研究專欄

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2022年

博士生 Tanvi Sharma 與陳文屏教授研究大質量恆星誘發星團與恆星形成的過程。我們針對 Sh2-142 這個大質量恆星周圍的氫游離區,探討 DH Cep 這顆大質量恆星其恆星風以及輻射如何影響分子雲(上左圖紅色與藍色曲線為一氧化碳紅移與藍移的輻射強度的分布)、游離雲(上左圖底的可見光照片,黑灰色代表恆星或發射雲氣)、星團(NGC 7380),以及個別年輕恆星(我們利用紅外數據指認)。上圖右為交互作用的示意圖。

Sharma et al. 2022, Astrophy. J., 928, 17,
https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac510b

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碩士生林瀚堂與陳文屏教授研究紅矮星的爆發。這顆 Wolf 359 已知常有亮度爆發,一般認為來自表面磁場重組,有如在太陽表面觀察到的閃焰現象,但紅矮星因為內部對流旺盛,表面磁場更強,更好發閃焰,釋放能量規模也大得多。我們利用兩座望遠鏡同步監測目標,以估計閃焰的次數以及能量分布,尤其針對其中某巨大閃焰事件,利用兩個取樣不同的光變曲線(如上圖所示),我們推測出閃焰實際的強度,以及能量釋放的時間尺度,而這是單一望遠鏡所無法估計。以此閃焰來說,一共釋放 10^33 爾格,實際上爆發峰值達到恆星靜態亮度的1.6倍,而單一望遠鏡各觀測到的峰值都低估為0.4與0.8倍。

Lin et al. 2022, Astron. J., 163, 164
https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac4e92

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碩士生 Aashish Gupta 與陳文屏教授探討鄰近的 Rho Ophiuchi(蛇夫座)區域中的恆星形成過程。由於恆星來自星際雲氣重力塌縮,剛誕生的恆星周圍仍有大量雲氣,而隨著星球演化,不但周圍雲氣消散,原來環繞在恆星四周的盤狀雲氣也消失(或是誕生了行星)。我們利用位於夏威夷 的次毫米波望遠鏡JCMT取得低溫雲氣的分布(上圖灰色曲線標示範圍),並使用紅外波段數據指認不同演化階段的年輕恆星,以及蓋婭 (Gaia) 數據有關星球的距離與運動狀態,探討初生星球跟雲氣的關係。上圖中雲氣集中之處聚集了年輕恆星,而右方的紫色曲線代表雲核,以及剛從其中誕生、周圍仍有充分物質的(第二類)年輕天體,而最右方的紅色曲線則標示周圍物質已經消散的(第三類)年輕星球。已知在此圖以外右下方有個OB星協,我們的研究提供了大質量恆星誘發下一代恆星誕生(從紅色曲線,到紫色曲線,再到雲氣)的時間序列。

Gupta & Chen, 2022, Astron. J., 163, 233
https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac5cc8

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饒兆聰 副教授:利用ZTF的觀測資料,我們第一次求得在gr濾鏡下密接雙星的週光關系。這些坐落在球狀星團的密接雙星(黑色符號),它們的週光關系和在太陽系附近的密接雙星(紫色符號,經過了BV到gr的轉換)所呈現的週光關系有高度的一致性。這研究已發表在Ngeow et al. 2021, AJ, 162, 63。

DOI: 10.3847/1538-3881/ab930b

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Prof. Yen-Chen Pan: Ejecta velocity of SNe Ia is one powerful tool to differentiate between progenitor scenarios and explosion mechanisms. In this paper we investigate the relation between ejecta velocity (using photospheric Si II 6355 line) and host-galaxy properties with ∼280 SNe Ia. We find a significant trend that SNe Ia with faster ejecta velocities tend to explode in massive environments, whereas their slower counterparts can be found in both lower-mass and massive environments. We suggest this relation is likely caused by at least two populations of SNe Ia. We conclude metallicity is likely the dominant factor in forming high-velocity SNe Ia. This also implies their potential evolution with redshift and impact on the precision of SN Ia cosmology. This result has been published in Pan (2020), ApJL, 897, L5.

DOI: 10.3847/2041-8213/ab8e47

圖:中央大學天文所助理教授潘彥丞參與之國際合作計畫「早期超新星巡天計畫」觀測到了一顆紅超新星瀕臨死亡前至爆炸後的整個過程。陳如枝攝

中央大學天文研究所助理教授潘彥丞參與之國際合作計畫「早期超新星巡天計畫」 (Young Supernova Experiment; YSE) 觀測到一顆紅超新星SN 2020tlf瀕臨死亡前至爆炸後約130天的整個過程。此研究由加州柏克萊大學的博士生Wynn Jacobson-Galán所主導,使用了位於夏威夷Haleakala天文台的Pan-STARRS望遠鏡進行巡天,並於2020年間發現了一顆紅超巨星的爆炸。此一天體距離地球大約一億光年遠,而YSE團隊早在爆發前100多天就已偵測到其不尋常的擾動,這也是首次發現紅超巨星在爆發前的光度變化。天文學家認為此一現象可能是由瀕死前的紅超巨星所拋散出的自身物質所造成,其光度變化通常十分微小,需要足夠靈敏的望遠鏡才能發現,這也是為什麼從未發現此一現象,而此觀測將有助於了解大質量恆星如何死亡。 中央大學鹿林天文台一米望遠鏡也參與了此次聯合觀測任務,主要貢獻在監測超新星爆發後的早期光度變化,而鹿林天文台在觀測網中的絕佳地理位置也扮演著十分關鍵的角色,期許未來能在更多重大的超新星事件上有所貢獻。這項重要成果也獲CNN美國有線電視新聞網之報導。該研究發表在Jacobson-Galán et al. 2022, ApJ, 924, 15 (包含本所潘彥丞教授)。

DOI: 10.3847/1538-4357/ac3f3a

圖:左邊是 GIT 的影像,綠色圓圈標識了 JWST 在這影像上的位置。左邊是 LOT 的影像,而紅色圓圈標識 了 JWST 在這影像上的位置。在這兩張影像上的黃色圓圈是同一顆星星,可用來當作參考星來比對 JWST 在這兩張影像上的相對位置(也就是視差)。
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詹姆斯·韋伯望遠鏡離地球多遠?一個天文視差測量的範例
下一代的太空望遠鏡,詹姆斯·韋伯望遠鏡 (James Webb Space Telescope, JWST),在 2021 年 的耶誕節成功升空後,經過一個多月的航程並於 2022 年 1 月底到達了它的目的地 – 拉格朗日 L2 點。這 L2 點離地球大約 150 萬公里,如果用在地球上相隔較遠的兩臺望遠鏡是可以測量到 JWST 的視差。在 2022 年 2 月 8 日這一晚鹿林天文臺的一米望遠鏡 (LOT) 就和在印度的 0.7 米 GIT (GROWTH India Telescope) 望遠鏡合作在同一時間拍攝了 JWST 所在的天區 (如下圖)。根據 JWST 在 LOT 和 GIT 影像上和背景星空的相對位置(也就是視差),我們測量到 JWST 離地球大約 154 萬公里。我們感謝 LOT 的觀測助理(林啟生,蕭翔耀和侯偉傑)對這次觀測的幫忙。