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究竟是誰偷走了TYC 8241 2652的塵埃盤?

臺北天文館_96
・2012/07/17 ・991字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

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加州大學Carl Melis等天文學家就目睹了一場類似事件:一顆年輕的類太陽恆星TYC 8241 2652周圍環繞的大量塵埃,意外的再也找不到了。這就像魔術一樣,一下看得到,一下看不到。只是,現在正在討論的這個TYC 8241 2652案例,其所含有的塵埃量足以填滿整個太陽系內側,而且它們是真的都不見了,並不是魔術。想像一下土星環突然消失的景象,不是土星環側面朝向地球的「視覺效果」,而是土星環完全消失的景象,這必定令人相當震撼,而這就是TYC 8241 2652發生的事。相關論文發表在7月5日出刊的《自然》(Nature)期刊中。

TYC 8241 2652位在南天的半人馬座方向,距離地球約450光年,是個很年輕的行星系統,形成迄今僅有1000萬年左右。TYC 8241 2652周圍的塵埃盤,是在1983年被美國航太總署(NASA)紅外天文衛星(Infrared Astronomical Satellite,IRAS)首度觀測到,自彼時起迄今已超過25個年頭。一般認為這個塵埃盤是正在形成的行星彼此間碰撞的碎屑所形成的,是行星形成很普遍的一個過程。如同地球,這些溫暖的塵埃吸收星光的能量,再以紅外波段將這些熱能輻射回太空,因此得以在紅外波段觀測到它。

不過,在2010年時,NASA的廣角紅外巡天探測器(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)觀測資料首度強烈顯示這個塵埃盤消失了。之後,天文學家於2012年5月1日,利用位在智利的雙子南座望遠鏡(Gemini South telescope)取得TYC 8241 2652的紅外影像,確認這些塵埃的確已經消失無蹤,2年半前的WISE觀測結果無誤。在此期間,天文學家也利用多種天文觀測設備進行確認觀測。

目前已經研究過的塵埃環系統有數百個之多,天文學家以前從未碰到這樣的狀況。TYC 8241 2652的塵埃盤消失現象非常劇烈而快速,以人類時間尺度來說,也顯得相當快,更遑論以天文尺度論。這種狀況,讓Melis等人剛開始都單純地以為是某個觀測或分析環節出了什麼問題。

天文學家陸續提出幾種可能可以解釋這個塵埃盤消失現象的理論。例如,其中一個可能的理論是正在形成的行星彼此撞擊而產生塵埃的過程中所釋出的氣體,可能會促使塵埃快速地落往恆星而被恆星吞噬消失。另一個可能的理論認為撞擊過程中所遺留的較大岩塊,彼此間又會互相撞擊,導致塵粒愈來愈細小。但是,沒有一個理論能讓眾天文學家信服,而且從觀測資料來看,這個消失事件和恆星本身的活動無關。因此,這個塵埃盤消失神秘事件,迄今尚是個未解的謎題。

資料來源:

  1. GOING OUT OF BUSINESS [2012.07.04]
  2. The Mysterious Case of the Disappearing Dust [2012.07.05]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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NASA出動4艘飛船圍觀嫦娥3號登月
果殼網_96
・2014/01/27 ・2413字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

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文/Steed

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12月15日,玉兔月球車與嫦娥3號實現互拍。圖為嫦娥3號拍攝的月面上的玉兔月球車。圖片來源:新華網

12月14日,中國的嫦娥3號著陸器成功在月球虹灣著陸區登月。儘管此次探月任務沒有跟美國NASA展開任何形式的合作,但NASA仍在官網上放出了一篇文章,簡述了他們對在月球探測方面取得的種種進展,還一一細數了目前仍在執行任務的4艘繞月衛星將對嫦娥3號登月展開怎樣的觀測。NASA指出,他們「將這次著陸視為一次全新的科研機會,或許能夠增進對月面大氣的研究和觀測。」以下內容就是NASA官網上那篇文章的部分摘譯:

自阿波羅計畫將12人送上月面以來,美國太空總署(NASA)一直致力於月球科學。憑藉「克萊芒蒂娜」(Clementine)和「月球勘探者」(Lunar Prospector)之類的現代探測器,以及最近完成的LCROSS和GRAIL等任務,NASA的科學研究已經幫助繪製出了月面地圖,確定了水冰的存在,還理解了我們這顆衛星不規則的引力場。NASA當前的月球任務,正在幫助NASA更好地理解我們的太陽系,給未來對其他行星天體的探測提供信息,讓我們離未來探測小行星和火星之類的目的地所必需的技術更近一步。

科學家目前正在利用4艘NASA的繞月衛星研究我們的月球。中國的嫦娥3號於12月14日登陸月球,或許會給它們提供一次機會來採集新的數據。美國和國際上的研究者將這次著陸視為一次全新的科研機會,或許能夠增進對月面大氣的研究和觀測。

嫦娥3號登月時,NASA的「月球大氣及塵埃環境探測者」(LADEE)、「月球勘測軌道飛行器」(LRO)和兩個被稱為「加速、重聯、湍流及電動力學月球-太陽交互作用」(ARTEMIS)的探測器,仍在繞月軌道上繼續它們的科學任務。

儘管美國和中國在這些任務之間沒有展開合作,美國的研究者從這次著陸中看到了潛在的科學價值。採集到的這些數據,將向國際科學界公開。

LADEE

LADEE,即「月球大氣及塵埃環境探測者」,配備著專業設備用於測量大氣成分和塵埃顆粒,或許能檢測到嫦娥3號登月時揚起的塵埃及排出的氣體所導致的月球大氣變化。

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NASA的LADEE探測器,將監測嫦娥3號登月是否會對月面極其稀薄的大氣及塵埃環境造成可以檢測的改變。圖片來源:NASA

探測器原本的目標,是要研究月球原始大氣及軌道塵埃環境。利用探測器上攜帶的設備,科學家希望回答長期懸而未決的一個問題:月球上因為陽光照射而被帶上電荷的塵埃,能不能解釋幾次阿波羅任務期間檢測到的、在日出之前就出現在月球地平線上的光芒。

自11月10日降低繞月軌道開啟為期100天的首要任務以來,LADEE一直在收集科學數據。科學團隊已經為極其稀薄的月球外大氣層以及塵埃撞擊,建立了科學數據的基準線。在嫦娥3號著陸之前,LADEE團隊收集的數據已經覆蓋了一個完整的月相週期(29.5天)。

在嫦娥3號著陸前後,LADEE將利用它的中性質譜儀(NMS)展開額外的觀測。根據目前能夠獲得的、對嫦娥3號著陸系統的描述,研究團隊推測著陸推進系統將排出一些氣體產物,如水蒸氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳及氫氣。NMS將監測這些產物的密度。此外,LADEE還將繼續它的基準線觀測,以查看月面軟著陸能否對月球的背景塵埃及氣體環境產生足以檢測的變化。

LRO

2009年6月發射升空的月球勘測軌道飛行器(LRO),已經對月球的外大氣層進行了多項科學研究,並且取得了不少獨一無二的成果。這個探測器還拍回了大量清晰度空前的月面圖像。

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NASA的LRO探測器將對嫦娥3號登月點進行多次高分辨率成像觀測,有望俯拍到正在月面上工作的嫦娥3號及玉兔月球車的畫面。圖片來源:NASA

在嫦娥3號登月的當天,LRO將進行多達8次的空間機動,利用它所攜帶的萊曼阿爾法測繪儀(LAMP)掃瞄著陸點附近的月面區域。這台紫外成像光譜儀將尋找嫦娥3號排出的煙塵。

從12月起,LRO上的相機(LROC)將有能力對著陸地點及月球車拍照,分辨率高達每像素大約2米。隨著月球的自轉將嫦娥3號的著陸地點帶到LRO的軌道平面以下,LROC每月都將有機會進行這樣的拍照觀測。反覆的成像觀測,將細緻地測量著陸造成的地表變化,以及玉兔月球車在月面上的運動。

LROC拍攝的照片能夠分辨出嫦娥3號降落引擎導致的地表變化,就如同它對過去的月面著陸器進行的同類觀測一樣。第一次嘗試拍攝時,光照條件不會太理想,因為著陸地點的太陽高度太低,但在接下來的幾個月裡,光照條件會有所改善。嫦娥3號著陸導致的月面大氣及地表的改變,將為LRO提供一個全新的科研機會,來仔細觀察月面上氣體的輸運,以及局部擾動對月面浮土的影響。

LRO不只傳回了未來載人及無人探測器所需的全部資訊,還顯示出月球要比科學家之前所想像的更加複雜、也更有活力。LRO將繼續向地球發回月球的數據,直到2014年10月。此外,它的任務還有可能再延期2年。

ARTEMIS

ARTEMIS衛星將協助LADEE解釋它對嫦娥3號登月所做的測量。

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NASA的THEMIS任務示意圖。圖中的5顆衛星,後來有2顆被NASA重新啟用,在繞月軌道上探測月球與太陽風的相互作用。它們也將對嫦娥3號登月展開觀測。圖片來源:NASA

NASA的ARTEMIS任務由兩顆衛星構成,自2010年以來就在繞月軌道上運行。它們原本是NASA的另一項任務THEMIS的探測器,那項任務一共動用了5顆衛星。ARTEMIS任務讓NASA重新啟用了其中兩顆在軌衛星,以延續它們的科學使命。

第一顆ARTEMIS衛星(P1)於12月14日從距離月面不到200千米的地方飛掠。按照當前的計畫,這顆衛星將尋找與嫦娥3號登月有關的等離子體煙塵及磁場跡象。第二顆衛星(P2)將觀察原始的太陽風等離子體及磁場狀況。這些都是確定月面塵埃為何會揚起所必需的信息。

目前ARTEMIS的研究著眼於測量月球表面的靜電荷、月球在超音速太陽風中拖出的等離子體尾跡,以及月球與太陽風的相互作用。

 

轉載自果殼網

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M94星系,環裡有環?
臺北天文館_96
・2013/06/14 ・784字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 585 ・九年級

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在史匹哲太空望遠鏡拍到的這張M94(或NGC 4736)中,看到的是幾個環?乍看下,會覺得好像有好幾個,但天文學家認為:環只有一個。

天文界一向也認為M94擁有兩個環,且二者大不同:一個很亮,結構緊密的內環,繞著星系的核轉,另一個環除了較黯以外,也比較寬,像大片恆星掉落在主要盤面以外。

然而,最近天文學家發現,此圖中以青藍色代表恆星光的這個外部環,搞不好可能只是光學錯覺。2009年一項研究中,天文學家曾結合了太空和地面望遠鏡的紅外線、紫外線、可見光及近紅外線資料,有了M94完整的圖像,進一步可得知,從我們的觀點看到這「兩個」旋臂,其實只是一個單獨而連貫的環。

但M94的內環,就不是光學幻覺了。被認為是「星爆環」(Starburst ring),在這塊小小的範圍裡,恆星生成速度相對地超快。一般誘發星爆的原因,多和兩星系間重力相互作用有關,但M94這個案例中,事實上,星系的橢圓形狀,可能才是星爆的主因。

另外,在星爆環的內環和旋臂狀外環間,還塞了一些東西,這些其實是星系的盤面。縷縷綠色絲狀的星際塵,乍看下雖然很像一組重重疊疊的環,事實上塵埃呈弧狀是受到旋臂的曲線緊密扭絞的影響。

M94距離我們大約有1700萬光年,離銀河系有點遠。1781年時由梅西爾的助手Pierre Méchain首度發現,並納入梅西爾天體總表。

在上圖中以藍色和青色顯示的紅外光,波長範圍介於3.6~4.5微米之間,代表恆星的光。波長8微米及24微米的光是用綠色及紅色表示,分別代表溫度比較冷一點和溫度略為偏暖的這兩種塵埃。史匹哲紅外太空望遠鏡的冷媒在2004年時告罄,這些紅外波段的觀測是完成於冷媒用光以前。(Lauren譯)

資料來源:Galactic Wheels within Wheels[2013.05.29]

轉載自網路天文館

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獵戶座V1647—新生恆星的X射線心跳
臺北天文館_96
・2012/08/09 ・1029字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

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科學家Kenji Hamaguchi等人利用歐洲太空總署(ESA)XMM-Newton、美國航太總署(NASA)錢卓(Chandra)和日本朱雀(Suzaku)等三架X射線觀測衛星進行觀測,呈現出一顆年輕類太陽恆星以高速自轉並向外噴濺大量超高溫電漿的劇烈行為。這或許是與太陽類似的恆星誕生時的普遍現象。

這類恆星是從氣體與塵埃組成的星雲中誕生。雲氣受到自身的重力影響而逐漸向內塌縮,在雲氣濃密的中心處形成一個原恆星(protostar,或稱為胎星),原恆星周圍則有氣體塵埃盤環繞。當氣體塵埃盤中的物質以每秒數百公里的高速持續向中心掉落,原恆星因而得以成長成一顆正式的新生恆星。

並不是所有物質都會落往原恆星,有一小部分物質會隨著原恆星南北兩極的噴流被高速向外拋出。這些噴流高度不穩定,其活躍程度便是氣體塵埃盤最內側區域的強烈活動指標。由於中間的原恆星被濃厚的氣體塵埃包覆,不易觀察這個最內側區域的狀況;然而,X射線卻可穿透這個濃密而不透明的區域。因此科學家們利用X射線監測一顆年輕的類太陽恆星,獵戶座V1647(V1647 Ori),企圖重新建構環繞恆星的氣體塵埃盤最內側究竟發生了什麼事。

獵戶座V1647位在距離地球約1300光年遠的麥克尼爾星雲(McNeil’s Nebula)中。Hamaguchi等人利用上述幾架X射線衛星監測兩次跨越數年的爆發事件,一次在2003~2006年,第二次則從2008年迄今未歇。觀察發現這兩次爆發事件中,恆星質量成長速度變快,X射線亮度陡然增加,溫度也劇烈增加至攝氏5000萬度。

Hamaguchi表示:或許是這顆恆星表面的磁場活動製造出超高溫電漿。太陽表面也有類似的磁場活動,但獵戶V1647的狀況卻是連結轉速不同的恆星與塵埃盤的磁場持續扭曲、斷裂、重新連結。引發恆星表面磁場活動的原因也可能是物質堆積到恆星表面所造成的。

此外,Hamaguchi等人還發現另一種規律地重複發生的X射線輻射變動,變動週期約為1天左右。以獵戶V1647的體積大小而言,這種規律的X射線變動,顯示這顆恆星自轉速度異常快速,瀕臨分崩離析的地步。同時,落在恆星表面的物質在恆星表面相反的兩處位置形成扁薄的熱點,隨恆星1天的自轉週期而轉動。Hamaguchi等人看到的規律性X射線變動,就是這些熱點隨恆星自轉,反覆出現或消失在我們視野中的結果。

可是,2004年和現今所觀測到的這個X射線輻射規律心跳,卻不盡相同,顯示這雖然是個雜亂無章的行為,但總歸恆星-塵埃盤系統間的大尺度結構可維持長達數年的穩定狀態,而不至於變化得過於快速。

資料來源:X-raying the beating heart of a newborn star[2012.07.04]

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