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臺灣躋身國際舞台 ─ 在無線電波天文學上的璀璨榮耀

104/05/26 2982

朱有花｜中央研究院天文及天文物理研究所所長

春季系列的第五場演講由中央研究院天文及天文物理研究所朱有花所長擔綱，講題是「臺灣躋身國際舞台－在無線電波天文學上的璀璨榮耀」。

朱所長當年從臺大物理系畢業，是美國加州大學柏克萊分校天文學博士，擔任過伊利諾大學香檳分校天文系教授及系主任，是非常傑出的科學家，專業領域在行星狀星雲和超新星遺骸等星際物質的觀測與理論，對研究充滿無比熱忱。2014年接受中研院的徵召，回臺擔任天文所的所長，帶領天文所參與幾項國際重大天文研究計畫。

朱所長在演講中將介紹中研院天文所在國際參與上的最近進展。她說：為了解開宇宙的奧祕，臺灣參與了「次毫米波陣列(SMA)」、「宇宙背景輻射陣列(AMiBA)」、「阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列(ALMA)」，以及「格陵蘭望遠鏡(GLT)」等計畫，在硬體建置和軟體研發等方面陸續產出了卓越的貢獻：SMA的運作已經持續了很長時間，現在仍然繼續用於尖端觀測；AMiBA正準備進行宇宙學上更具競爭力的實驗；ALMA於2013年開始運轉，臺灣天文學家在激烈競爭中獲得寶貴的觀測時間，並發表研究成果的科學論文；在GLT計畫中，中研院天文所正將一座天線改裝為格陵蘭望遠鏡，將與SMA和ALMA結合，組成「特長基線干涉儀(VLBI)」，將用於星系形成、星系結構、宇宙特性、黑洞等重大課題的研究。歡迎您前來聽講，體驗星空之美和宇宙之奇！

講演內容綱要

朱所長的演講從自身選擇天文觀測的經驗出發，輕鬆談論不同天文台和各個波段的觀測故事，並用ASIAA的發展歷程，詳敘臺灣在電波天文研究上最前沿的科學工作，與至今令人引以為傲的成就。

如果要將臺灣的天文發展擬人化，那他現在就像剛成年的20歲小伙子。在1990年初，科學界的前輩們討論要將哪個研究領域帶到世界舞台時，擁有許多研究優勢的
「天文學」便雀屏中選。從1993年中研院的天文籌備處到2010年天文及天文物理研究所的正式成立，這短短的二十年，臺灣的天文學蓬勃發展，也在世界舞台上扮
演了重要的角色。

演講一開始，朱所長細數了曾經操作過的天文望遠鏡，並指出現在國內外天文望遠鏡觀測的波段很多，像是可見光、無線電波、紫外線，和紅外線等，但對於地面
觀測來說，可見光和無線電波段才是兩個地面可觀測的窗口，因為在這兩個波段外來光線被大氣層吸收的比例最低，可以作出有用的科學觀測。

中研院天文及天文物理研究所在前任所長們和現任朱所長的帶領下，參與了多項重要的電波陣列研究計畫，並獲得了璀璨的成果。像是國際間最大的天文合作計畫─ ALMA（阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列），參與的國家和地區橫跨北美加拿大、歐洲、東亞等地，在智利的山上架設了66座電波望遠鏡，最大的天線分布範圍可長達18公里。而臺灣在這項計畫中有長足貢獻，憑藉著中山科學研究院先前卓越的科技成果，一共做了26套前段次系統，超過了原先預估的16套，因為別的國家進度落後，我們就乾脆自己拿來做。此外也建立了接收機前段整合測試中心，並製造了以臺灣國花及國寶「梅花」、「藍鵲」為名的前段維護特種車。

臺灣在參與ALMA上的良好表現，其實來自於這二十多年來參與各項國際天文計畫的經驗。從最先的研究生訓練計畫「BIMA電波望遠鏡干涉儀」，到世界第一個次毫米波（SMA）望遠鏡，再從夏威夷AMiBA天文台到ALMA，我們不只汲取他國的知識經驗，發展並提升儀器建造的能力，也在一次又一次的參與中告訴世界「Made in
Taiwan」就是品質的保證。朱所長舉例:有一回SMA望遠鏡陣列要觀測在南邊很低空的南天星系，當8座天線一起低頭往地平線觀察時，由於受力太大，壞了六座，而唯二能再次挺起身來的便是臺灣建造的7號和8號天線！

從望遠鏡解析度的公式，我們知道：解析角～波長／鏡面直徑。朱所長解釋為了要有更好的解析度，也就是更小的解析角，我們需要更大的鏡面直徑。但礙於技術與經費的限制，現在多利用小望遠鏡排成陣列(array)來增加鏡面面積。為此中研院天文所朱所長正積極進行由臺灣主導的格陵蘭天文望遠鏡（Greenland Telescope）計畫。結合多個天文所主導的觀測站，可以發展成超長基線干涉儀，所以如果格陵蘭的天文台順利落成，便可以結合原先在夏威夷的SMA與智利的ALMA天文台，形成一個橫跨太平洋的金三角，讓臺灣在天文觀測上更有本錢。

如果說研究浩瀚的宇宙猶如在漆黑的煤礦坑中前進，那目前臺灣參與、建造的望遠鏡就是黑暗中的火把，將帶領我們了解星團的形成、探訪恆星的搖籃，從黑洞的剪影揭開天文神秘的面紗。演講的最後，朱所長以在ALMA科學觀測提案的數據為例，說明我們提出觀測計畫被接受的比例遠較國際平均值為高！證明臺灣天文研究已在世界上佔有一席之地，作出了臺灣在電波天文學上成就璀璨、國人可以深以為榮的結論！而身為一位傑出的女性科學家，朱所長也不忘鼓勵有志研究科學的女性，堅持夢想，把臺灣帶向國際的舞台。

望遠鏡(14) 無線電波(2) 天文(17)

臺灣躋身國際舞台 ─ 在無線電波天文學上的璀璨榮耀

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