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史匹哲拍到最低溫伴星的影像

臺北天文館_96
・2011/10/24 ・932字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

美國賓州大學(Pennsylvania State University)天文學家 Kevin Luhman等人,利史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)直接拍攝到一個鄰近恆星和它伴星的影像,其中,這顆伴星是迄今已知表面溫度最低的,僅相當於地球表面一般夏天的氣溫而已。

Luhman等人從史匹哲的紅外觀測資料,分析600多張影像才發現這顆編號為WD 0806-661 B的低溫天體,從右上動畫可見2004與2009年間這兩顆恆星的位置變動幾乎同步。WD 0806-661 B表面溫度約僅攝氏27~70度,初估WD 0806-661 B的質量約為6~9倍木星質量,從質量大小看起來像顆氣體巨行星,但Luhman等人認為雖不能排除它是顆系外行星的可能性,然而從運動方式及其他特徵看來,這顆伴星應該是顆棕矮星。

從WISE和史匹哲的觀測資料,都顯示WD 0806-661 B可能是屬於新近才定義的新型天體—Y型矮星(Y dwarf),這是所有棕矮星中表面溫度最低的。棕矮星並不見得一定得繞著另一顆恆星轉,而是可以獨立存在於太空中,如WISE前陣子宣布發現的最低溫Y型矮星,均為獨立存在的棕矮星(請參見天文新知 2011-08-28 WISE發現僅相當於人類體溫的最低溫類恆星天體)。不過WD 0806-661 B倒是與另一顆天體WD 0806-661互繞,並非單獨的天體。

這對雙星距離太陽系約63光年,主星WD 0806-661本身是顆白矮星,即類似太陽大小的恆星,演化到末期,外層大氣向外膨脹逸散後,殘餘的熾熱核心。伴星B發現於2011年春季,直到現在才證實它的存在與性質。主星與伴星B之間相距約2500AU,以行星而言,這樣的距離太過遙遠,不太可能是在恆星周圍的塵埃盤中形成的行星,所以比較可能是類似恆星方式誕生的雙星系統。

此外,賓州大學John Bochanski等人則進行WD 0806-661 B的大氣研究,這是太陽系以外天體最詳細的氨氣測量,結果發現這顆棕矮星的大氣非常接近系外行星的大氣。由於棕矮星通常會單獨存在或與伴星離一段距離,少了母恆星明亮光輝的干擾,使得棕矮星比系外行星更容易研究大氣狀態,再將對棕矮星大氣的研究結果用在系外行星上。而大氣溫度低到與地球表面溫度相當的棕矮星,更可提供系外天體大氣狀況的理論限制,不再天馬行空,讓我們能更瞭解這個宇宙的天體性質。

資料來源:

  1. Record-Breaking Photo Reveals a Planet-sized Object as Cool as the Earth
  2. NASA:Spitzer Snaps a Picture of the Coolest of Companions

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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臺北天文館_96
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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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