠星系進行觀測，在繪製平均距離130億光年2,783個星系範圍的宇宙立體圖的基礎上，首次測算出由重力引起的大規模結構形成速度，證實愛因斯坦廣義相對論在遙遠宇宙中也成立。

宇宙大爆炸之後一直在不斷膨脹，有理論推測其膨脹速度會漸緩，但近年來觀測發現，宇宙膨脹速度不斷加快。是因為暗能量充斥宇宙，還是廣義相對論錯誤，科學家針對這兩種可能性進行了大量研究。廣義相對論是愛因斯坦在一百年前提出的重力理論，該理論在太陽系範圍內已通過高精度試驗加以驗證，但在超過一百億光年的宇宙深空是否正確，需要驗證才能得出結論。

其中最有說服力的觀測之一，是通過測定眾多星系之間的距離及立體分佈，調查宇宙大規模結構。根據宇宙大規模結構，測定每個星係以何種速度運動，從而得到大規模結構的成長速度，通過驗證成長速度與廣義相對論的預想是否一致，就可以驗證廣義相對論是否正確。

此次研究小組對紅移值1.2至1.5，即共動距離約124光年至147光年的星系進行了測定。從2012年至2014年，製作了2,783個星系組成的宇宙大規模立體結構圖。通過對每個星系的運動進行觀測，成功測定出大規模結構的成長速度。測定結果在統計學上可信度為99.997%，這也是世界上首次以高可靠性值測量對超過一百億光年宇宙深空進行的測定，測定數值與廣義相對論預想值相比較，在允許誤差的範圍內結果一致。

研究人員認為，在此次測定的誤差範圍內，不可否認會有微小重力與廣義相對論不相符的可能性，他們計劃今後研製新的天文望遠鏡對更遠星系進行調查，以期在宇宙論研究中有更重要的成果。

【圖：日本天文學會；文：節錄自國家航天局網頁；新聞訊息由林景明提供】研究成果發表在日本天文學會6月3日出版的《歐文研究報告》。

歐文研究報告 = Publications of the Astronomical Society of Japan

上海天文台沈志強研究員領導的天馬望遠鏡研究團組利用上海天文台65米口徑的天馬射電望遠鏡對巨蛇座區域內南側的一個雲核進行了碳鏈分子的搜尋，並在其中探測到了豐富的碳鏈分子。研究團組將探測結果與TMC-1 與Lupus-1A 的碳鏈分子柱密度和豐度進行比較，表示三個分子雲中的長鏈碳分子可能具有相似的形成機制。

自從上世紀70 年代在TMC-1 中探測到豐富的長碳鏈分子以來，天文學家們一直視TMC-1 為一個非常特殊的源，並提出了多種模型來解釋其中的長碳鏈分子。直到2010 年天文學家才找到第二個富含長碳鏈分子的雲核，也就是Lupus-1A 。

碳是宇宙中含量最豐富的元素之一，是複雜多樣的星際分子的重要組成部分。在星際冷暗雲核中，碳主要以線性碳鏈分子的形式存在，如HC n N, C n H, C n S 分子等。這些高度不飽和分子不但與含碳化合物的形成與破壞有著密切的關係，還是恆星形成研究中重要的化學探針。因此，碳鏈分子尤其是長碳鏈分子（n ≥ 5 ）的形成和演化是天體化學的重要研究課題。遺憾的是，目前僅在金牛座分子云的雲核1 （Taurus Molecular Cloud 1）和豺狼座分子云的雲核1A （Lupus-1A ）以及碳星IRC+10216 的殼層中探測到了豐富的長碳鏈分子，這大大限制了長碳鏈分子的觀測研究。

【圖、文：節錄自中國科學院上海天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】

有140餘位研究人員參加的費米望遠鏡超新星遺跡項目旨在探索超新星遺跡在高能波段的性質，這有助於科研人員理解超新星遺跡與周圍物質相互作用的過程及宇宙線的起源。

超新星遺跡是超新星爆發後激波與周圍星際介質相互作用的產物，其輻射主要在射電和X 射線波段，部分也有紅外線和光學輻射. 而近幾年伽馬射線觀測的發展為我們打開了一個新的了解超新星遺蹟的窗口。 如今被普遍接受的超新星遺跡伽馬射線產生機制主要有軔致輻射、同步輻射、逆康普頓散射及中性π介子衰變，前三者為輕子過程，而π 介子衰變為強子過程。軔致輻射與當地粒子的溫度、密度有關，同步輻射與電子的能譜、當地的磁場強度有關，逆康普頓散射與電子的能譜及背景光子能量密度有關，π介子衰變與質子的能譜有關。

自1912年赫斯（Hess）博士發現宇宙線並因此發現獲得NOBEL 物理學獎以來，其起源一直是個謎。 早在1934 年，巴德（Baade）和茲維基（Zwicky）就提出銀河系宇宙線的起源地可能是超新星遺跡。對超新星遺跡高能伽馬射線的觀測，是判別其是否為宇宙線起源地的重要一環。

【圖、文：節錄自中國科學院國家天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在5月24日出版的《天體物理學報增刊》此文章引用國家天文台天體物理綜合研究團組18篇相關文章。

美國太空總署太空人威廉斯（Jeffrey Williams）在國際太空站上測試由比格羅公司提供的微型模擬可充氣式活動擴展太空艙（Bigelow Expandable Activity Module），遇到意想不到的氣壓問題，當充氣閥門打開幾秒後，充氣式太空艙內部壓力異常升高，原本預計在一個小時後充氣完成，經過多次嘗試打開充氣閥門，但壓力讀數仍然異常，兩個小時後仍未能了完全展開充氣艙。為了安全起見，美國太空總署決定暫停充氣式太空艙實驗。

畢格羅航天公司活動擴展太空艙重1.36公噸，擴展後尺寸逹到三米直徑、四米長，可以為太空人提供額外的日常活動空間。 按計劃，活動擴展太空艙與國際太空站對接兩年。期間太空人每年會進入其中三、四次，收集數據並評估其整體性能，特別是它防範太陽輻射、太空垃圾撞擊及太空極端溫度的表現，但太空人不會居住在這個充氣艙內。

【圖、文：節譯自美國太空總署網頁】

太空探索科技公司原定今日香港時間5時40分將泰國通訊衛星 ThaiCom 8 發射進入地球同步軌道，然後，第一級火箭會回收降落大西洋海面。在發射前一刻因傳動設備發現問題，臨時取消，現在延遲至明日清晨再次發射。

【圖：美國太空總署；文：節譯自互聯網新聞報導】

美國太空總署一項研究發現，年輕時的活躍太陽，可能有助於給早期地球生命提供所需成分和氣候。

氮是地球生命必需的基本組成，但在地球早期，氮可能只是以氮氣形式存在於地球大氣中，而且是一種很少參加化學反應的惰性物質。分解大氣中的氮分子是一個高耗能過程，但只有這樣才能讓生物可以更好地利用重組後的氮元素。

位於美國馬里蘭州戈達德太空飛行中心的弗德米拉·亞帕信（Vladimir Airapetian）和他的研究團隊，通過天文望遠鏡對恆星風暴（與太陽類似的年輕恆星上大規模噴出的高能粒子）進行了觀察，推測早期太陽可能也有類似的恆星風暴頻繁向地球拋出高能粒子。這些被叫做超級耀斑的太陽風暴觸發了早期地球大氣的化學變化。研究人員估計，當時帶電粒子云襲擊地球的頻率很高，一天會有多次。超級耀斑與地球互動的數值模擬表明，超級耀斑擾亂了地球磁場，在地球兩極製造出大量的地磁缺口，從而讓高能粒子能夠穿過大氣層。

研究人員隨後發現，高能太陽粒子和包括氮分子在內的地球大氣層成分能相互作用，產生一氧化二氮和氰化氫。氰化氫可能給構建氨基酸等生物分子提供了氮源；而一氧化二氮這種強溫室氣體可能幫助地球表面溫度上升到了可以支撐液態水和生命的程度。這一切發生的時候太陽雖然有很多風暴，卻比現在要暗三成。

【圖：美國太空總署；文：節錄自國家航天局網頁】

中國在南極中山站的第一台光學望遠鏡南極亮星巡天望遠鏡（Bright Star Sky Survey，簡稱 BSST）正式投入實際觀測，與國內幾名頂尖​​的深空攝影愛好者合作，拍攝首張深空照片：璀璨明亮的奧米茄星團 ( NGC 5139)。

南極亮星巡天望遠鏡由中科院國家天文台南京天光所和中國科大極地研究中心聯合研製，利用南極極夜和良好視寧度的優勢，為中國天文學家提供更新更好的觀測基地。在中山站停留繼續調試一段時間後，BSST將最終放置在南極海拔四千餘米的冰穹A上的崑崙站，這裡也是全球數個最佳天文觀測地之一。

【圖、文：節錄自中國國家天文網頁；新聞訊息由林景明提供】

美國太空總署天文學家利用錢德拉X射線天文台、哈勃太空望遠鏡和史匹哲太空望遠鏡的數據，找到如何快速形成巨大黑洞的線索，以確定這些可能的黑洞種子（black hole seeds）。

現時有兩種黑洞理論去解釋質量可以達到太陽幾十億甚至上百億倍超級黑洞形成的原因。第一種理論認為，超級黑洞是由於恆星碰撞形成的標準黑洞，其後互相融合產生；第二種理論認為，氣體雲的碰撞形成「黑洞種子」，種子繼續長大而成超級黑洞。今次研究發現，大黑洞可以直接由氣體雲互相碰撞而形成。之後，這種黑洞好像種子一樣，逐漸長大成為超級巨大的黑洞。

【圖、文：節譯自美國太空總署網頁】研究全文刊登在已經出版的英國《皇家天文學會月報》

中央研究院天文所研究團隊使用阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）取得原行星盤分子譜線最佳影像，首度揭露金牛座HL星原行星盤上的氣體環和環狀間隙，能更直接的推測行星質量，獲知該正在形成行星質量可能與木星一樣大。本研究成果提供了行星形成時間及行星形成標準模型重要參考。

ALMA曾於2014年年底對金牛座HL星進行長基線觀測，並於2015年三月向全球發表了解析力為0.03至0.07角秒的連續譜影像。毫米及次毫米波的連續譜追蹤的是原行星盤上塵埃的分佈，ALMA高解析力的影像顯示了金牛座HL星的原行星盤有著一圈圈的塵埃環和間隙，認為是行星正在形成的證據。然而，顏士韋博士表示：「原行星盤的主要成分是氣體，塵埃只貢獻了原行星盤中百分之一左右的質量。」要完整敘述原行星盤上發生什麼事，如果只看塵埃而不知氣體狀況如何，就如同見樹不見林，因此本次研究成果，能幫助正確解讀金牛座HL星原行星盤。

無論是要確切了解行星是否正在金牛座HL星周圍形成，或要推測行星的質量，都需要極高解析力的分子譜線影像，用來追蹤氣體的分佈。ALMA長基線觀測資料公開後，中央研究院天文所研究團隊進一步處理及分析觀測數據，成功重建高解析力的HCO+影像。重建出的影像解析力高達到0.07角秒，是目前原行星盤的分子譜線影像中最好的。

研究結果顯示，正在形成的行星其質量約和木星一樣大。如果觀測到的氣體間隙確實是由行星所造成，行星形成的時間就比預期的早很多，需要對標準模型進行修正或是建立新的行星形成理論。

【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】