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磁星劇烈耀斑爆發成鍊金場 研究解開宇宙「黃金謎團」

磁星模擬圖。（路透檔案照）

2025/05/01 00:20

〔編譯管淑平／綜合報導〕宇宙中比鐵還重的元素，如金、鉑，最初從何而來，一直是天文物理學上的一大疑問，根據一份29日發表的研究揭開這類稀有重元素的一個令人意外的來源：擁有強大磁場的磁星（magnetar）劇烈高能輻射爆發，估計宇宙10%金、鉑等重元素，都是因此形成。

根據美國國家航空暨太空總署（NASA）新聞稿和科學新聞網站Phys.org報導，磁星是高度磁化的中子星，磁場強度是地球磁場的數兆倍，在罕見情況下，當磁星發生類似地球上地震的「星震」，可能引發龐大的高能輻射爆發，稱為「磁星巨型耀斑（giant flare）」。

2004年12月銀河系磁星SGR 1806-20發生巨型耀斑，輻射出的伽瑪射線，短短數秒就足以超越太陽百萬年的總能量輸出，當時歐洲太空總署（ESA）的INTEGRAL衛星觀測到一強一弱兩道訊號，相隔10分鐘出現，當時科學家只能解釋主要的強烈訊號，對於第二道較弱、但持續較久的訊號，20年來一直無法解釋。

美國哥倫比亞大學物理學教授梅茨格（Brian Metzger）和博士生帕特爾（Anirudh Patel），與紐約「熨斗研究所（Flatiron Institute）」旗下計算天文物理中心合作，重新檢視NASA和ESA的觀測資料，揭開當年那道較弱的訊號，正是金、鉑等重元素誕生，放射性衰變所產生的伽瑪射線餘暉，證實磁星巨型耀斑確實能產生大量重元素。

研究團隊指出，磁星巨型耀斑過程中，將外殼物質拋射到太空，觸發一連串被稱為「快中子捕獲過程（r-process）」的核反應，進而形成比鐵更重的元素。研究人員估算，光是2004年那次耀斑事件，就可能產生相當於地球質量3分之1的重元素，而銀河系中多達10%的金、鉑等重元素，可能都來自於磁星巨型耀斑，由於磁星在宇宙相對早期就已存在，因此，宇宙中第一批黃金可能就是這樣來的。

梅茨格說，「這確實是我們歷來僅第二次，直接見證這種重元素形成的證據」，「這是我們在了解重元素之誕生上的一大躍進」。天文學家另一次證實重元素形成來源，是2017年觀測到的一次雙中子星碰撞事件。不過，中子星碰撞事件在宇宙歷史上，發生時間太晚，無法解釋最早一批金等重元素的來源。

這份研究29日在《天文物理期刊通訊（Astrophysical Journal Letters）》發表。帕特爾說，「想到我的手機或筆電裡用到的一些（貴金屬），是在銀河系歷史上一場這樣的極端爆發事件中形成的，這真的很酷」。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5028953

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分享一個有趣的天文知識：您知道在金星上的「一天」比「一年」還長嗎？

因為金星自轉一圈需要243個地球日，而公轉一圈的話則需「225個地球日」。

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ESA太陽探測器立功！ 傳回史上最寬廣高解析太陽影像

迄今最寬廣的太陽高解析度影像，由「太陽軌道號」（Solar Orbiter）探測器於3月9日捕捉。此影像由200張照片拼接而成，展現太陽與日冕的豐富細節。（圖擷取自ESA & NASA/Solar Orbiter）

2025/04/28 09:57

〔編譯陳成良／綜合報導〕歐洲太空總署（ESA）與美國航太總署（NASA）合作的「太陽軌道號」（Solar Orbiter）探測器，近期拍攝並傳回迄今最寬廣的太陽及其外層大氣（日冕, corona）高解析度影像。這幅前所未見的圖像，以驚人細節揭示了我們母恆星的複雜樣貌。

科學網站《IFLScience》報導，這幅壯觀影像是「太陽軌道號」搭載的極紫外光成像儀（EUI），於今年3月9日從約7700萬公里外（相當於日地距離一半）拍攝。它由200張獨立照片精心拼接而成，最終呈現解析度達12544x12544像素的超高畫質，展現了肉眼不可見的極紫外光波段下的太陽劇烈活動。

影像中充滿了各式太陽活動特徵。許多活躍區清晰可見，這些區域若在可見光下觀測，通常對應著我們熟知的太陽黑子（sunspots）。從太陽邊緣優雅伸展出的結構包括巨大的「日冕環」（coronal loops）和壯觀的「日珥」（prominences），兩者都是高溫電漿流受到太陽強大磁場精心塑造而成的奇觀。

遍布整幅影像背景的是太陽溫度高達數百萬度的日冕。其中偶爾可見一些深色的絲狀結構，這些是被稱為暗條（dark filament）的區域，其物質溫度相對「涼爽」，約在攝氏1萬度左右，與熾熱的背景形成對比。

「太陽軌道號」任務的獨特之處，在於其創新的飛行軌道。數月前，它巧妙利用金星的重力助推，成功脫離了太陽系主要行星運行的黃道面（ecliptic plane），進入一條傾斜軌道。這項設計使其未來能首次從高緯度直接觀測太陽神秘的南北兩極區域。此次寬景拍攝是在3月31日首次以傾斜軌道近掠太陽前完成。

該任務儀器操作科學家威廉斯博士（Dr. David Williams）解釋其關鍵價值有二：首先，探測器能近距研究太陽與原始太陽風（solar wind）的交互作用；其次，預計明年起，它將能直接觀測太陽極區磁場，解開更多太陽物理之謎。

此影像並非近期太陽觀測的唯一亮點。位於夏威夷、全球最大的地面太陽望遠鏡「井上建太陽望遠鏡」（DKIST）也發布了令人讚嘆的太陽表面超高解析度新影像。結合NASA最接近太陽的「派克太陽探測器」（Parker Solar Probe），這些先進觀測工具正聯手開啟研究太陽的新紀元。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5025527

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宇宙鬼斧神工！ 哈伯公布天鷹星雲非凡「雕塑」

哈伯太空望遠鏡為慶祝其35週年，發布了這張天鷹星雲的壯麗新影像，圖中可見被恆星輻射雕塑出的巨大氣體與塵埃柱。（圖片來源：ESA/Hubble & NASA, K. Noll）

2025/04/24 09:21

〔編譯陳成良／綜合報導〕美國航太總署（NASA）與歐洲太空總署（ESA）近日發布一張由哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）拍攝的天鷹星雲（Eagle Nebula, M16）的壯麗新影像，捕捉到一根被強烈恆星輻射雕琢而成的高聳氣體與塵埃柱。

太空科技網站「Space.com」報導，天鷹星雲位於巨蛇座（Serpens），距離地球約6500光年，是一個廣闊的恆星形成區，充滿了孕育新星的宇宙塵埃與氣體。該星雲最廣為人知的影像是哈伯望遠鏡於1995年拍攝的標誌性「創生之柱」（Pillars of Creation）。

然而，歐洲太空總署指出，這張新影像聚焦於天鷹星雲內另一根較少人知的柱狀結構。這根橫亙影像的冰冷氣體塵埃柱高達9.5光年，其複雜的紋理揭示了來自鄰近新生恆星的強烈紫外線輻射如何刻劃周圍的環境。儘管這根塵埃柱本身已極為巨大，但它仍只是更龐大天鷹星雲中的一小部分。

這張最新的哈伯影像運用了自望遠鏡2005年上次研究該區域以來所開發的新數據處理技術製作而成。為慶祝哈伯太空望遠鏡本週即將迎來的35週年紀念，天文學家正重新檢視如天鷹星雲等過往的精彩觀測目標。

天鷹星雲的整體輪廓由稠密的氣體與塵埃雲構成，形似一隻展翅的雄鷹。一群年輕的星團雖位於此次新影像的畫框之外，卻對周遭宇宙結構的形成產生了深遠影響。較為稠密的氣體區域更能抵抗年輕恆星釋放的強烈輻射與恆星風，使其得以像雕塑品般留存下來，形成了如同這次新影像所見的恆星形成柱。

歐洲太空總署表示，天鷹星雲是銀河系中眾多以其被雕琢的塵埃雲而聞名的星雲之一，這些奇幻的形狀是星雲暴露在新生恆星強大輻射與恆星風下所形成的結果。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5021779

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曾被誤認！哈伯解鎖壯觀「魷魚星系」梅西耶77

過去一度被誤認為是鄰近星雲的「魷魚星系」（Squid Galaxy），如今透過哈伯太空望遠鏡更強化的影像技術再次捕捉，揭示其為一個帶有發光絲狀結構、絢爛壯觀的螺旋星系。（圖：ESA/Hubble & NASA）

2025/04/16 09:41

〔編譯陳成良／綜合報導〕哈伯太空望遠鏡最新影像揭示，曾被長期誤認為模糊星團 （fuzzy star cluster） 或星雲 （nebula） 的梅西耶77 （Messier 77），實為壯觀的螺旋星系 （Spiral Galaxy），其獨特「觸手」結構更贏得「魷魚星系」（Squid Galaxy） 暱稱。

據《每日科技網》（scitechdaily）報導，這個被稱為「魷魚星系」的天體，正式編號梅西耶77，位於距地球約4500萬光年 的天鯨座 （Cetus） 方向。數世紀來，天文學家對其認知歷經巨變。它最初在18世紀被尋找彗星的天文學家發現，當時望遠鏡解析度有限，僅見明亮核心被模糊光暈包圍，故被誤判為銀河系 內星雲或緊密星團。

梅西耶77命名源於法國天文學家梅西耶 （Charles Messier） 著名的星雲星團目錄，但實際由其同事梅尚 （Pierre Méchain） 於1780年發現。他們當時搜尋彗星，編制模糊天體列表以防誤認。

此誤認狀況持續逾一世紀。直至科學家觀測能力與認知提升，才意識到這些所謂的「螺旋星雲」實為數百萬光年外、獨立於銀河系的遙遠星系。

哈伯望遠鏡捕捉的這幅生動影像，清晰展示其旋臂 （spiral arms） 結構。影像中旋臂的紅藍色調標示出活躍的恆星形成區 （star formation regions），而黝黑的塵埃帶 （dust lanes） 則橫亙星系中心。此最新影像結合哈伯近期不同濾鏡數據，並採更新影像處理） 技術，較2013年舊版呈現更豐富細節。

「魷魚星系」此生動暱稱係近期出現，源於科學家觀測到環繞星系盤延伸出的絲狀結構 （filamentary structure），形態酷似魷魚觸手。從最初誤認的模糊光點，到哈伯揭示其複雜結構並賦予新名，梅西耶77的故事絕佳展示了科技進步與科學理解的深化，如何改變我們對宇宙天體的認知。

哈伯太空望遠鏡捕捉的螺旋星系梅西耶77（Messier 77）生動影像。此星系位於天鯨座（Cetus），距地球約4500萬光年。旋臂上的紅藍色調標示出恆星形成區，黝黑的塵埃帶則橫亙其星系中心。（圖：ESA/Hubble & NASA）

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5013369

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磁星流浪銀河系身世成謎 或握有神秘快速電波爆發線索

磁星是宇宙中磁場最強大的天體。示意圖。（路透檔案照）

2025/04/16 20:21

〔編譯管淑平／綜合報導〕美國航空暨太空總署（NASA）與歐洲太空總署（ESA）合作的哈伯太空望遠鏡，捕捉到一顆來源不明的磁星，正穿越銀河系，而且特殊的是，這顆流浪磁星很有可能是銀河系中，第一個不是從超新星爆炸中產生的磁星。這個特別之處，可為了解「快速電波爆發（FRB）」現象提供線索。

根據NASA、ESA 15日發表的新聞稿，2008年NASA尼爾．格雷爾斯雨燕天文台觀測到，從銀河系外圍閃現短暫而強烈的伽瑪射線，進而發現這顆磁星SGR 0501+4516，是銀河系中僅約30顆已知磁星的其中一顆。

這份15日在《天文與天體物理學報（Astronomy & Astrophysics）》發表的研究報告主要作者、ESA「歐洲太空研究暨技術中心（ESTEC）」天文學家克利姆斯（Ashley Chrimes）說，磁星是死亡之恆星殘骸中子星的一種，完全由中子組成，具有極端強大的磁場。因此，對這顆磁星形成機制，很自然的解釋，就是從超新星爆炸中誕生，而且其位置離超新星爆炸殘骸HB9非常近。超新星爆炸是恆星演化末期，重力坍縮發生劇烈爆炸，產生緻密天體中子星。

不過，15日提出的這份歷時10年的研究，對上述看法提出質疑。研究人員在2010年、2012年和2020年利用哈伯望遠鏡，捕捉到SGR 0501+4516微弱的紅外線輻射，與繪製出將近20億顆銀河系恆星三維地圖的ESA「蓋亞（Gaia）」探測器定義的參考架構校準後，揭露這顆磁星在天空中的細微移動軌跡。

SGR 0501+4516的運動速度和方向顯示，它和附近超新星殘骸無關；追溯過去數千年的軌跡也顯示，沒有其他超新星殘骸或大質量恆星，可能與它有關。若它並非誕生於超新星爆炸，意味著其年齡比原本估計的2萬年更古老，或者是透過其他方式形成。

磁星也可能透過兩顆較低質量中子星合併，或在某些條件下發生的吸積誘發坍縮（Accretion-induced collapse）產生。後者過程需要有一包括白矮星的聯星系統，從其伴星吸收氣體超過臨界值時，核心坍縮形成，參與研究的英國華瑞克大學天文學家李凡（Andrew Levan）說，「我們認為，SGR 0501+4516或許是這樣誕生的」。

透過吸積誘發坍縮產生的磁星，可為解釋一些不明快速電波爆發提供線索，尤其或許可解釋發自一些古老恆星群的快速電波爆發；這些恆星由於太過古老，近期並未誕生質量大到能發生超新星爆炸的恆星。研究團隊將進一步觀測銀河系中其他磁星的起源，以了解這些極端強大磁場天體形成機制。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5014283

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宇宙奇景！行星垂直繞行雙星 科幻情節真實上演

藝術家繪製的2M1510系統：兩顆棕矮星以藍色軌道相互繞行，而橙色垂直環形則是推測中行星的極軌道。（圖：ESO/L. Calçada）

2025/04/22 08:50

〔編譯陳成良／綜合報導〕科學家發現一個奇特的雙棕矮星系統，其異常運動暗示可能存在一顆行星以近乎垂直的「極軌道」（polar orbit）繞行。此發現為首次觀測到此類組態的有力證據，猶如科幻小說情節真實上演。

科學媒體《IFLScience》報導，這個編號2M1510的系統由兩顆棕矮星（brown dwarfs）組成，它們是質量不足以成為真正恆星的天體。2018年天文學家發現這對罕見的食雙星（eclipsing binary system）時，就注意到其相互繞行的軌道運動方式出現異常。

關鍵線索在於它們橢圓軌道的「進動」（precession），也就是軌道指向隨時間改變。研究主要作者、英國伯明罕大學研究生貝克羅夫特（Thomas Baycroft）指出，不同於一般行星軌道與公轉同向的「順行進動」（prograde precession），2M1510系統的進動方向卻是相反的「逆行」（retrograde）。

理論上，軌道逆行進動的現象，恰恰可由一個軌道高度傾斜、甚至與雙星平面垂直的天體引起。基於此特徵，科學家們推斷，很可能存在一顆尚未直接觀測到的「極軌道」行星。貝克羅夫特也坦言，雖對此發現感到興奮，但「主要只是希望它確實存在」。

若此行星確實存在，其奇特軌道如何形成仍是個謎。研究團隊推測，它可能形成於一個本就垂直的行星盤（planetary disk），或從一個傾斜軌道逐漸遷移而來。考量雙星質量巨大（約木星35倍），這顆潛在行星很可能是氣態巨行星（gas giant planet）。

目前分析尚無法確定行星的具體性質。研究團隊計劃持續觀測，希望能捕捉下一次「掩星現象」（eclipse），即一顆棕矮星從另一顆前方通過，以獲取更精確軌道數據。此外，歐洲太空總署（ESA）的蓋亞（Gaia）星象測繪衛星數據，也可能提供線索。研究成果已發表於《科學進展》（Science Advances）期刊。

貝克羅夫特表示，太陽系外的行星系統組態多樣，行星繞行雙星曾是科幻小說的構想，如今科學正逐步證實這些奇特組態的可能性，令人振奮。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5019258

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孤獨在銀河系遊蕩！沒有伴星、首件孤立黑洞獲證實

在銀河系遊蕩的黑洞示意圖。（取自NASA官網）

2025/04/19 21:29

〔編譯管淑平／綜合報導〕美歐合作的研究團隊經過3年的驗證，確認一個多年前發現的銀河系黑洞，確實是沒有伴星、獨自在銀河系中遊蕩的孤立黑洞。這也是天文學界首次證實孤立黑洞的存在。

根據《科學新聞（Science News）》、Phys.org網站17、18日報導，美國「太空望遠鏡科學研究所（STScl）」與蘇格蘭聖安德魯斯大學系外行星科學中心，以及歐洲南方天文台（ESO）合作的這項研究，在《天文物理學期刊（The Astrophysical Journal）》發表，確認該團隊之前發表的「暗天體」OGLE-2011-BLG-0462/MOA-2011-BLG-191，確實是孤立黑洞。STScl天文學家薩胡（Kailash Sahu）說，「這是目前為止的唯一一個」。

此前已知的恆星級質量黑洞均有伴星，天文學家可透過觀察伴星受引力影響產生的光譜變化或運動軌跡，來發現黑洞。孤立黑洞缺乏伴星，難以被探測，這次之所以能發現，是因小尺度微重力透鏡效應：黑洞短暫通過一顆遙遠、非伴星的恆星前方，強大引力放大後者光線，並改變其在天空中的位置。

研究團隊最初在2011年7月觀察到該次微重力透鏡事件，利用哈伯太空望遠鏡從2011年到2017年間，精確測量背景恆星位置變化，並於2022年發表報告，指出這個距離地球約5000光年、位於人馬座的天體，很有可能是孤立黑洞。不過當年隨即遭另一個研究團隊質疑，該天體可能是中子星。

該團隊後續的研究，除了利用哈伯，還加上歐洲太空總署的「蓋亞（Gaia）」衛星數據，進一步精確計算出，這個天體質量約太陽的7倍，已遠超過中子星質量範圍，排除了是中子星的可能性，唯一合理的解釋便是黑洞。

薩胡指出，這次計算誤差為0.8個太陽質量，「不確定性是之前的一半」。值得一提的是，原本持懷疑態度的另一研究團隊，2023年也修正其判斷，認同該天體為黑洞。

這個孤立黑洞所在位置，比2萬7000光年外的人馬座A星超大質量黑洞（Sagittarius A*），離地球近得多。銀河系中心存在大量恆星，是尋找孤立黑洞的理想獵場。研究團隊希望，紅外線望遠鏡「羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）」2027年升空後，能夠探測到更多這類黑洞。

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5017341

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太陽系外行星有生命跡象

K2-18 b是一顆罕見的系外行星，質量是地球的8倍多，體積是地球的2.5倍。（路透）

2025/04/18 05:30

英國和美國科學家利用韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope），在距離地球124光年、位於獅子座的K2-18 b行星的大氣層，探測到地球上僅由生物過程產生的兩種化學物質─二甲基硫（DMS）和二甲基二硫（Dimethyl disulfide），據稱這是太陽系外行星可能存在生命迄今最有力的跡象。K2-18 b是一顆罕見的系外行星，質量是地球的8倍多，體積是地球的2.5倍。此前有關這顆系外行星的發現存在爭議，專家質疑這些化學物質可能是透過未知方式產生，與生命無關。（路透）

K2-18 b是一顆罕見的系外行星，質量是地球的8倍多，體積是地球的2.5倍。（路透）

https://news.ltn.com.tw/news/world/paper/1702335

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韋伯望遠鏡重大發現！ 系外行星K2-18b現疑似「生命分子」

距離地球124光年的系外行星K2-18b樣貌示意圖。（圖擷取自NASA/ESA/CSA）

2025/04/17 11:23

〔編譯陳成良／綜合報導〕韋伯太空望遠鏡在距離地球124光年外的系外行星K2‑18b大氣中，首次檢測到可能僅由生命產生的二甲基硫醚（DMS）與二甲基二硫（DMDS）化學指紋，提供了迄今最強的外星生命證據。

英國《衛報》報導，此發現並非直接證明外星生物活動，但為回答「我們在宇宙中是否孤單」的核心問題邁出關鍵一步。研究團隊利用凌日光譜（transmission spectroscopy）技術，當K2‑18b經過母恆星前方時，測量穿透大氣層的光譜變化，發現對應DMS與DMDS的特定波長吸收訊號大幅下降，顯示這2種分子可能具備生物起源。

K2‑18b位於獅子座，其母恆星為質量不到太陽一半、溫度較低的紅矮星，行星質量近地球9倍、體積約地球2.6倍，運行於「適居帶」（habitable zone）內。先前2019年哈伯太空望遠鏡曾疑似發現水蒸氣訊號，後續2023年已釐清為甲烷，但團隊仍認為其特徵符合被深海覆蓋的「海洋世界」假說，並已報告DMS初步跡象。

領銜觀測的劍橋大學天體物理學家馬杜蘇丹（Nikku Madhusudhan）教授形容偵測到的訊號「強烈且清晰」，並表示「如果我們能在宜居行星上偵測到這些分子，這是人類第一次做到，令人難以置信」。他同時強調，團隊對結果「非常謹慎」，必須反覆驗證訊號的真實性與意義，並認為這可能成為決定「宇宙生命普遍性」的轉捩點。

然而，學界亦有保留意見。伯恩大學化學家漢尼（Dr Nora Hänni）提醒，生命僅是「眾多選項之一」，須先排除彗星撞擊、火山噴發或閃電等非生物過程的可能性。開放大學（Open University）行星科學家巴斯托（Dr Jo Barstow）更強調，生命證據的「舉證責任必須非常非常高」，她認為該研究尚未跨越此門檻。

這項成果發表於《天文物理學期刊快報》（The Astrophysical Journal Letters），研究結果達到「三個標準差」（0.3％偶然性）的統計顯著性，但仍低於物理學發現的黃金標準。此外，K2‑18b的真實環境（海洋、氣態或岩漿海洋）仍存爭議，且距離遙遠無法近距離證實。正如馬杜蘇丹所言：「在天文學中，不需親身前往，我們的任務是確立生物定律是否宇宙普遍。」

https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/5014680