潘彥丞教授的團隊近日發表最新研究，揭開了一類神秘白矮星爆炸的新面貌 —「超錢德拉塞卡」型Ia 超新星。這類超新星與一般的 Ia 超新星大不相同，不僅亮度更高、光變曲線變化更慢，還展現出特殊的光譜特徵。研究團隊首次利用 Swift 衛星建立了紫外線光譜的樣本，結果發現這些謎樣的超新星在紫外線波段異常的明亮，這是目前標準Ia型超新星爆炸模型難以解釋的現象。團隊推測，這可能與超新星爆炸時與周圍物質（CSM）的互動有關。中央大學的鹿林天文台一米望遠鏡也參與了此項研究，在可見光的波段提供與紫外光互補的觀測資料。這項成果已刊登於 Bhattacharjee & Pan et al., 2025, MNRAS, 542, 2752。
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圖：蝘蜓座 (Chamaeleon) 周圍分子暗雲以及相關的年輕恆星。圖中每個灰點代表一顆Gaia DR3的星球，用來襯托分子雲的分布。符號代表不同的年輕恆星族群：藍色與一號雲 (Cha I) 相關，橘色則屬於二號雲 (Cha II)。我們驗證三號雲 (Cha III) 沒有恆星形成活動，但驗證有三顆屬於二號雲的成員，投影在 Cha III前方，另外位於西南方的兩個分子雲 Cha East I and II （未顯示在圖中）也沒有年輕恆星。在雲氣之外，有一些之前不知道的年輕星體，以及屬於其他星團（紅色），或位於西北方向（未顯示在圖中）、鄰近的OB星協（紫色），雖然投影在相同天空區域，但分析它們的距離以及運動可以明顯區分出來。有編號的星星是我們新確認的年輕成員。這項研究是陳湘喻碩士論文的一部份，結果發表在 New Astronomy, 2025, 120, 102421
恆星從星際雲氣中成群誕生，有時受到大質量恆星影響，誘發新一代的恆星形成。碩士生陳湘喻跟指導教授陳文屏指認蝘蜓座分子暗雲區的年輕恆星，研究它們的空間分布、與雲氣以及與鄰近大質量恆星的關係，探討此區域恆星形成的過程。我們利用 Gaia 數據找出距離以及運動一致的星體，然後以紅外波段的2MASS 與 WISE資料診斷周圍是否有初生恆星特有的塵埃。這個區域有三個主要分子雲，其中已知 Cha I 恆星形成最活躍，其次是 Cha II，而 Cha III 則沒有任何年輕恆星。之前研究侷限於雲氣濃密之處，而我們使用全天數據，得以指認雲氣以外的成員星，用以解讀恆星誕生與雲氣消散的歷史，並詳細分辨出投影在在同樣天區，但屬於不同雲氣（距離、年齡稍異），以及不同星團，甚至鄰近OB星協的年輕成員（距離、年齡完全不同）。研究結果顯示大質量恆星的恆星風及輻射影響了此區域的雲氣結構（包括北方的 Musca 絲狀暗雲）以及恆星誕生的過程，但整個誘發過程止於 Cha III 之前，並未繼續往南方擴展。
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圖: 4U 1820-30 1987年至2023年間超軌道相位的演化。虛線、實線和短虛線分別代表線性、突變（glitch）和二次模型的最佳擬合結果。陰影區域表示在MJD 50,773至52,627之間的低功率狀態，垂直點線表示週期突變時間 MJD 52,380±414 （由突變模型評估所得），而水平方向的誤差表示突變時間的1σ誤差。
碩士生吳君磊與周翊教授對低質量X光雙星4U 1820-30的超軌道光變進行研究。長久以來，天文學家認為4U 1820-30的約171天超軌道光變可能由第三顆星環繞雙星系統產生的共振現象所導致，稱為三體模型，而其模型預測的週期穩定性是驗證此模型的關鍵。周教授率領的研究團隊分析了六座巡天或掃描式的X光望遠鏡長達36年的觀測數據，發現超軌道週期顯著縮短，從171天減少至167天。進一步的相位分析顯示，該週期可能在2001年初至2003年中產生突變，或以 Ṗ=(-4.20±0.72)x10-4 天/天的變化率逐漸改變。這與三體模型穩定週期的預測不符，嚴重挑戰了該假說。為解釋4U 1820-30的超軌道光變，周教授團隊提出，它可能由輻照引發的質量轉移率不穩定所造成。本研究論文已刊登在Astrophysical Journal ( Yi Chou et al. 2025 ApJ 981 43 )，其預印本於2024年9月上傳至arXiv後，即被知名科普網站Phys.org報導，標題為 "Study Inspects Unusual Behavior of an X-ray Binary" 。
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圖: 小行星各家族 (Hungaria, Flora, Baptistina, Phocaea, Massalia, Vesta, Nysa-Polana, Maria, Adeona, Eunomia, Juno, Agnoa, Eos, Koronis, Hygiea, Themis, Euphrosyne, and Hilda families)的相位曲線在HG1G2模型中的分佈情形
小行星的分類與大小不再局限於多色測光與光譜觀測
小行星是圍繞太陽運動的岩石或者金屬天體，它們是太陽系形成早期未能發生吸積的殘留物質，因此仍然保存著太陽系原始星雲的信息。 S型和C型是最常見的小行星類型，分別代表了小行星兩種不同的光譜特徵，與它們的物質成分相關。1984年Tholen使用色測光數據將小行星進一步分類，隨後可見光與紅外波段的光譜將小行的分類更加細分，然而小行星光譜觀測與大樣本多色測光數據耗費大量觀測資源，因此尋找替代小行星光譜的分類方法便成為科學家近年來的主要目標。近年來各研究機構陸續使用大型望遠鏡展開巡天計畫，這些巡天計畫往往為了巡天效率多使用單一濾鏡或者少數濾鏡來節省巡天時間，這縮短的時間對瞬變天體很有時效性，但對區分小行星類型是無助益的，因為無法使用多色測光數據得到小行星的色指數，進一步對 多個色指數開展主成分分析!
林忠義博士利用Zwicky Transient Facility（ZTF）(位於加利福尼亞州帕洛馬山的施密特望遠鏡擁有觀測視野達到47平方度)巡天資料將小行星進行光譜分類，論文研究方法為使用單一顏色濾鏡(雖然ZTF有三種濾鏡，但仍以r’觀測資料為最多)求得小行星光度隨相位角之間的關係，也稱之為小行星的相位函數，並將其分類。最後是用分類結果將小行星大小算出，隨後比較各小行星家族的大小分佈函數(size distribution)，了解各家族形成的時間與關聯性。這些研究成果已於今(2025)年6月20日發表於國際期刊《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。
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圖: SLT三色合成影像SN 2024ggi與其宿主星系NGC 3621。
由陳婷琬教授主持的Kinder計畫，透過鹿林天文台40公分SLT望遠鏡，在SN 2024ggi爆炸後僅14小時即成功取得其極早期的光度與溫度演化資料。SN 2024ggi 位於星系 NGC 3621，由大稀奇天體實驗室參與的ATLAS 計畫所發現，是近十年來距離地球最近的核心塌縮超新星之一（約 6.6 Mpc）。本研究特別結合了來自臺灣與香港的公民天文學家之力量，透過他們提供的光度觀測與鹿林SLT的早期觀測相互補強，提高時間解析度，使研究團隊得以重建SN 2024ggi爆炸初期的完整光變曲線。另外，這也是鹿林天文台首次實現「超新星夢幻連動觀測」：LOT負責光譜，SLT觀測光度！觀測顯示該超新星在早期階段光度迅速上升、顏色轉藍，並伴隨窄發射譜線，顯示其爆炸受到周圍環星物質的顯著影響。研究團隊推測，其前身星為紅超巨星，在爆炸前每年流失約10⁻³個太陽質量，並被約0.4個太陽質量的環星物質所包圍。本成果已發表於《The Astrophysical Journal》（Chen et al. 2025, ApJ, 983, 86）。
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圖：AT 2024gsa的LOT發現影像（左上），以及後續由Pan-STARRS1（右上）與Gemini望遠鏡（左下）取得的追蹤觀測影像。同時右下角顯示的是來自DECam的歷史影像。
由陳婷琬助理教授主持的Kinder計畫，使用鹿林天文台一米望遠鏡（LOT）偵測到天關衛星EP240414a事件的光學對應體 AT 2024gsa，並且通報給天文社群。這是天關衛星所發現的第二個具光學對應體的快速X射線瞬變源。該源位於其可能宿主星系（紅移 z ≈ 0.4）外圍，投影距離約27千秒差距。AT 2024gsa 的可見光光變曲線顯示出三個明顯的演化階段。第一階段為自初次觀測起的快速光度衰減，鹿林的早期觀測成功捕捉到這段變化，其光度演化與伽瑪射線暴（Gamma-Ray Bursts）餘輝模型相符。第二階段則是一次再增亮事件，約在兩日（已校正紅移後的時間）內急遽增亮至絕對星等Mr ≈ −21。儘管其明亮亮度與衰減速率類似於高亮度快速藍色光學瞬變（Fast Blue Optical Transients），但AT 2024gsa的色溫卻顯著偏紅，且其峰值亮度與熱輻射模型不符，暗示其並非高亮度快速藍色光學瞬變。第三階段則在快速X射線瞬變源事件發生後約16天達到另一個光度高峰，絕對星等Mi ≈ -19，可能與一顆逐漸顯現的超新星有關。
綜合EP240414a與歷來所有具有紅移資訊的快速X射線瞬變源事件，我們提出：天關衛星所發現的這類快速X射線瞬變源很可能主要來自高紅移的伽瑪射線暴，與早期所知的低紅移、低光度快速X射線瞬變源族群在起源與性質上有明顯差異。本成果已發表於《The Astrophysical Journal Letters》（Srivastav, Chen, Gillanders三位共同第一作者, 2025, ApJL, 978, L21）。
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潘彥丞教授的團隊研究了Ia型超新星及其宿主星系，發現超新星的噴發物速度以及其生長環境可能存在著緊密的關係。此研究首次針對超新星爆發位置週邊的環境作分析，並發現具有高噴發物速度的Ia型超新星傾向在年老的恆星族群中產生，而低噴發物速度的Ia型超新星則不管在年輕抑或年老的恆星族群中皆可產生。此暗示著正常的Ia型超新星可能經由一個以上的管道所產生，也挑戰著過去研究認為Ia型超新星作為宇宙標準燭光所應具備的一致性。此研究已發表在 Lin & Pan et al., 2024, MNRAS, 531, 1988
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Virgo III是最新被發現的超暗矮星系（UFD)。我們使用鹿林1米望遠鏡(LOT)來尋找在這矮星系內的天琴座RR型變星。利用LOT長曝光的影像，在r波段可達~23星等，我們發現了3顆天琴座RR型變星。它們在這張LOT拍的影像中被標識爲V1，V2,和V3。從這3顆被發現的天琴座RR型變星，我們測量Virgo III的距離爲154 kpc 。
本研究成果發表於 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad49a9#ajad49a9f3
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潘彥丞教授所主導的國際合作研究使用泛星計畫深度巡天的數據發現Ia型超新星的性質可能隨著時間而演化。Ia型超新星作為目前天文學家所使用最精確量測宇宙膨脹的工具，被普遍認為有著均勻一致的性質，且其性質應不隨宇宙的演化而有明顯改變。然而此研究結果顯示，Ia型超新星可能同時存在兩種不同族群，其在噴發物速度上有著明顯分野，且不同族群間的數量比例隨著時間而演化，此一結果可能衝擊Ia型超新星在探測宇宙膨脹以及暗能量的精準度。此研究已發表在 Pan et al., 2024, MNRAS, 532, 1887
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- 恭賀本所 潘彥丞老師 通過114學年升等為副教授 (2025-06-13)
- 恭賀 本所碩士班戴辰宇同學榮獲2025年天文年會口頭報告特別獎、碩士班李昱星同學榮獲最佳學生壁報獎 (2025-05-19)
- 恭喜本所潘彥丞老師、陳婷琬老師榮獲「114年理學院推動科技研究發展學術活動獎勵」。 (2025-05-13)
Colloquium
- 日期: 2025-11-07
時間: 14:00
地點: S4-1013
講者: Dr. Ishika Palit
講題: Obliquity of Black Hole Magnetospheres and Its Impact on Accretion Dynamics
- 近期無會議及研討會
- Dr. Yair Krongold (2025-11-04~2025-11-06)