臺北市立天文科學教育館

1. 參宿四超新星爆發會導致地球滅絕嗎
2. 探測地震波為未來行星探索提供新線索
3. 逃脫被吞併命運的小星系
4. 宇宙中的重元素可能來自磁星伽馬射線爆發
5. 暗能量正在改變嗎？神秘新數據挑戰愛因斯坦宇宙常數
6. 科學家創造出極為稀有的氫-6同位素
7. 首次拍攝到原子在自由空間相互作用的照片
8. 魷魚星系的高能微中子
9. 蟹狀星雲中心的中子星驅動星雲膨脹

參宿四超新星爆發會導致地球滅絕嗎 原文

圖說：超新星爆炸示意圖   團片來源： skyatnightmagazine.com

• 研究調查了距離地球3,260光年內的恆星，估算出在距離地球約65光年內，每十億年約有2.5次超新星爆炸發生，這樣的距離足以對地球大氣造成影響。
• 這與地球歷史上的兩次滅絕事件相符，4.45億年前的奧陶紀滅絕及 3.72 億年前的泥盆紀滅絕，這兩次事件都與臭氧層的喪失有關，而超新星爆炸可能是導致臭氧層破壞的原因之一。
• 當一顆大質量恆星耗盡燃料並崩塌時，會發生超新星爆炸，釋放出大量輻射和物質，如果這樣的爆炸發生在距離地球約65光年內，其輻射可能會摧毀地球的臭氧層，導致地表生物暴露於有害的紫外線下。
• 參宿四是一顆位於獵戶座的紅超巨星，距離地球約500光年，雖然它即將進入生命末期並可能在未來數十萬年內發生超新星爆炸，但其距離足以讓地球免受直接影響。
• 另一顆可能在未來幾百萬年內發生超新星爆炸的恆星是心宿二(Antares)，它也距離地球超過500光年。

探測地震波為未來行星探索提供新線索 原文

• 澳洲國立大學地震學家偵測到來自北大西洋風暴產生的地震波穿越地球核心。
• 這些能量波(PKP波)在澳洲被觀測到，證明可利用微弱的自然信號研究地球內部。
• 使用部署於昆士蘭州和西澳大利亞州的偏遠地區的兩個螺旋臂地震儀陣列進行監測。
• 風暴產生的「微震噪音」源自格陵蘭與紐西蘭附近的海浪與海底互動而產生的地震波。
• 該技術可應用於探索其他行星和冰衛星內部。

逃脫被吞併命運的小星系 原文

• NGC3640是一個橢圓星系，位於獅子座，距離地球約 75 百萬光年。透過歐洲南方天文台的VST望遠鏡拍攝的影像，顯示出其過去曾經吞併過其他星系的痕跡，呈現出星系合併後的特徵。
• NGC3641是一個較小的伴星系，與 NGC3640 相比，質量和亮度都較低，它似乎成功地逃脫了被吞併的命運，仍然保持著獨立的結構。
• 星系吞併是指大型星系透過引力作用，吞併較小的鄰近星系的過程，這種現象在宇宙中相當常見，是星系演化的重要機制之一。
• 在NGC3640的影像中，可以看到由恆星組成的弧形結構，這些結構被認為是過去吞併其他星系後遺留下來的殘骸。
• 這項研究揭示了即使在強大的引力作用下，某些較小的星系仍有可能逃脫被吞併的命運，這對於理解星系的形成與演化具有重要意義。

宇宙中的重元素可能來自磁星伽馬射線爆發 原文

• 2004年磁星SGR 1806-20的伽馬射線爆發可能是宇宙中重元素（如黃金和鉑金）的重要來源，挑戰了僅靠中子星碰撞產生重元素的傳統假設。
• 這次位於3萬光年外的伽馬射線爆發釋放的能量相當於太陽250,000年的總輻射，亮度為銀河系中最強，影響地球大氣上層。
• 研究顯示，伽馬射線爆發在半秒內通過快速中子俘獲過程（r-process）產生約有火星質量的重元素。
• 哥倫比亞大學團隊通過分析2004年伽馬射線爆發後的伽馬射線餘輝，確認其為重元素形成的證據，與理論模型完美匹配。
• 這是繼2017年中子星合併後，第二個確認的重元素合成事件，顯示磁星伽馬射線爆發可能是宇宙重元素的重要來源。
• NASA的Compton Spectrometer and Imager（2027年發射）將幫助捕捉更多伽馬射線爆發信號，進一步確認磁星在重元素形成中的角色。

暗能量正在改變嗎？神秘新數據挑戰愛因斯坦宇宙常數 原文

• 暗能量光譜儀(DESI)最新數據顯示，暗能量可能隨時間變化，挑戰愛因斯坦提出的宇宙常數的傳統假設。
• 研究團隊利用Argonne National Laboratory的Aurora超級計算機，進行宇宙演化模擬，分析DESI首年觀測數據，探討暗能量是否為動態。
• DESI數據與標準宇宙學模型（Lambda CDM）基本一致，但與宇宙微波背景、超新星和弱引力透鏡數據結合後，顯示暗能量可能隨時間減弱。
• 若暗能量確實變化，可能顛覆當前宇宙學模型，對理解宇宙加速膨脹和未來演化有深遠影響。
• Aurora超級計算機模擬宇宙結構成長，測試不同暗能量情景，暗能量本質仍為物理學最大謎團之一。

科學家創造出極為稀有的氫-6同位素 原文

• 研究團隊首次利用電子散射實驗產生並測量了中子含量極其豐富的氫同位素氫-6，揭示了原子核內中子之間的相互作用比預期強，挑戰現有核物理模型。
• 核子物理學中基本問題之一，在給定質子數量的條件下，原子核中可以結合多少個中子。
• 極重氫同位素氫-6（由一個質子和五個中子組成）和氫-7（由一個質子和六個中子組成）具有已知最高的中子與質子比。.
• 研究開發了一種生產氫-6的新方法，以能量為855百萬電子伏(MeV)的電子束撞擊 ⁷Li 靶，透過二個過程產生氫-6。. 該實驗在 Mainz Microtron (MAMI) 粒子加速器的光譜儀設施上進行，引入了一種研究輕、富含中子原子核的新方法。
• 氫-6和氫-7實驗數據稀少，原子核內中子之間存在的交互作用比預期強，研究指出可能需要重新思考現有核物理中質子與中子結合的模型。

首次拍攝到原子在自由空間相互作用的照片 原文

• 麻省理工學院（MIT）科學家首次拍攝到單個原子在自由空間中相互作用的影像，揭示了此前僅在理論中預測的量子效應，確認了玻色子和費米子的行為特性。
• 研究團隊開發「原子分辨顯微術」，使用激光束形成鬆散陷阱讓原子自由相互作用，影像顯示玻色子（如鈉原子）呈波狀聚集，形成玻色-愛因斯坦凝聚（BEC），而費米子（如鋰原子）成對配對，呈現反聚集行為，驗證超導電性機制。
• 這些影像提供直接觀察量子現象的新方法，增進對量子力學和物質基本行為的理解，對超導和量子計算研究有深遠影響。

魷魚星系的高能微中子 原文

• M77（ NGC1068; 魷魚星系）發射強烈微中子，但是伽馬射線較弱，與典型高能微中子伴隨伽馬射線的現象不符，構成科學難題。
• 研究分析 M77 的噴流活動，結合微中子與伽馬射線觀測數據，研究指出氦核與星系中心區域發射的紫外光子碰撞並分裂，釋放中子，隨後中子衰變產生微中子，而不生成伽馬射線。
• 此發現揭示超大質量黑洞周圍的極端環境，提供對星系中心輻射與基本粒子關係的新見解。

蟹狀星雲中心的中子星驅動星雲膨脹 原文

• 蟹狀星雲是公元1054年超新星爆發的遺跡，位於6500光年外的金牛座，直徑約11光年，其中心脈衝星（PSR B0531+21）每秒旋轉約30次，發射電磁輻射。
• 對蟹狀星雲本身擴張速度非常快，中心有一顆脈衝星.，我們現在看到的膨脹不是由最初的爆炸驅動的，而是由脈衝星所驅動的。
• 隨著蟹狀星雲中心的中子星快速旋轉，其強大的磁場可以掃過並加速物質，形成我們今天所看到的樣子。
• 脈衝星影響其周圍環境，蟹狀星雲的混亂結構，從圍繞脈衝星的星雲中心的圓盤到穿過它的細絲，顯示起源的複雜。