0

0
0

文字

分享

0
0
0

WISE發現僅相當於人類體溫的最低溫類恆星天體

臺北天文館_96
・2011/08/30 ・1473字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

科學家利用廣角紅外巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)發現一種溫度最低的類恆星天體,溫度僅與人體體溫相差不遠。

天文學家搜尋這些被稱為Y型矮星(Y dwarf)的天體以十幾年了,但都毫無所獲,這是因為在可見光望遠鏡中,根本不太可能找到這些低溫天體。WISE以紅外波段觀察,而且在太空當中所見的天體遠紅外光亮度比在地面還亮5000倍以上,所以可以偵測到溫度更低、更昏暗的天體。它一口氣發現了6顆Y型矮星,且它們離太陽都很近,大概都在40光年以內。

Y型矮星是目前棕矮星(brown dwarf)家族中表面溫度最低的成員。棕矮星常被稱為「失敗的恆星」,質量比行星大,但又不夠大到可以點燃或維持核心的核融合反應,因此沒辦法成為一顆正式恆星;其能量來源來自雲氣收縮成球形天體過程中的位能,少了核融合反應提供穩定的能量來源,因此不像恆星的亮度可以穩定維持達數十億年之久,棕矮星的亮度會隨時間逐漸冷卻、變暗,到後來所發出的餘光大都集中在紅外波段。此外,棕矮星的大氣層與木星這類氣體巨行星類似,但因棕矮星是單獨處在太空中,比受到母星強烈光輝影響的氣體巨行星更容易觀察。因此藉由研究棕矮星,或許可進一步瞭解恆星如何形成,以及系外行星大氣的狀況。

Wide-field Infrared Survey Explorer, or WISE, has uncovered the coldest brown dwarf known so far WISE 1828+2650, this chilly star-like body is not even as warm as a human body, at less than about 80 degrees Fahrenheit (25 degrees Celsius). Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA  WISE計畫由2010年1月到2011年2月期間,以紅外波段掃瞄全天1.5次左右。到目前為止,WISE探測衛星已經發現約100個新棕矮星,科學家預期未來繼續分析WISE資料庫後,必定還會有更多新發現。在這100個新發現的棕矮星中,其中有6顆是溫度極低的Y型矮星;這6顆中的其中一顆編號為WISE 1828+2650(左圖中央的綠點),位在天琴座方向,表面溫度僅約攝氏25左右,比現在夏天的一般室溫還稍低一些,成為目前已知表面溫度最低的棕矮星。WISE科學團隊成員Davy Kirkpatrick表示:在此之前發現的棕矮星,表面溫度大都相當於廚房爐灶點燃後的溫度;不過這些Y型矮星,卻將腳步從廚房移至房子裡其他比較涼快的地方。

這批新發現的棕矮星都算我們太陽的鄰居,距離從9光年到40光年不等。其中距離僅9光年的WISE 1451-2250應該是離太陽第7近的的恆星系統,將原本第7名的Ross 154擠到第8名。這個距離大約是離我們最近的半人馬座Alpha星C星(南門二C星,中名比鄰星)4.2光年的2倍多。WISE科學家Michael Cushing開玩笑地說:在太陽附近尋找棕矮星,就像要在你家所在的街區尋找一棟隱密的房子。Cushing很高興在離我們這麼近的地方有這麼還未發現的鄰居們,或許將來有一天,他們會發現一顆比比鄰星還近的棕矮星。

This artist conception illustrates what brown dwarfs of different types might look like to a hypothetical interstellar traveler who has flown a spaceship to each one. Image credit: NASA/JPL-Caltech  通常WISE研究團隊一旦辨認出可能為棕矮星的天體後,便申請利用史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)以及紅外望遠鏡裝置(Infrared Telescope Facility,IRTF)、帕洛瑪天文台(Palomar Observatory)、凱克天文台(W.M. Keck Observatory)、麥哲倫望遠鏡(Magellan Telescopes)等數座地面天文台來做確認的工作,若天體光譜中具有水、甲烷等分子的譜線特徵,有時還可能包含氨分子,那麼就能確認應為棕矮星。不過,對這些極低溫的Y型矮星而言,這個團隊則動用哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)來進行確認的工作,雖然一樣是要從光譜中尋找水和甲烷等分子特徵,不過由於大氣溫度較一般棕矮星還低,所以Y型矮星的光譜型態會與一般棕矮星有些許不同。右圖顯示近年來陸續發現的各類棕矮星的表面溫度(顏色)與亮度的比較圖。

資料來源:NASA’s Wise Mission Discovers Coolest Class of Stars [August 23, 2011]

引用自臺北天文館之網路天文館網站

文章難易度
臺北天文館_96
482 篇文章 ・ 27 位粉絲
臺北市立天文科學教育館是國內最大的天文社教機構,我們以推廣天文教育為職志,做為天文知識和大眾間的橋梁,期盼和大家一起分享天文的樂趣!

1

6
1

文字

分享

1
6
1
低溫也是一種過敏源?寒冬外出小心「寒冷性蕁麻疹」
careonline_96
・2021/12/14 ・1470字 ・閱讀時間約 3 分鐘

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

天氣冷颼颼!想賞雪追雪小心危「肌」重重

12 月份氣溫驟降,過敏一族在這時候精神特別緊繃,特別是「寒冷性蕁麻疹」患者更容易因為未注意保暖,導致蕁麻疹發作。

其中「寒冷性蕁麻疹」屬於物理性慢性蕁麻疹,此類蕁麻疹患者通常對「低溫」敏感,只要稍微接觸如雪、冰水、冷空氣亦或是短時間內室內至室外溫度急速下降,即會產生風疹塊,導致全身紅腫、灼熱、發癢,嚴重時喉嚨和舌頭腫脹會影響呼吸,甚至少部分患者可能會引起全身性過敏反應而暈倒、心跳加速、血壓降低,皆會有危及生命的可能。

寒冷性蕁麻疹

 曾有位罹患「寒冷性蕁麻疹」男童,在學校上游泳課時因水溫較低,才剛跳進水中便馬上引發蕁痲疹,導致全身上下都佈滿紅色膨疹,隨後連呼吸道也跟著腫起來,幸好迅速就醫,症狀才穩定下來。

卓玉麗皮膚專科診所院長卓玉麗醫師建議「寒冷性蕁麻疹」患者除了需定時服藥,最好在知道會遇到冷因子一至兩小時前先服用抗組織胺藥物,同時也做好保暖、避免室內外溫差,冰水、冰冷食物等也需忌口,特別是冬季追雪活動盛行,也建議「寒冷性蕁麻疹」患者應避免前往。

寒冷性蕁麻疹的治療與預防

 卓玉麗醫師表示目前蕁痲疹的治療以「新型第二代抗組織胺」為主,過往傳統的第一代抗組織胺藥物,雖可有效止癢、並阻止微血管擴張,但時常會造成口乾舌燥、嗜睡、頭昏無力等狀況,少部分患者甚至會出現視力模糊等副作用,雖為短效型藥物但其副作用在少數患者體內可能會持續很長時間,嚴重影響患者日常生活,使服藥順從性降低導致無法有效改善症狀。

以卓玉麗醫師的門診經驗來看,「新型第二代抗組織胺」其副作用發生機率大約只有百分之一,不僅有效改善因為第一代藥物引起的嗜睡、疲倦、注意力不集中等問題,更重要的是對於肝腎功能不佳的患者也不需減少劑量,為目前安全性高的藥物,且藥效在 1 小時內便能夠達到治療效果,並可持續 24 小時,減少患者的服藥次數,事半功倍。

根據臺灣皮膚科醫學會新版診治共識指示,如一般藥物治療仍無法讓病人症狀得到控制,即可將抗組織胺藥物最高調至四倍用量,若調高藥物劑量二至四週後仍然無法改善症狀,即可考慮使用生物製劑或免疫調節劑進行治療。卓玉麗醫師提及現今的治療流程簡明扼要,且因新一代藥物的發現及投入市場,使得蕁麻疹的控制更為有效。

除了配合醫師處方外,也提醒寒冷性蕁麻疹的患者千萬不要只在有症狀時才服藥,不僅無法控制症狀還會使先前的治療前功盡棄,必須將蕁麻疹看成是慢性病一樣治療,有耐心、信心配合醫囑長期服藥,方可穩定控制。

所有討論 1

0

0
0

文字

分享

0
0
0
WISE發現僅相當於人類體溫的最低溫類恆星天體
臺北天文館_96
・2011/08/30 ・1473字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

科學家利用廣角紅外巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)發現一種溫度最低的類恆星天體,溫度僅與人體體溫相差不遠。

天文學家搜尋這些被稱為Y型矮星(Y dwarf)的天體以十幾年了,但都毫無所獲,這是因為在可見光望遠鏡中,根本不太可能找到這些低溫天體。WISE以紅外波段觀察,而且在太空當中所見的天體遠紅外光亮度比在地面還亮5000倍以上,所以可以偵測到溫度更低、更昏暗的天體。它一口氣發現了6顆Y型矮星,且它們離太陽都很近,大概都在40光年以內。

Y型矮星是目前棕矮星(brown dwarf)家族中表面溫度最低的成員。棕矮星常被稱為「失敗的恆星」,質量比行星大,但又不夠大到可以點燃或維持核心的核融合反應,因此沒辦法成為一顆正式恆星;其能量來源來自雲氣收縮成球形天體過程中的位能,少了核融合反應提供穩定的能量來源,因此不像恆星的亮度可以穩定維持達數十億年之久,棕矮星的亮度會隨時間逐漸冷卻、變暗,到後來所發出的餘光大都集中在紅外波段。此外,棕矮星的大氣層與木星這類氣體巨行星類似,但因棕矮星是單獨處在太空中,比受到母星強烈光輝影響的氣體巨行星更容易觀察。因此藉由研究棕矮星,或許可進一步瞭解恆星如何形成,以及系外行星大氣的狀況。

Wide-field Infrared Survey Explorer, or WISE, has uncovered the coldest brown dwarf known so far WISE 1828+2650, this chilly star-like body is not even as warm as a human body, at less than about 80 degrees Fahrenheit (25 degrees Celsius). Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA  WISE計畫由2010年1月到2011年2月期間,以紅外波段掃瞄全天1.5次左右。到目前為止,WISE探測衛星已經發現約100個新棕矮星,科學家預期未來繼續分析WISE資料庫後,必定還會有更多新發現。在這100個新發現的棕矮星中,其中有6顆是溫度極低的Y型矮星;這6顆中的其中一顆編號為WISE 1828+2650(左圖中央的綠點),位在天琴座方向,表面溫度僅約攝氏25左右,比現在夏天的一般室溫還稍低一些,成為目前已知表面溫度最低的棕矮星。WISE科學團隊成員Davy Kirkpatrick表示:在此之前發現的棕矮星,表面溫度大都相當於廚房爐灶點燃後的溫度;不過這些Y型矮星,卻將腳步從廚房移至房子裡其他比較涼快的地方。

這批新發現的棕矮星都算我們太陽的鄰居,距離從9光年到40光年不等。其中距離僅9光年的WISE 1451-2250應該是離太陽第7近的的恆星系統,將原本第7名的Ross 154擠到第8名。這個距離大約是離我們最近的半人馬座Alpha星C星(南門二C星,中名比鄰星)4.2光年的2倍多。WISE科學家Michael Cushing開玩笑地說:在太陽附近尋找棕矮星,就像要在你家所在的街區尋找一棟隱密的房子。Cushing很高興在離我們這麼近的地方有這麼還未發現的鄰居們,或許將來有一天,他們會發現一顆比比鄰星還近的棕矮星。

This artist conception illustrates what brown dwarfs of different types might look like to a hypothetical interstellar traveler who has flown a spaceship to each one. Image credit: NASA/JPL-Caltech  通常WISE研究團隊一旦辨認出可能為棕矮星的天體後,便申請利用史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)以及紅外望遠鏡裝置(Infrared Telescope Facility,IRTF)、帕洛瑪天文台(Palomar Observatory)、凱克天文台(W.M. Keck Observatory)、麥哲倫望遠鏡(Magellan Telescopes)等數座地面天文台來做確認的工作,若天體光譜中具有水、甲烷等分子的譜線特徵,有時還可能包含氨分子,那麼就能確認應為棕矮星。不過,對這些極低溫的Y型矮星而言,這個團隊則動用哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)來進行確認的工作,雖然一樣是要從光譜中尋找水和甲烷等分子特徵,不過由於大氣溫度較一般棕矮星還低,所以Y型矮星的光譜型態會與一般棕矮星有些許不同。右圖顯示近年來陸續發現的各類棕矮星的表面溫度(顏色)與亮度的比較圖。

資料來源:NASA’s Wise Mission Discovers Coolest Class of Stars [August 23, 2011]

引用自臺北天文館之網路天文館網站

文章難易度
臺北天文館_96
482 篇文章 ・ 27 位粉絲
臺北市立天文科學教育館是國內最大的天文社教機構,我們以推廣天文教育為職志,做為天文知識和大眾間的橋梁,期盼和大家一起分享天文的樂趣!

4

19
0

文字

分享

4
19
0
超導研究突破:在 15℃ 觀測到超導現象
linjunJR_96
・2020/11/24 ・1482字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 558 ・八年級

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

超導體的神奇性質,一向只有在零下數十或數百度才會現身。就在今年十月,科學家首次在攝氏 15 度的環境下觀察到超導現象,打破了先前的紀錄(零下 23℃)。在尋求室溫超導的世紀大業中,寫下新的篇章。

超導體是什麼?

一般金屬導體(例如銅、銀)的電阻會隨著溫度下降而變小,不過即使在接近絕對零度時,還是會存在一點點的電阻。人們在 1911 年時發現,有些特定的材料被冷卻到一個程度後電阻會驟降為零,也就是超導現象。這時就算不提供任何電壓,超導體也能穩定的維持電流流動,流到天荒地老。實驗上,超導體已經成功讓電流跑了25年,並持續增加中。

除了零電阻之外,超導體的另一項特異功能是完美的抗磁性。一般來說,磁力的影響可以穿透物質,所以磁鐵才能將海報黏在黑板上。不過超導體會將所有意圖通過的磁力線拒於門外,磁力線被迫繞過超導體,使其內部磁通量等於零,此為所謂的邁斯納效應(Meissner Effect)。如果將一小塊磁鐵放在超導體上方,便可以看到它因為排斥的磁力懸浮在空中。

懸浮磁鐵。圖/Wikimedia

怎麼還沒應用在生活中?

超導體的這些夢幻性質能夠全面革新世界的樣貌,從磁浮技術,資料傳輸,到零耗損電力網,都將不再是夢想。然而從 1911 年到現在,這些科幻片中的場景仍未實現,因為超導性質只有在材料低於特定的臨界溫度才會出現,而在實驗上,這個臨界溫度通常約零下兩百多度。

過往,超導現象只發生在極低溫的環境。圖/Wikipedia

要將材料保存在如此低溫的環境可是所費不貲,任何的大型產業應用也因此難以實現,因此,研究能在較高溫度,甚至在常溫下具備超導特性的材料,就顯得格外重要。

尚未理解的高溫超導機制

過往的超導體理論,是透過原子晶格與電子間的交互作用來解釋超導體的存在,在這種解釋下,物質只會在接近絕對零度、原子的熱擾動極小時,產生超導現象。這種理論只能解釋傳統低溫超導體的機制,對於臨界溫度較高的高溫超導體,雖然可以在實驗上觀察到,但至今仍沒有一個公認的理論模型可以解釋。因此,關於高溫超導的實驗與理論,便成為目前科學界努力尋求的大秘寶。

根據一些初步的模型預測,氫分子或許是個潛力股。不過一般的氣態氫是絕緣體,而金屬氫需要極大的壓力才能合成。因此近期常見的嘗試方向是富含氫原子的金屬物質,例如在 2015 年創下臨界溫度紀錄的硫化氫(-70℃),以及將這個紀錄打破的十氫化鑭(-23℃)。

超導特性出現在常溫 15℃!

羅切斯特大學的實驗團隊在今年利用碳、氫和硫元素,合成出含有碳質的硫化氫(carbonaceous sulphur hydride),並觀察它的超導特性。一塊小小的樣本被鑽石壓砧夾住,並施予 270 GPa 的壓力。在這樣的條件下,超導體特有的零電阻與抗磁性在驚人的 15℃ 便突然現身。

實驗團隊介紹。來源/University of Rochester

當然,這樣的實驗成果距離實際的日常應用還有一段距離。碳質氫化硫樣本只有幾微米大,而鑽石壓砧所施加的壓力也只比地核內部壓力少一點。研究團隊接下來計畫持續調整樣本的化學配方,只要配方對了,他們相信正常壓力下的室溫超導體應該指日可待。

參考資料

所有討論 4

0

1
0

文字

分享

0
1
0
想死而復生,先冰起來就對了……嗎?史上第一個冷凍人│科學史上的今天:1/12
Peggy Sha
・2019/01/12 ・1888字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

不想讓食物壞掉,我們可以把它們冰在冰箱裡,那如果想要長生不老,我們可不可以把人冰在冰箱裡呢?答案是:可以!

事實上,世界上有組織就專門在做這種「冷凍人」,今天,就讓我們來看看冰凍人與冰凍人背後那追求長生不老的故事。

心理教授死後冷凍,追求重見光明的一天

歷史上第一個冷凍人是 James Bedford,他原本是加州大學的心理學教授,罹患腎臟癌,而後癌細胞轉移至肺臟。在當時,這算得上是不治之症。Bedford 最終死於 1967 年,並在遺囑中留下了 10 萬美金,希望可以把自己給好好冰起來。

在 Bedford 死後幾個小時,處理人員對他的屍體進行了十分原始的冷凍程序,這個「冰人」的過程是這樣子的:首先,他被注射了作為抗凍劑的二甲亞碸 (dimethyl sulfoxide,DMSO),在當時被認為對於長期冷凍很有效用。再來,Bedford 便被保存進液態氮中。他的冷凍艙在搬了幾次家後,現在在「阿爾科生命延續基金」(Alcor Life Extension Foundation) 落地生根。

阿爾科生命延續基金的冷凍艙大概就是長這樣。圖/By Photo courtesy of Alcor Life Extension Foundation, CC BY 2.5

由於 Bedford 是史上第一個進行這種死後冷凍的人,相關社群十分重視他所帶來的意義,甚至將他冷凍的那天──1 月 12 日設定為「James Bedford 日」,每年都要慶祝一下。

來點抗凍劑,避免細胞變冰晶

不過,為什麼 Bedford 的冰凍過程這麼複雜呢?冷凍時,體內的水分形成大型冰晶很容易會造成細胞損傷,所以才要循序漸進並加入抗凍劑,讓細胞不至於在冷凍時受到太大的損傷。

而說到了所謂的「抗凍劑」,其實在寒帶生物的身上十分常見,生長在寒帶的變溫動物由於不像人類會自動調節體溫維持在固定範圍,牠們的體溫會隨著外界溫度變化。試想:假設外面降到零度以下,牠們的體溫也會跟著下降,這樣一來,牠們體內的液體不是就會跟著變成冰塊了嗎?

冷凍時如果產生冰晶很容易會造成細胞損傷。圖/pixabay

嘿嘿,這種事情當然是不會發生滴,在各地生存下來的動物各自有其抗寒的本領。以灰樹蛙 (Hyla versicolor) 為例,牠們可以在零度以下存活數天,這是因為牠們在面對天寒地凍的時候,血液裡的甘油和葡萄糖的比例都會上升。如此一來,就能夠保護細胞不因低溫而形成冰晶,牠們才能繼續在低溫中存活。而 Bedford 被注入的二甲亞碸在冷凍過程中所扮演的,正是類似的角色。

冷凍技術,真能實現科幻場景?

那麼,Bedford 最後搬去的阿爾科生命延續基金是個什麼樣的地方呢?

這個位於亞利桑那州的組織,是個專注於人體冷凍技術 (Cryonics) 的非營利組織,也是目前全世界最大的人體冷凍服務的供應商。所謂的人體冷凍技術,指的是將人體或是動物保存於攝氏零下 196 度以下,等待未來醫療技術更進步時,再將它們解凍復活、進行治療。

而除了全身性的冷凍之外,也有許多人選擇只冷凍頭部,期待有朝一日可以將自己的腦袋裝到更年輕、更好的身體上。

人體的冷凍準備步驟。圖/By Photo courtesy of Alcor Life Extension Foundation, CC BY 2.5

也想變成冰淇淋?還沒死掉可不行!

這樣的冷凍技術其實引發了許許多多的爭議,相信人體冷凍技術的人們認為,這樣低溫保存的方式可以完整保存人體,甚至舉了一些冰凍過後又恢復活性的動物為例。

欸欸欸,聽起來真的是非常不錯呢!是不是只要花點錢就可以把自己冰起來留待未來更高明的醫療解凍?嗯……還請各位不要高興的太早,前面提到的案例跟實際執行的人體冷凍技術可是有段不小的差距。

首先,現在的技術尚無法保證解凍之後這些人體就能成功被復活,因此許多人都對於這個技術心存疑慮。再來,依據目前的相關規定,需要等到人被法律判定死亡,才可以對其進行後續的冷凍處理,也就是說,這些被冰起來的,通常都是法律上所認定的「死者」,還真的不是可以隨便說冰就冰的呢。所以說阿爾科生命延續基金其實就是冰了一堆遺體的……(無誤)

除了冰凍之外,還有更多追求長生不老的方式。如果想要知道更多關於防止衰老的秘辛,就快去訂閱泛科學的 YouTube 頻道!

參考資料

  1. 灰樹蛙的抗凍劑 陳偉民 遠哲科學教育基金會發現月刊 2007 年 12 月第 136 期
  2. DMSO冷凍細胞原理