发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　美国科罗拉多大学波德分校的物理学家Sascha Kempf领导的一项新研究提供了迄今为止最有力的证据，证明土星环非常年轻，这可能会回答困扰科学家一个多世纪的问题。

图说：土星环的条纹颜色可能来自于被困在环冰中的少量杂质所造成。（Credit: NASA/JPL/Space Science Institute）

　　这项研究已发表在《科学进展》期刊上，认为土星环的年龄不超过4亿年。这使得土星环比大约有45亿年的土星本身要年轻很多。本研究中，Kempf团队开始藉由研究土星环尘埃积聚的速度来确定土星环形成的时间，有点像用手指沿着房子的表面滑动来判断房子的年龄。Kempf说：「把土星环想像成你家的地毯，如果你已经铺好乾淨的地毯，只需要等待灰尘落在地毯上，对土星环来说也是如此。」

　　从2004年到2017年，该团队使用了NASA的卡西尼号探测器上的宇宙尘埃分析仪来分析围绕土星飞行的尘埃微粒。在这13年里，研究人员只收集了163颗的微粒，但这已经足够了。根据他们的计算，土星环可能只聚集了几亿年的尘埃。换句话说，土星环是一种新现象，它的出现（甚至有可能消失）在宇宙中相当于一眨眼的时间，但仍然不知道这些环最初是如何形成的。

　　土星主要有七个由无数冰块组成的环，大多数都不比地球上的巨石大。总的来说，这些冰块的总重量约为土卫一（Mimas）的一半，并从土星表面延伸了近28万公里。Kempf补充说，在20世纪的大部分时间，科学家们都认为土星环可能与土星同时形成。

　　研究小组估计，行星际尘埃每年对土星环每平方英呎的贡献远不到1克，虽然只是一点点，但随着时间的推移，累积起来已经足够了。土星环可能已经正在消失，在之前美国NASA的科学家报告说，冰正在慢慢地降落到土星上，并可能在未来1亿年内完全消失。

图说：由LASP设计和建造的木卫二表面尘埃分析仪（SUDA）将收集尘埃颗粒，作为美国NASA木卫二快船任务的一部分。（Credit: Glenn Asakawa/CU Boulder）

　　卡西尼号提供了一个确定土星环年龄的机会，它于2004年抵达土星并收集数据，直到2017年故意坠入土星大气层。宇宙尘埃分析仪的形状有点像一个水桶，当微粒呼啸而过时，就会把它们舀起来。科罗拉多大学波德分校的大气与太空物理实验室（Laboratory for Atmospheric and Space Physics，LSAP）的研究人员为美国NASA即将于2024年发射的木卫二快船（Europa Clipper）任务设计并建造了一个更复杂的尘埃分析仪。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：University of Colorado at Boulder

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　先前已确认的土星卫星为83颗，就在2023年2月初才被木星超越而已，现在由中研院天文所博士后研究员Edward Ashton所领导的跨国合作团队发布了新的62颗土星卫星，让土星的卫星总数一举达到145颗，让木星看不见车尾灯。

　　新卫星的发现采用了一项基本却有效的方法，针对卫星们在天空中移动速度相同的特性去追踪它们，并借此增强来自那些更暗的卫星讯号，在这种方法下，一般太暗导致无法成像的卫星也无所遁形，因此这种基本却有效的方法也被简单地命名为「位移叠图法」（Shift and stack）。

　　科学家在过往就是使用这种方法来探寻天王星及海王星的卫星，然而这是首次将其应用于土星上，研究团队采用了加法夏望远镜的观测资料及前述方法，使他们能够测量的卫星小至直径2.5公里的程度。虽然在2019年时早就已经发现了一些卫星，但是团队为了确认它们的存在，花费了24个月的时间在不同的夜晚艰苦的比对，最终核对了63个天体。在一份新闻稿中，Edward Ashton表示：追踪这些卫星就好像小时候画的连连看那样，只不过是100多张图通通叠在同一个画面上就是了，所以你也不知道哪个点是属于哪张图的。

　　新发现的卫星都是不规则卫星，而根据不同的轨道倾角也有不同的三种分类，分别为因努特群（Inuit group）、高卢群（Gallic group）、诺尔斯群（Norse group），命名的来源均属北欧神话，这三组卫星被认为是由大卫星的撞击或分裂所形成的，不少还处于逆行轨道（与行星运行轨道相反），研究这些卫星的轨道可以帮助天文学家更了解这些气态巨行星系统里的演化历史。

　　随着现代望远镜的极限不断提昇，我们只会发现更多的卫星，或许卫星之王的桂冠也会再次易主，但这次可能会比较久一点。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Space.com、英属哥伦比亚大学

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　一个新的研究发现：透过宇宙射线和雷射显示在意大利那不勒斯（Naples）的地下深处，埋藏着最初定居的希腊人遗迹。研究人员早就知道古希腊墓葬隐藏在城市下方，但无法进入墓室。现在，尖端技术使研究人员无需任何挖掘即可窥视地底下。

　　那不勒斯最初被称为库麦（Cumae），后来在西元前650年左右更名为尼亚波利斯（Neapolis ，意即“New City”），拥有寺庙、广场和众多的地下墓室。在Rione Sanità人口稠密且风景如画的现代区，多个时代的墓室众所周知，从希腊时期（西元前6世纪到西元前3世纪），有称为hypogea的富人墓室，以及罗马帝国时期（西元2至4世纪），有早期的基督教地下墓穴。

　　但是地面的现代建筑使得很难进入地表下方10公尺深的古代下水道、蓄水池和墓室等遗迹，因此意大利和日本研究人员使用缈子摄影术（muography）的技术来识别希腊时期未知的地下墓室。他们的研究发表在2023年4月3日的《Scientific Reports》期刊上。

　　缈子（muon）是一种类似于电子的轻子，但质量比电子大。1936年，科学家发现缈子是由宇宙射线与地球大气层交互作用的产物，这些微小的粒子很容易穿透牆壁和岩石。

　　在这项研究中，使用核乳胶技术（nuclear emulsion technology）记录缈子的轨迹，其中使用极其敏感的摄影胶片来捕捉带电粒子的路径。通过使用粒子探测器测量缈子的通量，研究人员可以观察火山、地下洞穴甚至埃及金字塔。

　　希腊墓葬距离地表约10公尺，研究人员在地下18公尺的地窖安装粒子探测器，该地窖在19世纪用于火腿熟成。研究人员记录了28天的缈子通量，捕获了大约1000万个缈子。为了识别未知结构，研究人员需要一个已知的地下3D模型。他们将已知的雷射扫描3D模型与测量的缈子通量进行比较。在3D模型中不可见，而缈子通量图像中的异常之处可以自信地假设为隐藏的或未知的墓室，墓室的面积约为2×3.5公尺，其矩形形状表明它是人造的而非天然的。

　　考虑到墓室的深度，研究人员认为它是西元前6至3世纪希腊墓地的一部分。这可能是一个富人的坟墓，类似于19世纪末发现的Toga wearers和 Pomegranates地下墓室。 然而，研究人员无法知道墓室内有什麽，缈子摄影术无法分辨尺寸小于10公分的物体，只能知道墓室的大致形状，但看不到骨头等小细节。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：Live Science

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家使用韦伯远镜拍摄北落师门周围温暖的尘埃，发现这些尘埃结构比太阳系的小行星和柯伊伯带要复杂得多，3个嵌套带从恒星延伸至230亿公里，这是地球到太阳距离的150倍，最外层尘埃盘的规模约是柯伊伯带的两倍，而前所未见的内层盘，则由韦伯首次揭示。

　　北落师门位于南鱼座，是秋季南天中最明亮的一颗星，距离太阳约25光年。尘埃盘是较大天体碰撞产生的碎片，类似小行星和彗星，常被称为「残屑盘」。研究人员表示北落师门有类似于我们行星系统的成分，若能拍摄到足够深的照片，透过观察这些环，将有助于勾勒出一个行星系统的样子。之前哈勃、赫歇尔太空望远镜及阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA）都曾拍摄过最外层盘的清晰影像，但却从未发现其内部有任何结构。韦伯首次用红外光看到了这些内部区域灰尘产生的热辉光。

图说：由韦伯中红外成像-光谱仪（MIRI）所拍摄围绕着北落师门的残屑盘影像，显示了3个嵌套带，从恒星延伸到230亿公里。右侧突显出来的巨大尘埃云为红外波段影像，分别为23微米和25.5微米。图片来源：NASA, ESA, CSA, A. Gáspár (University of Arizona)。影像处理：A. Pagan (STScI)。

　　哈勃、ALMA和韦伯望远镜正合作对一些恒星周围的残屑盘进行全面的观测。研究团队表示借助哈勃和ALMA可以对类似柯伊伯带的物体进行成像，我们已经了解大量关于外盘如何形成和演化的讯息，但仍需要韦伯对小行星带成像，以了解这些圆盘内部的温暖区域。这些尘埃盘很可能是由看不见的行星产生的引力凋刻而成的，如同太阳系内部，木星包围着小行星带，柯伊伯带的内缘由海王星塑造，而外缘则可能由小行星带之外尚未发现的天体所包围。透过韦伯拍摄到更多的系统，将使我们可以更加了解其行星的配置。

　　北落师门的尘埃环于1983年由红外线天文卫星（IRAS）观测时发现。研究人员认为这颗恒星周围可能有一个非常有趣的行星系统，并且从未想过有第二个中间带和更宽的小行星带如此复杂的结构。这种结构非常令人兴奋，因为当天文学家看到圆盘中的缝隙和环时，会认为可能有一颗嵌入的行星在塑造环！

　　韦伯还拍摄称之为「大尘埃云」的影像，这可能是两个原行星体在外环发生碰撞的证据，这与2008年哈勃首次在外环内发现的疑似行星不同，随后哈勃在2014年发现该物体已消失。而合理的解释是这个新发现的特征与之前的特征一样，是由两个冰冷的天体相互碰撞而产生非常细小的尘埃颗粒组成不断膨胀的尘埃云。

　　围绕恒星原行星盘的想法可追溯到1700年代后期，当时天文学家伊曼努尔‧康德（Immanuel Kant）和皮耶-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）提出星云假说，太阳和行星由旋转的气体云形成，这些气体云由于重力而坍塌变平，随着行星的形成和系统中原始气体的扩散，残屑盘随后形成。像小行星这样的小天体正在发生灾难性的碰撞，并将其表面粉碎成巨大的尘埃云和其他碎片。对其尘埃的观察为系外行星系统的结构提供了独特的线索，可以延伸至地球大小的行星甚至小行星，因这些行星太小而无法单独被看到。相关研究成果发表于《Nature Astronomy》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：NASA