雙星形成理論的重大進展！

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

一組由業餘天文愛好者和專業天文學家組成的「行星獵人計畫（Planet Hunters）」工作團隊，在一個由兩組雙星組成的四合星系統中發現一顆行星。這是第一次在這種四合星系統中發現系外行星。

行星獵人計畫由耶魯大學（ Yale University）天文學家Meg Schwamb帶領下，發現這顆所謂的「環雙星系外行星（circumbinary planet）」，如其名，這顆行星環繞一對互繞的雙星公轉，公轉一圈約需138天；而這對雙星，彼此互繞的週期約為20天，且為一對食雙星，質量分別為太陽的1.5倍和0.41倍。但和其他環雙星系外行星不一樣的地方是：在這對雙星約1000AU遠之處，有另一對雙星，兩對雙星互繞，所以這實則為一個四合星系統（four-star ystem）。

到目前為止，天文學家只找到6顆環雙星系外行星，但全部都是單純的雙星，並沒有又和其他單星或雙星組成聚星系統。Schwamb表示：環雙星系外行星誕生的環境相當極端。在這類系統中發現行星，往往可促使我們深入思考行星如何能在這樣變化劇烈的環境中形成、聚集甚至演化。

這顆在四合星系統中新發現的行星，目前編號為PH1，即行星獵人計畫發現的第一顆系外行星的縮寫。Schwamb帶領業餘天文愛好者Kian Jek、Robert Gagliano等人，分析克卜勒太空望遠鏡（Kepler）的觀測資料，從而發現了PH1。克卜勒任務是利用凌日法來偵測系外行星，當行星經過恆星前方時，地球上將會看到恆星的亮度稍微下降的現象。發現PH1之後，Schwamb再與其他專業天文學家，利用位在夏威夷的凱克望遠鏡（Keck telescopes）做追蹤觀測；觀測結果確認PH1是顆半徑約為地球6.2倍的氣體巨行星，大約比太陽系中的海王星還大一點。

行星獵人計畫始於2010年，由耶魯大學天文教授Debra Fischer發起並執行，參與人數多達數千人。由於克卜勒任務的觀測資料非常龐大，如果不是透過這種方式，這個四合星系統中的行星很可能就在眼皮子底下溜過了。因此這個計畫不僅滿足的業餘天文者的參與感，同時也加速了專業天文學家發現的腳步，是種互利互榮的好研究方式。雖然現在有許多自動化技術可以自動分析克卜勒資料庫，但並不總是全然如天文學家希冀的那般有效率。這更突顯了行星獵人計畫存在的重要性。

資料來源：Armchair astronomers find planet in four-star system. Yale News [October 15, 2012]

轉載自 網路天文館

太空望遠鏡研究所（Space Telescope Science Institute，STScI）Armin Rest等天文學家利用哈柏太空望遠鏡（Hubble Space Telescope，HST）觀察船底座Eta（Eta Carinae）雙星系統約在175年前一場劇烈爆炸事件的回光（light echo）。這項研究，將有助於天文學家瞭解關於大質量恆星超新星爆炸的一些細節。Rest表示：任何目前已知的船底座Eta爆發事件，都是從「目睹」的歷史紀錄而來；但利用現代科學儀器，一年一年追蹤這些回光如何變化，卻可以知道在爆發事件這麼多年之後，直接瞭解爆發的本質。

這場被稱為「大爆發（Great Eruption）」的超新星爆炸事件於西元1837年首度被觀測到，而且一直到1858年都還可以看到爆炸的餘光。但當時的天文學家沒有如現代般的精密儀器，無法正確地記錄這場猛爆性天文事件。由於爆發當時所發出的光是向四面八方散開，現代天文學家何其幸運，其中一部分爆發當時所發出的光，被離船底座Eta星有段距離的塵埃雲氣反射後間接傳遞到地球。由於回光走的路徑比爆發後直衝地球而來的光還長許多，因此延宕了175年才抵達地球。天文學家詳細分析這個回光，可以從中瞭解這個巨獸級大質量恆星毀滅瞬間的狀況，或許可幫助天文學家修正關於超新星爆炸的理論模型。

船底座Eta位在南天的船底座方向，距離地球約7,500光年，兩星總質量高達140倍太陽質量左右，是銀河系中最大、最亮的恆星系統之一。不過這對雙星卻是以這個大爆發事件著稱，因為這場1837年的爆發事件是曾觀測到過類似事件規模最大的。1837年爆發後約20年的期間，船底座Eta流失約20個太陽質量的物質，成為當時全天第二亮的恆星。有一部向外流失的物質在恆星周圍形成一對巨大的物質瓣（lobe）。

以天文尺度而言，船底座Eta算是離地球相當近的恆星系統，因此天文學家已經啟用包括哈柏太空望遠鏡在內的各式望遠鏡觀察船底Eta。除了哈柏之外，Rest等人還結合了地面望遠鏡的可見光和光譜觀測資料來進行研究；雖然光譜觀測並不是新鮮事，但之前都僅針對超新星本身，Rest等人的研究則是首度利用光譜分析船底Eta的回光，可由此獲得超新星爆炸像外拋出物質的「指紋」，如溫度和速度等。

雖然這個回光比超新星爆發本身晚了175年才抵達地球，但帶給天文學家的驚喜卻不下於超新星爆炸當時。船底Eta是所謂的亮藍變星（Luminous Blue Variable，LBV），這類恆星質量很大、非常明亮，週期性地發生爆發。這個紊亂的恆星系統的行為，和其他類似的恆星系統不大相同。例如：從船底Eta中心區向外流出物質的溫度高達絕對溫度5,000K，比其他類似的爆發恆星的流出物質溫度還低得多。對付這個恆星怪胎，Rest等人得回頭檢視相關的理論模型，看看到底是什麼樣的變動因素造成現在觀測到的這種奇特狀況。

Rest等人其實是比較2010年和2011年利用美國光學天文臺（U.S. National Optical Astronomy Observatory）位在智利托洛洛山的泛美天文臺（Cerro Tololo Inter-American Observatory，CTIO）4米Blanco望遠鏡所拍攝的可見光影像，從而發現船底Eta的回光。後來他們另從亞利桑納大學（University of Arizona）天文學家Nathan Smith處得到2003的CTIO觀測系列觀測資料，對分析這場大爆炸事件的工作更如虎添翼般。

這個回光比超新星爆炸本身的光還暗很多，但僅一年相隔就可以看出它的位置有變動，不過這個位置變動並不是同一束光真的在這些塵埃間移動，而是與船底Eta不同距離、不同方向的塵埃反射回光的時間也不同，與看起來好像是同一道光、或是一般超新星爆炸的震波向外傳遞過程中激發周邊物質的光隨震波移動而向外擴張的狀況不一樣。

而利用卡內基研究所（Carnegie Institution）麥哲倫望遠鏡（Magellan）和智利坎帕斯山天文臺（Las Campanas Observatory）du Pont望遠鏡所做的光譜觀測，Rest等人不僅獲得物質流的溫度，還估算出超新星爆炸向外拋射的物質移動速度高達每小時70萬公里，與理論模型預測相符。

此外，這群天文學家利用位在澳洲塞丁泉（Siding Spring）Las Cumbre天文臺的福克斯南座望遠鏡（Global Telescope Network’s Faulkes Telescope South）監測回光的強度變化，再與1800年代天文學家所做的那20年持續可見的超新星爆炸亮光逐漸變亮而後逐漸變暗的觀測繪圖比較，發現這場爆發事件在1843年時亮度達到最亮的趨勢是相同的。

這些天文學家將持續追蹤監測船底Eta的回光變化，並預測在未來6個月間，船底Eta回光的亮度應該會接近1844年時看到的亮度。如果持續監測到能捕捉到所有方向傳回的爆發回光，那麼屆時或許可以獲得這場大爆發事件的整體狀況。

資料來源:Astronomers Watch Delayed Broadcast of a Powerful Stellar Eruption[2012.02.15]

轉載自台北天文館之網路天文館網站