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葉列寧彗星消失了?

臺北天文館_96
・2011/10/28 ・1149字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

前陣子被末日論者封為「末日彗星」的葉列寧彗星(C/2010 X1(Elenin))(請參見天文新知2011-08-19 勿信網路謠言,C/2010 X1(Elenin)彗星對地球無任何威脅!),原本在9月底通過太陽與地球之間、無法觀測的日子之後,應該在10月初重新出現在日出前的天空,亮度約7等,東昇時間並隨之愈來愈早,觀測條件愈來愈好。但全球各彗星觀測者卻紛紛表示:找不到這顆彗星了!讓彗星觀測者們相當驚訝。

就在10/22,義大利天文學家Rolando Ligustri在彗星預測位置拍到一片約6’×40’大小的「星雲」(右方影像的偏上方);他起初以為是雜訊,但經過多幅影像疊加之後,確認它是葉列寧彗星殘骸。消息公布後,讓全球彗星觀測者大吃一驚。這未免和「常理上」該有的彗星模樣差太多了吧!

在此同時,另一組觀測者Remanzacco天文台的Ernesto Guido、Giovanni Sostero和Nick Howes也在同一晚拍到這片「彗星雲」。由於這片雲氣實在是太暗、太淡了,他們本來以為是月光或飛機飛越時的光線散射結果;但隔天晚上,他們發現那片雲還在那兒,而且按照葉列寧彗星預測的軌跡移動位置,因而證實確為葉列寧彗星的殘骸。Guido等人利用特殊方式(請見Remanzacco Observatory的天文部落格)處理觀測結果,發現這片「彗星雲」其實呈現圓錐狀,總長超過1.5度,而且面對太陽的一側厚達10角分,比背對太陽的一側還輪廓鮮明。

對於這個觀測結果,Guido等人經比對彗星資料庫,發現葉列寧彗星這個模樣和1994年撞擊木星的休梅克-李維9號彗星(Shoemaker-Levy 9)分裂後的長相很像。所以是否是彗星分裂的結果導致它「不見了」?另有彗星專家認為:或許只是彗髮消散,變得比較不明顯,而這片雲其實是殘餘的彗尾,至於彗核嘛,則是因為太暗而觀測不到(低於20等)。

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目前關心這顆彗星的觀測者們都打算持續追蹤觀察,希望能找出為何葉列寧彗星會變成這副模樣的原因。

資料來源:SpaceWeather

(2011.10.26更新)

美國航太總署(NASA)於本新聞刊出後,也發出一則消息指出:葉列寧彗星消逝,已可忘記它的存在(NASA Says Comet Elenin Gone and Should Be Forgotten),新聞中指出這顆彗星的彗核分裂到非常小而難以偵察的地步,分裂後的碎屑將沿著原彗星軌道持續運動,約在12,000年後,如果這些碎屑還存在的話,就會再度轉回地球附近。

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這顆彗星的近日點在地球與太陽之間,約0.5AU;但遠日點卻在太陽系邊緣的歐特雲(Oort Cloud)附近,幾乎是太陽到最近的恆星南門二的2/3遠了。因此,12,000年的軌道週期,對人類而言或許很久,但對這些天體而言,卻只是在太陽系中散佈一圈的時間而已。

彗星是由冰、石頭、塵埃和有機質等組成的,直徑僅約數公里到數十公里,但這些組成物質並不紮實,而是鬆鬆散散的聚在一起。因此,要讓彗核分裂並不費力,且一旦開始分裂,就再無復合之時。

資料來源:NASA Says Comet Elenin Gone and Should Be Forgotten

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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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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除了太陽和行星,那些太陽系間的愉快小夥伴們──《宇宙必修課》
天下文化_96
・2018/01/08 ・3635字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 528 ・七年級

行星外的漆黑等於空無一物嗎? 圖/Valera268268 @Pixabay

從遠處看過來,我們的太陽系彷彿空空如也。

如果你用圓球包住太陽系,這圓球大到能容下行星中最外圍的海王星軌道;那麼太陽、所有行星和它們的衛星占住的體積,只比圓球體積的 1 兆分之 1 要多一點點。

不過,太陽系也並不是真的如此空曠,行星之間的空間還有許多岩塊、小圓石、冰球、塵埃、成群的帶電粒子和多艘在遠方飛航的探測船。除此之外,太陽系空間裡,也到處都是強大的重力場和磁場。(太陽系最外圍的行星不再是冥王星了,請接受這個事實。)

多不勝數的固定班底:大大小小的星際碎片

行星際空間其實雜物繁多,所以我們的地球以每秒 30 公里的速率在軌道上行進時,每天都會掃起數百噸的流星體,其中尺寸多半小於沙粒。這些流星體高速衝撞地球大氣產生的熱,會造成它們的表面汽化,於是大部分直接焚毀在地球的高層大氣裡。地球脆弱的物種有賴於這層大氣保護罩,才得以繁衍演化。較大的流星體,除了表面會被燒焦,基本上會相當完整的抵達地球表面。

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看似漆黑無物的太陽系,實際上飛著各式物質。 圖/NASA

你或許認為經過了 46 億次的繞行太陽之旅之後,地球應該已經清掉了軌道上的所有碎片,但答案是:還沒有。不過和地球過去的遭遇比起來,現在的情況顯然大有改善。大約在太陽和行星形成 5 億年之後,有多到難以想像的碎片不停掉落到地球上,產生的撞擊熱不斷累積,導至大氣熾熱無比,地殼也完全熔融。

其中一顆非常大的碎片,導致了月亮的形成。在分析阿波羅探月計畫太空人帶回來的樣本後,發現月球的鐵和較重元素的含量意外的少,這表示火星大小的迷途原行星和地球發生擦撞後,那些從地球缺鐵的地殼和地函迸發出去;繞著地球運行的碎片,後來可能聚合成我們低密度的美麗月亮。

從地球缺鐵的地殼和地函迸發出去;繞著地球運行的碎片,後來可能聚合成我們低密度的美麗月亮。 圖/NASA

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除了這個特別重大的事件,嬰孩時期的地球經歷的重轟炸期並不獨特,因為太陽系的其他行星和大型天體也都經歷過。大家也都受到類似的重大破壞,不過只有缺乏大氣的月球和水星,大致保存了這個時期的撞擊紀錄。

太陽系不但受到形成時留下的廢料撞擊,在近行星際空間裡還散布著火星、月亮和地球受到高速撞擊後,從表面彈出的大大小小岩石。流星體撞擊的電腦模擬證明,撞擊區附近的表岩噴飛的速率,高到可以掙脫天體的重力束縛。我們從地球上火星隕石的發現率,可以推斷出每年約有 1 千噸的火星岩石掉到地球上;而每年或許也有大約等量的月岩掉到地球上。回想起來,我們其實用不著特地飛到月球去拿月球岩石,地球上就多得是。只不過,我們沒辦法挑精撿瘦,而且在阿波羅計畫年代,我們也不知道有這回事。

地球上就撿得到月球岩石?!但你認得出哪顆是來自月球的石頭嗎…… 圖/NASA

可能會讓物種滅絕的狠角色「小行星」

大部分太陽系的小行星分布在火星與木星間,形狀扁平的小行星主帶上。在傳統上,小行星的發現者有命名權,高興用什麼來命名都可以。通常在畫家描繪的圖示裡,小行星帶是太陽系盤面上一個散布著凌亂崎嶇岩塊的區域。

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小行星帶的總質量不到月球質量的 5%,月球的質量則只比地球的 1% 要多一點點而已。雖然小行星的質量不大,但它們的軌道不斷受到擾動,因此形成了一群大約數千顆特別危險的近地小行星,它們的扁平軌道會和地球軌道交錯。簡單的計算指出,它們大部分會在 1 億年內撞上地球。尺寸大於 1 公里的小行星在撞上地球時,產生的能量會高到嚴重破壞地球的生態系統,可能使大部分的陸地物種滅絕

這當然是糟透了。

小行星並不是唯一會危害地球生物的外太空天體。在海王星之外的柯伊伯帶(Kuiper Belt),帶寬大約和海王星與太陽的距離相當,其中成員包括了冥王星,是一個滿布彗星的環形區域。遠在六十多年前,荷蘭裔美國天文學家柯伊伯(Gerard Kuiper)就指出,在海王星軌道外頭的寒冷深空裡,藏著從太陽系形成時期殘存下來的冰質天體。由於這附近沒有大質量行星來吸收這些彗星,於是大部分彗星就靜靜的繞太陽運行了數十億年。

就如同小行星帶一樣,部分柯伊伯帶天體的軌道極扁平,並會和其他行星軌道相交。例如冥王星和同軌道的那群冥族小天體,它們較靠近太陽時軌道區會和海王星軌道交錯。另外還有一些柯伊伯帶天體的軌道會深入太陽內圍,放肆的穿過許多行星軌道;在這群天體中,最著名的是哈雷彗星。

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在柯伊伯帶後方很遠的地方,大約在前往最鄰近恆星的半途上,有一個稱為歐特雲的彗星儲存庫,它呈現球形分布,名字來自首先推斷出它存在的荷蘭天文物理學家歐特(Jan Oort)。

歐特雲(Oort Clude)是長週期彗星的源頭,這類彗星的軌道週期比人類生命還要長。與柯伊伯帶彗星有別的是,歐特雲彗星可以從任何方向,以任何軌道傾角進入太陽系內圍。1990 年代最明亮的海爾─波普彗星(Comet Hale-Bopp)及百武彗星(Comet Hyakutake),都是源自歐特雲,而且在短時間內都不會再度回歸。

海爾─波普彗星。 圖/NASA

有大氣層真好:太陽風極光

太陽風與地球磁場相接想像圖。 圖/NASA @wikipedia

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太陽表面每秒會散失超過 1 百萬噸的質量,而形成的物質流稱為太陽風,太陽風主要的成分是帶電的高能粒子。太陽風粒子時速最高可達 1 千公里,粒子以這種高速向外泛流成群穿過太空,只有遇到行星磁場時才會轉向。

太陽風的部分粒子以螺旋軌跡掉向行星的磁北極和磁南極時,會撞擊氣體分子,激發大氣發出多彩多姿的極光。哈伯太空望遠鏡已在土星及木星的極區發現極光,而出現在地球上的北極光及南極光,時不時的提醒我們:有大氣層的保護真好。

我們通常說,地球的大氣層從地球表面向上延伸數十公里。而低軌道上的衛星,在 100 公里到 400 公里高的軌道上,大約 90 分鐘會繞地球一圈。

你雖然無法在這種高度呼吸,不過這個區域仍有不少大氣分子存在,摩擦力已足以讓衛星慢慢失去軌道能量而下墜。為了要對抗這種阻力,低軌道的衛星偶爾要重新提升軌道高度,免得掉回地球,焚毀在大氣中。

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大氣層邊界的另一種定義為:「地球氣體分子的壓力」和「行星際氣體分子壓力」相等之處。根據這種定義,地球大氣層的範圍有數千公里。在這個高度上方的 36,800 公里處(大約是地球與月亮距離的 1/10),是通訊衛星的國度。在這個特殊的高度,地球大氣的影響無關緊要,衛星的速率也很低,並且恰好和地球的自轉速率相同,所以衛星每天剛好繞地球一圈。相對於地面,這種衛星看似一直飄浮在正上空,是理想的訊號中繼站,能為地表不同的區域轉傳訊號。

謝謝「重力盾牌」木星,為地球擋下危險

牛頓重力定律指出,雖然你若距離行星愈遠,受到行星重力的影響也愈弱,但這個影響並不會降到零。木星用它強大的重力場,把很多原先會在太陽系內圍造成重大破壞的彗星趕開。所以對地球而言,木星就像重力盾牌,也像在保護地球的粗壯大哥,讓地球享有長達億年,相對平安和寧靜的時期。如果沒有木星提供的保護,地球生命除了很難演化成更有趣的複雜生命,也會活在可能受到致命撞擊而滅絕的危險環境中。

探索土星的卡西尼號探測船(Cassini–Huygens)。 圖/NASA

我們一直在利用行星的重力場為太空探測船提供能量。就以前往探索土星的卡西尼號探測船為例,它受到許多行星的重力協航,其中金星兩次、地球(由金星返回時)和木星各一次。探測船在多顆行星間輾轉飛航,以酷似撞球檯上撞球的路徑行進,是很常見的操作方式。如果不這樣,火箭提供的飛行速率和能量,不足以讓我們的小探測船前往目的地。

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眾多命名不盡的小行星

我現在對太陽系的行星際碎片有些許責任了。2000 年 11 月,由李維(David Levy)和舒梅克(Carolyn Shoemaker)發現的主帶小行星 1994KA,後來命名為「13123– 泰森(13123 Tyson)」來向我致敬。我雖然享有這個殊榮,但其實也沒有什麼好自大的,因為還有許多類似的小行星,以喬笛、哈洛特和湯瑪斯等常見的名字命名。還有一些小行星的名字叫梅林、龐德和聖誕老人。

目前發現的小行星,數量已將近數十萬顆,可能很快就會對我們命名的能力產生挑戰。不管這種時日是否會來臨,我覺得相當欣慰的是,以我命名的那個宇宙碎片在行星間遊蕩時,並非孤苦無依,而是有一大堆以真人和虛構人物為名的其他天體為伴。

此刻讓我更高興的是,我的小行星並沒有直衝地球而來。

 

 

本文摘錄自《宇宙必修課:給大忙人的天文物理學入門攻略》,天下文化出版。

 

 

 

 

 

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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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第九行星到底存不存在?--《物理雙月刊》
物理雙月刊_96
・2017/09/23 ・2722字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 512 ・六年級

  • 文/陳英同|中研院天文所博士後研究員

肉眼、望遠鏡、推理:這就是整個太陽系了嗎?

人類用肉眼觀察行星。圖/Pixabay

遠古以來,人類在深夜裏仰望天穹, 結合神話故事,想像出一百多個星座。就在這樣充滿故事但是顯少改變的夜空中,有幾個星點被古代天文學家發現了規律的週期運動,這就是我們現在所知道的太陽系行星,並且以最有名的幾個希臘神來命名,例如:阿波羅(Apollo)-太陽、維那斯(Venus)-金星、朱比特(Jupiter)-木星等等。

不過畢竟肉眼的能力有限,頂多只能看到視星等五等多的天王星(不過天王星不是肉眼發現的,是利用望遠鏡偶然發現的)。在中古世紀,人們覺得這七顆行星應該就是太陽系中所有的行星了(不過確定他們是繞著地球還是太陽轉,又是另一個很長的故事了)。

在1846年,數學及天文望遠鏡發展了一段很長時間後,天文觀測精確度以及計算能力都剛好滿足時,天文學家發現最外圍的天王星似乎在天空中有著不規則的運動,而且剛好可以假設一顆還未發現行星的重力擾動來解釋,也因此而發現了海王星。

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海王星,發現!source:Wikimedia

有了這個成功的例子,天文學家開始利用相同的方法去找尋是否海王星外是否還有未發現的行星。在1930年終於發現了冥王星,這也是唯一美國人發現的行星(雖然我們現在知道冥王星被降級成「矮行星」,再也不是太陽系的行星了······)。

冥王星。source:Wikimedia

在這之後,人們「又開始覺得」這應該就是整個太陽系的模樣了,但是理論天文學家就不這麼覺得了。荷蘭天文學家揚.歐特(Jan Oort)首先在 1932 年左右首先提出長週期彗星的來源,應該是一個距離 20000 au (天文單位,地球到太陽的距離)的球狀雲團 ,也就是歐特雲。

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庫柏(Gerard Peter Kuiper)跟艾吉沃斯(Kenneth E Edgeworth)在 1950年代時,提出了海王星外應該有個太陽系形成時,所殘留下來的原始行星盤的假說。費南德茲(Julio Fernández)與中央大學的葉永烜老師在 1987 年進一步用數值計算模擬推論出位於 35 到 50 au 應該要存在一個彗星帶或是行星盤,才能解釋短週期彗星的成因。有了這些理論的基礎,1992 年麻省理工學院的朱維特(David Jewitt)終於找到在發現冥王星 60 多年之後的第二顆庫柏帶天體1992QB1,並且開啟了海王星外天體的大航海時代。

在古柏帶已知天體,數據源自小行星中心。 在主帶天體顏色為綠色,而分散的天體為橙色。四個外側行星是藍色的。海王星幾顆已知的特洛伊為黃色,而木星的為粉色。分散在木星軌道和古柏帶之間的天體被稱作半人馬小行星。圖中單位為天文單位。底部明顯的缺口是由於很難把他們從銀河背景中分辨出來。 source:wikipedia

在 2006 年,任職於加州理工學院的布朗(Michael Brown),利用第一代的大視場天文數位相機,發現了絕大部分的比較亮或是比較大的庫柏帶天體,包含表面有水冰光譜的妊神星(Haumea)家族、推測是內歐特雲的賽德娜(Sedna, 小行星 90377),以及跟冥王星大小差不多的鬩神星(Eris)。鬩神星的發現也間接了否定了冥王星行星的定位,西方媒體也戲稱布朗是冥王星殺手。

在接下來的十年中,觀測天文學家利用更大的望遠鏡、更新更廣的電子相機,找到了超過二千個庫柏帶天體。由於離太陽越遠,太陽系原始物質的空間密度會越來越低,在近二十年的觀測裡,也並沒有發現其他會影響庫柏帶天體的天體。這時,大家又開始覺得,真正的太陽系應該就是這樣了:庫柏帶跟歐特雲中間應該沒有什麼大東西存在了。

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第九行星,下一個就是你:但是你在哪裡?

自從賽德娜發現後十年,行星動力學一直無法很好的解釋它的來源與存在。由於它離海王星實在非常的遠,離海王星軌道最近的距離比海王星軌道還多一倍 (76 au v.s. 30 au),動力學模擬的結果也證明在46億年內(太陽系的年齡) 它都不會改變它的軌道,那它是如何跑到到那個位置的呢?

一般相信這個與世獨立的存在需要一些外力,例如漂流的恆星通過太陽系外、或是太陽形生成於星團中,而後才離開星團。但這些理論大多只能說是假設,缺少觀測上的支持。但是在這十年間,天文學家陸續找到數顆與賽德納很像的天體,並且發現這些天體的軌道傾角與近日點的位置有特別的趨勢(見圖1、2),但由於數量過少,這個領域的研究方向一直還未確定。就在去年的二月,加州理工學院的巴特金(Konstantin Batygin)與布朗敲響了第九行星理論的第一聲響,發表了一顆十倍地球質量行星位於 250 au 的理論模型。而這個模型剛好可以適當的解釋遠近日點的天體為何都偏向同一邊(見圖)以及傾角分佈,以及他們如何生成的。

圖1. 內歐特雲天體的近日點大都面向上方。圖/作者提供

行星科學界最重要的定期會議之一是美國天文學會下的 DPS (Division for Planetary Sciences)會議,在裡面接受報告的論文都是最新、最有影響力的研究結果,許多科學媒體也會參與會議,然後立即發出新聞稿。在這個會議中,巴特金受邀發表大會演講,接在他之後的數個論文報告,也都提出一些觀測上跟理論上的一些支持的論點,包含:

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  1. 雪柏(Scott Sheppard)又找到數顆遠近日點的天體
  2. 太陽自轉軸的偏差能用第九行星來解釋
  3. 這些遠近日點的天體剛好在這顆推論行星的軌道共振點上。

當然,除了正方的結果,也出現了不少反方的研究,其中最重要的二個結果就是:

(1) 這顆行星的存在將會把現在所見的庫柏帶外的結構摧毀,

(2) 銀河盤面並沒有巡天資料,所以觀測上有明顯的偏差。

現在這個狀況,舉一個眾所皆知的例子,就像UFO到底是外星人太空船,亦或只是地球上的飛行器或者各種光影的組成而已?先不討論照片合成或是誤認,正方反方都能提出不少「說法」或是「間接證據」,但是現況就是我們並沒有確切的證據來證明UFO是外星飛船。

觀測天文學家與理論天文家存在一種微妙的關係:既競爭又合作。理論天文學家可以利用一些假設來預測現在技術看不到的東西或現象,觀測天文學家則是不斷用最新的科學技術去發現、或是證明假設是否正確。一但當科學技術進步到能觀測到應該要觀測的天體時,眾多理論在這時就是大審判的時候了。

目前許多國際研究團隊包含卡內基天文台、加州理工學院及日本國立天文台,都如火如荼地進行尋找第九行星的觀測工作,尤其是位於夏威夷的 Subaru 望遠鏡,由於它是目前口徑最大(八公尺)的大視場望遠鏡,所以擔任起許多重要的觀測工作。所以第九行星到底存不存在?相信這個問題在不久的將來就會真相大白了。

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圖2:作者發現的內歐特雲天體-2010-GB174。圖/作者提供

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 8 月號 ,更多文章請見物理雙月刊網站

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物理雙月刊_96
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《物理雙月刊》為中華民國物理學會旗下之免費物理科普電子雜誌。透過國內物理各領域專家、學者的筆,為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識,並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界,探尋物理之美。《物理雙月刊》努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣,進而邁向國際化,成為華人世界中重要的物理科普雜誌。