韋伯望遠鏡捕捉到古代星系的深景「天問二號」將前往一顆小行星和一顆彗星「大軌道行星」如何形成韋伯望遠鏡提高哈伯常數的測量精度低重力加速度環境下的重力理論研究韋伯望遠鏡捕捉到古代星系的深景原文圖說：The new image uses a massive galaxy cluster as a magnifying glass to spy on ancient galaxies in the distance universe. 圖片來源：Phys.org 歐洲太空總署（ESA）表示，韋伯太空望遠鏡拍攝迄今單一目標的最深景影像，顯示了宇宙早期的光弧，這些光弧是來自宇宙遙遠過去的星系。韋伯望遠鏡超過120小時拍攝該影像，是其對單一目標最長的觀測時間，也是迄今最深的宇宙影像之一，影像中心為距地球45億光年的巨大星系團Abell S1063，其重力透鏡效應使背景光線彎曲，形成放大鏡效果。研究目標是環繞Abell S1063的「扭曲光弧」，這些是宇宙早期星系，科學家藉此研究宇宙黎明時期首批星系的形成。影像包含九張不同近紅外波長的照片，揭示早期宇宙銀河比預期更大，挑戰現有宇宙學認知。此影像有助於理解宇宙早期的星系形成過程，並可能促使科學家重新審視宇宙演化的理論模型。「天問二號」將前往一顆小行星和一顆彗星原文天問二號將探索近地小行星469219 Kamo‘oalewa及主帶彗星（main-belt comet，也被稱為活躍小行星） 311P/PanSTARRS ，研究太陽系形成、水源及生命起源，任務歷時十年。天問二號預計2025年夏季發射，2026年7月抵達Kamo‘oalewa，採集20-100克表面樣本，2027年11月樣本艙返回地球；天問二號預計2035年初將抵達311P/PanSTARRS。 Kamo‘oalewa小行星直徑約40-100公尺，軌道與地球相似，繞太陽一週約365.7天，快速自轉（週期28分鐘），可能是月球撞擊碎片，與地球呈1:1軌道共振，為準衛星。「天問二號」探測Kamo‘oalewa採用「觸碰即走」（如日本Hayabusa-2）及首創「錨定附著」方法，使用四個鑽頭機械臂固定於小行星表面，應對其快速自轉與低重力挑戰。 311P/PanSTARRS直徑約480公尺，兼具小行星與彗星特徵，軌道週期3.24年，具六條彗尾，可能因快速自轉引發物質拋射。研究Kamo‘oalewa的起源及311P/PanSTARRS的特性，有助揭示太陽系早期演化及水與有機生命起源。未來天問三號預計於2028年發射，將把第一批火星土壤樣本帶回地球，而2029年的天問四號將探索木星及其衛星木衛四。「大軌道行星」如何形成原文科學家長期困惑於「大軌道行星」（如假設的第九行星）如何形成，這些行星位於數千天文單位（AU）外的遙遠軌道。研究團隊透過模擬顯示「大軌道行星」是行星系統早期混亂階段的自然產物，研究發表於《自然天文學》。研究模擬多種行星系統，包括類太陽系及雙星系統，發現行星常因內部不穩定被推至100-10,000 AU的軌道，並受星團中鄰近恆星重力而穩定下來。模擬顯示，若太陽系早期經歷天王星、海王星等增長的不穩定階段，類似第九行星的天體被捕獲的機率可達40%。未被捕獲的行星多成為星際間的「流浪行星」，捕獲效率揭示大軌道行星與流浪行星的關聯。大軌道行星最有可能在已經擁有氣態巨行星的高金屬豐度恆星周圍發現，Vera C. Rubin天文臺啟用後有望確認或排除第九行星存在。該研究不僅增進對第九行星的理解，也為探索銀河系行星系統的結構與演化提供新視角。韋伯望遠鏡提高哈伯常數的測量精度原文過去十年，科學家試圖解決早期的宇宙膨脹速率（哈伯常數）與現今不一致的問題，這對宇宙標準模型構成挑戰。科學家利用韋伯太空望遠鏡的新資料，顯示早期與當前膨脹速率可能無衝突，標準模型依然成立。研究使用宇宙微波背景輻射(測量大爆炸後的餘光，提供早期宇宙膨脹資訊)及本地觀測(研究團隊測量附近星系的退行速率，透過超新星、紅巨星和碳星等方法)。測量需校正宇宙塵埃影響、星光亮度差異及儀器誤差，韋伯望遠鏡提高測量精度。研究團隊結合哈伯與韋伯望遠鏡資料，計算哈伯常數為70.4 ± 3% (km/s)/Mpc，與微波背景測量值67.4 ± 0.7% (km/s)/Mpc統計一致，發表於《天文物理期刊》。韋伯望遠鏡的解析度比哈伯望遠鏡高四倍，靈敏度高十倍，能看穿塵埃，精確測量星光亮度。未來研究團隊將觀測後髮座星系團(Coma cluster)，直接測量哈伯常數。低重力加速度環境下的重力理論研究原文寬分離雙星（分離距離大於2000天文單位）是研究低重力加速度（小於1nm/s²）的天然實驗室。韓國研究團隊開發新方法，模擬分析雙星的三維速度，推導重力引數機率分佈，改善僅用二維天空投影速度的傳統方法。研究克服現有僅能「快照觀測」的寬分離雙星（因軌道週期長，僅能測量單一時刻位置與速度）資訊不足的問題。使用歐洲太空總署Gaia第三次資料發布中約300個具精確徑向速度的寬雙星，雖受限於Gaia徑向速度精度，結果與近期研究一致。當內部加速度大於10 nm/s²時，重力符合牛頓力學；低於1 nm/s²（分離距離大於2000天文單位）時，重力比牛頓預測強40%-50%，顯著性差異達4.2σ，符合修正牛頓動力學（MOND）預測。結果顯示低加速度下牛頓動力學的偏差，與銀河系中觀測到的MOND預測一致，排除暗物質解釋，挑戰標準動力學。研究結合新徑向速度資料（來自雙子座北天文臺、Las Cumbres天文臺等）、排除隱藏第三星的狀況，推進重力理論研究。 ※ 本文由萌芽機器人自動轉貼自臺北市立天文科學教育館網站，原始上版日期為 2025/05/29 10:09:00，並有透過程式自動轉換字串，內容僅供參考，若有任何錯誤之處還請見諒！關於臺北市立天文科學教育館：又被稱為台北市立天文館或台北天文館，座落於臺灣臺北市士林區的臺北科學藝術園區內，隸屬於臺北市政府教育局，創立於 1996 年 11 月 7 日，於 1997 年 7 月 20 日正式全面開放。其起源可追溯至臺灣的第一座天文教育機構，即「臺北市立天文台」。

【天文新知】114-05-29天文新知彙整

韋伯望遠鏡捕捉到古代星系的深景原文

圖說：The new image uses a massive galaxy cluster as a magnifying glass to spy on ancient galaxies in the distance universe.

圖片來源：Phys.org

歐洲太空總署（ESA）表示，韋伯太空望遠鏡拍攝迄今單一目標的最深景影像，顯示了宇宙早期的光弧，這些光弧是來自宇宙遙遠過去的星系。
韋伯望遠鏡超過120小時拍攝該影像，是其對單一目標最長的觀測時間，也是迄今最深的宇宙影像之一，影像中心為距地球45億光年的巨大星系團Abell S1063，其重力透鏡效應使背景光線彎曲，形成放大鏡效果。
研究目標是環繞Abell S1063的「扭曲光弧」，這些是宇宙早期星系，科學家藉此研究宇宙黎明時期首批星系的形成。
影像包含九張不同近紅外波長的照片，揭示早期宇宙銀河比預期更大，挑戰現有宇宙學認知。
此影像有助於理解宇宙早期的星系形成過程，並可能促使科學家重新審視宇宙演化的理論模型。

「天問二號」將前往一顆小行星和一顆彗星 原文

天問二號將探索近地小行星469219 Kamo‘oalewa及主帶彗星（main-belt comet，也被稱為活躍小行星） 311P/PanSTARRS ，研究太陽系形成、水源及生命起源，任務歷時十年。
天問二號預計2025年夏季發射，2026年7月抵達Kamo‘oalewa，採集20-100克表面樣本，2027年11月樣本艙返回地球；天問二號預計2035年初將抵達311P/PanSTARRS。
Kamo‘oalewa小行星直徑約40-100公尺，軌道與地球相似，繞太陽一週約365.7天，快速自轉（週期28分鐘），可能是月球撞擊碎片，與地球呈1:1軌道共振，為準衛星。
「天問二號」探測Kamo‘oalewa採用「觸碰即走」（如日本Hayabusa-2）及首創「錨定附著」方法，使用四個鑽頭機械臂固定於小行星表面，應對其快速自轉與低重力挑戰。
311P/PanSTARRS直徑約480公尺，兼具小行星與彗星特徵，軌道週期3.24年，具六條彗尾，可能因快速自轉引發物質拋射。
研究Kamo‘oalewa的起源及311P/PanSTARRS的特性，有助揭示太陽系早期演化及水與有機生命起源。
未來天問三號預計於2028年發射，將把第一批火星土壤樣本帶回地球，而2029年的天問四號將探索木星及其衛星木衛四。

「大軌道行星」如何形成 原文

科學家長期困惑於「大軌道行星」（如假設的第九行星）如何形成，這些行星位於數千天文單位（AU）外的遙遠軌道。
研究團隊透過模擬顯示「大軌道行星」是行星系統早期混亂階段的自然產物，研究發表於《自然天文學》。
研究模擬多種行星系統，包括類太陽系及雙星系統，發現行星常因內部不穩定被推至100-10,000 AU的軌道，並受星團中鄰近恆星重力而穩定下來。
模擬顯示，若太陽系早期經歷天王星、海王星等增長的不穩定階段，類似第九行星的天體被捕獲的機率可達40%。
未被捕獲的行星多成為星際間的「流浪行星」，捕獲效率揭示大軌道行星與流浪行星的關聯。
大軌道行星最有可能在已經擁有氣態巨行星的高金屬豐度恆星周圍發現，Vera C. Rubin天文臺啟用後有望確認或排除第九行星存在。
該研究不僅增進對第九行星的理解，也為探索銀河系行星系統的結構與演化提供新視角。

韋伯望遠鏡提高哈伯常數的測量精度 原文

過去十年，科學家試圖解決早期的宇宙膨脹速率（哈伯常數）與現今不一致的問題，這對宇宙標準模型構成挑戰。
科學家利用韋伯太空望遠鏡的新資料，顯示早期與當前膨脹速率可能無衝突，標準模型依然成立。
研究使用宇宙微波背景輻射(測量大爆炸後的餘光，提供早期宇宙膨脹資訊)及本地觀測(研究團隊測量附近星系的退行速率，透過超新星、紅巨星和碳星等方法)。
測量需校正宇宙塵埃影響、星光亮度差異及儀器誤差，韋伯望遠鏡提高測量精度。
研究團隊結合哈伯與韋伯望遠鏡資料，計算哈伯常數為70.4 ± 3% (km/s)/Mpc，與微波背景測量值67.4 ± 0.7% (km/s)/Mpc統計一致，發表於《天文物理期刊》。
韋伯望遠鏡的解析度比哈伯望遠鏡高四倍，靈敏度高十倍，能看穿塵埃，精確測量星光亮度。
未來研究團隊將觀測後髮座星系團(Coma cluster)，直接測量哈伯常數。

低重力加速度環境下的重力理論研究 原文

寬分離雙星（分離距離大於2000天文單位）是研究低重力加速度（小於1nm/s²）的天然實驗室。
韓國研究團隊開發新方法，模擬分析雙星的三維速度，推導重力引數機率分佈，改善僅用二維天空投影速度的傳統方法。
研究克服現有僅能「快照觀測」的寬分離雙星（因軌道週期長，僅能測量單一時刻位置與速度）資訊不足的問題。
使用歐洲太空總署Gaia第三次資料發布中約300個具精確徑向速度的寬雙星，雖受限於Gaia徑向速度精度，結果與近期研究一致。
當內部加速度大於10 nm/s²時，重力符合牛頓力學；低於1 nm/s²（分離距離大於2000天文單位）時，重力比牛頓預測強40%-50%，顯著性差異達4.2σ，符合修正牛頓動力學（MOND）預測。
結果顯示低加速度下牛頓動力學的偏差，與銀河系中觀測到的MOND預測一致，排除暗物質解釋，挑戰標準動力學。
研究結合新徑向速度資料（來自雙子座北天文臺、Las Cumbres天文臺等）、排除隱藏第三星的狀況，推進重力理論研究。

※ 本文由萌芽機器人自動轉貼自臺北市立天文科學教育館網站，原始上版日期為 2025/05/29 10:09:00，並有透過程式自動轉換字串，內容僅供參考，若有任何錯誤之處還請見諒！

關於臺北市立天文科學教育館：又被稱為台北市立天文館或台北天文館，座落於臺灣臺北市士林區的臺北科學藝術園區內，隸屬於臺北市政府教育局，創立於 1996 年 11 月 7 日，於 1997 年 7 月 20 日正式全面開放。其起源可追溯至臺灣的第一座天文教育機構，即「臺北市立天文台」。