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率先捕捉恆星爆炸瞬間-本校江國興教授研究成果榮登《自然》Nature期刊【2008.05.22秘書處】

本校天文研究所副教授江國興,在國科會的支持下,利用各類的太空望遠鏡進行高能天文物理的研究,是全球率先捕捉到恆星爆炸瞬間的天文學家之一。他首先發現到四十年來天文學家普遍相信的超新星誕生時所發出的X光爆。這個發現及其後的觀測研究結果,將能讓天文學家更了解星體爆炸的過程。研究成果刊登在五月二十二日的《自然》Nature期刊上。

當恆星演化到晚期時,由於星體內部中心停止核子反應,導致恆星進行重力塌縮。此時中心的密度變為極大而形成一個以中子為主且堅硬的核心,隨後往內坍塌的物質反彈,產生向外傳播的震波,進而形成超新星爆炸。在過去四十年間,天文學家普遍認為在超新星爆發的瞬間,會發生維持數分鐘的X光爆。可惜,天文學家從未直接觀測到此現象;他們只能在超新星爆發後的數天,以可見光波段偵測到爆炸的餘暉。因此,超新星爆發的X光爆除了能讓天文學家研究星體爆發的瞬間,更提供了預報的功能,使得天文學家能夠在最短的時間內,立即進行多波段的觀測,從而窺探整個爆發的過程。

2008年1月10日早上,江教授剛收到美國太空總署Swift太空望遠鏡於台灣時間1月9日晚上9點33分所錄得的觀測數據。經分析後,他在位於天貓座,距離我們9千萬光年遠的一個旋渦星系NGC2770裡,發現了一個能量相當巨大並為時五分鐘的X光爆。於同一時間,在美國普林斯頓大學的Alicia Soderberg 博士也獨立發現同樣現象。雙方立即發出緊急通告,通知所有天文學家立刻觀測此一罕見的天文現象。Soderberg博士更隨即發起一個跨國合作的觀測計畫,並邀請江國興教授一同參與其團隊。整個計畫動用了目前世界上最先進的望遠鏡,包括哈伯太空望遠鏡、Chandra X光太空望遠鏡、位在新墨西哥州的特大電波望遠鏡陣列及3.5米望遠鏡、位於夏威夷的八米雙子星及十米的Keck I 望 遠 鏡、 和在 加州的1.5米 及5米望遠鏡 。觀測結果發現,此次X光爆是旋渦星系NGC 2770中一顆超新星爆發時所產生的,而該超新星現命名為SN2008D,屬典型的Ibc型,其前身為一顆擁有強大恆星風及高質量的恆星。還有,此次X光爆的特性,符合由超新星爆發瞬間所產生的震波而引發的X光爆的理論。研究結果同時證實,是次爆炸與伽瑪射線爆並無任何關係。

江國興教授指出:「這是我們首次觀測到超新星爆發瞬間所發出的X光爆,如同看見一顆超新星的誕生。研究結果將為超新星爆炸的過程提供寶貴的資訊。」團隊主要成員Alicia Soderberg 亦表示:「天文學家長久以來一直夢想能夠觀測到恆星爆發的瞬間,但這卻是一生難求的事。此次發現將會成為日後研究超新星的基石。」Swift的計畫主持人 Neil Gehrels也說到:「 我們的確很幸運 。因為當SN2008D爆發時,Swift 正在觀測NGC2770。 而Swift 上的多波段儀器,和彈性的觀測方式,使得我們能夠每天詳細地以伽瑪射線、X光、和紫外線去觀測SN2008D。讓我們能夠更加深入了解其演化。」江國興補充說:「 當我第一眼看見SN2008D的X光影像時,心裡便知道這一定是重大的發現。因為一般的X 光天體是不可能那麼光亮的,並且在瞬間能進行如此巨大的變化。腦海中的第一個想法,就是要將這個訊息在最短的時間內告知全世界的天文學家。」這次的發現與研究是一個全球天文學家緊密合作的最佳例證。甫自去年 (2007) 加入清大的江國興說到:「宇宙太浩瀚,而人類個人的力量太微小,壽命也太短暫,唯有透過不同地區的互相合作,我們才能有機會一窺宇宙的奧秘」。

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