0

0
0

文字

分享

0
0
0

熱木星會引起母星自轉軸擺動

臺北天文館_96
・2014/09/16 ・840字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 503 ・六年級

140911135448-large

根據美國康乃爾大學(Cornell University)天文學家Natalia I. Storch等人的研究:熱木星(hot Jupiter)在繞它們的母恆星公轉時,會使母恆星不穩定而發生自轉軸擺動(wobble)的現象。

熱木星是太陽系以外的氣體巨行星,且通常非常接近它們的母恆星,一般相信它們是在離母恆星比較遠的地方誕生後,受到某些重力擾動,例如雙星中的另一顆子星,造成這氣體巨行星的軌道變得不同尋常,最後逐漸向著母恆星愈繞愈近。雖然熱木星的質量只有太陽的千分之一左右,但系外行星系統中的恆星還是會受到環繞它們公轉的熱木星的影響,使恆星的行為發生改變。

在我們太陽系中,太陽的自轉軸(spin axis)和所有行星的公轉軸(orbital axis)方向幾乎為同軸;公轉軸是指與行星繞公轉平面垂直的法線方向。在那些擁有熱木星的系外行星系統中卻與太陽系不同。近期觀測顯示系外行星系統的母恆星自轉軸不見得與其行星公轉軸同軸,這個恆星與其行星之間的自轉-公轉異軸(spin-orbit misalignment)現象,著實讓天文學家困惑不已。

Storch的指導教授Dong Lai表示:當1990年代最初發現系外行星時,全都是像木星一樣的大型行星;但讓人驚訝的是這些巨行星居然這麼靠近它們的母恆星。我們太陽系中的水星最靠近太陽的行星,但這些大如木星一般的熱木星卻遠比水星還要靠近它們的太陽,簡直就像貼在它們的母恆星邊上一樣。

藉由電腦模擬這些怪異行星系統的動力學模式,Storch等人發現當類似木星的系外行星接近它們的母恆星時,行星的重力影響會迫使恆星的自轉軸進動,也就是自轉軸的朝向發生改變,像是旋轉中的陀螺一般。其實,如果自轉軸只有進動還是單純的,有時候情況會更複雜而混亂。這或許可作為解釋自轉-公轉異軸現象的理由之一,或者還可幫助天文學家進一步瞭解這些謎樣行星的來源。

此外,Storch等人的工作還發現了一個有趣的現象,就是這個恆星自轉軸混亂變動的現象,和其他自然界中的諸多混沌現象類似,如天氣系統和氣候等,這些現象或許有著某種物理關聯或相通的特性。

參考資料:‘Hot Jupiters’ provoke their own host suns to wobble. Science Daily [September 11, 2014]

本文轉載自網路天文館

文章難易度
臺北天文館_96
482 篇文章 ・ 29 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!

0

1
0

文字

分享

0
1
0
用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

文章難易度
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
160 篇文章 ・ 270 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

0
0

文字

分享

0
0
0
哈柏發現3顆乾得驚人的系外行星
臺北天文館_96
・2014/07/29 ・974字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 558 ・八年級

hs-2014-36-b-web_print
透過大氣頻譜圖可以觀察水份在三顆熱木星上被吸收的狀況。Credit: NASA, ESA, N. Madhusudhan (University of Cambridge), and A. Feild and G. Bacon (STScI)

英國劍橋大學(University of Cambridge)天文學家Nikku Madhusudhan等人透過哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)尋找並研究系外行星大氣中的水汽,結果發現有3顆系外行星水汽含量比原本預期的還低很多。

這3顆系外行星分別為HD 189733b、HD 209458b和WASP-12b,距離介在60光年至900光年之間,三者均為熱木星(hot Jupiter),即類似木星的氣體巨行星,但非常接近其母恆星,使得其表面溫度偏高,介在攝氏540度至2200度之間,所以是尋找水汽的好目標。他們的確在這些系外行星的大氣中找到水汽了,然而結果卻讓這些天文學家相當驚訝,因為這些系外行星大氣中的水汽含量僅有標準行星形成理論所預測的1/10至1/1000而已。這個結果,顯然讓現行的標準行星形成理論相當難堪,必須進行檢討與修正,尤其是熱木星的部分。

雖然水汽含量不若預期,好在他們的確在系外行星大氣中發現水汽,而這3顆又是很靠近母恆星而使表面溫度偏高的熱木星,這意味著在距離母恆星稍遠一些的適居區中,在地球級大小的系外行星表面偵測到水的存在是極有希望的。只不過未來太空望遠鏡上用來偵測系外行星大氣中水汽的儀器,其靈敏度必需再提高,才能應付這些比預期還乾燥許多的狀況,或是質量比熱木星小許多、比較沒辦法留住水分的超級地球。

之所以先挑選這三顆系外行星做為主要目標,是因為它們的母恆星比較亮,較容易取得它們的紅外光譜。恆星星光穿過行星大氣時,會被行星大氣中的水汽吸收部分星光而形成吸收譜線,這些天文學家便可透過譜線來估計行星大氣中的水汽含量。

現行較為人接受的太陽系中巨行星形成理論是所謂的核吸積理論(core accretion),在恆星非常年輕的時期,主要由氫、氦、冰粒和塵埃組成的原行星盤中,塵埃彼此沾黏聚集成長成愈來愈大的塵粒,最終形成一個固態核心;而後這個固態核心便能飛快地聚積固態和氣態物質,直到一顆巨行星誕生。

這個理論預期行星上不同元素所佔的比例比其母恆星還多,特別是氧元素。一旦巨行星形成之後,其大氣中的氧元素會與氫元素結合而形成水分子。然而,Madhusudhan等人的低水汽含量偵測結果,顯示行星形成過程中的化學組成顯然與理論預期的不相同,顯示核吸積理論必須予以修正,才能符合實際觀測結果。

資料來源:Hubble Finds Three Surprisingly Dry Exoplanets. HubbleSite [24 July,  2014]

轉載自 網路天文館

臺北天文館_96
482 篇文章 ・ 29 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!

0

0
0

文字

分享

0
0
0
氣體巨行星都到哪兒去了?
臺北天文館_96
・2012/09/19 ・971字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

2012年系外行星界的最大新聞或許是從克卜勒太空望遠鏡(Kepler)釋出的觀測資料,發現銀河系中的地球級岩質系外行星相當普遍,很可能每顆恆星旁都至少有一顆這樣的岩質行星。但對於大一點、那些所謂的「熱木星(Hot Jupiters)」—與我們太陽系中的木星類似且非常靠近母恆星的氣體巨行星,有最新研究顯示:與那些小型的岩質行星相較之下,這些熱木星或許是稀有品種。

由於熱木星質量大且靠近母恆星,對母恆星的重力擾動比較容易偵測得到,因此事實上天文學家最先發現的系外行星就是熱木星,這種偵測方式稱為「徑向速度法(radial velocity method)」;後來才因克卜勒任務的關係而陸續偵測到小型岩質行星。加州理工學院(Caltech)天文學家John Johnson等人,分析克卜勒太空望遠鏡的觀測資料後卻發現:木星級的大型氣態行星並沒比地球級的小型岩質行星容易偵測到。

克卜勒太空望遠鏡是以「凌日法(transit)」來偵測系外行星,也就是行星經過恆星前方時,會使恆星亮度稍微下降的現象。不過,Johnson等人小心分析比較克卜勒所偵測到的熱木星凌日資料,與地面望遠鏡以徑向速度法偵測到熱木星的發現率,結果發現克卜勒資料中所發現的熱木星比例低到不可思議的地步。

對於這個異常現象可能的解釋之一,是這些熱木星必須在特定的恆星周圍才能成長。當一顆恆星形成後,其誕生地殘餘的氣體塵埃雲中所含有的重元素比例有的高、有的低。有個理論認為:重元素含量(即所謂的「金屬豐度,metallicity」)較高的恆星比較容易形成類似木星的氣體巨行星。

Johnson表示:徑向速度法所搜尋的恆星絕大部分都在太陽附近。我們可能恰好處在銀河系一個金屬豐度比較高的部分,因此在太陽鄰近區域搜尋到的熱木星比較多。相對的,克卜勒任務所偵測的恆星範圍廣泛,並不侷限在太陽鄰近區域,由此可知,熱木星的數量可能並不如先前認為的那樣普遍。

Johnson等人目前計畫嘗試要在克卜勒任務觀測的天區進行系外行星金屬豐度的測量,看看它們的金屬豐度是否比較低。測量結果或許就可以解釋為何克卜勒任務所發現的熱木星級系外行星比預期中還少的狀況,並證實我們太陽系是否真的恰好處在銀河系中金屬豐度比較高的區域。更甚者,如果木星級系外行星真的比認為的還要稀少,那麼我們的太陽系或許就是個「不正常」的行星系統。

資料來源:Where are the giants? NASA JPL [August 08, 2012]

轉載自 網路天文館