2016 四月號
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第125期電子報  出刊日期:1050419


科學新文摘

 

神秘行星X

在太陽系邊緣,或許藏有一顆比地球還大的謎樣行星,科學家正在爭論它存在的證據。

撰文/雷蒙尼克(Michael D. Lemonick)
翻譯/宋宜真

在冥王星之外,似乎有怪異的事情正在浮現。


20多年來,天文學家一直知道這顆小巧的矮行星在太陽系邊緣並不孤單:它是庫伯帶天體(KBO),是庫伯帶裡散佈的許多冰凍天體之一。然而有一群KBO與其他遊盪的夥伴不同,也與行星及繞行於火星和木星之間的眾多小行星不同。它們的運行軌道詭異,以不尋常的狹長橢圓軌道繞行著太陽,不像大多數行星,大致上都是圓形軌道。


這些行跡可疑的天體數量大約4~12個,端看你如何分類。它們一如大多數KBO,軌道平面皆與行星所在的平面相差某個角度,在軌道一側高於行星所在的平面,接著穿過此平面,在另一側沉到平面下方。但這幾個天體都別具特色,與KBO其他冰凍夥伴不一樣,都是在最接近太陽時穿過行星所在的平面。


或者說,這些天體的近日點角距(AOP)相近得湊巧,就連許多天文學家都覺得神秘。美國卡內基科學研究院的行星科學家謝柏德(Scott Sheppard)說:「一般而言,你會預期太陽系中所有天體的AOP是隨機的。」或許這幾個天體有相似的AOP是個巧合,但這種純屬偶然的事件,發生機率應該小於百分之幾,相當於拋擲錢幣10次,都是人頭朝上;這非常怪異,卻不是完全不可能。


但這10次人頭朝上也意味你的錢幣造假,這些KBO也是如此。某個因素有可能造成這些天體出現奇特的AOP,也許是藏身在太陽系邊緣的一顆巨大未知行星、質量遠超過地球:一顆超級地球(約2~10倍地球質量的固態行星)。倘若這個尚未發現的天體(我們稱為X行星)存在,軌道半徑至少是海王星距離太陽的10倍,這對於目前所有的天文望遠鏡而言,都太遙遠也太昏暗而難以觀測。然而,X行星的巨大質量也會對太陽系其他成員產生重力效應,或許可以解釋天文學家觀測到的奇特軌道。


卡內基科學研究院的行星形成理論學家凱博(Nathan Kaib)表示:「我們尚未掌握確切證據去指出該處有個行星等級質量的天體,但確實有我們無法理解的有趣現象正在發生。」越來越多天文學家把籌碼押在太陽系的超級地球,這樣的想法在過去一度視為可笑至極。一如凱博所言,X行星存在的證據仍在未定之天。很多天文學家對這種想法抱持懷疑,即使支持此可能性的天文學家,也表示尚未完全信服。......


 

 


活動訊息_圖示

第一顆台灣自主研發的衛星要啟程了,你對他,以及造他的人了解多少?

Taiwan No.1~~! 如果你是太空迷,你應該已經知道,第一顆完全由台灣自行研發的遙測衛星,預計六月在美國發射;如果你還不知道,翻翻台灣衛星發展歷史,從 1999 年第一顆衛星(福衛一號)升空至今,將近二十年時間,國家實驗研究院太空中心才算是真正自製一顆衛星,不需要完全向國外採購衛星本體和重要元件,你就會了解這個消息對台灣太空界來說,意義非凡。

但衛星到底可以做什麼?特別對台灣來說,我們需要花那麼多錢做嗎?

記得 2009 年八月來襲的莫拉克颱風吧!短短幾天,台灣就有 681 人死亡,它造成近五十年來,台灣最嚴重的水災(沒有之一)。豐沛雨量引起土石流,位在高雄甲仙的小林村,一夕之間幾乎全遭洪水掩埋,當時國家太空中心提供關鍵的災區空拍影像,讓救難隊第一時間進行災情分析,加快救災與重建工程進度,背後功臣就是已經升空十多年、「人瑞級」的福衛二號遙測衛星。

2009年莫拉克颱風,福衛二號拍攝小林村災前(小圖)和災後(大圖)的改變。圖/太空中心提供

2009年莫拉克颱風,福衛二號拍攝小林村災前(小圖)和災後(大圖)的改變。圖/太空中心提供

原先預定執行五年就要退役的福衛二號,已經「超時」服役 11 年多,可以說是用到夠本,但終究要汰舊換新,後續任務就將由六月升空的福衛五號接手。

自主研發光學遙測酬載

「這是二十幾年來,我們第一次自己負責全部設計。」福衛五號計畫主持人張和本,跟我們談起第一顆全由台灣自主研發的遙測衛星,語氣興奮。

過去台灣擁有的衛星,零件大多購自國外,卻常因為無法取得關鍵零組件延誤發射時程。這次國家太空中心花費八年左右規劃,從衛星的規格設計、到內部軟體開發通通自己來,在沒有相關經驗的情況下土法煉鋼,光是一開始衛星規格的設計就耗費三年。張和本以「全新的挑戰」形容這次經驗,過程中辛酸血淚,就跟很多男生都有的當兵經驗一樣,如今想起來在心中也是甜。(大概啦)

差一點行嗎?科學家的艱困挑戰 太空中固定超大型鏡面

遙測衛星就像是太空中的超大型數位相機,繞地球的同時幫忙紀錄地表影像變化,福衛五號每隔一天的早上 10 點 20 分經過台灣,能提供黑白影像(兩公尺)、彩色影像(四公尺)的照片,相較於福衛二號解析度提高不少,舉凡國土規劃、環境監測、災害評估都是衛星影像能應用的範圍。其中「光學酬載」就是福衛五號影像成形中最重要的部分,主要由「遙測取像儀」、「聚焦面組合件」與「電子單元」等三個次系統所組成。

遙測取像儀好比一顆大型的太空級望遠鏡頭,包含一個主鏡與一個次鏡,其中主鏡片直徑長達 45 公分,是國內製造最大的非球面鏡片。你可以想像,要把這麼大一個鏡片固定在 720 公里的外太空拍照,鏡面還要在火箭發射時加速度最大值達到 25G 的情況下不變形,足夠讓研究團隊搔破頭皮。最後,太空中心利用一種特殊的機械角鍊(isostatic mount, ISM)配合特殊膠合技術,才成功讓變形量下降到 10 奈米以下,大約是人類頭髮的萬分之一。(這過程之後有機會再詳細介紹)

繼續閱讀請至http://pansci.asia/archives/96183

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台裔天文學者馬中珮 發現宇宙偏鄉超大黑洞

台裔學者馬中珮發現超大黑洞,圖為黑洞模擬圖,並非新發現的超大黑洞。 取自NASA

美國柏克萊加大台裔天文學者馬中珮領導的研究團隊,在宇宙一個意想不到的角落意外發現一個超級巨大黑洞,顯示超大黑洞可能遠比以前想像的更為普遍。

研究團隊6日在「自然」期刊發表的研究報告中說,他們在距地球二億光年外,發現一個質量估計有太陽170億倍的超大黑洞。
馬中珮說,以前發現的超級黑洞都位於星球密布的大銀河系,而這種星系很少見,新發現的超大黑洞位於NGC 1600星系,這種中等大小的星系就遠更普遍。她說,現在的問題是「這是否只是冰山的一角?」

迄今所知質量最大的黑洞是馬中珮的研究團隊2011年在后髮座星系團發現,其質量約為太陽的210億倍。但是,這個黑洞在距地球三億多光年外,因此其質量測量很不確定,實際質量也可能只有太陽的30億倍。

新聞來源網址:http://udn.com/news/story/9701/1613824-台裔天文學者馬中珮-發現宇宙偏鄉超大黑洞#prettyPhoto


活動訊息_圖示

主  題:105年度自然領域探究與實作課程規劃探討教師研習
日  期:105年4月21日(星期四)13:30~17:20
講  師:台灣師範大學賈至達教授
地  點:國立臺中一中科學館
報名網址:教育部全國教師在職進修網登錄報名,課程代碼:1975166

主  題:科學史講座(四)
日  期:105年4月26日(星期二)14:00~17:10
講  師:胡志偉教授、王道還教授
地  點:國立臺灣大學思亮館國際會議廳
報名網址:教育部全國教師在職進修網登錄報名,課程代碼:1969038

主  題:2015諾貝爾獎主題探討)
日  期:105年5月3日(星期二)13:30~17:10
講  師:侯維恕教授
地  點:北一女中至善樓3F物理實驗室
報名網址:教育部全國教師在職進修網登錄報名,課程代碼:1980372

主  題:廣義相對論的新世紀─ 從難以置信到不可或缺
日  期:105年5月10日(星期二)13:00 17:10
講  師:陳義裕教授
地  點:嘉義高工行政大樓四樓視聽教室
報名網址:教育部全國教師在職進修網登錄報名,課程代碼:1978632

 
科學活動及演講_圖示

主  題:黑洞信息遺失悖論 — 當「相對」撞上「量子」
活動時間:2016/4/29 ,週五晚間 7:00 ~ 9:00(5:30開始索票,6:30 開放依序入場)
活動網址:http://prospect-speech.blog.ntu.edu.tw/849

主  題:遨遊星際-從太空探索談移民宇宙實現的可行性
日  期:105年5月22日10:00~12:00
地  點:科工館北館地下一樓簡報室(AB103)
活動網址:http://www.nstm.gov.tw/NewsDetailC110.aspx?Cond=dd244336-34c0-445e-a63f-e9db6b4f4f4c

主  題:教育部105年度智慧鐵人創意競賽
報名時間:第一梯次2015/12/15-2016/2/17
     第二梯次2016/3/21- 5/3
活動網址:http://ironman.creativity.edu.tw

主  題:2016青年尬科學
報名時間:2016年5月16日至2016年7月6日
活動網址:http://case.ntu.edu.tw/scinarrator/wordpress/

 
 

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