影音

出現宇宙版「南瓜燈籠」？這不是「南瓜燈」，而是一種罕見恆星；恆星因為轉速太快而外形變成有點扁的「南瓜」，同時也發出強烈X射線，因此而被NASA的雨燕號太空船所發現。

話說多年來，為了尋找系外行星通過母恆星前面造成的「亮度變化」，克卜勒望遠鏡持續觀測一塊範圍不算小的天空，當然，那塊克卜勒望遠鏡所選定的天區，一向不乏許多深入的研究，NASA的「雨燕號」太空船也在X射線波段尋找X射線源，這樣便可與克卜勒望遠鏡於同一塊天區在可見光波段看到的光源進行比對。

結果，雨燕號發現，其中一些最亮的竟然是……高速旋轉的恆星！

譬如以最有特色的KSw 71星來說，KSw 71 體積是太陽的10倍，轉速快4倍，所發出的X射線輻射，比太陽發出的最強X射線還強4千倍。

關於KSw 71星的形成，天文學家認為它本來是一對「類太陽恆星」組成的密近雙星系統，隨雙星距離接近，繞行速度變快，最後兩者碰在一起，合併成一個轉速很快的「南瓜」恆星，過程歷時約一億年。以恆星生命週期來說，這段時間還相對算短。

至2016年為止，在雨燕號發現93個X射線源中，大約近半數是活躍星系，其餘則是輻射出X射線的各類恆星。

目前雨燕號也還在研究追蹤克卜勒在「K2延長計畫期間」所涵蓋的其他天區。

從研究到新的方法能告訴我們「怎麼測量宇宙加速膨脹」到「行星在哪裡誕生」...等，看看2017年中研院天文所發表了哪些精采成果。

超新星爆發 1987A 前奏和續曲

（影片由美國國家電波天文臺 -- "NRAO" 製作）

「電磁波譜」動畫

（由NASA Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab 製作）

影片內嵌中文說明，由中研院天文所天文教育推廣組加註提供；若字太小看不清楚可在大螢幕以高畫質觀賞。

前往原連結： http://svs.gsfc.nasa.gov/20241

從太空到南極，天文學家綜合運用多種天文儀器，在2016年取得一項前所未有突破：確定某個特定微中子的誕生地和某特定耀變體之間「具有高度關連性」。

美國NASA 的費米太空望遠鏡（Fermi）上，掛載一個叫做「廣域望遠鏡」的儀器（LAT：Large Area Telescope），用來監測「伽瑪射線」，即大家所熟知，是天空中能量最高之電磁波段。

據研究者 Ojha 透過影片說明：「當時我們注意到，伽瑪射線異常大量增加，而其位置，是來自某個銀河系以外的『耀變體』；『耀變體』即能量很強，變化劇烈的星系，耀變體的高能來自於（星系中心的）超大黑洞。」

研究團隊觀測到，和均值相比，伽瑪射線亮度增加的此事件，亮度不僅是增強百分之多少而已，而是達到15~30倍之多。稍後他們又發現，「該伽瑪射線亮度增加事件，無論在時間或空間上，都和"IceCube"所偵測到的微中子很一致。」(繼續閱讀)

2017年2月，費米望遠鏡曾發現仙女座（M31）星系中心有神秘伽瑪射線訊號，可能是暗物質？或許是多個快速旋轉的中子星？天文學界還在探索！

銀河系近鄰之一的「大麥哲倫雲星系」，是個能讓我們看清楚星系各種細節的最佳觀測對象，招牌特徵之一 的「蜘蛛星雲」是活躍恆星形成區，此區恆星誕生速度之快，超過銀河系及任何鄰近星系，我們所偵測到多數由大麥哲倫雲星系發出的伽瑪射線，都來自此區。

天文學家過去認為，這些伽瑪射線訊號是恆星形成的副產品，包括短命的大質量恆星最後爆炸所產生的震波所加速的粒子，這些粒子相互作用，稱「宇宙射線」，能產生「伽瑪射線」，而伽瑪射線是整個電磁波中，能量最強的「光」。

不過「費米伽馬射線太空望遠鏡」新發現一案例，改寫了前述認知，新案例中，大部分伽瑪射線源能量全來自單一一顆伽瑪射線脈衝星，同時它也成為史上第一個在其他星系偵測到的伽瑪射線脈衝星。

脈衝星J0540-6919 締造了伽瑪射線脈衝星觀測史上「最明亮」新紀錄。打破先前「蟹狀星雲脈衝星」(位於銀河系)的紀錄，強20倍!

最早由X射線偵測到它的是「愛因斯坦Ｘ射線衛星」，時為1984年，J0540-6919 讓大家都以為它「只是蟹狀星雲脈衝星的翻版」，直到Fermi的LAT取得令人完全意外的強伽瑪射線資料…

在偵測伽瑪射線的太空望遠鏡群裡，Fermi雖然靈敏度最高，若拿它與其他波段的觀測相比，影像卻不太銳利，1998年，NASA的 RXTE 衛星，在X射線波段偵測到J0537-6910這個脈衝星，和 J0540 的距離，還不到16角分──大約只有滿月「視直徑」一半。

早期Fermi觀測因影像太朦朧，會把兩個脈衝星當成「一個」穩定的伽瑪射線源

但進入到「費米廣域望遠鏡」"LAT"（Large Area Telescope）時期，影像朦朧的情況改善了，原因有二。首先是因為收集的伽瑪射線資料更多，而每一筆都提供新的宇宙射線源位置資料，其次，科學家對儀器更了解，能用舊資料作新分析──經過精密梳理後，得到的線索更詳盡。擁有新數據，加上舊資料的新分析技巧之進步，科學家終於戰勝J0540 伽瑪射線脈衝星，並發現：這個光度非常明亮的脈衝星，可能貢獻了多達60%從蜘蛛星雲偵測到的伽瑪射線！這發現讓大家跌破眼鏡：原來不是星雲，是脈衝星。同時意味著，天文學家有必要重新仔細檢查：宇宙射線究竟如何產生、如何穿透恆星形成區。

做好這件事情，最好的辦法當然是，繼續仰望星空！

「費米望遠鏡」(全名為「費米伽瑪射線太空望遠鏡」，簡稱 "Fermi")擁有較其他觀測伽瑪射線的太空望遠鏡更高的視力敏銳度，不過它的有效集光面積只有「兩張辦公桌」，很小巧，難以面面俱到。

相形之下，地面觀測站，偵查範圍則大得多，但地面觀測站和傳統望遠鏡一樣，只在夜晚觀測。MAGIC 和 VERITAS，是地面型伽瑪射線觀測站。

這些觀測儀器都是專門用來捕捉可見光裡一種微弱的光，那是高能量伽瑪射線撞擊高層大氣產生之射叢(shower)現象，速度極快的帶電粒子所發之光，又叫「契忍可夫輻射」 (Cerenkov radiation)。

2015年4月16日，PKS 1441（天體代號）發出在光譜上的各波段都偵測得到的了強訊號。Fermi 計畫科學家預告了「強烈伽瑪射線暴」，接獲預告開始監測的MAGIC科學家，果然發現能量非常高的伽瑪射線，緊接著是 VERITAS，同樣也偵測到來自「類星體」(blazar)的極高能量。

這帶來很重要的訊息：通常，高能量的光無法抵達極遙遠的地方，但這些伽瑪射線訊號竟旅行幾十億光年，抵達地球，途中經過了恆星、超新星，還有累積76億年，宇宙其他各種「餘暉」的總和──天文學家又稱這種「餘暉」為「河外背景光」，當伽瑪射線撞上能量較低的「河外背景光」時，會轉換成一對粒子：電子和正電子，伽瑪射線穿過的距離越遠，經歷這個轉換過程的可能就越高，結果因而從宇宙中被抹滅，沒機會被偵測到。

PKS 1441 是距我們最遠的伽瑪射線源之一，能量超過100 GeV，較可見光強百億倍，這光傳到地球，提供「河外背景光」在宇宙年齡約僅目前一半時的資訊。這次伽瑪射線可能是源自於該星系超大質量黑洞產生的粒子噴流；黑洞天文學家還認為，伽瑪射線這趟旅行的出發點可能距離該星系中心黑洞僅只有：5光年。

從星系擁擠的中心高速出走，意味著這些光子從未與物質或星光互動、沒機會遇上任何會讓它們被消滅的東西，這可解釋非常強的伽瑪射線為何相對罕見，也說明天文學家為何極重視這種數量相對稀少的光子。

來自 PKS 1441 的伽瑪射線，不僅說明了它何能僥倖存活，事實上，這些光子上演了「橫跨半個宇宙的越獄事件」，最後靠Fermi、MAGIC 和VERITAS聯手將他緝捕歸案!