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LOFAR首幅M51渦狀星系電波圖

臺北天文館_96
・2014/08/29 ・800字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

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英國南安普敦大學(University of Southampton)天文學家David Mulcahy等人利用頻率僅比FM電台稍高一點的低頻電波陣列(Low Frequency Array radio telescope,LOFAR),取得迄今頻率1GHz以下最精細的電波影像,也是LOFAR的第一幅鄰近星系觀測成果。

渦狀星系(Whirlpool Galaxy,M51)距離地球約3000萬光年,位在北天的獵犬座方向。右圖中白色輪廓線顯示的是這個星系各個部位的電波輻射的強弱,類似地面天氣圖中的等壓線。

LOFAR是由多個電波望遠鏡所組成,其中38個在荷蘭,6個在德國,英國、法國和瑞典各有1個。其觀測頻率介在115~175MHz之間,僅比一般商用FM電波頻率88~108MHz高一點。所有測站的觀測訊號彙整到位在荷蘭格羅寧根大學(University of Groningen)內的一部強力電腦叢集(computing cluster)。

這些電波天文學家指出:電波影像有2個重要的構成要素,是以可見光望遠鏡無法觀察的,那就是宇宙線電子(cosmic ray electron)和磁場;而這兩種構成要素對於星系穩定和演化至關眾要。而低頻電波重要之處,在於能量極低的電子可以從它的起源地—恆星誕生區密佈的旋臂向外穿行到比較遠的距離處,而且由於電子帶有負電,所以可將星系較外圍的磁場整個顯露出來,讓天文學家得以知曉:星系是否驅逐磁場?而此處的磁場有多強?

由於LOFAR靈敏度極高,天文學家可以偵測到離M51星系中心40,000光年遠的旋臂和盤面上的電子和磁場,這個距離比以前曾做過的類似觀測還遠得多了。因此,天文學家可清楚的瞭解星系如何透過磁場而與星系際空間聯繫在一起。

磁場是瞭解宇宙如何運作的一個關鍵要素之一,許多關於磁場的大爭端,其實都僅是因為無法驗證罷了。而數十年來,由於地球大氣電離層如同一層屏障,電波天文學家一直無法探索頻率低於300MHz的宇宙,或是只能得到解析度極低的觀測結果,毫無建樹。而LOFAR的建置,開創了低頻電波天文學的新時代,將可逐步將這些問題予以驗證測試,看見一個不一樣的宇宙,這也難怪電波天文學家們會覺得興奮了。

資料來源:First LOFAR observations of the “Whirlpool Galaxy”, 2014.08.20, KLC

本文轉載自網路天文館

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臺北天文館_96
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全台首座科研火箭場正式啟用!——坐落在依山傍海的屏東牡丹鄉

PanSci_96
・2022/01/18 ・2103字 ・閱讀時間約 4 分鐘

科技部「短期科研探空火箭發射場域」近日開放符合規定的火箭科研團隊申請使用!這是台灣太空發展繼去年 5 月立法院三讀通過《太空發展法》後,另一個重要的里程碑。

什麼?台灣竟然有發展太空科技!

沒錯!截至目前為止,全球有超過 90 個國家擁有自己的衛星,並有超過 31 個國家制定了國家太空法規,可見各國都砸下重金發展衛星和火箭等相關技術。正因為太空科技是現代全球競爭的新場域,台灣在具有基礎技術能量的前提之下,也決定加入太空科技的行列!

自 2020 年以來,行政院開始推動資訊及數位、資安卓越、精準健康、綠電及再生能源、國防及戰略、民生及戰備等六大核心戰略產業。其中,太空科技為國防及戰略產業的核心領域。在今年 1 月 13 日起開放申請的「短期科研探空火箭發射場域」,是台灣第一座以科研任務為主的火箭發射場,更是太空科技的里程碑!

地處屏東原住民部落的發射場域

科技部選定屏東縣牡丹鄉旭海村牡丹灣段 742-1 及 743-1 地號做為「短期科研探空火箭發射場域」,該場域占地面積 9,700 平方公尺,是國有海岸林地,也是原住民保留地。由於涉及原住民族的土地及權利,根據《太空發展法》第 12 條,必須依照《原住民族基本法》辦理。《原住民族基本法》第 21 條則規定「政府應諮商並取得原住民族或部落同意或參與,原住民得分享相關利益」,因此,科技部與當地「旭海部落」反覆協商後,在去年順利取得了同意。

旭海部落位於牡丹鄉最東側,是依山面海的漁村型部落,早期被稱為「牡丹灣」(macaran),意思是「水量豐沛的沼澤地」。最初來這裡開墾的是斯卡羅族,後來陸續有阿美族、排灣族、平埔族,以及閩南、客家等族群聚居,最後形成了一個族群融合的聚落。部落居民在得知該地被選為火箭場,有機會刺激觀光、帶動就業機會後,不少居民樂觀其成。可是,當地居民以出海捕魚、抓龍蝦為生,因此也有不少居民擔心火箭場將破壞牡丹灣的水域生態,使得魚及龍蝦的數量銳減,影響生計。

對此,科技部提出回饋方案,表示若居民因火箭試射而無法出海捕魚,將可享有補貼,而平時更有水電費和獎學金補助。另外,國家實驗研究院國家太空中心每週都派專員深入當地,傾聽村民心聲,也召開多場說明會,解答民眾疑問,讓當地居民了解火箭場落腳旭海的利弊得失。部落原訂去年 5 月舉行會議,卻因為疫情延宕至 11 月,最終共有 112 位居民出席,獲得 85 張同意票,正式通過我國第一座合法、安全且能維護原住民族權益的火箭發射場域。

圖為牡丹灣,鄰近的旭海部落早期即被稱為「牡丹灣」,意思是「水量豐沛的沼澤地」。 圖/牡丹鄉公所

誰可以合法申請、發射火箭?

立法院在 2021 年 5 月三讀通過《太空發展法》,是台灣第一部國家太空法案。《太空發展法》共計 6 章 22 條,內容規定主管機關為科技部,負責設置發射場域,而計畫執行單位為國家太空中心,負責營運、管理發射場域。另外,也規定發射載具僅能在國家發射場域實施發射。

位於旭海的「短期科研探空火箭發射場域」是台灣邁向完備太空基礎設施的第一步。然而,考慮到當地原住民權益,科技部承諾除非經過該原住民部落同意,否則將不會提供其他單位使用,後續相關作業也將由國家太空中心依據「短期科研探空火箭發射場域利益分享作業要點」辦理。

國家太空中心主任吳宗信強調,「短期科研探空火箭發射場域」不是提供給大型火箭發射,而是提供給科技部補助、委託或出資之執行單位或受委託單位申請,特別是各大專院校相關學術研究單位(航空工程學類和大氣科學系等),讓他們實地測試、驗證科研發展計畫的成果。據吳宗信了解,國立陽明交通大學前瞻火箭研究中心(ARRC)預計在 3~4 月發射火箭,國立成功大學航空太空工程學系則預計在 6~7 月發射,但實際情況還要看學校的整備狀況。

國立陽明交通大學前瞻火箭研究中心(ARRC) 製作的火箭。圖/ARRC 官網

參考資料

PanSci_96
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