臺大梁次震中心成功發射伽瑪射線爆人造衛星望遠鏡

Posted on 2016/04/28 in 天文, 太空探測, 新聞, 物理, 科技報導 with 沒有迴響 4,211 views

臺大梁次震中心成功發射伽瑪射線爆人造衛星望遠鏡
臺灣大學梁次震宇宙學與粒子天文物理學研究中心(LeCosPA) 新聞稿

UFFO 望遠鏡升空了！一個為追蹤伽瑪射線爆早期光芒的太空望遠鏡，安裝在羅蒙諾索夫衛星上，今日由俄國聯盟號2.1a火箭從東方航天港發射場(Vostochny Cosmodrome)發射升空。

聯合號火箭（Soyuz-2.1a）矗立在東方港航天發射場的發射台上。（圖片來源：臺大梁次震中心提供）

UFFO¹國際團隊² 開發一個具追蹤光源的太空望遠鏡³ ，可以偵測由伽瑪射線爆（Gamma-Ray Burst, GRB）初期（<1分鐘）所放出的X光、紫外光及可見光。伽瑪射線爆是宇宙中從大霹靂創生以來最猛烈的爆炸。這個太空望遠鏡安裝於羅蒙諾索夫(Lomonosov)衛星上，並在俄國遠東地區新建的東方航天港火箭發射場(Vostochny Cosmodrome) 首次發射。這個UFFO/Lomonosov 衛星將要觀測伽瑪射線爆初期亮度暴增的階段，將開展伽瑪射線爆研究的新視野，以增進人類了解早期宇宙狂暴的一面。

伽瑪射線爆的簡介：伽瑪射線爆是除了大霹靂以外最猛烈的爆炸。每一天裡約有3~4個GRB(伽瑪射線爆)發生。一次所釋放的能量約為太陽一生約百億年所放出的總能量，但卻只持續數秒到數分鐘！伽瑪射線爆的來源與物理機制仍是未知的謎，對於伽瑪射線爆的研究仍是現今天文物理學家最感興趣的課題之一。圖示為一個星系中的超重黑洞可能吸引另一個黑洞或中子星，當兩者合併時會釋放出巨大能量，使得距離非常遙遠的地球上也可以觀測到瞬間增強的電磁波，包含X光、紫外光、與可見光。（圖片來源：臺大梁次震中心提供）

每一天裡，在宇宙中約有3~4個GRB（伽瑪射線爆）發生。這是宇宙中是除了大霹靂以外最猛烈的爆炸。一次爆發所釋放的能量約相當於整個銀河系所放出的總量，更驚奇的是這樣龐大的能量卻只持續數秒到數分鐘！伽瑪射線爆遠比超新星與類星體（Quasar）更亮，因此被認為更適合用來研究遙遠的宇宙，或者說早期的宇宙。例如：搜尋宇宙第一代恆星、研究宇宙「再游離化」時期、了解宇宙膨脹的歷史等。GRB可能源自於黑洞與黑洞合併、黑洞與中子星合併、或極新星（hypernova）崩塌；但其真實來源仍待追查。伽瑪射線爆從黯淡無光上升到極亮的亮度的階段至今仍未被觀測到。

目前「當家」的世界最先進伽瑪射缐爆太空望遠鏡swift，只能在爆炸發生後60 秒鐘鎖定事例，而UFFO則試圖在1-2秒鐘內就䦕始觀察。世界各地的天文學家與天文物理學家正期待著UFFO的發射，以觀測GRB爆發瞬間的光子。若能在X光定出GRB位置後的1-2秒內偵測到可見光的話，就可驗證GRB是否可以做為一種新的宇宙距離定標的「標準蠟燭」(standard candle)；因為GRB比超新星來自宇宙更深處，它就能用來研究宇宙暗能量（dark energy）的演化史。最近發現的重力波事件，極可能有相關聯的電磁波出現，所以UFFO也可以提供額外工具，組合出下一世代的多重信息天文物理學（multi-messenger astrophysics）。

羅蒙諾索夫(Lomonosov)衛星的照片：羅蒙諾索夫(Lomonosov)衛星完成組裝後的照片。UFFO探索型位於下方的方形（UBAT）與圓形（SMT）遮罩內。（圖片來源：臺大梁次震中心提供）

UFFO探索型⁴（UFFO-pathfinder）為羅蒙諾索夫 (Lomonosov) 衛星⁵上的一個負載。UFFO團隊由韓籍總主持人朴教授 (Il H. Park) (成均館大學 Sungkyunkwan University)宣佈UFFO的探索型已在4月27日由俄國聯合號火箭（Soyuz-2.1a）首次從俄國遠東地區新建的東方港航天發射場(Vostochny Cosmodrome)發射成功。Lomonosov衛星的總主持人Mikhail Panasyuk 教授同時宣佈Lomonosov衛星已經成功進入軌道，且在發射後9分鐘與地面控制中心建立通信。

UFFO團隊由以下團隊組成：韓國團隊由 Creative Research Project (2006-2015) 及韓國科技資訊與發展部計劃 (2016-2017) 支持；俄國團隊由莫斯科大學的Mikhail Panasyuk教授領導；西班牙團隊由安達盧西亞天文物理研究所（Instituto de Astrofísica de Andalucía, IAA）的Alberto Castro-Tirado教授與瓦倫西亞大學的Victor Reglero教授領導；臺灣團隊由臺灣大學的陳丕燊教授領導，由臺大梁次震宇宙學與粒子天文物理學中心(LeCosPA)、科技部卓越領航計畫、及國家太空中心支持；丹麥團隊由丹麥技術大學（Danmarks Tekniske Universitet）的Carl Budtz-Jørgensen 領導。

UFFO探索型朝向深太空，從X光、紫外光、與可見光三個波段觀測瞬變光源，例如伽瑪射線爆。衛星飛行高度約490公里，預計升空後三個月完成測試與校正，然後進行最少三年的觀測任務。

UFFO探索型由兩個主體組成：廣角X光望遠鏡 (UBAT)，及紫外光與可見光的迴轉式望遠鏡 (SMT)。UBAT監測X光的突然變亮，找出光源位置，觸發系統形成伽瑪射線爆的事件。SMT收到訊號後，快速轉動反射鏡對準光源，開始以高敏感度的CCD感光器記錄紫外光與可見光的強度。

迴轉式望遠鏡的技術可應用於超快速與低噪音的追蹤，可適用於保全、國防與航太業。

UFFO 國際團隊：韓國（總主持人）、西班牙、俄國、臺灣、丹麥。（圖片來源：臺大梁次震中心提供）

陳丕燊教授說：「這次的成功發射有賴於國際合作團隊八年來的長期支持及許多傑出與辛勞的貢獻。只要觀測到幾個伽瑪射線爆的早期閃光事件，就足以達成UFFO/Lomonosov的重要使命，這也是對整個團隊長期付出的最佳回報。在國內，除了臺灣大學及科技部的大力支持外，國家太空中心積極提供測試設備及人力支援，特此一併致謝。」

UFFO臺灣團隊

基地：臺灣大學梁次震宇宙學與粒子天文物理學研究中心(LeCosPA)
主持人：陳丕燊講座教授
共同主持人：南智祐（Jiwoo Nam，SMT設計人與主管）
共同主持人：王名儒教授（臺灣大學）
- 碩士生張硯詠（多陰極光電倍增管校正、X光感光器模擬設計）
共同主持人：黃明輝副教授（聯合大學，系統校正與光學模擬）
- 阮瑞祥副教授、陳紀榮碩士（聯合大學，UBAT校正光源）
共同主持人：陳嘉瑞組長（太空環境測試）
- 及其帶領團隊
協同研究人員：
- 劉宗哲（太空環境測試、UBAT太空輻射模擬、UBAT X光模擬、SMT GRB訊號模擬、指導兩位碩士生進行模擬）
- 李佳酷（Jakub Ripa, 數據管道軟體研發、測試與校準UBAT X光模擬）