編譯／潘楠慕

智利北部為全球天文觀測重鎮，設於當地帕瓊峰（Cerro Panchon）的薇拉・魯賓天文台（Vera C. Rubin Observatory），配備全球最大數位天文相機，將於明年啟用，可望為探索宇宙奧祕帶來徹底的改變。

這具「大型綜合巡天望遠鏡」（LSST）就像一台小轎車般大，重達2.8噸，由美國能源部旗下國家加速實驗室（SLAC）歷時20年打造，於4月初完工，明年初將拍下第一批「開光照」。智利天文學會（Sochias）主席狄亞斯（Bruno Dias）說，研究人員將能夠「從研究一顆恆星，進展到同時研究數千顆恆星」。

薇拉魯賓天文台位於海拔2500公尺的帕瓊峰（Cerro Panchon）上，由美國政府資助的國家光學紅外線天文研究實驗室（NOIRLab）管理。大型綜合巡天望遠鏡首要任務就是為期10年的同名計畫，要揭開約2000萬個星系、170億顆恆星和600萬個天體的資訊。

這部巨大的天文相機主鏡頭直徑達1.5公尺，視直徑3.5度，焦平面由201塊電荷耦合元件（CCD）組成，拍出的照片每張高達32億像素，是當前全球最強大數位相機的3倍、NOIRLab現有最頂級天文相機的6倍，影像大到需要動用300多部一般的高解析度電視機排在一起，才能完整呈現一張全尺寸照片。

該天文台主任伊維奇契（Zeljko Ivezic）表示，隨著大型綜合巡天望遠鏡加入，「我們即將開始測繪有史以來資訊量最大的夜空圖」；負責相機部門的副主任魯德曼（Aaron Roodman）說，這部相機最重要的特色就是它的解析度，拍出的影像十分細膩，「可以分辨出15英里外的一顆高爾夫」。

智利北部沙漠山脈因氣候乾燥和少有雲層遮擋，擁有全球最清朗天空視野，因此成為天文觀測的理想地點，1960年代智利第一座國際天文台「托洛洛山美洲際天文台」（Cerro Tololo Inter-American Observatory，CTIO）建成使用後，至今全球3分之1的最強大望遠鏡都設於此，堪稱「全球天文首都」。

狄亞斯表示，儘管世界其他各地也陸續打造了具有影響力的天文台，但是，在全球天文學領域，「智利是無與倫比的」。

LSST相機明年投入運作後，將每30秒曝光一次，每晚可拍攝約1000張影像，但是需要花3天時間拼接出一張照片，每3天完成一次對南半球夜空的掃描，讓天文學家以前所未有的新視野觀測宇宙。

NOIRLab副主任寇德（Stuartt Corder）指出，科學家將因此能獲得最新的太陽系影像，據此繪製銀河系面貌，並且更深入研究推動宇宙加速膨脹的暗能量，以及在宇宙結構中占85%的暗物質。美國能源部宇宙尖端研究計畫經理透納（Kathy Turner）表示，揭開這些奧祕攸關拓展人們對基礎物理學的理解，LSST相機將成為維拉魯賓天文台更深入探索宇宙的核心，回答當今物理學中一些最艱難、也最重要問題。



遙遠的火星 也會攪動地球洋流

火星距離地球約2億多公里之遙，不過一份地球深海洋流研究驚訝地發現，這個紅色星球可協助驅動地球深海的「巨大漩渦」，從而影響地球氣候。

科學家分析這50年來從數百個深海地點鑽取的沉積物，回溯地球幾百萬年的歷史，以利更深入了解深海洋流。研究發現，這些沉積物顯示，深海洋流以240萬年為一周期，時弱時強。提出這份研究報告的澳洲雪梨大學沉積學學者杜特凱維奇（Adriana Dutkiewicz）說，唯一的解釋就是，「這些洋流與火星和地球環繞太陽運行的相互作用周期有關聯」。

這是第一份研究建立這種關聯性。火星和地球透過一種「共振」現象互相影響，即兩個環繞太陽運行的天體，因為引力相互推拉，這種相互作用改變其軌道形狀，影響軌道接近圓形的程度和與太陽之間的距離。

對地球而言，與火星的相互作用轉化成一段段太陽能量增加，也就是氣候自然暖化的時期，這些時期與洋流增強有關係。這份3月在《自然通訊》（Nature Communications）期刊發表的報告，稱這種「巨大的漩渦」可深達深海海底，侵蝕海床，導致大量沉積物如雪堆般堆積，這些漩渦甚至可能有助於減緩「大西洋經向翻轉環流」（AMOC）的瓦解。

AMOC扮演將熱帶溫暖海水往北輸送到北大西洋的輸送帶功能，這股環流瓦解將造成氣候災難。報告共同作者、雪梨大學地球物理學教授穆勒（Dietmar Mueller）指出，人們擔心這道洋流停擺，可能意味著富含氧氣的海洋表層海水將無法與較深層海水混合，導致海洋有如死水，而他們的研究顯示，這種強勁的深海漩渦或許能防止海洋循環停滯。



超大質量黑洞 指紋透露結構之謎

天文學家透過測量光偏振效應，首度揭露位於我們所在銀河系中央的「人馬座A星」（Sagittarius A*）黑洞的周圍磁場，這個以扭曲光線呈現的旋轉磁場，有如黑洞的「指紋」。

人馬座A星為超大質量黑洞，其磁場結構是利用「事件視界望遠鏡」（EHT）攝得，美國哈佛史密森天體物理中心天體物理學家伊薩翁（Sara Issaoun）說，這個強大、扭曲而有組織的磁場，與迄今唯一直接拍攝到的超大質量黑洞「室女A星系」（M87）黑洞磁場結構，有驚人相似之處。

由於沒有任何物體可以逃離黑洞無比龐大的引力，就連光也不例外，因此要拍攝黑洞並不容易。跨國合作的事件視界望遠鏡計畫多年來一直在收集數據，來呈現人馬座A星和M87星系黑洞的影像。

其中一種方式就是利用黑洞對光的偏振影響。哈佛史密森天體物理中心天體物理學家里卡特（Angelo Ricarte）解釋，透過對黑洞附近炙熱發光氣體的偏振光成像，就能直接推斷出貫穿黑洞吸積和噴出氣體以及物質流的磁場結構和強度。

人馬座A星和M87星系黑洞宿主星系不同，前者質量約是太陽質量的430萬倍，並不非常活躍，而後者高達太陽的約65億倍、非常活躍，兩個差異如此大的黑洞，卻有非常相似的磁場結構。

這份研究報告4月在《天文物理期刊通訊》（The Astrophysical Journal Letters）發表。事件視界望遠鏡副首席科學家、義大利物理學教授戴羅倫提斯（Mariafelicia De Laurentis）認為，這樣的強大磁場可能是黑洞普遍、而且或許是基本的特性。