【記者林家慶報導】浩瀚宇宙中存在許多謎團，黑洞也包含在內。國立清華大學天文研究所教授江國興和清大天文所博士候選人張怡琪，日前發現一個非常罕見的中等質量黑洞（註一）候選人HLX-1，發表於《天文物理期刊》，並在7月24日被美國太空總署官網刊登，獲得國際重視，也離星系起源和演化的謎團更近一步。 註一：目前已知的黑洞主要有兩種，小質量黑洞的質量大約是十幾顆到上百顆太陽，而超大質量黑洞則可達上百萬甚至上億顆太陽，質量介於兩者之間的中等質量黑洞則缺乏資料。 在2019年以前，由於黑洞自身無法發光，人類只能藉由它們與其他天體的互動間接觀測，直到觀測技術進步後，才能透過數據建構出黑洞影像。然而黑洞的分布卻存在缺口，目前超大質量和小質量黑洞均有觀測紀錄，獨留質量居中的空缺，「（各種黑洞的數量）應該會均勻地分布，中間卻突然少了一大截。」張怡琪說，他表示小質量黑洞能在銀河系和衛星星系（註二）看到，超大質量黑洞則通常出現在星系中央，唯獨中等質量黑洞仍無出現規律，因而缺乏資料。 註二：受到引力影響而環繞另一個大星系的星系。 2012年，江國興偶然發現HLX-1發出異常強烈的X光，於是著手申請國際大型望遠鏡協助觀測，最終於2023年取得更精細的觀測資料。張怡琪補充2012年觀測時的情況，「被吸進黑洞的恆星碎片密度很高，碎片間快速摩擦的時候，溫度就會上升到非常高，可以到300萬度，剛好就是在我們X-ray波段可以看的。」他說明，該溫度與黑洞吞噬恆星時出現的溫度相吻合，因此展開研究。研究團隊運用哈伯太空望遠鏡、錢德拉X光望遠鏡，以及XMM-Newton望遠鏡，多重比對X光和可見光數據，觀測到黑洞吞噬恆星時才會出現的潮汐破壞事件（註三），再經過理論與模擬分析，層層排除其他可能性，確定這是一個中質量黑洞候選人。 註三：恆星接近黑洞時，一部分質量會被吸進黑洞，產生爆炸和輻射耀斑，並釋放出X光讓科學家能觀測到。 張怡琪說明，宇宙早期存在許多質量巨大的黑洞，由於小質量黑洞短時間內難以合併成超大質量黑洞，科學家因而推測是由數個中等質量黑洞合併形成，這份研究則為之提供了證據。然而，儘管從數據上發現了新的候選人，這份研究仍有許多需要驗證之處，張怡琪說：「同一個東西用不同觀測方式，可能得到不同結果。」，他補充因為儀器靈敏度限制、資料不充分，未來須以其他的觀測方式和直接的質量證據才能完全確定中等質量黑洞的存在。不過江國興表示，HLX-1的X光源是目前最亮的一個，取得的數據較佳，因此很有希望能被證實，也期待未來能透過更新穎的尖端科技，如雷射干涉天空射線望遠鏡（註四）等，收集不同形式的資料以推動研究。 註四：該計畫目前仍在設計階段，預計於2034年投入運行，到時將是人類第一座太空中的重力波天文台。 關於天文領域的發展，江國興表示台灣成果亮眼，但人力不足仍是硬傷，希望未來有更多學生對天文學產生興趣並投入，「我們有這個實力，但是人不多。」國立中山大學物理系副教授郭政育也說：「怎麼樣吸引更多學生參與黑洞研究計畫，把計畫持續下去是最重要的。」他認為，縱使政府願意投注資源，也有在國際嶄露頭角的天文學前輩，仍要透過國際合作彌補人才資源不足，才能做出更大的成果。

【記者羅子恆綜合報導】衛星本該是提供科學家更準確資料的媒介，但近幾年ISUAL團隊（註一）發現福爾摩沙衛星二號觀測的暉光層（註二）位置與實際暉光高度有極大差異。國立成功大學太空與電漿科學研究所教授談永頤帶領曾為ISUAL工程師的江致宇與團隊透過粒子密度研究暉光層，找出產生觀測誤差的原因，並提出解決方法。註一：ISUAL團隊是由政府成立，用以研究福衛二號資料的團隊計畫。註二：暉光是太空中中性粒子與電漿粒子的氣體釋放能量時所發出的光點，可在具有大氣層的星球周圍被觀測到。 福爾摩沙衛星二號進行路徑光源判定時，會以最接近地心的部分假定為發光源，而實際發光源其實在更高的位置上。　圖／國立成功大學研究團隊提供承載台灣科學的夢想，福衛二號於民國93年升空，其配備「高空大氣閃電影像儀」可監測高空短暫發光的現象，例如大氣暉光與極光等。然近幾年ISUAL團隊發現福衛二號拍攝的暉光層影像由2D轉為3D時會產生誤差，觀測目標的實際位置與測得影像相差約有20公里。談永頤表示，以小範圍太空現象來說，該距離是嚴重的偏差，但現有的研究無法解釋誤差是如何產生。研究團隊藉由計算暉光層中各粒子的密度，並透過電腦模擬發光點的真實亮度，再與福衛二號資料進行模擬比對，發現影響誤判的主因是光的「疊加性（註三）」。另外，團隊也找出誤差值僅2%至3%的公式，可利用福衛二號收集到的數據計算出暉光層高度。註三：疊加性是指當視線範圍內有多處光源時，光會互相疊加變得更亮。 國立成功大學研究團隊透過電漿粒子密度推演出的模擬影像，與福衛二號收集到的資料相差將近20公里。　圖／國立成功大學研究團隊提供暉光層的粒子變化會影響進入的電磁波，層內粒子通常會隨大氣層與地球磁場變化，進而干擾需用電磁波定位的日常工具，如全球定位系統（Global Positioning System, GPS）。暉光層無時無刻都在擾動，平時對相關工具無顯著影響，但發生劇烈改變時，就會造成GPS定位不精準。國立中央大學太空科學與科技研究中心副教授趟吉光說：「影響GPS主要與暉光層的粒子密度分佈有關，分佈不均勻會使傳遞造成困難。」團隊的研究有望幫助暉光層擾動GPS定位的問題得到解方，江致宇補充道：「科學家能透過大量準確觀測數據，進行分析研究，進而預測擾動的現象並尋找解決方式。」然而達成該目標還需一段時間，趟吉光說：「是否能持續觀察，以及資料能不能協助預測都是考量因素，因此未來還有很多事情要做。」太空看似遙不可及，但隨著科技不斷進展，越來越多研究證實太空的變化會影響人們的日常生活，如太陽風暴對電器的作用等。談永頤說：「當太空發生重大事件時，可能直接影響民眾生活，因此科學家透過衛星觀察太空現象為將來做準備。」江致宇也表示，了解暉光層能提供往後研究相關資訊，並期望在未來達成預測太空現象的目標。 國立成功大學太空與電漿研究所教授談永頤帶領團隊研究太空暉光層高度差異之謎團。　圖／國立成功大學研究團隊提供

【記者詹和臻綜合報導】國立中央大學太空科學與科技研究中心費時三年，研發出全台第一顆全自主「飛鼠號立方衛星」（IDEASSat），於7日首次亮相。「飛鼠號」主要任務為探查500公里高度軌道的電離層結構，期望能更了解電離層變化，以排除其對衛星通訊的干擾。 由於小型衛星能乘載的空間不大，因此外部的太陽能板數量少，相較於大型衛星的發電量較低，同時壽命也較短。　圖／國立中央大學太空科學科技中心提供飛鼠號立方衛星的功用為輔助福衛五號大型衛星監測，飛鼠號裝載著小型電離層探測器，可分時測量精準的電離層電漿參數。飛鼠號未來將被送往500公里高度軌道，拓展位於720公里高度的福衛五號觀測量與地區，並且，結合兩顆衛星的數據，即可分析出電離層在兩個不同高度的變化。而電離層會影響通訊與導航訊號的傳遞，因此觀測結果將應用於減少GPS定位誤差等。立方衛星屬小型衛星，與大型衛星的差別為研發時間短，且研發成本較低，而飛鼠號的規格是一顆3U立方衛星，為10公分乘以10公分乘以30公分的長方體。計畫共同主持人張起維以國際貨櫃運輸比喻，貨櫃若有標準尺寸的規範，可大幅降低運費，同理，將飛鼠號打造成標準規格，為的是壓低其運送與發射成本。此外，團隊研發的科學儀器，可迅速執行觀測，在電離層觀察到的結構與現象解析度也很高，能幫助了解電離層不規則期的波動。過去台灣曾發射過一次立方衛星，是民國106年國立成功大學參與歐盟QB50計畫製作的「鳳凰立方衛星」，但當時計畫內容需經國外團隊統一協調，缺乏自主性。而飛鼠號的任務目標、科學儀器等都是由團隊自主決策與研發。張起維表示，全自主是台灣科學界的首次嘗試，不管對後續學術研究，亦或是學生的系統工程教育來說，都是很寶貴的資源。 圖為衛星通訊測試，計畫共同主持人張起維表示，雖然測試無法得知真實的飛行狀況，但可透過不斷地分析來模擬。　圖／國立中央大學太空科學科技中心提供「對我們來說，第一次體驗也讓我們很驚訝，光是要做整合工作就很困難。」張起維闡述，衛星發展為系統工程，最困難的步驟是整合許多不同的次系統，如科學酬載（註）、通訊、飛行電腦等。「不管是我個人開發飛行電腦來說，或對於團隊皆是第一次，在實際做出來前根本不知道哪裡可能會出問題。」中大大氣科學學系太空組學生邱冠博回憶與廠商確認製造時的猶豫。註：科學酬載指的是飛行物體在空中飛行時所負荷之重量，除了維持運作基本系統外，其餘荷重稱為酬載。 飛鼠號預計於12月送往美國佛羅里達州，由SpaceX獵鷹9號運載火箭（Falcon 9）以共乘的方式升空。　圖／國立中央大學太空科學科技中心提供非團隊成員、中大大氣系太空組學生劉賢陽說明，衛星電腦的軟、硬體分別需要資工與電機專業，衛星本體的散熱與機構則仰賴機械專長。然團隊成員主要是太空科學背景，他觀察說：「團隊付出的是好幾個夜晚的加班，不過看到有參與計畫的室友還挺快樂的。」團隊進一步表示，飛鼠號升空，不僅可排除電離層對通訊的影響，且對台灣科學界來說，這次經驗是一個取得「Know How」的過程，更是重要的里程碑。 飛鼠號為系統工程，由許多項目的次系統整合而成，團隊表示，整合過程會突然出現許多預期外的問題。　圖／國立中央大學太空科學科技中心提供

【記者何昀儒台北報導】小巧精緻的手指偶，在操偶演員的手中靈活變換動作，搭配說書人生動的聲音，觀眾彷彿被拉進人偶的世界。《SN1977A》由國立台北藝術大學戲劇學系、劇場設計學系，和電影創作學系的學生團隊，結合科幻題材、偶戲與即時投影所創作，22日於北藝大戲劇學院演出。劇情描述一位天文解說員，意外觀測到一顆超新星，並命名為SN1977A。而在平行時空，一位小女孩也有相同經歷，兩人憑藉與超新星的不解之緣，開啟一段時空之旅。就讀劇設系的范球在團隊中擔任導演兼故事主創者，他解釋，選擇太空題材的原因是人類對宇宙還有許多未知，而未知會創造各種可能性，「太空的話，就什麼都有可能發生，觀眾會比較容易相信。」劇設系碩士班鍾宜芳負責舞台設計，他表示，先前參加學校舉辦的偶戲工作坊，認為偶戲的劇場性非常迷人，便想以此形式呈現演出，「扣除像金光布袋戲，是專門為電視而設計，偶戲非進到劇場觀看不可！」觀眾邱思頴則說：「這是我第一次看偶戲創作，這齣戲穿插即時投影、真人演員和偶戲，是之前沒見過的戲劇形式，太有想像力了！」 即時影像播放，演員此時正在窗簾後方的空間演出。　圖／何昀儒攝舞台上躍動的戲偶主要分為手指偶和擲頭偶，皆由操偶演員控制。手指偶的舞台為半圓形的巨大立體書，操偶演員、就讀戲劇系的林德佳同時擔任說書人，營造出角色從書中躍出的感覺，他說：「和小隻的手指偶相處時間最長，要怎麼彎、怎麼動比較自然，都要自己摸索。」 後來，就讀劇設系碩士班的製偶師伍亞軒甚至直接按照林德佳的手形，量身打造戲偶，林德佳一邊練習、伍亞軒一邊修改設計，一點一滴的付出堆疊出如今靈活且流暢的演出。 團隊中的操偶演員兼任「說書人」，同時要讓戲偶動作及聲音節奏相互配合。　圖／何昀儒攝至於大型的擲頭偶，則是由戲劇系葉蒨蓉與尹懷慈兩位操偶演員負責，由於擲頭偶體積較大，需要兩位操偶師才能完成各種動作，他們沒有操偶的經驗，一切都需從頭學習。葉蒨蓉說：「我們練習時，常常會對著鏡子，或用錄影的方式，反覆檢查動作是否流暢。」而偶戲結合即時影像的創意，是由團隊共同討論產生，影像設計師、電影系林治文認為，劇場中的影像應該要能幫助空間或演員，不該只是在劇場裡面放電影。像是即時錄影，便能克服手指偶體積小、觀戲上的距離限制，讓觀眾得以藉由舞台旁的投影，同步觀看手指偶的細部動作。 手指偶演出片段，舞台前方的攝影機，會提供即時錄影，讓觀眾看到戲偶的細部動作。　圖／何昀儒攝鍾宜芳指出，目前台灣還未有大學設立偶戲相關科系，希望藉此展演推廣偶戲。他也表示，比起經典文本製作的舞台劇與音樂劇，《SN1977A》目前的演出不算完整，仍需花費大量時間媒合全新的文本、台詞與展演形式，「但我覺得這已是很好的嘗試與突破！」