台灣共享榮耀 ALMA望遠鏡證實宇宙最冷地

by:阿咖
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台灣中研院、以及數所大學也參與建造的ALMA觀測儀器進一步揭開了宇宙神秘面紗,原來宇宙中最冷的地方不是哪顆行星、也不是闃靜無聲的黑色太空,而是在距離地球5,000光年遠的「迴力鏢星雲」上!

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《時代雜誌》26號報導,今年3月中正式亮相的ALMA觀測儀展現優異的效能,解開天文學家們10多年來的好奇與疑惑,全宇宙最冷的地方不是甚麼幾億萬光年外的星球,而是距離地球5,000光年遠的迴力鏢星雲(theBoomerang Nebula)

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照片中是去年ALMA計畫開跑的記者會,吸引各國媒體報導

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照片中是長得像領結的迴力鏢星雲 (Opening Credit: Wikimedia Commons)

比宇宙空間還冷
最新落成、同時也是目前世界上最大的天文觀測儀器ALMA,協助專家發現原來「迴力鏢星雲」中是全宇宙最冷的地方,-272°C的冰寒溫度讓這看來像是領結形狀的星雲奪下「最冷寶座」。

事實上,原本最冷的地方,天文學家多半是以銀河間的真空帶為準,因為真空帶零下270°C的溫度,已經快接近到物理學中的「絕對零度」(零下273.15℃),這讓學者們一直以來都認為這就是最低溫。然而,「迴力鏢星雲」中心的低溫擠下了真空帶,成為目前宇宙中最冷的處所,同時,它也是唯一一個能比所在背景的宇宙輻射還低溫的天體。

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ALMA望遠鏡讓天文學家可以更進一步發現許多天文現象。圖片是由高溫環繞的黑雲MM3(Dark Cloud MM3, Credit: NAOJ)

為什麼長得像領結
早在1995年開始,天文學家們就在追蹤迴力鏢星雲為什麼會長成這樣一個特別的領結形狀,當時他們運用次毫米波長的望遠鏡追蹤星雲的動態,就發現在迴力鏢星雲散出的細小輻射中,其上的溫度比宇宙輻射還低,直到近期最新穎的ALMA觀測儀器加入後,這才證實了迴力鏢星雲真的很冷。

至於迴力鏢星雲的「領結形狀」,這事實上是個「幌子」,真正環繞在這個瀕死恆星的氣體其實是類似球體的圓環狀,但因為周邊高達每小時50萬公里的超強風吹拂下,恆星中央逸散出的超冷氣體往外溢散,就形成了我們所見的「領結」形狀
 

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由66座電波望遠鏡組成的ALMA天文觀測陣列

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照片中的人員正在設定電腦讓ALMA望遠鏡同步化

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慶祝ALMA望遠鏡計畫開跑,智利當地還舉辦兒童畫畫比賽

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台灣團隊
台灣也參與建設的天文觀測儀ALMA,在今年3月中時正式對外亮相,它的全名是「亞他加馬大型毫米及次毫米波陣列」(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array),主要有66座巨型的電波望遠鏡組成。

這一大群「電波望遠鏡團隊」位處智利北部海拔5,000公尺上的高原,當地乾燥、水氣稀少的氣候恰好成了適合天文觀測的環境。進入到ALMA官網時,可以看到台灣中研院也參與建設的介紹,另外,除中研院外,台灣的大專院校也參與了計畫,《科學人雜誌》介紹ALMA的網頁中就提到「台灣大學、清華大學、成功大學、中央大學、台灣師範大學、淡江大學及中山科學研究院」也是計畫團隊之一。


編註:有關天文觀測的限制,根據《科學人雜誌》「光學觀測的兩個必要條件是不能有雲、大氣要穩定,但進行毫米波或次毫米波的觀測時,最重要的限制因素則是水氣。水氣會吸收毫米波和次毫米波,所以這種電波望遠鏡必須蓋在海拔很高、水氣很少的地方。」
 
編註:對原文報導有興趣的朋友,請參考
01 “Button Up: Here’s the Coldest Place in the Universe
02 “以ALMA揭開宇宙的秘密
03 “天文研究新利器──ALMA
 
延伸閱讀:《破解宇宙之謎 專家發現最遙遠星系