天文會異常增亮! 彰師大新突破 研究論文登國際期刊《科學》
彰師大物理系助理教授胡欽評,與美日學者共組國際研究團隊,多年觀察天文變化,發現突破性的新理論。(彰師大提供)
〔記者張聰秋/彰化報導〕全世界廣為人知的兒歌「小星星」,歌曲中「一閃一閃亮晶晶,滿天都是小星星,掛在天上放光明,好像許多小眼睛…」道盡數不清的星星,好比多元顏色的燈源,更有亮暗之別,在物理專業領域,天文的觀察早已超越肉眼可見的光學,更藉由不同波段的巨型無線電波望遠鏡探索天文中各種現象的產生。國立彰化師範大學參與美國、日本的國際研究團隊,發現天文新突破,今年4月共同把研究結果發表在國際頂尖雜誌《科學(Science)》,往上拉高台灣學術水平,在天文科學世界發光發熱。
擁有荷蘭奈美亨大學物理博士的彰化縣議員吳韋達表示,對於未知領域,藉由實驗觀察歸納,構思一個簡單優美的模型以解釋現象,是物理的迷人之處。天文物理是超巨型實驗,星體變化是無法人為操控,身為渺小的人類,只能不斷改進觀察技術與設備來探索星空。
吳韋達強調,國際期刊《科學》是物理發表的殿堂,彰師大跨國研究能刊登於此,顯示成果之重要性與突破性。議員辦公室正好日前也在籌劃八卦山的星空感受,希望抬頭看看星空激發下一代的觀察想像。
彰師大物理系助理教授胡欽評,多年來與美日學者機構合作,觀測到蟹狀星雲脈衝星產生巨型電波脈衝(Giant Radio Pulse)時,其X射線有增亮的現象,而X射線脈衝的異常增亮,此一觀測結果,代表無法只用過往的巨型電波脈衝模型解釋高速電波爆發,今年4月,研究團隊把這項新發現發表在國際頂尖雜誌《科學》,胡欽評同時擔任該論文的共同第一作者與通訊作者。
胡欽評表示,隨著高速相機的進步,Shearer的團隊於2003年發現當巨型電波脈衝發生時,可見光的脈衝也微幅增亮約數個百分點。由於輻射機制仍然未知,人們對在X射線和伽馬射線中是否可以找到類似的現象極感興趣,近20年來,數個研究團隊進行了大規模的觀測,卻未能看到類似的現象。
胡欽評指出,他們的研究團隊從2017年起,利用國際太空站上的NICER X射線望遠鏡,與日本的臼田(Usuda)和鹿島(Kashima)電波望遠鏡,針對蟹狀星雲脈衝星進行同步觀測,結果發現產生巨型電波脈衝時,X射線脈衝也變亮了約4%,由於無線電波和X射線的產生機制完全不同,因此X射線脈衝的增亮是令人驚訝的結果。
胡欽評表示,他們研究出X射線脈衝的增亮,提供了脈衝星輻射機制的重要線索,由於 X 射線的能量遠高於無線電波,僅管只增亮了4%,卻表示產生巨型電波脈衝時發出的能量比預期的大數百倍,此結果幫助人們對脈衝星的磁球層內高能粒子的生成提供新的見解,也為遙遠宇宙中發生的神秘高速電波爆發的起源提供了重要的頭緒,更為將來利用無線電波和X射線的多波段觀測,檢驗年輕磁星產生的巨型電波脈衝提供重要的參考。
國際團隊核心成員包括日本理化研究所的榎戸輝揚研究員,東京大學的寺澤敏夫教授,廣島大學的木坂将大助理教授,以及美國航空與太空總署(NASA)的Keith C. Gendreau以及Zaven Arzoumanian研究員等,都是世界頂尖的物理專家。
研究團隊將論文發表在國際期刊《科學》,往上拉高台灣學術水平,在天文科學世界發光發熱。(彰師大提供)
彰師大物理系國際研究團隊觀測到蟹狀星雲脈衝星產生巨型電波脈衝時,其X射線有增亮的現象,而X射線脈衝的異常增亮,此一觀測結果,代表無法只用過往的巨型電波脈衝模型解釋高速電波爆發。(彰師大提供)