編譯／潘楠慕

火星為什麼是紅色的？過去的看法認為，是因為在乾燥環境下形成的氧化鐵礦物「赤鐵礦」的化學作用，不過，最新發表的一份研究推翻這種論點，認為是存於有水環境的水鐵礦。這份研究可能改變長期以來有關火星「紅色」之謎的主流論點，並為這個「紅色星球」可能的適居性提供新線索。

過去數十年來，科學家根據位於火星軌道的太空船，和火星地表探測車所收集的觀測資料，普遍認為火星的紅色，源自氧化鐵礦物塵埃。這些氧化鐵是存於火星岩石中的鐵，與水、氧反應後形成，如同地球上的鐵生鏽；經過數十億年，氧化鐵分解成塵埃，被火星上的風帶到各處，然後落下。

然而，由於探測器並未探測到火星上任何有水存在的證據，因此科學家認為，這種氧化鐵是赤鐵礦，而且可能是在火星歷史的較後期，而非在疑似曾有湖泊和河流的早期形成。

不過，紐約布朗大學地球、環境與行星學系博士後研究員瓦蘭提納斯（Adomas Valantinas）等研究人員2月在《自然通訊》（Nature Communications）期刊發表的研究卻認為，火星紅色外表，可能是含水氧化鐵「水鐵礦」，而非赤鐵礦造成的。儘管過去也有研究暗示，水鐵礦是一個可能原因，不過，布朗大學這份研究是首次結合觀測數據和實驗室分析，提出證據。

研究人員根據歐洲太空總署（ESA）、美國國家航空暨太空總署（NASA）的多具探測衛星和火星探測車探測數據，所揭露出的火星塵埃粒子大小和可能成分，在實驗室中複製出火星塵埃，再以類似探測衛星上使用的分析技術，分析複製版塵埃，之後與探測器數據比較。

瓦蘭提納斯指出，「我們發現，將水鐵礦與玄武岩混合，最能符合太空船觀測所見的礦物特徵」。水鐵礦只能在水還存在於表面時形成，塵埃又覆蓋幾乎整個火星地表，這意味著，火星氧化時間比之前所認為的更早，而且在火星早期環境中，液態水或許比目前推測的更廣泛存在，「這是生命存在的必要前提」。

研究人員認為，水鐵礦有可能在大約30億年前形成，這時期火星火山活動密集，可能引發冰層融化，以及水與岩石的交互作用，為水鐵礦的形成提供有利條件。

這項發現提供有關火星地理和氣候歷史的新線索。ESA和NASA的「火星樣本返回計畫」（Mars Sample Return）」，預定2030年代初期，將火星岩石和塵埃樣本送回地球，屆時將可進一步驗證這份研究的結論。瓦蘭提納斯說：「火星依然是紅色星球，只是我們對其紅色成因的了解，已經徹底改變。」



2超大質量黑洞 纏繞共舞合併

距離地球8億光年的星系深處，一對超大質量黑洞相距僅300光年，彼此互繞，這是天文學家迄今透過可見光和X射線，捕捉到彼此距離最近的黑洞，有如正在共舞的雙人組。

這項研究使用美國國家航空暨太空總署（NASA）的哈伯、錢德拉X射線望遠鏡，觀測到這對黑洞，位於兩個正在碰撞的星系MCG-03-34-64中心。儘管黑洞本身無法被看見，但是這兩個黑洞正加速將周圍氣體和塵埃吞噬並加熱到高溫，因此成為閃耀明亮的活躍星系核。

美國哈佛－史密森尼天體物理中心博士後研究員法爾考（Anna Trindade Falcão）說，「我們完全沒預期到，會看到這樣的景象」，這透露出這個星系內部有事情正在發生。

這項發現確實也純屬偶然。研究團隊原本利用哈伯望遠鏡高解析度成像，觀察MCG-03-34-64星系，發現其中心有3個光學繞射高峰，代表在一個非常小區域內有大量發光氣體；之後使用錢德拉望遠鏡觀察，確認其中兩個強大高能輻射源。位於美國新墨西哥州的甚大天線陣列（VLA）收集的無線電波數據也證實，這對黑洞正釋放強大無線電波。

法爾考指出，「許多可能性因此排除了，只剩下一個結論：唯一的可能是緊密相鄰的黑洞」。至於第3個亮光來源仍不明，可能是來自黑洞噴發的高速離子噴流，撞擊氣體所產生的現象，就像水管噴出的水流，衝擊沙堆一樣。

這兩個黑洞曾各自為一個星系的中心，但是隨著這兩星系正逐漸合併，它們也漸漸被拉在一起。天文學家預測，這對黑洞將繼續邊旋轉邊彼此靠近，最終在大約1億年後合而為一，屆時將產生重力波，也就是時空漣漪。



發現愛因斯坦環 證明時空扭曲

歐洲太空總署（ESA）的歐幾里得太空望遠鏡，近日發表一幅令人驚豔的影像：一個完整的「愛因斯坦環」（Einstein Ring），清楚證明了物理學家愛因斯坦「廣義相對論」中，預測的時空扭曲效應。

根據這份2月初發表的觀測成果，這個愛因斯坦環出現在距離地球約5.9億光年的NGC 6505星系，其四周環繞的完美光環，其光芒其實來自位於後方另一個更遙遠星系，因被前方星系的重力場扭曲，出現典型的重力透鏡效應。

英國空中大學（Open University）天文學教授瑟金特（Stephen Serjeant）表示，「這是一次美麗、令人驚奇且振奮的發現，而且我們相當幸運，能夠在第一批數據中就找到它」。他指出，一個如此完美的愛因斯坦環極為罕見，透過這個距離地球非常近的前景星系造成的時空扭曲，得以窺見背景星系的樣貌。

廣義相對論認為，光線在宇宙中會受到大質量物體的重力場影響而彎曲，造成時空扭曲，而星系能夠充當巨大的透鏡，形成「重力透鏡效應」，讓天文學家觀測到本來被遮蔽的遠方天體，同時也能用來測量中間星系的質量，甚至可探測可能隱藏其中的「暗物質」。

天文學家根據這次的觀測估算，NGC 6505星系總質量中，約百分之11是暗物質。以據信暗物質占據宇宙大部分質量的看法來說，這個比率相對較低。

目前主流看法認為，宇宙95%是由暗物質與暗能量構成，但是難以直接探測。歐幾里得任務是要觀測距離地球100億光年以外的星系，繪測歷來最龐大的宇宙3維度地圖，藉此推測暗物質的大尺度分布情況，並揭開暗能量對宇宙膨脹的影響。