「天哪!」蘇游瑄 

獲2021年「博克利獎」

(中央研究院天文及天文物理研究所得獎消息,發表時間:2020年7月30日晚間11點

以下文章編譯自美國天文學會德國馬克思普朗克天文物理研究中心所發布之相關新聞稿

天文物理學家蘇游瑄將獲美國天文學會(AAS)頒發2021年「藍斯洛特·博克利獎」,表彰她在天文研究領域的傑出貢獻。該獎由「紐約社區信託基金」資助,自2011年起每年頒發一次,獎項含有獎金,受獎者將在著名的「天文學『超級盃』大會」──美國天文學會冬季會議──閉幕大會上演講。該會議下一次的舉行時間是:2021年1月11日至15日。

蘇游瑄於2013至2015年擔任中研院天文及天文物理研究所助研究員,現為德國馬克思普朗克天文物理研究中心(以下簡稱MPA)和德國慕尼黑科技大學(以下簡稱TUM)合聘教授,同時亦為本所訪問學者。本次獲獎理由是:主持"H0LiCOW"合作計畫--此計畫中文譯為「天哪!」。部分研究成果是在蘇游瑄任職於天文所時期內完成。

中研院天文所訪問學者蘇游瑄近照

圖像版權:© Astrid Eckert/TUM

「天哪」團隊2016年的團體照,前排左三為蘇游瑄,左四為黃活生(Kenneth Wong)

圖像版權:H0LiCOW 「天哪!」團隊

一個精確的宇宙膨脹率數值,對於確知宇宙年齡、大小和未來如何,很重要。

蘇游瑄團隊以「重力透鏡法」獲得宇宙膨脹率,結果證實,在「本地宇宙」測得的宇宙膨脹率,與測量「早期宇宙微波背景輻射」並將之「用標準宇宙學模型外推」而得的現今宇宙膨脹率者不符

團隊最新論文指出,「測量方法」和「宇宙學標準模型」,兩者之中,至少其中之一有問題,甚或兩者都有問題。 但到目前為止,無論觀測派或理論派天文學家,雙方都還不能準確指出,到底有什麼被大家都忽略了。

H0LiCOW這個英文名稱,來自五個字的首字母縮略,全名相當有巧思,需解開兩層封裝,第一層的H0LiCOW一詞依序由「H0」+「Lenses」+「in」+「COSMOGRAIL」+「Wellspring」五個字詞組成。

第二層展開五個字,再依序解釋:

H0”:代表「哈伯常數」,即現今宇宙膨脹率(正確寫法是H大寫,0為下標體的數字0,非英文字母O);

Lenses”:「透鏡」,特別指的是「重力透鏡類星體系統」,每一個這樣的系統,都包含兩種天體,一個位於前景,一個位於背景(依地球的觀看角度)。在前景者,是具有幾千億恆星的巨大星系,藉巨大重力扭曲時空,這使得位於其背景的類星體出現多個圖像——背景類星體是極明亮的星系核,能量驚人,這由位在星系核心,不斷吞噬周圍氣體、塵埃、恆星的超大質量黑洞供應。

"In":「在」

"COSMOGRAIL":「重力透鏡宇宙學監測計畫」,是個國際合作計畫 ,目標是藉測量多數已知透鏡類星體的「時間差」,提供研究所需的天體個案資料。「時間差」實際上來自於「類星體在亮度上有所變化」的一個現象,現象的成因是,各個透鏡圖像所發的光,由於從類星體出發到抵達地球,所循路徑略微不同,所以,不同透鏡圖像之間的亮度將有所波動,出現的時間早晚不同;天文學家根據這些差異,可確定透鏡星系的時空幾何,再藉推估的方式來確知星系裡的可見物質和暗物質二者的總質量。

"Wellspring":「資料源」

因此,「天哪」計畫的完整含義是:以類星體透鏡效應的專門監測計畫取得資料,加以時間差分析,調查宇宙膨脹率。

每年「博克利獎」得主產生方式是,由三位AAS副主席與AAS期刊主編群協商後,共同選出過去12個月內所發表的有價值的研究論文。

蘇游瑄在回應AAS副主席Joan Schmelz通知她已獲得2021年博克利獎的郵件中說:

「非常感謝這個大好消息!這是一項殊榮,不僅是對我個人如此,對我們整個H0LiCOW團隊來說也是非常特別的榮耀!由於我們多年來埋首努力的研究,很高興終於建立了一個完全獨立、且有競爭實力的宇宙學探測工具。我由衷地感謝每一位H0LiCOW裡的傑出夥伴們,如果沒有他們的共同努力,這一切不可能成真。」

名詞解釋

藍斯洛特·博克利獎:由天文愛好者,一位紐約律師:藍斯洛特·博克利( Lancelot M. Berkeley)先生所設立的獎。過去10年中獲獎的好幾位是天文界重量級學者。譬如主持「事件視界望遠鏡」合作計畫,觀測到史上首張黑洞影像的Shep Doleman,也在2020年獲得了博克利獎。

類星體:超級明亮的星系核,它的強光明亮有如宇宙探照燈,是來自星系中心超大質量黑洞周圍的一些氣體。能被我們看到的類星體都很亮、很遠、散佈在天空中各個方向,因具備這些條件,類星體在重力透鏡觀測上成為很理想的「背景」天體。

重力透鏡時間差:此研究團隊使用「重力透鏡時間差」這種方法測量哈伯常數,所得到的哈伯常數值有特殊重要地位,因為這種方法幾乎獨立於宇宙三種組成成分以外:普通物質、暗物質、暗能量。 科學界賦予獨立測量一種獨特的地位。一個數值越是能夠以多種測量方式取得,其精確度和正確性可能,就會越高。

相關連結:

美國天文學會:Holy cow! Sherry Suyu to receive 2021 Berkeley Prize [https://aas.org/grants-and-prizes/lancelot-m-berkeley-new-york-community-trust-prize-meritorious-work-astronomy]

H0LiCOW 合作計畫的官網www.h0licow.org/

德國馬克思普朗克天文物理研究中心 : Holy cow! Sherry Suyu to receive 2021 Berkeley Prize [https://www.mpa-garching.mpg.de/855453/news20200730a ]

COSMOGRAIL計畫ww.epfl.ch/labs/lastro/scientific-activities/cosmograil

「HOLISMOKES計畫」相關論文:https://arxiv.org/abs/2002.08378

「起源跨學科卓越計畫」官方網址:https://www.origins-cluster.de/en

論文:H0LiCOW XIII. A 2.4% Measurement of H0 from Lensed Quasars: 5.3σ Tension Between Early- and Late-Universe Probes , 作者:黃活生、蘇游瑄等人

媒體聯絡:

蘇游瑄 教授 email: suyu@mpa-garching.mpg.de

原文:美國天文學會德國馬克思普朗克天文物理研究中心

編譯:黃珞文

審校 :魏韻純

科學編輯:蘇游瑄教授