转载自台北天文馆网站
史匹哲太空望远镜发现隐藏起来的星
你知道怎么把星系中超级亮的光芒遮蔽起来吗？答案就是利用大量的宇宙尘埃。美国太空总署的史匹哲太空望远镜（Spitzer space telescope）透视过星际灰尘，发现一群被隐藏起来的超亮星系，距离地球有110亿光年之远。这些特殊的星系几乎是宇宙中最亮的物质，亮度跟10兆个太阳的亮度相等。它们的距离这么遥远，加上被星际尘埃遮住，目前只有史匹哲望远镜能找到它们。
星际尘埃是哪里来的呢？到现在并没有很确切的答案。恒星周围会产生许多的尘埃，但是对于它们是如何扩散并围绕在星系周边的机制却还不是很清楚。另一个让人想不透的是，这些星系怎么会如此的亮？天文学家推论在这些特异的星系中心分别潜藏着新近形成的类星体，这些在星系中心的类星体就像很亮的灯泡，而点亮灯泡的能量来源就是黑洞。此外，天文学家也想要探讨，像这种富含尘埃而且异常明亮的星系，是否最终会演化成像银河系一样较昏暗且较少尘埃的星系？
康奈尔大学的丹徫德曼博士(Dr. Dan Weedman)说：「我们看到的星系本来应该是看不见的，但是经过二十多年红外线的搜寻，找到了一些距离较近，但是非常类似的尘埃星系。等到有了史匹哲太空望远镜，我们便能清楚从远方的宇宙找到这些星系。」
以康奈尔大学为首的研究团队，首先用史匹哲望远镜的多波段影像光度计（multiband imaging photometer）锁定夜空的一部份进行扫描，寻找这些隐形星系的特征。接着利用红外波段资料跟美国国家光学天文台(National Optical Astronomy Observatory) 暗天体广视野巡天计划(Deep Wide-Field Survey)取得的光学影像，针对同一个区域的数千个星系进行比对。由这些照片找到只有史匹哲太空望远镜才能发现的31个特殊星系。暗天体广视野巡天计划联合研究主席的比尔贾奴西博士(Dr. Buell Jannuzi)说：「我们花了好几个月去观察这个大区域，而史匹哲太空望远镜以大海捞针的方式中终究找到这些尘埃星系。」
用史匹哲红外线摄谱仪更进一步的观察后发现，31个星系中的其中17个有矽酸盐尘埃的存在。矽酸盐微尘粒子比沙子还小，是为组成恒星的基本成分之一。长久以来，星系周围都有发现矽酸盐微尘粒子。汤玛士索亦非博士(Dr. Thomas Soifer)是美国加州的巴莎迪那市史匹哲科学中心的主任(他同时也是位在巴莎迪那市的加州理工学院的物理教授)，他说：「矽酸盐尘埃是一个重要的关键，可以用来了解星系发展中，类似太阳系的行星系统何时形成。我们可以使用摄谱仪解析来自遥远星系发出的光，当如果在光谱中发现了某些物质（例如矽酸盐）可供辨识的特征，便能够用来计算星系离我们有多远。」
这些被找到的星系在宇宙大约三十亿岁的时候就诞生了，而宇宙现在已经大约一百三十五亿岁了。1983年美国与欧洲两个太空总署联合运作的「红外线天文卫星」(Infrared Astronomical Satellite )发现类似的多尘埃星系，但是距离比较近。后来，欧洲太空总署的红外线太空站（Infrared Space Observatory）探测到较远的星系。最后，经过改良，灵敏度比以前要好上100倍的史匹哲太空望远镜，终于找到距离我们如此遥远的尘埃星系。
纽约康奈尔大学(Cornell University, Ithaca, N.Y.)，负责这项研究的首席科学家说：「也许像太阳一样的恒星能在较富含尘埃，较明亮的星系产生，但事情是不是这样我们也还不清楚。但是藉由研究这些星系，对于银河系历史应该会有更多的认识。」
参考资料来源：Spitzer Finds Hidden Galaxies, 2003.03.03；转载自中研院天文网
天空中最着名的一顶帽子--墨西哥帽星系（Sombrero galaxy，M104），在史匹哲望远镜的红外镜头下（上图右下），展现出与大家熟知的M104（上图左下），完全不一样的风貌。将一般可见光拍摄的M104（哈伯太空望远镜2003年6月拍摄），与史匹哲拍摄的红外影像（2004年6月、2005年1月）结合后，便是如上图上方的合成照啦！
从史匹哲的红外影像中，清晰可见M104星系明亮的核球（buldge）以及环绕于星系周围的尘埃带（dust lane）。在红外波段下，尘埃带呈现明亮的辉光，而原本的暗带，看来似乎变得透明，因此可清楚地看见星系盘面较内侧、原本被尘埃带遮蔽的恒星。
M104星系位在室女座南缘，离地球约2800万光年，是个相当巨大的天体，质量高达8000亿倍太阳质量，直径约为50000光年。M104其实是属于像我们银河系一样的螺旋星系，但是因为它几乎侧面朝向地球（倾角仅6度），所以从地球上看来，大致只能看到盘面上的尘埃带以及整个星系的银晕，看不到星系的旋臂，所以才会呈现出这么别致的外观。
目前科学家正在利用史匹哲太空望远镜进行「史匹哲邻近星系红外巡天计画（pitzer Infrared Nearby Galaxies Survey）」，研究不同波段下、不同星系中的恒星是如何形成，并提供影像和光谱资料做为未来研究用。目前这个计画已经拍摄了75个星系，M104为其中之一。
参考资料来源：http://www.spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2005-11/release.shtml, 2005.05.04
史匹哲太空望远镜揭开类星体的神秘面纱
绝大部分的大型黑洞，都是偷偷地躲在宇宙不为人知的角落中大口吃喝；不过，现在藉助史匹哲太空望远镜（Spitzer Space Telescope）的强力红眼，终于让这些宇宙大魔头无所遁形。英国牛津大学（University of Oxford）Alejo Mart'nez-Sansigre等人的论文发表在自然（Nature）期刊中。除了牛津大学的Mart'nez-Sansigre等人外，美国亚利桑纳大学的另一研究团队也利用史匹哲发现了类似的类星体（http://uanews.org/science）。
史匹哲太空望远镜因利用红外波段，故可穿透星系浓厚的尘埃云气，直接目睹位在星系中心的饥渴黑洞（black hole）--所谓的类星体（quasars）。这些类星体，其实都是位在星系中的超重黑洞（super-massive black holes），周围有大量气体与灰尘形成的环状结构，其重力之强大，足以在一年内就从这个巨环吞噬了等同于1000颗恒星质量的物质，使得类星体成为宇宙中最亮的天体。
过去几年，天文学家对于宇宙终究竟有多少类星体，一点概念都没有。由于类星体所发出的X射线，比宇宙中其他天体还强许多，因此天文学家估算类星体数量的标准方法，是利用宇宙X射线背景辐射（cosmic X-ray background），然而这种方式却与实际的X射线和可见光观测结果不太相符，真正观测到的类星体数量远低于用X射线背景辐射预测的数量。天文学家认为可能是因为类星体都被星系中心外围的环状尘埃云气遮蔽的关系，或是它们所在的地方本就是尘埃含量较高的星系，才会导致实际观测数量偏低。
史匹哲的强力红眼，在天空很小的一块区域中，就总共发现了21个隐藏的类星体；每一个都已经过美国国家电波天文台（National Radio Astronomy Observatory）超大电波望远镜阵列（Very Large Array radio telescope）的证实。21个类星体中的10个是位在相当成熟而巨大的椭圆星系中，其余的则位在恒星还正在形成阶段、尘埃密布的星系中。如果将这个21个类星体的资料予以外差处理，便可得到全天的估计数量。从史匹哲的观测结果，天文学家不仅证实绝大多数的超重黑洞果真都是藏在尘埃中，默默地成长茁壮，而且可以从中了解类星体究竟是分布在宇宙的何处、如何会散布在这些位置上的。
史匹哲望远镜发现：不及格的恒星却可能形成行星系统
美国航太总署史匹哲太空望远镜（NASA's Spitzer Space Telescope）的红外线眼睛首度探测到围绕着5颗棕矮星运转的成团微小灰尘颗粒与细小的矿物结晶体。一般认为，这些物质团块与结晶体将相互碰撞而聚集结块，最终形成行星。棕矮星是因质量太小而不够资格作为恒星的天体。这些围绕着棕矮星的物质团块，很可能是行星形成的极初期状态，因为类似的物质在行星刚形成的区域以及太阳系的彗星里都曾被观测到。
这项发现提供证据显示，棕矮星尽管比一般恒星年老和黯淡，但在形成行星的过程上遵循着相同的步骤。
观测同时也指出：棕矮星可能是寻找行星任务很好的目标，目前天文学家不明了是否在棕矮星的行星上有生命存在。
棕矮星与普通的恒星最大的不同在于它们的质量不足以点燃内部核反应；但它们一如普通恒星，靠着本身的重力由浓厚的云气团收缩形成。棕矮星也像恒星一样，衍生具有气体与灰尘所构成的尘埃盘（dusty disk）围绕其运转。史匹哲望远镜在红外波段发现了很多这样的尘埃盘。
亚利桑纳大学（University of Arizona）天文学家、同时也是美国航太总署天文生物研究院行星与生命中心（NASA Astrobiology Institute's Life and Planets Astrobiology Center）成员的Daniel Apai博士与其研究团队，利用史匹哲望远镜观测搜集堰蜓座中6颗520光年以外的年轻矮星周边尘埃盘中无机矿物的细部讯息。这6颗矮星的质量介于40～70倍木星质量，大约已经形成了1～3百万年。
天文学家发现其中5个尘埃盘中的结晶尘埃粒子正在聚集增厚，可能是行星形成聚合的早期现象；他们也观测到颗粒大小不等的橄榄石矿物结晶体，有些橄榄石颗粒还颇大。研究小组同时注意到这些矮星的尘埃盘已呈扁平状，这是尘埃聚集成行星的另一项特征。
研究人员说：我们正在观察行星形成的第一步，它与以往认为的大不相同。史匹哲望远镜给了我们机会学习在不同的环境条件下行星如何形成。我们目睹了粒子连结、增长的过程，非常令人兴奋，因为我们不知道：像这样在棕矮星周围低温物质构成的尘埃盘，是否能具有像普通恒星尘埃盘一样的演化过程。
这项发现登载在 10月25出刊的「科学」。
参考资料：http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2005-160, 2005.10.20
