2014 八月號

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第105期電子報  出刊日期:1030818


科學新文摘

銀河系巨大費米泡

新近研究發現,銀河系中心有延伸數萬光年的巨大費米泡,它們的起源到底是黑洞的高能噴流,還是一大群超新星的恆星風呢?

撰文/芬克拜納( Douglas Finkbeiner )蘇萌( Meng Su )馬里雪夫( Dmitry Malyshev )
翻譯/李沃龍

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重點提要  
■ 費米 γ 射線太空望遠鏡的觀測顯示,銀河系中心有長達數萬光年的巨大結構,這些 γ 射線波瓣稱為「費米泡」。  
■ 天文學家尚未明瞭費米泡的形成機制,但懷疑這些泡泡是新近發生於銀河系中某些劇烈事件遺留下來的線索。  
■ 目前有兩種主流的解釋:這些泡泡形成的原因可能是銀河系中心黑洞發出的高能噴流,或是一大群超新星累積出的恆星風。

在遠離城市燈火的清朗夜裡,你應能看見一道貫穿蒼穹、漂亮的拱形構造,那是我們居住的星系 —— 銀河系。自古以來,人們就對黝黯塵雲映襯的乳白帷幕讚歎不已。約 400 年前,伽利略以望遠鏡觀看天空,因此發現了那片乳白帷幕竟是由無數恆星的星光混雜而成。  

不久之前,天文學家才再度更新了人們對銀河系結構的認知。我們與眾多同事使用全新型態的望遠鏡,發現了星系中心隱藏著一個巨大的結構,深入太空數萬光年。由於它發出耀眼的 γ 射線無法穿透地球大氣,因此長久以來我們一直沒有發現這些明亮的波瓣結構。  

目前我們仍不知道,究竟是什麼原因造成這些我們稱為「費米泡」( Fermi bubble )的結構,但銀河系中心深處的某些神秘機制似乎是造成它們的原因。銀河系中心是個混沌無序的區域,除了超大質量黑洞激起翻騰不止的熱氣漩渦外,猛烈爆發的超新星在孕育恆星的這片沃土上如繁盛水仙般恣意綻放。  

就像許多令人出乎意料的發現一樣,我們也是在很偶然的狀況下找到這些費米泡。既然已經發現了它們的蹤影,我們便開始審慎地描繪其特性,銀河系的巨大費米泡或許可以破解我們星系歷史與結構上的深層秘密。  

暗物質的證據?

第一個顯示銀河系內部有些怪異的徵兆,並非來自 γ 射線,而是微波訊號。 2003 年,我(芬克拜納)正使用當時最新、最棒的宇宙學衛星威金森微波異向性探測器( WMAP )的數據,試圖進一步理解宇宙的起源。那時我是美國普林斯頓大學的博士後研究員,正在研究銀河系裡的星際塵埃如何遮蔽 WMAP 欲研究的目標 ── 大霹靂暗淡餘暉散發出的微波訊號。雖然塵埃本身就是個有趣的研究主題,但對宇宙學家而言,它就像附著在擋風玻璃上的污垢一樣,是個經分析模擬後該從數據上去除的東西。  

不過塵埃並非我必須排除的唯一事物,由於天文學家是從銀河系內觀測宇宙,我還要移除諸如電子等高能粒子穿越銀河系時產生的微波訊號。 2003 年時,天文學家對於這些訊號已有相當詳盡的了解,卻仍發生了一件怪異的事。我能模擬大部份的星系輻射,但當我試著從觀測銀河系內部的數據中排除它時,總會留下某些訊號,我把這些殘留的訊號稱做「微波薄霧」( microwave haze )。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2014年第150期8月號】


活動訊息_圖示

人類首次探測器追上彗星

10年奔60億公里 揭生命起源

靠太陽能驅動的羅賽塔號昨天與67P彗星接軌,此為示意圖。法新社靠太陽能驅動的羅賽塔號昨天與67P彗星接軌,此為示意圖。法新社

【韓政燕╱綜合外電報導】歷經10年、60億公里漫長追逐,歐洲太空總署(ESA)彗星登陸探測器「羅賽塔號」(Rosetta)昨終追到「67P/丘瑞默夫─傑拉西曼柯彗星」(簡稱67P彗星),這是史上首次有人類探測器與彗星接軌,有望解開彗星神祕面紗。

位於德國達木士塔市的ESA前天宣布,「羅賽塔號1月20日結束冬眠,完成9次一系列複雜軌道模擬後終於就定位,要與彗星接軌。」羅賽塔號昨進入67P彗星三角形錐體軌道,在彗星上方100公里處飛行,繞完整個軌道約需3到4天。未來3個月羅賽塔號將利用11台攝影機、雷達、紅外線及其他方式偵測彗星表面。 

11月展開採樣任務

如偵測進行順利,11月會釋放1台「菲萊」(Philae)小機器人登陸彗星,展開1年勘探採樣任務,把
彗星照片傳回地球,並對彗星岩石樣本進行化學測試。
ESA科學家泰勒稱,這有如電影《世界末日》情節,人類登上彗星試圖阻止彗星撞地球。羅賽塔號上周六傳回距離67P彗星500公里處拍的照片,它的外形有如小黃鴨,表面有冰層,彗星核寬約4公里。 
 
羅賽塔號與彗星路徑 歐洲太空總署彗星探測器羅賽塔號經10年追蹤,昨終與67P彗星接軌。67P彗星體積是羅賽塔號的125倍大。羅賽塔號與彗星路徑
歐洲太空總署彗星探測器羅賽塔號經10年追蹤,昨終與67P彗星接軌。67P彗星體積是羅賽塔號的125倍大。

有助了解星體行程

科學家認為,衛星是太陽系在46億年前形成時殘留的古老冰塵,有助於人類了解太陽系星體和地球的行程。
之後「菲萊」傳來的資料,將有助於確定宇宙泛種論的真實性,該理論主張彗星衝撞剛形成的地球,為地球帶來水和有機分子才啟動生命出現。 

羅賽塔號(Rosetta)小檔案

●負責單位:歐洲太空總署(ESA)
●投入經費:約532億元台幣
●重量:3000公斤
●體積:2.8×2.1×2公尺,外加32公尺長太陽能板
資料來源:綜合外電 

新聞來源網址:http://www.appledaily.com.tw/appledaily/article/international/20140807/36007048/20140807/36007048/彗星


103 年度有效教學、多元評量及差異化教學優良教案競賽決賽入選名單

103年度有效教學、多元評量及差異化教學優良教案競賽決賽入選名單-物理

作品類群 編號 名稱
物理 1-103-08-006 法拉第電磁感應定律的探究與應用
物理 1-103-08-008 學以致用-物理生活化
物理 1-103-08-010 衝量的時變率
物理 1-103-08-014 這是我們的小圈圈---鉛直面圓周運動之剖析

103年度有效教學、多元評量及差異化教學優良教案競賽決賽入選名單下載pdf download


活動訊息_圖示

主  題: 『 2014 中華民國物理教育聯合會議』
日  期: 2014 年 08 月 21 日 ( 四 )~23 日 ( 六 )
地  點: 台東大學知本校區
活動網址: https://sites.google.com/site/2014phyedu/register

主  題: 2014高瞻計畫教師工作坊
場次名稱: 科學實驗論文寫作工作坊_物理科   
日  期: 2014-09-20 09:30-16:30
活動網址: http://case.ntu.edu.tw/register/activity.php?sn=87


主  題: 103 年度科學學習中心種子教師研習
日  期: 103 年 7 月 19 日~ 8 月 20 日(共六場)
參加對象: 高屏嘉南及澎湖地區國中自然科教師為主(每場各 40 名)
活動網址: http://www.nstm.gov.tw/ActEducationDetail.aspx?Cond=5147baca-1c5a-4b56-bcd2-ce4523dbfa04

主  題: 2014 PASCO 盃 國際科學實驗競賽
日  期: 即日起至 103 年 09 月 30 日止 ( 作品收件截止時間 )
參加對象: 高中職及大專院校學生,對於自然科學實驗有興趣者。
活動網址: http://education.kyst.com.tw/pascocup/2014/

主  題: 行星的混沌大氣  
日  期: 2014年8月23日 14:10~16:10   
地  點: 國立自然科學博物館科學中心地下樓演講廳
主  講: 東海大學通識教育中心簡正忠博士
活動網址: http://www.nmns.edu.tw/ch/education/about/speech/index.htm


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