回顧2018》「星際訪客」、宇宙神秘快速電波、發現「幽靈粒子」……盤點令人驚嘆的天文成就及事件

2018-12-29 08:20

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克卜勒太空望遠鏡發現5千多顆系外行星,其中有處於適居帶的類地行星,行星大小和溫度都與地球類似,適合孕育生命。(美聯社)

克卜勒太空望遠鏡發現5千多顆系外行星,其中有處於適居帶的類地行星,行星大小和溫度都與地球類似,適合孕育生命。(美聯社)

宇宙奧秘一直存在,等待著人類揭開面紗,今年一整年人類在太空領域取得許多重要成就,像是新發現了12顆木星衛星、冥王星上有山脈和平原等類似於地球的表面地形、距離地球6光年外有一顆系外行星、史上膨脹速度最快的黑洞,以及越來越多研究表明火星和月球確是存在液態水,太空探測器和太空望遠鏡也將許多宇宙的美麗影像傳回地球。除此之外,2018年最令人驚嘆的太空成就與事件還包含:

神秘的「黑麻麻」和其他星際訪客

夏威夷大學天文學研究所在去年10月19日觀測到代號「A/2017 U1」的不尋常物體,以夏威夷語命名為「Oumuamua」,意為「遠方的信使」,在台語諧音暱稱為「黑麻麻」。它的外形又瘦又長,看上去就像一根巨大的「太空雪茄」,移動速度亦非常快,大約每小時15.6萬公里,不受太陽系重力控制。

天文學家一開始認為「黑麻麻」是一顆緻密的小行星或是彗星,經過一年的觀測,發現它並非小行星或彗星,哈佛史密森尼天體物理中心(Harvard Smithsonian Center for Astrophysics)10月26日發表期刊論文指出,「黑麻麻」可能是來自外星人製造的太空文明遺物,此說法仍受到許多科學家的質疑。

天文學家5月還發現了一顆「不應該存在於太陽系」的星體──「2015 BZ509」。這顆小行星自45億年前太陽系誕生以來,就從宇宙某處「移民」到木星軌道附近「定居」,在木星周圍「逆向行駛」。

宇宙神秘快速電波爆發,難道是來自外星人的訊息?

快速電波爆發(fast radio burst,FRB)意指太空區域的無線電波突發,且只在一毫秒內發生,2007年首次被人類記錄到。今年3月,澳洲帕克斯天文台(Parkes Observatory)連續紀錄到3個快速電波爆發,分別為其中「FRB 180309」是有史以來檢測到最亮的快速電波爆發。

這些奇怪訊號非常明亮,一閃而過卻可能帶來相當於太陽一整天散發的能量,天文學家發現訊號來自於磁場非常強大的環境,然而至今無法得知此現象的物理起源。它可能是黑洞或中子星即將塌陷的產物,也可能源自人類又愛又怕的外星文明。

科學家發現來自宇宙的「幽靈粒子」

獵戶座「耀變體」(blazar)「TXS 0506+056」射出伽瑪射線與高能微中子(IceCube/NASA)
獵戶座「耀變體」(blazar)「TXS 0506+056」射出伽瑪射線與高能微中子(IceCube/NASA)

去年9月22日,深藏在地球南極冰層中的感測器接收到一個訊號:一顆高能「微中子」激發出藍光。這促使全球天文學界總動員,調集各個波長的天文望遠鏡支援,找到這顆高能微中子誕生的地方──40億光年外的獵戶座(Orion)──而且證明這顆高能微中子就是宇宙射線的「加速器」!

獵戶座「右肩」的一個「耀變體」(blazar)「TXS 0506+056」,它是一個密度極高的活躍星系核(AGN),中間有一個超大質量黑洞,40億年前發生伽瑪射線爆發(gamma-ray burst,GRB),向外發射兩道宇宙射線,這顆微中子跨越40億光年造訪地球。

這發現看似虛無飄渺,但卻非常重要,為人類對宇宙的觀測、對物理學基本原則的探索開啟了新視野,論文7月登上美國《科學》(Science)期刊,代表「高能微中子天文學」(high-energy neutrino astronomy)從此誕生。現在科學家能夠判定高能微中子來自何方,和它相伴相生的宇宙射線「身世」也將無所遁形。

永別了!NASA「克卜勒」、「曙光號」正式除役

克卜勒太空望遠鏡退役。(取自NASA網站)
克卜勒太空望遠鏡退役。(取自NASA網站)

美國航太總署(NASA)兩項具有里程碑的歷史性任務──2007年發射的太空探測船「曙光號」(Dawn)、2009年發射的克卜勒太空望遠鏡(Kepler space telescope)──由於燃料耗盡,分別於今年10月及11月正式終結。

翱翔於太空的9年之間,克卜勒追蹤了星體繞行恆星期間的陰影變化,協助人類確認超過2600顆系外行星的存在,目前尚有2899顆候選行星待確認。換言之,克卜勒可能已為地球找到5500個「兄弟姊妹」,這代表著銀河內有各式各樣的行星,包含宜居的系外行星。

曙光號任務的目標是探索小行星帶最大的兩顆原行星:灶神星(Vesta)與矮行星穀神星(Ceres)。它是首架在任務期間成功進入兩顆太陽系天體軌道(不含地球)的探測器,也讓人類進一步確信,矮行星在演化史上擁有過海洋。

踏上探索征途!NASA開創新的太空任務

美國航太總署(NASA)太陽系外行星探測器「黛絲」(TESS)(AP)
美國航太總署(NASA)太陽系外行星探測器「黛絲」(TESS)(AP)


2018年同樣是開創新太空任務的歷史性年度。NASA早在今年開春就察覺克卜勒望遠鏡的燃料所剩無幾,並於4月發射了代替它的太陽系外行星探測器──「凌日太陽系外行星勘測衛星」(Transiting Exoplanet Survey Satellite),又稱「黛絲」(TESS)──展開征途,NASA期待黛絲至少能找到1萬顆系外行星。

NASA無人火星登陸探測器「洞察號」(InSight)5月成功升空,11月底順利登陸火星地表。搭載的「探測觸角」將鑽進火星地表下5公里深處,探索火星組成結構,透過測量地震活動和溫度,使人類更加了解這個在太陽系與地球相距1萬6千公里的「隔壁鄰居」。

NASA多年來耗資15億美元打造「帕克太陽探測器」(Parker Solar Probe),8月發射升空,前往距離太陽表面616萬公里的外大氣層軌道,展開人類史上最近距離觀察太陽的任務,期望揭開日冕活動的神秘面紗。

由洞察號配備的相機拍下的洞察號任務照片。(NASA)
由洞察號配備的相機拍下的洞察號任務照片。(NASA)
美國國家航空暨太空總署(NASA)帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,PSP),又稱帕克號(NASA)
美國國家航空暨太空總署(NASA)帕克太陽探測器(Parker Solar Probe,PSP),又稱帕克號(NASA)

天文學家發現第一顆「太陽系外衛星」

美國天文學家10月指出,人類發現第一顆「太陽系外衛星」,這顆衛星繞行距離地球約8000光年遠的系外行星「克卜勒1625b」(Kep ler 1625b),體積與海王星(Neptune)相近,是地球的4倍,也超越太陽系內所有已知的衛星。它與「克卜勒1625b」都是類似木星的「氣體巨星」(gas giant)。不過目前還需要更進一步的觀測資料,才能證實這顆系外衛星確實存在。

尋找地球之外孕育生命之處:木衛二、土衛二


科學家證實木星衛星「木衛二」存在「羽流」現象。

去年,天文學家證明木星衛星「木衛二」(Europa)以及土星衛星「土衛二」(Enceladus)冰封的表層下蘊藏著海洋,是太陽系除了地球之外,最可能孕育生命的星球。

今年5月,一批科學家解開探測器「伽利略號」(Galileo spacecraft)1997年突遇異象的謎團,證實木星衛星「木衛二」存在「羽流」現象,其冰層下的海洋確實會噴出高達100公里高的水柱。科學家便可以採集水柱內的海水成分,分析有無微生物或有機化合物。

7月,德國海德堡大學的學者分析「卡西尼─惠更斯號」(Cassini-Huygens)探測器傳回的數據,鑑別出了有機物分子,這些分子是與水蒸氣、冰粒一起由土衛二強大的熱液噴口噴射到空中,並判定土衛二很可能擁有適合生命生存的條件。

土星衛星「土衛二」(Enceladus)的海底液柱(NASA)
土星衛星「土衛二」(Enceladus)的海底液柱(NASA)

 

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