研究專欄

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2021年

圖:由Apache Point Observatory 3.5米與Palomar P200 (~5米) 望遠鏡分別於2019年二月與2020年八月拍攝Gault 活躍(彗尾特徵)與靜態的照片

林忠義 博士後研究員:2019年1月,位於主帶小行星(6478) Gault突然有彗尾特徵,推測這小行星彗尾來自於小行星本身自轉。我們團隊利用鹿林一米(LOT)、夏威夷一米(MLO)等望遠鏡來量測非活躍時期Gault的週期,由連續觀測與週期性分析發現小行星自旋週期約~2.5小時!這接近小行星自旋週期極限,因此也間接證明YORP效應的確讓此小行星變得極為脆弱,表面物質開始彌散出來

圖: ZTF, ARC,與HST的P/2019 LD2 影像

木星特洛伊小行星群的不速之客-彗星 P/2019 LD2
林忠義 博士後研究員:2019年由ALTAS發現木星特洛伊小行星群竟然有彗星存在,一般來說在這區域的小天體,任何水、冰的物體早就被蒸發掉了,因此這顆彗星的存在實在令人意外!從觀測資料中我們算出半徑,確定彗尾、彗核結構,塵埃粒子的大小和速度,由模擬中得知約2年前LD2被木星捕捉成為特洛伊小行星群,約9年後離開現在的區域成為木星族彗星一員。

圖: Wolf 359之閃焰發生次數(藍色長條圖)、能量(黑色菱形)與自轉相位曲線(紅色小點,代表可能黑子聚集區域)的關係。上面附有恆星黑子區域與相位曲線的關係示意圖。

林家龍 博士生: Wolf 359是一顆光譜型M5且離太陽系第五近的年輕閃焰紅矮星。目前已知可能有至少兩顆系外行星圍繞著它。我們利用K2 mission以及地面1-2公尺望遠鏡全球系外行星探測EDEN project所觀測長達約80天的高時間解析度的光變曲線中共探測到872閃焰。這表明Wolf 359每天可產生10次以上的閃焰。其中最大的閃焰釋放的能量為約 2×1033 erg。從頻率分布來看,Wolf 359每年可產生約10次與之相當的閃焰。從太陽的經驗上看,閃焰傾向在黑子附近爆發。然而在Wolf 359光變曲線的自轉向位分析中(如圖),我們發現其閃焰活動與可能黑子集中之區域並沒有關係。 該結果已在2021年發表於Astronomical Journal: Lin, C.-L., Chen, W.-P., Ip, W.-H., et al. 2021, AJ, 162, 11 (包含本所陳文屏教授以及葉永烜教授)。

DOI: 10.3847/1538-3881/abf933

圖:星系團中的質量-速度離散度關係

田雍 博士後研究員: 我們在星系團中首次發現了一個緊密的運動學關係。在本圖中,兩軸分別來自兩個獨立的量測:(1)總可見物質質量(Mbar)包含X射線的氣體質量和成員星系質量;(2)平坦的速度離散度(σ)從成員星系的速度分布中得到。其關係顯示Mbar正比於σ的四次方,該關係與螺旋星系中的Tully-Fisher關係高度類似,但是截距則暗示了一個更大的加速度尺度。此結果同時證實了我們之前在星系團加速度關係的預測( Tian et al. 2020, APJ, 896, 70)。該研究發表在 Tian et al. (2021), ApJ, 910, 56 (包含本所高仲明教授)。

DOI: 10.3847/1538-4357/abe45c

圖:在宇宙射線與波之中的流出

畢拉爾 博士生:電漿流出對抗重力位能通常被參照為星系的熱流出。如果熱氣體是受到宇宙射線的影響,我們則參照這些為宇宙射線伴隨流出。我們在流體力學中呈現波上面一個非常有趣的強耦合宇宙射線擴散係數。有兩個可能的流出分類依賴定義出的聲速。其一是次聲速流出,其次則是超聲速。在附圖中,我們顯示在同樣邊界條件下的不同速度和壓力行為。熱流與宇宙射線流非常相似。準熱流在基線上非常相似其他兩個,但是順著熱流某處,波則從熱氣體去耦合,而流出則是純粹熱流。更甚至,我們增加了非線性的藍道阻尼效應(Landau damping effects)在不同的流出剖面上。該結果發表在Ramzan et al. (2020), ApJ, 905, 117 (包含本所高仲明教授)。

DOI: 10.3847/1538-4357/abc82b

圖:太陽天頂角-高度坐標系統中離子密度分佈的等值線圖,離子種類包含輕離子(質量14–17), 主要離子(質量28–29),和重離子(質量39–66)。

許仁愷 博士後研究員: 泰坦星(Titan)是土星的第一大衛星,也是太陽系目前已知唯一擁有與地球類似富含濃厚氮氣大氣層的衛星。卡西尼號(Cassini)在過去13年裡針對泰坦星進行了127次的飛掠(flyby),提供了大量觀測數據進行研究與分析。我們使用卡西尼號所搭載的離子及中性粒子質譜儀(INMS)觀測資料建立泰坦星的電離層模型。由於產生機制不同,初始離子和主要離子的空間分佈有著很大差異。而對於質量較大、化學壽命長的離子種類,我們發現質量越大,密度峰的高度越低。並且由於電離層的晝夜傳輸,重離子的晝夜變化明顯小於初始離子和主要離子種類的變化。該結果已在2021年發表於The Planetary Science Journal: Hsu, J.-K. and Ip, W.-H., et al. 2021, PSJ, 2, 4 (包含本所葉永烜教授)。
DOI: https://doi.org/10.3847/PSJ/ac11ff