天文學家早已預測在類似太陽的年輕恆星的塵埃盤中，應該會出現矽酸岩晶體，但
因望遠鏡與儀器的靈敏度不夠，一直未曾找到確切的觀測證據。
日本天文學家Mitsuhiko Honda等人利用口徑8.2米昴望遠鏡（Subaru telescope）
加裝COMICS（ Cooled Mid-Infrared Camera and Spectrometer，中紅外波段冷卻
攝像光譜儀），首度偵測到一顆類太陽恆星旁有矽酸岩晶體的反應。COMICS是目前
全世界大型望遠鏡中，第一個採用中紅外波段進行觀測的大型儀器，將有助於中紅
外波段天文學中對恆星形成的研究與發展。
由矽與氧元素組合成的各種矽酸岩礦物中，有些有固定、對稱的結晶晶形，有些則
無。由於經過板塊運動的加熱，地球上的矽酸岩礦物多半是有晶形的晶體；但太空
中的矽酸岩卻多半是非結晶形的。科學家經由實驗證明，矽酸岩有無晶形，其化學
特性不甚相同，非結晶矽酸岩的9.8微米波長譜線的波峰單一且平緩，結晶者則擁有
多個波峰，因此可利用光譜辨別此等礦物究竟是否為晶體。
先前的天文觀測研究指出：當恆星及其周邊的行星陸續形成時，非晶體矽酸岩可能
會逐漸轉變矽酸岩晶體。形成恆星的原始星雲與新恆星形成後周邊的塵埃盤，都已
偵測到非晶體矽酸岩；但我們太陽系的彗星中，卻找得到矽酸岩晶體，而彗星已公
認是由太陽星雲的原始物質所形成。到目前為止，天文學家僅在比太陽質量重許多
的年輕恆星旁發現矽酸岩晶體，因為質量大的恆星，其塵埃盤也較大、較亮，較容
易偵測；而對於質量、體積與太陽類似的類太陽恆星，則因其塵埃盤小而暗，難於
測量，因此，對天文學家而言，是個高難度的挑戰。
經由COMICS的幫助，日本多位天文學家觀測數顆年齡約在500～1000萬年的原恆星
：金牛座T型變星（T-Tauri stars），並在其中一顆編號為Hen3-600A的恆星旁，
成功地偵測到矽酸岩晶體。Hen3-600A位在長蛇座中，為一群稱為「長蛇座TW星協
（ TW Hydrae association）」的金牛座T型變星群星之一，此星協中約有20多顆
年齡約在500～1000萬年的原恆星，彼此相距約12光年，整個星協則距離地球僅160
光年，是個相當理想的觀察目標。左圖為COMICS拍攝到的Hen3-600A影像，在Hen3-
600A旁還有個稍暗的亮點，是Hen3-600A的伴星（點選圖片可看放大影像）。
左圖為COMICS測量到的Hen3-600A的光譜譜線圖（點選圖片可看放大影像），由多
個波峰的形式可知此矽酸岩為結晶狀態，其中紅箭頭標示為波長9.2與12.5微米的
二氧化矽（SiO2），藍箭頭標示波長10.9微米的頑火輝石（enstatite，成分為Mg
-Si03），綠箭頭則標示波長10.1、10.5、11.2微米的鎂橄欖石（forsterite，成
分為Mg2SiO4，經切割後可做為寶石）。
由於矽酸岩約可在攝氏600度左右的環境中形成晶體結構，而COMICS偵測結果顯示
：原恆星旁有某種機制可將塵埃盤加熱到這個溫度。因此，此次COMICS的測量確定
了類太陽恆星在其年齡尚輕的階段時就可形成矽酸岩晶體。既然確知矽酸岩晶體的
存在，這些天文學家的下一步是觀測並描繪出矽酸岩晶體在太空當中分佈的狀況，
以瞭解原恆星塵埃盤中矽酸岩晶體的確實形成過程。Honda等人的報告將發表在天文
物理期刊中（Honda et al. 2003, ApJ, 585, L59-63）。
資料來源：http://www.subarutelescope.org/Pressrelease/2003/10/index2.html
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