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攔截星光的神祕客

海王星軌道外有許多小天體存在,目前找到的都在直徑100公里以上,至於更小的天體應該更多,但不容易直接觀察。其中冥王星是體積較大、較容易觀察的。
 
 
 
海王星軌道外有許多小天體存在,而冥王星是其中體積較大、較容易觀察的。目前在海王星軌道外找到的天體都在直徑 100 公里以上,至於更小的天體應該更多,但由於亮度較弱,不容易直接觀察。

由於這些天體的數量攸關太陽系形成的理論,許多研究團隊都努力尋找它們。例如中央大學、中央研究院和國外許多單位合作的「中美掩星計畫」,就是希望利用觀察這些天體經過背景恆星前造成星光減弱的機會,統計出小天體的數量。不過,全世界這些觀測都是透過可見光星體,至今都未得到明確的結果。

面對這個觀測的瓶頸,本身參與中美掩星計畫的金升光博士,向熟悉X光波段觀測的清華大學張祥光教授詢問該波段分析的可能性,於是張教授便開始尋找適合的資料庫與天體。

天文觀測有許多資料可公開讓人使用,因此張祥光教授選用儀器有效面積最高的觀測資料來分析,並且以黃道附近、相當亮的X光源-天蝎座X1為對象,再從資料庫中篩選出適合者,經由詳細比對後找出 58 個毫秒尺度的事件。

由於張祥光教授本身是中子星的專家,因此他也反覆與其已知的中子星情況或觀測資料的特性加以比較,排除波源本身變化或儀器系統所造成的偏差,進而發現所選定的事件都符合 100 公尺左右海王星外天體所造成的掩星情況。因此張教授估計海王星外該尺寸的小天體多達千兆顆,遠多於早先天文學家的理論預測。

張祥光教授的方法獨特,發現又頗令人意外,因此當他的文章在 2006 年 8 月的《自然》(Nature)雜誌發表的時候,引起該領域學者的注意。許多人推崇他在方法上的創新,而研究結果也對太陽系形成理論有很大的幫助。未來發射升空的X光波段的觀測儀器也可能納入這方面的研究。

不過也有人對這些結果存疑,因為在這麼短的時間尺度裡的光度變化,很難完全排除儀器本身的原因。無論如何,張教授的研究為天文學家打開一扇窗,考慮採用不同波段去分析海王星外天體掩星的可能,而張教授也期待未來能把這項技術用來檢測背景X光波源的微細特徵。
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