探 索 宇 宙 原 來 的 情 況 的 人 造 衛 星
Satellite to explore the original conditions of Universe
九 九 年 六 月 June 1999

  探 索 宇 宙 的 水 和 氧 氣
  新 的 太 空 望 遠 鏡 去 探 索 宇 宙 進 化 的 奧 秘

在 過 去 數 百 年 ， 天 文 學 家 在 地 球 上 只 可 以 觀 察 宇 宙 發 出 的 很 少 部 份 的 光 ， 因 為 大 部 份 的 光 被 地 球 的 大 氣 層 (atmosphere) 阻 擋 著 ； 不 過 ， 在 最 近 四 十 年 ， 科 學 家 透 過 安 裝 在 人 造 衛 星 上 的 望 遠 鏡 ， 可 以 觀 察 更 多 宇 宙 發 出 的 光 。

在 六 月 二 十 四 日 ， 美 國 太 空 總 署 (NASA) 成 功 發 射 一 枚 稱 「 遠 紫 外 線 光 譜 探 索 者 」 (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer 或 簡 稱 FUSE) 的 人 造 衛 星 到 太 空 ， 這 枚 人 造 衛 星 將 會 在 離 地 球 七 百 六 十 多 公 里 的 軌 道 運 行 ， 這 項 研 究 ， 是 由 美 國 約 翰 鶴 健 士 大 學 (John Hopkins University) 的 科 學 家 負 責 ； 上 圖 所 見 ， 是 載 著 FUSE 人 造 衛 星 的 火 箭 發 射 時 的 情 形 。

FUSE 人 造 衛 星 ( 見 中 上 圖 ) 裝 置 了 一 台 高 解 像 的 光 譜 儀 (high-resolution spectrograph) ， 能 把 光 線 按 波 長 (wavelength) 來 分 散 (dispersed) ， 還 有 一 個 精 密 誤 差 感 應 器 (Fine Error Sensor) ， 相 等 於 人 造 衛 星 的 「 眼 睛 」 ， 用 作 指 向 位 置 和 導 航 ， 可 拍 攝 超 紫 外 線 (far ultraviolet) 的 輻 射 (radiation) ， 比 現 時 的 望 遠 鏡 更 靈 敏 ( 見 中 圖 ) ； 科 學 家 希 望 利 用 這 人 造 衛 星 ， 搜 索 銀 河 系 (Milky Way) 內 的 氣 體 組 成 ， 從 而 找 出 有 關 銀 河 系 內 新 星 誕 生 的 成 因 ； 中 下 圖 所 見 ， 是 銀 河 系 的 照 片 ， 右 下 方 是 太 陽 的 位 置 ， 科 學 家 相 信 ， 銀 河 系 內 有 超 過 二 千 億 的 星 球 ， 星 球 間 之 空 間 是 充 滿 氣 體 和 塵 埃 ； 下 圖 所 見 ， 是 FUSE 人 造 衛 星 要 探 測 的 銀 河 系 周 圍 的 螺 旋 形 星 雲 。

人 造 衛 星 上 的 望 遠 鏡 還 會 搜 索 銀 河 系 外 的 情 況 ， 科 學 家 認 為 ， 在 宇 宙 開 始 的 時 候 ， 只 有 簡 單 的 化 學 原 素 (element) ， 而 最 簡 單 的 原 素 便 是 氫 (hydrogen) ， 氫 是 由 一 顆 質 子 (proton) 和 一 顆 電 子 (electron) 組 成 ， 當 氫 原 子 含 有 一 顆 中 子 (neutron) 時 ， 便 成 為 重 氫 (deuterium) ， 在 宇 宙 初 期 ， 宇 宙 是 充 滿 重 氫 的 ， 一 些 重 氫 更 會 變 成 氦 (helium) ， 氦 是 比 較 重 的 原 素 ； 當 星 球 從 氣 體 中 形 成 ， 比 氦 較 重 的 原 素 如 氧 (oxygen) 、 碳 (carbon) 、 矽 (silicon) 、 鈣 (calcium) 、 銅 (calcium) 等 等 也 相 繼 形 成 ； 當 一 顆 星 的 核 能 源 耗 盡 後 ， 它 會 倒 塌 、 爆 炸 ， 變 成 新 的 星 球 氣 體 ， 再 形 成 新 的 一 代 星 球 。

從 查 究 宇 宙 內 重 氫 的 數 量 ， 科 學 家 希 望 能 找 出 宇 宙 形 成 時 的 情 形 ， 及 宇 宙 進 化 的 情 況 。

Photos courtesy of NASA and John Hopkins University

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