ASTRONOMY.TW/遊蕩於星空中

「鑽石在地球上非常稀有，但在太空中卻多得驚人 — 美國太空總署 (NASA) 的史匹哲太空望因遠鏡擁有超高感度的紅外光相機，將可用來搜索它們」，位於美國加州莫菲特菲爾德的 NASA 埃姆斯研究中心的科學家如是說。

利用電腦模擬，科學家們已經建立一套觀測計畫來尋找宇宙中大小為奈米等級 (十億分之一公尺) 的鑽石。這些寶石的大小比一粒砂還小 25,000 倍，比起結婚戒指上的鑽石要小得多。但天文學家們相信這些微小粒子提供了宇宙中這些富含碳元素，也就是地球生命的基本成份，是如何演化的重要關鍵。

科學家們1980年代由研究撞擊地球的隕石中發現許多微小的奈米等級鑽石之後，開始認真思考宇宙中鑽石存在的情形。天文學家們發現隕石中的碳元素，約有百分之三是以奈米等級的鑽石形式存在的。如果隕石可以反映宇宙中塵埃的成份，經由計算的結果顯示宇宙中一公克的塵埃和氣體可能便含有一萬兆個奈米鑽石。

這張藝術家想像圖繪出熾熱恆星周圍的微小鑽石。鑽石在宇宙中其實很常見。影像版權：NASA/JPL-Caltech

「問題在於，如果奈米鑽石在宇宙中的豐度很高，為什麼我們並不常看到它們？」埃姆斯研究中心的 Charles Bauschlicher 說。它們只被發現兩次。「事實便是，我們對於它們的紅外光和電子特性了解得仍不夠多，因此仍然不容易偵測。」

為了解決這個問題，Bauschlicher 與他的研究團隊利用電腦模擬星際介質 — 也就是恆星之間的空間 — 充滿了奈米鑽石的情況。他們發現充滿鑽石的地方在紅外光波長範圍 3.4 到 3.5 微米與 6 至 10 微米的波段會非常明亮，這也是史匹哲太空望遠鏡特別敏感的波段。

天文學家們可以利用鑽石特殊的"紅外光指紋"來尋找宇宙中的鑽石。當鄰近的星光撞擊分子時，會使鍵結伸展，扭曲後再收縮，並發出特殊色彩的紅外光。就像三稜鏡可以將白色光分散成彩虹一樣，史匹哲太空望遠鏡也有一個紅外光的光譜儀可將紅外光發散，以利科學家們分辨不同分子的特徵。

團隊成員猜測宇宙中有更多尚末被發現的鑽石，因為以前天文學家們仍沒有用正確的儀器觀察正確的地方。鑽石是緊密結合的碳原子，因此需要高能的紫外光才能使得鑽石的鍵結彎曲且使之移動，進而產生紅外光的特徵。因此，科學家們認為最容易發現鑽石的特徵輝光的地方是在熾熱恆星的周圍。

只要天文學家知道哪裡可以尋找奈米鑽石，另一個秘密，也就是它們在星際空間中是如何形成的，也將同時解決。「太空中的鑽石與地球上鑽石形成的條件差異很大」埃姆斯研究中心的 Louis Allamandola 說。他注意到地球上的鑽石需要在行星內部，擁有巨大壓力與高溫的環境才能形成。然而，宇宙中的鑽石卻是在冷的分子雲中形成，那裡的壓力可是地底的幾十億分之一，而溫度大約只有零下240度C (零下400度F)。「現在我們知道去哪兒尋找奈米鑽石，像史匹哲這種紅外光望遠鏡可以幫助我們更了解它們在宇宙中的一切。」

Bauschlicher 的論文已經被天文物理期刊 (Astrophysical Journal) 所接受。 Allamandola、Yufei Liu、Alessandra Ricca 以及 Andrew L. Mattioda 等多位埃姆斯研究中心的科學家們也是該篇論文的共同作者。

關於史匹哲太空望遠鏡的更多訊息可至 http://www.nasa.gov/spitzer 與 http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer 觀看。

資料來源： http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer-20080226.html

利用美國太空總署 (NASA) 的錢卓拉 X 光太空望遠鏡的觀測資料，科學家們觀測到一個可能將會形成超新星爆炸的雙星系統。他們運用的新方法使得將來可以更順利地尋找這種宇宙中重大事件的源頭。

二月14日出版的「自然」(Nature)期刊上，一篇由德國馬克斯-普朗克研究所的 Rasmus Voss 與荷蘭拉德伯德大學的 Gijs Nelemans 所發表的論文中，搜尋錢卓拉望遠鏡的影像中，將來會變成超新星的雙星系統。他們發現在一個最近觀測到的超新星爆炸附近，錢卓拉在四年前有拍攝到一個物體。

這個超新星是 SN 2007 on，已經確認是一個 Ia 型超新星爆炸。一般而言，天文學家們都認為 Ia 型超新星爆炸是由雙星系統中的白矮星爆炸而形成的。然而，是什麼原因或狀態可以觸發這種爆炸，仍是個末知的謎。是由兩個白矮星碰撞形成的呢，還是由於白矮星從伴星吸收太多物質導致不穩定呢？

這個問題非常重要，因為 Ia 型超新星爆炸是宇宙中鐵元素的主要來源。此外，由於它們的亮度幾乎一致，因此它們也是科學家用來研究暗物理和其他宇宙課題的重要工具。
「現在，這些超新星爆炸是測量距離和了解宇宙膨脹的黑盒子。」Nelemans 說。「我們現在做的，就是看黑盒子裡有什麼東西。」

如果產生超新星爆炸的原因是由於白矮星吸收了伴星的物質，在表面上融合的物質會使得星球加熱，並在爆炸前產生強烈的X光輻射。當超新星爆炸產生後，白矮星將會完全消散，在X光的波段將完全看不到。而如果是白矮星碰撞而融合的情況，在超新星爆炸前所產生的 X 光輻射則會弱上許多。

根據爆炸的四年前，在 SN 2007 on 的位置觀測到的 X 光源，Voss 和 Nelemans 認為這足以支持白矮星吸收伴星物質而產生超新星爆炸的理論。這個區域的 X 光源非常稀少，因此剛好有某個不相關的物體出現在這麼接近的位置的機率非常小。此外，這個 X 光源與白矮星表面產生融合所發出來的 X 光的性質相當接近，與大多數其他的 X 光源差異較大。

但是，在接下來的追蹤觀測中，Voss、Nelemans 以及他們的伙伴 Gijs Roelofs (美國哈佛-史密松天文中心) 和 Cess Bassa (加拿大麥吉爾大學) 利用高品質的光學望遠鏡昕拍攝的影像進行更精確的位置確認。這個工作的結果仍未發表，但已經確定雖然超新星爆炸和 X 光源的位置差距很小，但是這個差距卻很顯著 (在誤差範圍之外)，顯示這個 X 光源並不是產生超新星爆炸的前身。

在錢卓拉接下來的觀測中，那個 X 光源消失了，但仍需要更進一步的觀測才才確定這個光源到底是不是產生超新星爆炸的源頭。這個團隊也將同樣的方法應用至其他的超新星爆炸上，並期待著可以找到部份的超新星爆炸源頭。

「我們對於發現研究超新星爆炸的新方法感到興奮，即使我們還沒確定是否真的看到這顆炸彈爆炸之前的樣子。」Gijs Roelofs說。「我們相信在將來可以學到更多有關於這種超新星爆炸的一切。」Voss 同意這個觀點，就算這個 X 光源不是 SN 2007 on 的前身，但也值得了。

「尋找 Ia 型超新星的前身是現在天文學上的一大目標」他說。「這些超新星是研究暗物質的重要工具，但如果我們能對它們的形成了解更多，它們會變成更有用的工具。」

資料來源：http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/08-018.html