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地球有幾個月亮?

臺北天文館_96
・2012/01/16 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

抬頭看看夜空,數一數,月亮有幾顆?只有一顆吧?如果你的回答是「不只一個」的話,一定會有人對你投以異樣眼光!但即便你看不見,繞著地球公轉的月球,數量絕對不下於一。

話說,地球確實有個大月亮環繞在側。所謂的「地-月系統」,是指地球和月球兩者共享一個重力中心(英文barycenter,此處篇幅有限,不多著墨這個名詞定義)。在地球過去的歷史中,某一段時間,它可能曾經有過兩顆大月亮,直到比較小的那顆撞上了比較大的那顆,形成了月球背面的大凹坑為止,該事件發生於40億年前,不過這裡要講的重點也不是那個。

我打算說的是,此時此刻,高掛在天上的那個月亮,並不是地球唯一的一個月球。驚訝嗎?

當然,我說的是很小的月亮啦。可能還不到一公尺寬。但嚴格來說,不能說它不算是月亮。甚至還有比一公尺更小的,不計其數。太陽系有許許多多殘餘物,在比月球更遠的外圈,繞著地球轉,有時軌道會被地球擄獲,它們和地球之間的關係,就像小石子被甩石機甩出一樣,停留期間短暫,神不知鬼不覺地來來又去去,根本沒人知道。

根據芬蘭赫爾辛基大學的學者Mikael Granvik指出,他們已經用電腦模擬計算得到這些小行星的軌道,據信這些主要徘徊在太陽系內圈的TCO,隨時都有可能受地球軌道擄獲。
2011年12月20日刊登於Icarus(刊登太陽系相關研究論文為主)這篇論文中指出,週期而規律地,很多近地小行星可能發生軌道臨時被地球擄獲的情形,這些小行星被天文學家稱為TCO(temporarily captured objects),每次被擄而停留的事件期間大約9個月,大多在繞行地球公轉不超過3輪之後,和地球分道揚鑣,續奔其前程。

根據模擬顯示,也有一些TCO的停留期可能稍長,達~900年。

由於太陽系裡的小行星數量非常多,其中,任何一個遭地球擄獲的機率當然不會太低。

甚至在該學者團隊的假設中,在5到10倍於地-月距離的軌道,寬不到1公尺的條件下估計,地球可以說是「隨時隨地」應該都有著一顆臨時月亮-TCO在常相左右!

如果真的有這些月亮,怎麼可能我們一直都霧煞煞?

當然啦:「太小、太遠、又太暗」!

受限於現有觀測設備性能,而距離如此之遙,一顆天體如果體積只有書桌這麼大,基本上偵測會是很困難的 – 更別提事實上,要往哪個方向去看都還屬未知。除非等到配備著一架有著32億像素(=3,200百萬像素)相機的下一代天文觀測利器 LSST-大型綜合巡天望遠鏡建造完成,不然,要看到這些迷你衛星,機會頗渺茫。

看到它們之後的下一步,又會是什麼?可以前往探勘嗎?沒錯!既然它遠道來訪又已成為我們的入幕嘉賓,就近一探這些TCO的究竟,顯然比大老遠專程跑去那些位在太陽系邊緣的「主要小行星帶」更加經濟又實惠。

看在這個太空探險計畫花費相對低廉的份上,計畫案或許會比較有機會得到贊助經費許可?(Lauren 譯)

資料來源:中研院天文網[2012.01.11]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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臺北天文館_96
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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》