天文觀測新世紀–阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列計畫（ALMA）|

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天文觀測新世紀–阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列計畫（ALMA）

104/05/21 2948

中央研究院天文/天文物理研究所｜

自遠古時代以來，人類便對天空中的星辰充滿無限的浩嘆與疑問，日升日落、月相盈虧，因著天體運行所生的規律變化，一再引發人們探索蒼穹的好奇心。1609年，伽利略（Galileo Galilei）首次利用折射望遠鏡觀測恆星、行星、月球等宇宙現象，開啟天文觀測的歷史新頁，經過四百多年的演進，時至今日，透過先進望遠鏡所擷取的影像與數據，除了使天文學的研究不斷突破之外，也讓我們得以窺探更多浩瀚星際的奧秘。

阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列（ALMA）是目前世界最大的無線電波望遠鏡陣列，共有66座，參與的跨國研究團隊來自歐洲、北美、東亞等地區。中央研究院天文及天文物理研究所自2005年起即加入「ALMA─日本」團隊，2008年獲科技部經費補助並執行「ALMA─北美」計畫。值得一提的是，對電波望遠鏡而言，前段系統就像眼睛的視網膜，是讓望遠鏡真正「看」到天空的關鍵，而該所和中山科學研究院航空研究所合作建立「東亞接收機前段整合測試中心」（East-Asia Front End Intergration Center, EA-FEIC），已完成至少26套前段次系統的交付，對於這項大型計畫的設備與進程貢獻良多。在科學研究上，國內多位學者陸續運用ALMA進行天文觀測並獲得亮眼的成績，未來可望解開更多恆星誕生過程的謎團，進而深入探索宇宙與生命的起源。

本展以「世界最大天文台」、「宇宙誕生新視野」2個單元，介紹ALMA跨國天文計畫中，電波望遠鏡的運作原理，以及台灣天文研究團隊的貢獻與成果，希望帶領民眾一起登上5,000公尺的阿塔卡瑪沙漠高原，透過壯觀的望遠鏡陣列，以更寬廣的視角悠遊星海，領略天文之美。

世界最大天文台 ALMA座落於智利阿塔卡瑪沙漠，是目前全世界最大的天文台，一共由66座望遠鏡/天線組成的陣列，包括54座及12座口徑分別寬12米及7米的天線，這些天線一起協同工作，由後勤支援基地遙控操作。每個天線個別收集來自太空的輻射，將訊號聚焦在天線的接受器之後，由後端設備透過光纖將訊號數位化並傳至運轉中心，經專用的超級計算機（correlator）加以處理，最後再將資料彙總在一起，並運用成像技術繪製星系圖。

66座天線間的配置靈活多樣，可排成最短150公尺、最長16公里的陣列。由於觀測站位於高而乾燥的區域，加上ALMA具備前所未有的探測靈敏度、角分辨率、頻譜解析度和成像品質，清晰度和觀測範圍均10倍於哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope, HST），遠達120億光年，強大的解析度可從墾丁看到101大樓上的一隻小金龜子，因具備海拔位置高及氣候乾燥條件而得以測量到毫米及次毫米（約10^-3 m）波，並可望對分子氣體、塵埃還有宇宙大霹靂的遺跡輻射起源等「冷」(cold)宇宙的研究產生革命性影響。。

宇宙誕生新視野 ALMA 自2011年9月30日起正式開放學術使用，多次公開向全球天文研究學者徵求觀測計畫書，在3,433件申請案中，只有661件通過嚴格的審查，台灣學界主導者有43件，其科學價值深獲肯定。

由於ALMA可以偵測到肉眼或一般望遠鏡都看不到的塵埃雲，台灣的天文團隊即透過ALMA觀測，進而發現年輕恆星系統的組成、恆星雙胞胎形成過程、「行星搖籃」的細微面貌、雙星系統中行星形成的「生命線」，以及最年輕的原行星盤...等，成效斐然。

展示圖文(含圖片來源)
世界最大天文台
宇宙誕生新視野
其他

展映實景

企劃製作
監製：科技部
策展：中央研究院天文及天文物理研究所
視覺設計：頑石創意股份有限公司

文字審訂
中央研究院天文及天文物理研究所李景輝研究員、周美吟博士

參考文獻
賀曾樸等（2014）物理雙月刊，36(6)，頁394-424，中華民國物理學會，台北。

著作權
圖片:
ALMA設施:
©中央研究院天文及天文物理研究所
©ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)

影片:
©中央研究院天文及天文物理研究所
©ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)

天文觀測新世紀–阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列計畫（ALMA）

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