宇宙連發！韋伯望遠鏡與台灣觀星族

宇宙奇觀連發！韋伯望遠鏡的最新發現與台灣觀星族的機會

各位熱愛星空的台灣朋友們，最近的宇宙新聞真是讓人目不暇給！從愛因斯坦環、系外行星的可能發現，到紀念天文學家的硬幣，每一個都精彩萬分。現在就讓我們一起來看看這些天文新知，以及在台灣的我們，該如何參與這場宇宙探索的盛宴！

1. 愛因斯坦環：宇宙的哈哈鏡，彎曲時空的證明

你以為看到的只是一個星系嗎？那可不一定！韋伯太空望遠鏡最近釋出了一張令人驚嘆的照片，展示了一個近乎完美的「愛因斯坦環」(Einstein Ring)。這可不是普通的星系，而是宇宙中的一個奇妙幻象。

什麼是愛因斯坦環？

想像一下，把一個放大鏡放在一張紙的前面，透過放大鏡，你可以看到紙上的字被放大、扭曲。愛因斯坦環的原理有點類似。當一個質量非常大的星系（前景星系）恰好位於另一個更遙遠的星系（背景星系）的前方時，前景星系的巨大質量會彎曲周圍的時空。

就像放大鏡彎曲光線一樣，前景星系彎曲了來自背景星系的光線，使它看起來像一個環繞前景星系的圓環。這個現象就是「重力透鏡」(Gravitational Lensing) 的一種，而當排列完美時，就會形成完整的愛因斯坦環。

愛因斯坦的預言成真

這個現象是愛因斯坦在廣義相對論中預言的。它告訴我們，質量會彎曲時空，而光線會沿著彎曲的時空路徑傳播。所以，當你看到愛因斯坦環時，你實際上是在看到光線被重力彎曲的證據！

為什麼這個發現令人興奮？

• 罕見的宇宙巧合： 要形成完整的愛因斯坦環，星系的排列必須非常精確。這種完美的對齊非常罕見，因此每一個被發現的愛因斯坦環都彌足珍貴。
• 宇宙的放大鏡： 重力透鏡效應可以放大來自遙遠星系的光線。這意味著我們可以觀察到比以往更遙遠、更微弱的星系，研究它們的結構和演化。透過愛因斯坦環，天文學家可以研究通常無法看到的星系細節，例如螺旋臂和星團。
• 探索宇宙的歷史： 韋伯望遠鏡的 SLICE 計畫正在利用這些重力透鏡效應，追蹤星系團在過去 80 億年的演化歷程。

台灣觀星族的機會：

雖然我們無法直接用肉眼看到愛因斯坦環（畢竟它太遙遠、太微弱了！），但我們可以透過以下方式參與這項令人興奮的探索：

• 關注新聞報導： 持續追蹤天文新聞，了解最新的愛因斯坦環發現和研究成果。
• 參與線上天文社群： 加入台灣或國際的天文社群，與其他天文愛好者交流心得、分享知識。
• 學習廣義相對論： 如果你對背後的物理原理感興趣，不妨找一些入門書籍或線上課程，學習愛因斯坦的廣義相對論。
• 使用虛擬天文館軟體： 許多免費或付費的虛擬天文館軟體，例如 Stellarium (https://stellarium.org/)，可以模擬星空，讓你了解不同星系的位置和距離，進而對宇宙的尺度有更深刻的認識。

個人心得： 第一次看到愛因斯坦環的照片時，我簡直不敢相信自己的眼睛。宇宙竟然如此奇妙，大自然竟然如此鬼斧神工！這也讓我更加敬佩愛因斯坦的智慧，以及天文學家們的努力。

2. 韋伯望遠鏡可能發現首顆系外行星：環繞年輕恆星的土星級行星

韋伯太空望遠鏡可能首次直接拍攝到一顆環繞年輕恆星 TWA 7 的系外行星。這顆行星的質量與土星相似，它的發現有助於我們了解行星形成的過程。

什麼是系外行星？

系外行星是指位於太陽系之外，環繞其他恆星運行的行星。過去幾十年，天文學家已經發現了數千顆系外行星，它們的種類繁多，大小、質量、組成和軌道都各不相同。

TWA 7b：潛在的新行星

這顆被稱為 TWA 7 b 的潛在行星，環繞著一顆年輕的紅矮星 TWA 7。TWA 7 只有 640 萬年的歷史，距離地球約 34 光年。韋伯望遠鏡的 MIRI (中紅外儀器) 在 TWA 7 周圍的塵埃盤中發現了一個微弱的紅外線源，這個源很可能就是 TWA 7 b。

為什麼這個發現很重要？

• 直接成像的突破： 大多數系外行星都是透過間接方法發現的，例如凌星法（觀察行星經過恆星前方時引起的亮度變化）或都卜勒法（測量恆星因行星引力引起的微小運動）。直接成像則可以直接拍攝到行星的影像，這對於研究行星的大氣層、溫度和組成非常重要。
• 了解行星形成： TWA 7 b 位於 TWA 7 周圍塵埃盤的空隙中。天文學家認為，這顆行星可能正在塑造這個塵埃盤的結構，這為我們了解行星如何在恆星周圍形成提供了線索。
• 韋伯望遠鏡的潛力： 這次的發現展示了韋伯望遠鏡在探測系外行星方面的強大能力。未來，韋伯望遠鏡有望發現更多、更小的系外行星，甚至有可能找到適合生命存在的行星。

台灣觀星族的機會：

• 雖然我們無法直接觀測到 TWA 7 b，但我們可以了解紅矮星與行星系統：
  • 認識紅矮星： 紅矮星是宇宙中最常見的恆星類型。它們的質量和亮度都比太陽小，壽命卻比太陽長得多。許多紅矮星都有行星環繞，因此它們是尋找系外生命的重要目標。
  • 學習行星系統知識：透過閱讀相關書籍、文章或觀看紀錄片，了解不同類型的行星系統，以及行星的形成和演化過程。

觀影指南： 如果你對系外行星感興趣，推薦觀看以下影片：

• 《宇宙時空之旅：未知世界》 ([無資料])：這部紀錄片系列以生動的畫面和深入淺出的講解，介紹了宇宙的各種奇觀，包括系外行星。
• 《有沒有外星人？》([無資料])：這部紀錄片探討了系外生命的可能性，以及天文學家們如何尋找外星生命。

個人心得： 每次看到系外行星的發現，我都會想像那些遙遠的世界是什麼樣子。或許在某個未知的星球上，也存在著生命，也在仰望著星空。

3. 美國發行新版 25 分硬幣：致敬暗物質研究先驅薇拉·魯賓

美國鑄幣局發行了一枚新的 25 分硬幣，以紀念天文學家薇拉·魯賓 (Vera Rubin)。魯賓在 1970 年代的研究為暗物質的存在提供了首批令人信服的證據，徹底改變了我們對宇宙的理解。

薇拉·魯賓：暗物質的先驅

薇拉·魯賓是一位傑出的天文學家，她以研究星系的旋轉速度而聞名。她發現，星系邊緣的恆星旋轉速度遠遠高於預期，這意味著星系中存在著大量的看不見的物質，這些物質提供了額外的引力，使恆星能夠以如此高的速度旋轉。這種看不見的物質就是「暗物質」。

暗物質：宇宙的隱形主宰

暗物質是一種不與光相互作用的神秘物質。它既不發光，也不吸收光，因此我們無法直接看到它。然而，我們可以透過它的引力效應來推斷它的存在。天文學家估計，暗物質佔宇宙總質量的 85%。

新版硬幣的意義

• 表彰女性科學家： 這枚硬幣是美國女性季度計畫的一部分，旨在表彰美國歷史上傑出的女性。
• 紀念科學貢獻： 這枚硬幣是對薇拉·魯賓在暗物質研究方面的開創性貢獻的肯定。
• 提升科學意識： 這枚硬幣有助於提高公眾對科學的興趣，並鼓勵更多人了解暗物質和宇宙的奧秘。

台灣觀星族的機會：

• 了解暗物質： 透過書籍、文章或紀錄片，學習關於暗物質的知識，了解它的性質、證據和可能的組成。
• 參與相關活動： 關注台灣天文學會等機構舉辦的講座、研討會或觀星活動，了解最新的天文研究進展。
• 探索台灣的夜空： 台灣擁有美麗的星空，即使沒有專業的設備，也可以透過肉眼或簡單的望遠鏡欣賞星空，感受宇宙的浩瀚。

觀星小撇步：

• 選擇遠離光害的地方： 盡量選擇遠離城市燈光的地方，例如山區、海邊或鄉村。
• 查詢天氣預報： 選擇晴朗、無雲的夜晚。
• 使用星圖或 App： 使用星圖或手機 App，例如 SkyView ([無資料])，可以幫助你辨認星座和行星。
• 準備保暖衣物： 夜晚氣溫較低，記得穿著保暖的衣物。
• 帶上紅光手電筒： 紅光手電筒可以減少對眼睛的刺激，讓你更容易適應黑暗。

個人心得： 薇拉·魯賓的故事激勵了無數的科學家，也提醒我們，宇宙中還有許多未知的奧秘等待我們去探索。或許下一個改變我們對宇宙理解的人，就在我們之中！

結語：

無論是愛因斯坦環、系外行星還是紀念天文學家的硬幣，這些天文新知都讓我們對宇宙有了更深刻的認識。作為台灣的觀星族，我們可以透過各種方式參與這場宇宙探索的盛宴，一起仰望星空，感受宇宙的浩瀚與神秘！

參考閱讀

1. Think this is a single galaxy? Think again. It’s a strange quirk of spacetime predicted by Einstein
2. Webb may have found its first exoplanet. Saturn-mass world seen sculpting the region around nearby star
3. New US quarter coin honours astronomer whose work radically transformed our understanding of the Universe