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來自星星的你,都教授你到底來自哪顆星?

果殼網_96
・2014/02/18 ・3883字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

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《來自星星的你》中風流倜儻英俊瀟灑無敵帥氣的男主角到底來自哪個星星?看天文學家怎麼來解讀熱門韓劇。

作者:靠天吃飯的徒弟

全智賢牽手盜賊聯盟中合作過的金秀賢演出的電視劇《來自星星的你》最近火的不能再火。

教授身份大解密

外星人都敏俊(金秀賢飾)教授在地球上生活了四百年,服過24次兵役,見證了韓國房地產業的發展,從事過醫療、金融、法律等各種高端洋氣的行業,還做過捕快。哈佛大學畢業,有學位收集癮和古董收集癖,熱愛打麻將和釣魚,非常有錢。當然在看過教授大人的臉和擁有八塊腹肌的美好肉體之後(都教授第一集就洗過澡了),那些就都不重要了。

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雖然有專業粉絲質疑過,李氏朝鮮時代實施從母法,教授想混跡民間頗為不易。但是想想,教授作為一個有超能力的外星人,弄張假身份證是多麼容易簡單的事。於是參與討論的妹子們都釋然了,改歡欣地討論教授大人歷經二戰、韓戰硝煙是怎麼把那些古董字畫一樣樣的保存下來的。並且感嘆都教授選擇人員複雜流通迅速的漢城生活,真是大隱隱於市啊。

昨天晚上教授大雪紛飛中暫停時間的一吻,令廣大女觀眾虐心致死,網路上不少女生振臂高呼非君不嫁。嫁人好歹要知根知底,那麼英俊帥氣多金又有超能力的都教授到底是哪裡來的呢?

在第一集裡,教授這樣說:

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我們首先忽略字幕組彗星的誤會,認為都教授的家鄉如他自己所說,是一顆氣候、環境與地球差不多的行星。因為行星本身不發光只是反射恆星的光,所以普通光學觀測對於太陽系外行星可以說毫!無!辦!法!也就是說,所有我們能看到的星圖上閃閃發光小星星的都是恆星。所以,都敏俊xi,您標出來的那顆也是恆星。當然,很有可能教授標出來的是他所在行星繞轉的恆星。那麼真的有編號 kmt184.05 的恆星嗎?

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星星的編號,自有體系

德國天文學家約翰·拜耳(Johann Bayer,1572-1625)於1603年在他的星圖《測天圖》(Uranometria)中,首先有系統的為許多亮星命名, 以一個希臘字母像是α、 β、γ、等等做前導,後面伴隨著拉丁文所有格的星座名稱。拜耳命名恆星1564顆。

例如,中國傳統星宿命名法中的畢宿五命名為金牛座α,它的意思就是在金牛座排序為第一顆的恆星。單一個星座可能包含50顆甚至更多的恆星,但是希臘字母只有24個,當這些字母用完之後,開始使用小寫的拉丁字母:因此便會有船底座s和半人馬座d等名稱。在星星數量極多的星座內,最終使用到大寫的拉丁字母,像是天蠍座G和船帆座N。拜耳使用的最後一個大寫字母是Q。

基本上每個星座中排名較前的恆星都是亮星,比如近年來拉動暑假消費的牛郎星(天鷹座α)和織女星(天琴座α)。原因無他,觀測手段有限,亮的更容易被觀測到,但並不意味著拜耳是以亮度排列恆星名稱。

隨著人類觀測水準提高,越來越多的恆星被發現,拜耳命名法名稱數量有限的問題催生出了新的恆星命名法──弗蘭斯蒂德(John Flamsteed,1646-1719,英國天文學家)命名法。該方法與拜耳類似,除了以數字取代希臘字母外,每顆恆星還是以數字和拉丁文所有格的星座名稱結合在一起。但實際上,弗氏編號只涵蓋到在大不列顛可以看見的星星,因此偏向南天的星座都沒有弗氏編號。於沒有佛蘭斯蒂德命名法的南天肉眼可見恆星,古德(Benjamin Apthorp Gould,1824-1896,美國天文學家)命名法由於相對星表目錄編號的名稱更為直觀而仍然在使用,是的,這是第三種恆星命名法。比如,南天的球狀星團杜鵑座47的編號來自約翰·波得(Johann Elert Bode,1747-1826,德國天文學家);鄰近的波江座82不是弗蘭斯蒂德命名法而是古德命名法的編號。

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星雲成了解謎的鑰匙

實際上,kmt184.05 不是國際天文學界認可的恆星編號。所以,我們無法判斷都教授到底從哪裡來的。不過,這並不代表我們對教授家鄉的探索就此終止,回顧教授給出的那張星圖,我們可以驚喜的看到日本人民的老朋友──光之星雲M78,根據主創設定,那是奧特曼出生的地方。這就意味著,不是,當然不是去問奧特曼就行……這就意味著,我們可以在專業天文軟件上以M78為參考位置找到教授星,並標示出它的位置。實際上,大部分天文光學觀測就是從試拍並根據證認星圖尋找目標星開始的。

借用拜耳《測天圖》來教大家在夜空中找到教授星。教授星位於全天最好找的星座——獵戶座,就在腰帶左上。
借用拜耳《測天圖》來教大家在夜空中找到教授星。教授星位於全天最好找的星座——獵戶座,就在腰帶左上。

下面是一張 60’×60′ 大小的星空圖,這裡的「′」是角分,代表以地心為原點對應空間位置的張角。圖中標出的就是真實星空認證圖中的教授星。赤經05:45:28.56,赤緯-00:14:47.9。

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繼續放大這張圖,我們驚喜的發現,教授星並非一顆恆星而是一對雙星。

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這一對恆星最早出現在HD星表中,編號為HD290865。亨利·德雷伯星表(The Henry Draper Catalogue),縮寫為HD,是哈佛大學天文台編纂的世界上第一個收錄恆星光譜的大型星表,涵蓋了全天最暗達到9等的恆星(大部分分佈在北天)。編號沒有按照之前命名法的先例,而直接採用HD+數字為恆星命名。HD星表的第一部分發佈於1918年-1924年,發布了編號為1-225300號的恆星,然後在1937-1949年發布了第225301-359083號恆星,對照教授星的編號,屬於補充發布的第二部分。而後,很有可能隨著觀測水平提高,這一對雙星被分辨開,於是在2010年發布的UCAC3星表中這對雙星被標註為3UC180-026979和3UC180-026980。UCAC3的全稱是《美國海軍天文台CCD天體照相星表第三版》(The Third US Naval Observatory CCD Astrograph Catalog),此星表收錄了全天100,766,420顆恆星的數據。

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直到最近,智利歐南天文台的科學家們才宣稱他們找到一顆圍繞兩顆恆星旋轉的巨大天體。如果教授星真的是一個雙星系統,那就意味著教授的行星上將會有兩個太陽升起。

雙星系統從構成上來說分為兩種,光學雙星和物理雙星。光學雙星只是兩顆星在地球上觀測時看起來很接近,但是彼此之間沒有物理關係。實際上這樣的光學雙星可能互相距離非常遠,超過幾十萬光年。另一種就是物理雙星,這是真正自成物理系統的雙星系統。物理雙星因為其特質又分為目視雙星,觀測中能清晰分辨兩顆星相的雙星系統;分光雙星,距離很近,軌道傾角較大,所以只能依靠光譜譜線的周期性多普勒位移來判定的雙星系統;和食變雙星,這種雙星系統兩顆星在運動時互相遮擋,只能通過測光的周期性變化判定。

天文學家哈雷(沒錯就是命名哈雷彗星的那口牛人),早在1718年就發現了天狼星的自行。從此科學界開始意識到,我們所認為的“恆星”其實並不是完全不動。恆星的位置會相對某一個固定的春分點的赤經赤緯隨時間平均變化,這就是恆星自行。1834年科學家發現天狼星的自行不是直線而呈波浪起伏。到了1862年,在天狼星軌道附近找到了天狼星8.64等的伴星,遠遠暗於天狼星本身-1.47等。這兩顆星的質量分別為2.28個太陽質量和0.98個太陽質量,體積卻相差很遠。是的,天狼星的伴星,天狼星雙星系統的另一顆恆星,最終被證實為人類發現的第一顆白矮星。

望遠鏡裡的天狼星雙星系統,左側那個小圓點就是天狼星的伴星,一顆體積相當於地球,質量接近太陽的白矮星。
望遠鏡裡的天狼星雙星系統,左側那個小圓點就是天狼星的伴星,一顆體積相當於地球,質量接近太陽的白矮星。

那麼,教授星真的是一個令人興奮的目視雙星系統嗎?教授的母星上真的有兩個太陽升起落下嗎?我們查閱了《736對目視雙星曆表和視軌道總表》,遺憾的是,教授星並未收錄其中,教授圈出來的只是一對光學雙星,它倆只是看起來近而已。

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到此,我覺得都教授本人,深感於他對部分地球女性的巨大影響力,基於自我保護的原則給出了錯誤的編號和含糊的標記,以避免發瘋的觀眾朋友對該星球上的無辜群眾造成不必要的生活困擾。人類現在對系外類地行星的探索才剛起步不久,測量手段有限。一些系外行星是在凌恆星(就是從地球和恆星間飛過)時,擋住恆星,引起恆星光譜變化被發現的。以這種方式被發現的系外行星多為氣態行星,體積足夠大。更多的,天體測量學家們嘗試通過在太​​空中架設高精度望遠鏡,測量恆星因行星繞轉的擾動而引起的自行變化來發現類地行星。

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總之,以現階段人類的科技水準,想要騷擾到都敏俊教授的同胞,幾乎是絕無任何可能的。但是,該行星所在星系大概隨著人類觀測水準進步可能大大增加地球占星事業的複雜程度。

離我們最近的類地行星遠在12光年以外,其氣候條件與地球也相去甚遠,外星人都教授的家更是遠的雲深不知處。於是都教授,與其耗費時間在漫長的星際旅行中,不如,留下來陪著這些花痴的女觀眾,一起慢慢的變老吧。

最後,有觀眾指出,教授本人其實是北韓間諜……這個,好吧,這個解釋其實也相當合理!!

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參考文獻:

  1. The Henry Draper Extension Charts: A catalogue of accurate positions, proper motions, magnitudes and spectral types of 86933 stars[J]. Nesterov VV; Kuzmin AV; Ashimbaeva NT; Volchkov AA; Roeser S.; Bastian U.
  2. The Orbit of Visual Binary ADS4396=A2657[J]. RRde Freitas Mourao.; OCTravares.; MRNunes.
  3. 天文學導論[R]. 黃克瓊.;胡中為.;陳再載璋.;
  4. Planets,Stars,And Galaxies[R]. SJInlis
  5. 736對目視雙星曆表和視軌道總表[R]. 閻林山.; 儲宗元.; 潘大钑.
  6. Transit Probabilities for Stars with Stellar Inclination constrains[J]. TGBeatty.; Sara.Seager.
  7. 2013年中國天文學大會天體力學與天體測量分會場STEP報告
  8. 拜耳命名法
  9. 佛蘭斯蒂德命名法
  10. 古德命名法
  11. http://ultra.wikia.com/wiki/Ultraman_Wiki

轉載自果殼網

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

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秋季星空中一抹光亮:北落師門殘屑盤的觀測史——《科學月刊》
科學月刊_96
・2024/01/19 ・4118字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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  • 謝承安/ EASY 天文地科團隊成員,因喜愛動畫《戀愛中的小行星》開始研究小行星,現就讀臺大物理系。
  • 林彥興/清大天文所碩士, EASY 天文地科團隊總編輯,努力在陰溝中仰望繁星。
  • Take Home Message
    • 殘屑盤是恆星周遭的盤狀結構,由於北落師門殘屑盤離地球僅 25 光年,數十年來天文學家時常會藉由觀測它以了解殘屑盤的特性。
    • 去(2023)年韋伯望遠鏡的觀測結果與過去不同,顯示北落師門殘屑盤其實分成多個部分,更讓他們相信北落師門中有多個行星環繞。
    • 韋伯望遠鏡提供的影像還揭露許多來源未知的構造及現象,例如內側殘屑盤與內側裂縫等,都有待繼續探索。

北落師門(Fomalhaut)又稱南魚座 α 星,是秋季星空中著名的亮星之一。去年 5 月,以美國亞利桑那大學(University of Arizona)天文學家加斯帕(András Gáspár)為首的研究團隊在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊上發表,他們藉由詹姆士.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope, JWST,簡稱韋伯望遠鏡),在北落師門周圍殘屑盤(debris disk)中首次發現了「系外小行星帶」的存在。韋伯望遠鏡拍下美麗的照片,也瞬間席捲各大科學與科普媒體的版面(圖一)。

圖一:韋伯望遠鏡在波長約 25 微米(μm)的中紅外線拍攝的北落師門影像,首次呈現北落師門殘屑盤中的三層結構。(NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (University of Arizona))

天文學家選擇北落師門作為目標並非偶然。半個世紀以來,北落師門一直是天文學家研究殘屑盤時的首選目標之一。韋伯望遠鏡的新影像為我們帶來什麼新發現?過去與現在的觀測方式又有什麼差異?本文將帶著大家一起回顧北落師門殘屑盤的觀測史。

行星相互碰撞後的殘屑盤

殘屑盤是環繞在恆星周遭,由顆粒大小不一的塵埃所組成的盤狀結構。如果讀者們聽過行星形成的故事,也知道行星是從恆星四周、由氣體與塵埃組成的「原行星盤」(protoplanetary disk)中誕生,那你或許會認為殘屑盤可能就是行星形成後剩下的塵埃。但實際上並非如此,在恆星形成初期的數百萬年間,原行星盤中的氣體和塵埃會被恆星吸積或是吸收恆星輻射的能量後蒸發,同時也會聚集成小型天體或行星,這些原因都會使原行星盤消散。而殘屑盤則是由盤面上的小行星等天體們互相碰撞後,產生的第二代塵埃組成(圖二)。

圖二:殘屑盤想像圖(NASA/JPL-Caltech)

這些塵埃發光的機制主要有兩種。第一,塵埃本身可以散射來自母恆星的星光,從而讓天文學家能在可見光與近紅外波段看到它們。第二,塵埃在吸收來自恆星的星光之後,以熱輻射的形式將這些能量重新釋放。由於恆星的光強度與距離成平方反比,愈靠近恆星,塵埃的溫度就愈高,因此發出的輻射以近紅外線為主;反之,愈是遠離恆星,塵埃的溫度就愈低,發出的光就以中遠紅外線為主。

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觀測目標:北落師門

北落師門殘屑盤的觀測始於 1983 年。當時,美國國家航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration, NASA)的紅外線天文衛星(Infrared Astronomical Satellite, IRAS)發現北落師門在紅外線波段的亮度異常高,代表周圍很可能有殘屑盤圍繞。由於北落師門離地球僅約 25 光年,這項發現引起眾多天文學家的關注,並在未來數十年前仆後繼地拿出各波段最好的望遠鏡,希望藉此深入了解殘屑盤的特性。其中,哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope, HST,簡稱哈伯望遠鏡)、阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA)與韋伯望遠鏡擁有非常好的空間解析度,因此能夠清楚地觀測殘屑盤的結構。

● 哈伯的觀測

2008 年, NASA 公布哈伯望遠鏡在 2004 與 2006 年對北落師門的觀測結果(圖三),讓天文學家首次清晰地看到北落師門殘屑盤的影像。這張照片是哈伯望遠鏡以日冕儀(coronagraph)在 600 奈米(nm)的可見光波段下拍攝,中間的白點代表北落師門的位置,而周圍的環狀亮帶正是因散射的北落師門星光而發亮的殘屑盤,放射狀的條紋則是日冕儀沒能完全消除的恆星散射光。除此之外,天文學家還發現有一個亮點正圍繞著北落師門運行,並認為此亮點可能是一顆圍繞北落師門的行星,於是將它命名為「北落師門 b 」。很可惜在往後的觀測中,天文學家發現北落師門 b 漸漸膨脹消散,到 2014 年時就已經完全看不見了。因此它很可能只是一團塵埃,而非真正的行星。

圖三:哈伯望遠鏡於 2008 年公布的北落師門。中間白點代表北落師門的位置,周圍環狀亮帶是因散射北落師門的星光而發亮的殘屑盤,放射狀條紋則是沒完全消除的恆星散射光。右下角亮點當時被認為是圍繞北落師門的行星,但很可能只是塵埃。(Ruffnax (Crew of STS-125);NASA, ESA, P. Kalas, J. Graham, E. Chiang, and E. Kite (University of California, Berkeley), M. Clampin (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.), M. Fitzgerald (Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Calif.), and K. Stapelfeldt and J. Krist (NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.)

● ALMA 的觀測

ALMA 對北落師門的完整觀測於 2017 年亮相,他們展示出更加清晰漂亮的環狀結構,且位置與哈伯望遠鏡的觀測吻合。正如前面提到,殘屑盤中的塵埃溫度愈低,放出的輻射波長就愈長。因此 ALMA 在 1.3 毫米(mm)波段觀測到的影像,主要來自離殘屑盤中恆星最遠、最冷的部分。

圖四: ALMA 於 2017 年拍攝的北落師門殘屑盤,展示出清晰漂亮的環狀結構。(Sergio Otárola|ALMA (ESO/NAOJ/NRAO);M. MacGregor)

● 韋伯望遠鏡的觀測

最後則要來看去年韋伯望遠鏡所使用中紅外線儀(mid-infrared instrument, MIRI)拍攝的影像(圖五)。與之前的觀測不同,這次的影像顯示北落師門的殘屑盤其實分成幾個部分:

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圖五:韋伯望遠鏡在 25 微米波段觀測到的北落師門殘屑盤。(NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez;NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (University of Arizona))

首先,哈伯望遠鏡與 ALMA 之前就已觀測到的塵埃環,它的半徑約 136~150 天文單位(AU)、寬約 20~25 AU,而溫度則落在約 50~60 K,與太陽系的古柏帶(Kuiper belt)十分相似,因此被稱為「類古柏帶環」(KBA ring)。雖然在觀測上的溫度相似,但其實此塵埃環與北落師門的距離是古柏帶到太陽的四倍;不過北落師門光度約為太陽的 16 倍,根據前述提及的平方反比關係,才導致兩者的溫度相近。此外,在更外層名為「暈」(halo)的黯淡結構則對應古柏帶外圍天體密度較低的區域。

再來,韋伯望遠鏡還發現了更多未解的謎團:內側殘屑盤(inner disk)與中間環(intermediate ring)。其實早在本次韋伯望遠鏡的觀測之前,天文學家就已經從北落師門的光譜推測,北落師門的殘屑盤中除了存在前面提過的類古柏帶環之外,應該還有另一批更靠近恆星、溫度更高的塵埃,溫度與大小對應太陽系中的環狀小行星帶。但當韋伯望遠鏡實際觀測後,卻發現與太陽系的環狀小行星帶相比,北落師門有著相當瀰散的內側殘屑盤。為什麼會有這樣的不同呢?目前天文學家也不清楚,仍待進一步研究。

最後,在類古柏帶環與內側殘屑盤之間,還存在著一個半長軸約 104 AU 的「中間環」,在太陽系中則沒有對應的結構,這項新發現也需要進一步的研究來了解它的來源。

此外,雖然北落師門 b 最終被證實並不是一顆行星,但這並不代表北落師門旁沒有行星環繞。最初,殘屑盤的形成原因是由小行星等天體不斷碰撞所產生,經過不斷地碰撞合併,其實就有可能已經產生直徑數百到數千公里的行星。從北落師門的殘屑盤還可以推論,在內側殘屑盤與中間環之間可能有一顆海王星質量以上的行星,它就像鏟雪車般清除軌道上的塵埃,從而產生「內側裂縫」(inner gap)的結構。

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另一方面,天文學家也藉由數值模擬發現,如果僅考慮來自北落師門的重力影響,類古柏帶環應該要比觀測到的更寬才對。因此他們推測,很可能在類古柏帶環內外兩側有兩顆行星,像控制羊群的牧羊犬一樣以自身的重力限制塵埃移動,才產生了這麼細的塵埃環。

● 更多的殘屑盤觀測

北落師門雖然是一顆年齡僅4.4億年的年輕恆星,卻已經是一個擁有殘屑盤、形成行星的成熟恆星系統。而來自韋伯望遠鏡的最新觀測結果,無疑讓天文學家更深入地認識殘屑盤中複雜的結構,也更令他們相信北落師門系統中有多個行星環繞。

不過,北落師門系統仍舊有許多未解之謎。例如為什麼太陽系有著環狀的小行星帶,北落師門卻是瀰散的內側殘屑盤?在無數的恆星中,究竟是太陽系還是北落師門的殘屑盤構造比較常見?殘屑盤中是否有行星存在?如果有,在北落師門的演化歷史中又扮演著怎樣的角色呢?這些問題都有待更多的觀測與理論模擬來解答。

在北落師門之後,觀測團隊預計將韋伯望遠鏡指向天琴座的織女星(α Lyr, Vega),以及位於波江座的天苑四(ε Eri),兩者都是離地球非常近且擁有殘屑盤的恆星。其中織女星的溫度與質量比北落師門更大,而天苑四的質量與溫度雖然比太陽小,卻有強烈的磁場活動。藉由觀測不同系統中殘屑盤的性質差異,並與太陽系進行對比,不僅能更加認識殘屑盤的起源、與行星的交互作用,更能理解我們自己的恆星系中,數百萬顆的太陽系小天體從何而來。

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JWST 原始資料的處理過程影片介紹,非常值得一看!

  • 〈本文選自《科學月刊》2024 年 01 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

延伸閱讀

  1. Galicher, R. et al. (2013). Fomalhaut b: Independent analysis of the Hubble space telescope public archive data. The Astrophysical Journal, 769(1), 42.
  2. MacGregor, M. A. et al. (2017). A complete ALMA map of the Fomalhaut debris disk. The Astrophysical Journal, 842(1), 8.
  3. Gáspár, A. et al. (2023). Spatially resolved imaging of the inner Fomalhaut disk using JWST/MIRI. Nature Astronomy, 1–9.
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今天的星座運勢是……不宜相信占星術?——《數盲、詐騙與偽科學》
大牌出版.出版大牌_96
・2024/01/07 ・2000字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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占星術的背後

占星術是極普遍的偽科學,書店架上塞滿了談占星的書,而且幾乎每一份報紙都會發布每日星座運勢。蓋洛普(Gallup)1986 年發布的一項調查報告指出,52% 的美國青少年相信星座,而各行各業中,認同占星學中某些亙古流傳說法的人,也多到讓人難過。我說讓人難過,是因為如果那些人相信占星師和占星術,當你進一步思考他們還可能相信哪些人事物,會讓人不寒而慄。一旦那些人手握大權(比方說雷根總統)、卻根據這類信念行事,特別可怕。

占星術主張,人出生那一刻的各星球牽引力,會影響一個人的個性。但這個論點很難讓人接受,理由有二:(一)占星學完全沒有提到這種牽引(或是其他)力道,到底要透過哪一種生理或神經生理機制運作,更別說解釋了;(二)負責接生的產科醫師施加的牽引力,遠高於各個星球。請記住,一件物體對於身體(比方說,新生兒)施加的牽引力,和物體的質量成正比,但和物體與身體的距離平方成反比。這是否代表比較胖的產科醫師接生的寶寶,會有一組人格特質;比較瘦的產科醫師接生的寶寶,會有另一種不同的人格特質?

占星理論中有很多缺陷,但數盲視而不見。他們不太關心運作的機制,也不太想去比較數值大小。話說回來,即使沒有清晰明瞭的理論基礎,但如果占星術有用、有實務證據撐腰,還是應該獲得尊重。只可惜,一個人的出生日期,與標準人格測驗的得分之間,沒有任何相關性。

圖/envato

一直以來,都有人找占星師做相關的實驗(最近是加州大學的蕭恩.卡爾森﹝Shawn Carlson﹞)。研究人員會給占星師看三個匿名的人格特質側寫,其中一個是當事人的。當事人提供所有占星要用到的數據(透過問卷,而非面對面),占星師必須從人格特質側寫中挑出哪一份是當事人。實驗中總共有 116 位當事人,而負責檢驗的是歐洲與美國 30 位最頂尖(由同業判定)的占星師。實驗結果如下:占星師約有三分之一的機率,可以挑出正確的當事人人格特質側寫,也就是說,和隨機猜測沒什麼區別。

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凱斯西儲大學(Case Western Reserve Univer sity)物理學家約翰.馬蓋文(John McGervey)檢視《美國科學名人錄》(American Men of Science)上,超過 1 萬 6,000 位科學家,以及《美國政治名人錄》(Who’s Who in American Politics)上,超過 6,000 位政治人物的出生日期,發現他們的星座是隨機且均勻分布在十二個月中。密西根州立大學(Mi chi gan State University)的伯納德.西弗曼(Bernard Silver-man)取得密西根州 3,000 對夫婦的紀錄,發現他們的星座和占星師預測相配的星座之間,沒有相關性。

那麼,為何這麼多人相信占星之說?一個明顯的理由是:在通常語焉不詳的占星預言中,人們會去讀他們想讀到的一切,然後為預言添加根本不存在的真實性。他們也比較可能記得有成真的「預言」,過度看重巧合,忽略其他。其他理由還包括,占星術的歷史悠久(當然,人祭﹝ritual murder﹞和獻祭也同樣古老)。或是因為,它原理很簡單、但操作起來有一定的複雜度,會讓人感到安心。或者是,堅稱這個月能不能墜入愛河和天上的浩瀚星海有關,很能寬慰人心。

圖/envato

我猜,此外還有最後一個理由,那就是在一對一諮詢期間,占星師會從臉部表情、儀態、肢體語言等等,尋找和人格特質有關的線索。我們來看看知名的案例:聰明的漢斯(Clever Hans)。漢斯看來是一匹會算數的馬,牠的訓練師會擲骰子,問牠骰子上面的點數是多少。而漢斯會用馬蹄踏出正確答案,然後停住,旁觀者都大為驚異。但人們看不出來的是,訓練師原先都站定不動,等到馬兒敲到正確的次數,會有意無意地動了一下,就是這樣的反應讓漢斯停了下來。所以,不是這匹馬知道答案,牠只是反映了訓練師知道答案。人常無意間在占星師面前扮演訓練師的角色,占星師就像漢斯一樣,反映出客戶的需求。

美國天文學家卡爾.薩根(Carl Sagan)就說過,要破解占星術以及更廣義的偽科學,最好的辦法就是真正的科學。真正科學的奇妙之處也同樣神奇,不過多了一項優點:這些奇妙之處很可能是真有其事。說到底,偽科學之所以成為偽科學,並不是因為得出的結論稀奇古怪。畢竟,運氣好猜中、機緣巧合、奇特的假說,甚至是一開始的誤信,都在科學上扮演過一定角色。偽科學失當,是因為其結論經不起檢驗,以及無法和其他經過檢驗的主張之間,建立起一致的關係。我很難想像,像演員莎莉.麥克琳(Shirley MacLaine,按:麥克琳是推動新時代運動的先驅)這些人會因為證據不足、或有更好的替代解釋,就去否定通靈等超自然現象。

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——本書摘自《數盲、詐騙與偽科學》,2023 年 11 月,大牌出版,未經同意請勿轉載。

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