光是偏轉小行星還不夠，我們得先知道它們在哪裡

9月26日 NASA 的 DART 在距離地球1,100萬公里處成功撞擊 Dimorphos，以測試是否能透過這個方法來改變小行星軌道，化解未來可能發生的小行星撞擊事件。

雖然星體撞擊造成大規模死亡的機率很小，但不是零！科學家估計，較大的太空岩石每隔幾個世紀到幾千年就會撞擊一次，我們必須認真看待這些具風險性的事件，畢竟恐龍就是在6,600萬年前一顆小行星撞擊中滅絕了。

DART 團隊在確認成功撞擊 Dimorphos 後歡呼©NASA/David C. Bowman

1994年美國國會指示 NASA 找出所有直徑一公里以上，有潛在撞擊威脅的小行星，NASA 在 2010 年完成了這項任務，現在則繼續尋找更小，直徑 140 米以上的目標（Dimorphos 約 170米），這樣大小的小行星仍具危險性，可能造成區域性的破壞。到目前為止已經發現近 30,000 顆，但以現有的資源和儀器，需要 30 年才能完成這項工作，對於隨時可能出現的危險天體，可說是緩不濟急，NASA 必須採取積極的措施來發展搜尋近地天體的巡天太空望遠鏡（NEO Surveyor），但這項工作的進度緩慢，部分原因是經費不足。NASA 在 2019 年開始著手進行 NEO Surveyor 計畫前挹注了少量經費，但今年稍早，正當科學家們準備確定任務設計時，NASA 準備將其年度預算從原先的 1.7億美元削減到 4,000 萬美元，這將使望遠鏡的發射時間從 2026 年延後到 2028 年或更晚。雖然國會同意恢復部份被刪減的預算，但 NEO Surveyor 只會得到約 8,000 萬或 9,000 萬美元，仍不足以有效推動這項計畫，而望遠鏡建造的時間越長，最終成本也將越高。

上個月，NEO Surveyor 通過了初步設計審查，這是確認該任務可行性重要的一步。年底前 NASA 必須決定是否發射該望遠鏡。今年4 月，一個關於美國行星科學優先事項的專家小組建議，應全面推動 NEO Surveyor 計畫，因為其他國家不太可能一起承擔這個計畫，而地球需要這個計畫。

Nature 610, 7-8 (2022)

6,600 萬年前小行星撞擊引發全球海嘯，中心初始浪高達 4,500公尺！

Images©Mark Garlick

在6,600萬年前導致恐龍滅絕的小行星撞擊地球事件中，於撞擊點的墨西哥灣為中心，引發了一場環繞全球的巨型海嘯。密歇根大學地球與環境科學系的 Molly Range 與研究團隊，建立了小行星撞擊墨西哥猶加敦半島後的巨浪數位模型，並與全球120處的海洋沉積岩芯資料比對後，顯示與模型預測相符，因此確認大海嘯確實發生，並且橫掃了全球一半的海盆。

Range 根據過去對小行星估計數值，直徑14公里、密度2,650 kg/m³，時速43,500公里（音速35倍）為基礎進行模擬，計算結果顯示，撞擊後產生了一個100公里寬的撞擊坑，2.5分鐘後，噴出的物質將海水急速向外推出，形成一道4,500 公尺高的海嘯水牆。10分鐘後，海嘯波已經到達距離撞擊點約220公里處，一小時後，海嘯越過墨西哥灣衝進北大西洋。四小時後，海嘯通過了中美洲航道進入太平洋。一天後，海嘯穿越太平洋和大西洋大部份地區，在印度洋兩側會合。48小時內全球大部份海岸線都被殃及。不過只有當水流超過時速 0.6公里，才足以侵蝕海底沉積，但南大西洋、北太平洋、印度洋和現在的地中海水速低於前述閾值，影響較小。

小行星撞擊後，全球引發熊熊大火，富含硫磺塵埃和煙雲帶來致命的酸雨和長期降溫，即核子冬天效應，導致約四分之三的植物和動物物種被消滅，非鳥類恐龍完全滅絕，白堊紀也隨之結束。

撞擊後四小時模擬的海嘯海面高度擾動（單位：米）©Range et al. in AGU Advances, 2022

撞擊後24小時模擬的海嘯海面高度擾動（單位：米）©Range et al. in AGU Advances, 2022

撞擊後的最大海嘯波幅（單位：釐米）©Range et al. in AGU Advances, 2022

研究小組甚至在距離撞擊點12,000公里外，紐西蘭東部的南北兩島發現了撞擊事件的露頭，也就是暴露的岩石沉積物。最初科學家認為這些露頭是地質活動形成，但從其年齡和在海嘯模擬路線上的位置研判，其應為小行星巨浪所造成。

模型並沒有評估全球各沿海地區的洪水，但有證據顯示，海嘯接近墨西哥灣沿岸時浪高超過100米，在北大西洋沿海地區和南美洲太平洋海岸部份地區時，浪高超過10米，而且隨著海岸附近變淺，海浪高度會急劇升高。根據海岸的形狀和海嘯方向，大多數沿海地區都將被淹沒並受到相當程度的侵蝕。這樣的海嘯在地球歷史上空前絕後，其他海嘯相形見絀，其初始能量比2004年12月印度洋地震，造成23萬多人死亡的海嘯所釋放能量大3萬倍。

doi.org/10.1029/2021AV000627

接觸或發現外星文明時，各國政府該如何應對？

Image©NASA/ESA/HST

與外星文明接觸的討論，正從科幻小說逐漸移轉到嚴肅的學術領域。

由賓夕法尼亞州立大學 Jason T. Wright 為主，包括來自 NASA、哈佛大學法學院、Spring Hill 大學哲學系等單位的學者共同撰寫了一篇論文 “Geopolitical Implications of a Successful SETI Program”（一個成功地外文明搜尋計畫對地緣政治的影響），討論了人類與外星文明接觸的種種問題，並對2020年由德州大學奧斯汀分校 Kenneth W.Wisiana、John W.Traphagan 所出版的另一篇相關論文 “The Search for Extraterrestrial Intelligence: A Realpolitik Consideration”（地外文明搜尋的現實政治考量）的討論作了進一步的探討。

英國天文物理學家史蒂芬·霍金曾在2010年提出，若技術先進、來勢洶洶的外星文明，以征服和殖民為目標而來到地球，將是一件值得擔憂的事情，因此他建議別以雷射、電波或任何技術向外星文明宣傳我們的存在。但如果只是被動地搜尋外星文明訊號會不會有風險呢？答案是：仍然會！但這個風險不在外星文明，而是我們自己。

2022與2020兩派學者對「現實政治」在外星文明事件所扮演的角色及影響程度，有相當不同的看法。

「現實政治」基本理念是：當政者應以國家利益做為從事內政外交的最高考量，而不應該受到當政者的感情、道德倫理觀、理想、甚至意識形態的左右，所有的一切都應為國家利益服務。現實政治在歷史上有很多例子，譬如在第二次世界大戰中，美國總統羅斯福、英國首相丘吉爾將俄國的史達林視為盟友，美國甚至向俄國源源不斷地運送物資，好讓他們能戰勝德國，但現實政治的另一面卻是丘吉爾和羅斯福需要史達林來幫助他們削弱希特勒以贏得戰爭，史達林也知道這一點，並承諾戰後要讓波蘭進行民主選舉，因為他也需要英美等盟國幫助他來擊敗德國。結果戰爭一結束，他就佔領了波蘭和其他國家，俄國和西方馬上從盟友成為公開的敵人。這就是現實政治。

但現實政治，尤其這些很久以前的戰爭，與現在所討論的外星文明有甚麼關係呢？因為人類的本性從來沒有改變。

一旦偵測到外星文明訊號，宗教人士可能會有麻煩，他們的世界觀與教義將會受到嚴重衝擊，宗教國家更可能出現重大動盪，甚至極端主義暴力。也許經過一段時間後，人們能夠回到正常的日常生活，但國家政治領導人對外星文明對會如何反應呢？

只要外星文明不是惡意的，任何外星技術都可能為接觸的國家帶來巨大的技術優勢與機會，如果接觸外星文明的國家可能會想壟斷外星通訊管道而獨佔優勢。不過這將與其他國家發生衝突，因為不論中國、俄羅斯、美國或北韓、伊朗...，大部分國家一定都希望也能獲得外星文明帶來來的利益。

學者在2020年的論文中建議，在發現地外文明時必須考慮現實政治因素，高度加強研究機構周邊和訊息安全，電波望遠鏡之類的觀測設施應採取類似核電廠的安全措施。但2022年論文的學者們並不贊同以上這些觀點，他們認為過度的安全顧慮，包括強化設施和封鎖訊息，等於昭告世界正在發生一些嚴重且可能改變世界的活動，反而會導致原先盡力避免的間諜活動和衝突，甚至引發對立國家的擔憂和恐懼，爆發先發制人的打擊。

Wright 等學者也不認為任何國家能夠以某種方式來壟斷與外星文明的接觸。他們認同接觸外星文明會產生現實政治效應，但一個國家極不可能成功壟斷與外星文明的通訊，因為科學界的整合度很高，世界上最強大的觀測站和科學計畫都是由多國或多機構合作，所以壟斷訊息不太可能，科學界的運作立基於開放主義，而非資訊保護主義。

在2022年的論文中，學者主張即使在外星文明看來微不足道的技術，對人類可能也具有高度價值，但一個國家不太可能藉著壟斷這些技術來坐大，因為科學是累積性的，一個新的技術或知識要發揮作用，首先必須有適當的科學背景來理解它。舉例來說，即使把核子武器設計藍圖交到中世紀學者們的手上，他們還是造不出核子武器。同樣地，現代人對來自先進的外星文明技術也是如此。想藉外星科技優勢消滅其他國家更是沒有必要，因為即使沒有外星科技，許多國家的核子和生化武器便已足以摧毀整個人類文明。

但兩方在一些問題點上也有共識，例如光是信息壟斷就足以產生危險的衝突。另一點則是對外星文明接觸的科學家的安全問題，這些科學家很有可能成為騷擾甚至攻擊的目標，尤其現在許多反科學思想的勢力與行動正在逐漸升高。以COVID-19期間，美國國家過敏和傳染病研究所（NIAID）所長、白宮冠狀病毒工作組成員及總統首席醫療顧問 Anthony Fauci 博士，就遭到了大量批評、騷擾和威脅，與外星文明接觸的科學家可能會受到更強烈的反對。

當面對善意的外星文明接觸時，資訊透明、數據共享，在國際上產生合作凝聚力或許是最好的途徑，但如何避免人與人的猜忌、國與國之間的現實政治惡夢？或許比外星文明本身更棘手。

How Should the World’s Governments Respond if We Detect an Alien Civilization?

加拿大2021年火球分析顯示，奧特雲星體並非全是冰態

2021年2月22日黎明前，一道火光照亮了加拿大阿爾伯塔省的夜空，數以百計的目擊者以及攝影機捕捉到這顆火球，據研判，它是一塊約2公斤重的流星體墜入地球大氣層所形成，一般認為它是來自太陽系邊緣奧特雲中冰狀的星體，但根據其墜落過程的數據顯示，它並不是冰，而是由岩石所構成，其特性比較接近小行星而非彗星。這項發現對奧特雲的傳統認知提出質疑。

奧特雲由荷蘭天文學家 Jan Oort 在1950年首次提出，認為在太陽系成型後，殘餘的碎屑被木星等巨行星的重力拋射到太陽系外圍，形成一層球殼般由冰態彗星體組成的奧特雲，範圍甚至延伸到毗鄰星（離太陽最近的恆星）一半的距離，但即使最大的望遠鏡也無法看到它們。當其中的星體偶爾彼此碰撞，或被從旁路過的大星體引力偏轉其路徑，落至太陽系內部形成離心率很高，週期長達數百甚至數萬年的長周期彗星。

2016年，夏威夷大學天文學家 Karen Meech 的團隊發現了一顆不尋常的長周期彗星 C/2014 S3 (PANSTARRS)，它非常暗，而且沒有汽化的彗尾，而更像一顆小行星，與傳統認知的奧特雲星體非常不同。Meech 將之稱為 Manx，一種無尾貓的品種。天文學家後來又發現幾十顆類似的彗星，但無法明確證明它們是小行星，因為它們太暗又快速移動。

天文學家收集並分析不同的影像，甚至包括軌道為星閃電監視器的影像紀錄，計算出該星體的軌跡，發現它的軌道週期約1,000年，應是來自奧特雲，但它的特徵卻與奧特雲星體大異其趣。大多數彗星火球都很脆弱，在地球大氣層高處碎裂並燃燒，但這個物體以每秒62公里的速度墜落，一直穿透到大氣層深處，顯然是堅硬的岩石而不是冰，而且它還分兩個階段解體，與小行星的狀況相同。

研究人員從數百份歷史紀錄中又發現了一個1979年加拿大流星相機所拍攝的火球，這個估計重約20克的流星體也是來自奧特雲星體，穿過大氣層的方式與艾伯塔省的流星體一樣，屬於岩石而不是冰，軌道為奧特雲星體特有的長周期軌道，它也像岩石一樣穿過大氣層，而不是冰。經過統計後，科學家推算出奧特雲中有1%到20%的星體應為岩石。

不過也有天文學家認為從這麼少的事件中所得的推論有待商榷，而且小行星的岩石物體比彗星堅硬，比較容易被發現，導致高估奧特雲中岩石物體的比例。

亞利桑那州立大學行星天文學家 Alan Jackson 則認為，即使奧特雲中只有 1% 的岩石物體，現有理論也很難解釋它們是如何從小行星帶飛到那裡。他表示這項發現支持了「大遷徙假說」（Grand Tack hypothesis）假說，這個假說認為在太陽系誕生後僅 300 萬年，木星快速移向太陽，幾乎到達地球軌道，然後再向外移動到現在的位置上。而在這個過程中，木星將軌道上許多岩石類物體拋到了奧特雲。

doi: 10.1126/science.adf1871

「暗資料」產生巨大碳足跡，你我都有責任！

ImageⓒErik Isakson/DigitalVision/Getty Images

宇宙中有「暗能量」，地球上則有「暗資料」！在數位產品氾濫的今日，每個人每天都產生大量數位資料，但這些資料，包括手機中的照片、影片等，很可能永遠都不會再被瀏覽或使用。根據統計，公司組織等所產生的數位資料，也有一半以上只為了一次使用而產生、收集、處理和儲存，但通常永遠不會再被使用。Google, Microsoft, Amazon…等資訊服務商的雲端設備上，保存了無數重複，或者永遠不會再被使用的資料，而維持這些「暗資料」需要耗費大量的電力，不僅是巨大的能源成本，也讓地球環境付出沉重代價。

據估計，2020年數位化產生了 4% 的全球溫室氣體排放，而數位資料的產生正持續快速增長，2022年預計將產生 97 zettabytes（97兆GB）的數位資料，到2025年時可能翻倍，達到 181兆GB。全球IT業將耗用20%電力，使全球碳排放量升高2.5%。

在不斷呼籲綠電與節能淨零的過程中，大多數目光都專注在限制汽車、航空和能源行業的碳排放，但不斷增長的數位資料處理行業卻被忽略，而且很少有政策關注如何減少數位碳足跡。主要是因為人們常假設數位化的過程是碳中性的，事實上並非如此，我們必須認知到數位化本身不是環境問題，但如何使用數位流程才是對環境影響的關鍵。具體來說，降低數位碳足跡並不是指不要使用手機、電腦或感測器和其他數位技術產品，而是要減少數位資料本身的碳足跡。

經過計算，一個典型的資料導向型企業，如保險、零售或銀行，如果有100名員工，每天可能產生 2,983Gb 的暗資料。如果他們要把這些資料保留一年，這些資料的碳足跡將等同於一架飛機於從倫敦到紐約飛行六次。目前全世界的公司，每天產生 1,300,000,000 GB 暗數據，相當於從倫敦到紐約飛行 3,023,255 航次。事實上，資料中心（2.5%）的碳足跡的確高於航空業（2.1%）。

暗資料的快速增長也對數位效率造成重大問題，組織與人們都應重新檢視使用數位資料的方法，以及收集、處理和存儲數位資料時應遵循的原則。所以，現在開始把你儲存在設備或雲端上那些不需要的照片、影片和音樂刪一刪吧，每刪一個檔案，都能為減少數位碳足跡做出一點貢獻！

Tom Jackson, Professor of Information and Knowledge Management

超級電腦模擬預測，十億年後形成 Amasia 超級大陸，太平洋將壽終正寢

Amasia©Curtin University

根據超級電腦的計算，地球板塊不斷漂移，亞洲、北美洲與澳洲最快在三億年後將融合成一個超級大陸：「阿美西亞」Amasia，而太平洋將消失，運氣好的話，它或許來得及過第十億個生日。但澳洲 Curtin 大學的科學家認為機會不大，因為太平洋每年都會縮小幾公分，在它最後的日子裡，將不再是像今日這樣的蔚藍海洋。

太平洋這個古老的海洋是眾多板塊的交疊碰撞區，板塊交界處被稱為「火環」。太平洋板塊每年都會滑落到歐亞板塊和印澳板塊下幾公分，使北美、亞洲和澳洲間的距離隨之縮短。

但也有科學家並不同意這種說法，他們反而認為目前正在擴張的大西洋未來可能收縮，從而形成一個被超級太平洋環抱的超級大陸。

不過科廷大學研究人員透過超級電腦的模擬顯示，未來的世界並非形成第二個盤古大陸，而是形成亞、美、澳洲合併的 Amasia超級大陸，澳洲雖然不在命名中，但在4D的地球動力學模型中，它在堵住太平洋剩餘部份上扮演了重要角色。

在過去20億年裡，地球上的大陸大約每隔6億年就會碰撞在一起形成超級大陸，被稱為超級大陸周期。Curtin 大學的科學家預測，當Amasia形成時，地球將發生巨大變化，海平面會更低，超大陸的廣大內部將非常乾旱，一天中的溫差會很大。

儘管與傳統預測不同，但 Curtin 大學的模型並不是唯一預測太平洋會消失的模型。在另一種模型中，未來將形成「新盤古大陸」 Novopangaea，美洲與南極洲相撞，然後撞向歐亞大陸和非洲，同樣會切斷太平洋。還有一種形成 Aurica 超級大陸的模型預測中，太平洋和大西洋都會消失，被一個新升起的海盆所取代。

無論結果如何，有一點是肯定的：地球，包括海洋的面貌都將與今日大不相同！

National Science Review

人工智慧有多厲害？10萬條方程式組成的超導數學模型被AI簡化為4條

用以描述電子在晶格中運動的數學模型視覺化©Domenico Di Sante/Flatiron Institute

超導是一種非常奇特的物理現象，電子在超導環境下，從一個點移至另一個點幾乎不損失任何能量，但絕大多數超導都發生在極低溫或極高壓下，如果能在接近室溫下製造出超導環境，則可建設高效率的電網及各種設備。

為了開發更容易達到超導的材料，物理學家必須使用模型來預測電子在各種情況下的行為，但電子運動並無明確的位置和軌跡，而是混亂的機率行為，環境與其他電子的任何交互作用都會影響其運動，想追蹤一個電子的軌跡，就必須同時追蹤系統中所有電子的運動及其可能性。

赫巴德模型（The Hubbard model）是數十年來科學家用以描述電子在原子晶格中運動的數學模型，有一定程度的準確性，這個看似簡單的模型，已經在各種複雜材料上得到實驗證明，科學家還在2019年證明了赫巴德模型也適用於高於超低溫的超導環境。但要用數學來描述赫巴德模型中的「多電子」行為，至少需要十萬條方程式才夠，使得相關研究難上加難。

隨著電腦運算能力日漸強大，研究人員以一種新的機器學習演算法來處理基於赫巴德模型所建立的數值運算。在經過數週的學習後，AI程式把赫巴德模型中十萬條耦合在一起的微分方程式簡化成四條方程式，而且維持高度準確性，成功解決了處理多電子行為的數學難題，而這項技術也可望能為室溫超導材料的開發加快速度。 

Physical Review Letters

最早的哺乳動物可能有38條染色體

藝術家對早期哺乳動物摩爾根獸的想像圖©FunkMonk/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

科學家們對最早的哺乳動物了解不多，估計牠們大約出現在1.8~2.5億年前，現今地球上所有哺乳動物，從藍鯨到鴨嘴獸都是它的後代。科學家最新的研究發現，這些哺乳的共同祖先可能有38條染色體，現代人則有23對46條染色體。

科學家以三類涵蓋各種哺乳動物，包括胎生的獨角鯨、蝙蝠袋鼠和人類，有袋類的塔斯馬尼亞袋獾和袋熊，以及卵生的鴨嘴獸等32種哺乳動物為研究對象，並以雞和中國短吻鱷作為非哺乳動物的比較組，透過計算，經由16個節點，重建了完整的基因組，每個節點代表不同遺傳分支間的共同祖先，這些節點最後一直延伸到所有哺乳動物的共同祖先。

研究人員發現，位於哺乳動物系統分支最頂端的物種可能有38條染色體。科學家還發現，哺乳動物和鳥類及爬行動物的共同祖先共享了9條最小的染色體，甚至可以追溯到演化樹的更頂端。

這項發現顯示，在超過3.2億年漫長的演化史上，染色體上基因的演化具有穩定性。研究人員還檢視了染色體在演化過程中如何拆分、合併、刪除、重複或易位。染色體上因重排而受到嚴重影響的部分稱為「斷點」(breakpoints) ，為遺傳變異的重要來源，在物種分離上扮演要角。根據研究觀察，當獸亞綱，包括有袋類及胎盤類哺乳動物，與卵生單孔目分支時，具有最多斷點。

科學家推測，最早的哺乳動物可能是類似摩爾根獸(Morganucodon) 這種小型、類似老鼠的哺乳動物，生活在約2億年前，會產卵，其化石於1949年在英國威爾斯的一個石灰岩縫隙中被發現，牠的基因與現代哺乳動物有關，但並非所有哺乳動物的共同祖先。另一支哺乳動物是類似囓齒動物的三列齒獸屬(Tritylodont)，牠們在非洲和北美洲被發現的化石過於特別，也不能作為所有哺乳動物的共同祖先，不過應該是和最早的哺乳動物處於同一時期。

Proceedings of the National Academy of Sciences

神秘的似曾相識「幻覺記憶」終於透過實驗得解

Image©Alexei Maridashvili/Unsplash

幾乎每個人都有過這樣的經驗，就是好像曾經經歷過此刻情景，彷彿舊地重遊或舊事重演的感覺。這種現象被稱為 "Déjà Vu"（幻覺記憶），為文學、電影（例如2006年的電影「時空線索」）等提供了許多素材，但也讓哲學家、神經學家困惑不已。

19世紀末以來，各領域的專家們提出了許多理論來解釋這種現象，最常被認為可能源於某種精神功能障礙、大腦問題，或是人類記憶正常運作中的暫時性小插曲，這個問題直到現在才進入科學領域的研究。

20多年前，科學家Alan Brown將先前對此主題的研究進行綜整與審視，其中大部分內容都與超自然有關，例如前世或通靈能力，但他也收集到對普通人幻覺記憶經歷的研究資料。例如 Brown 確定大約有 ⅔ 的人在生命某刻中曾經歷過幻覺記憶，而最常觸發此經歷的是某個場景或地點，其次是對話。他還紀錄了百年來醫學文獻中提到關於幻覺記憶和大腦中某些活動間的關聯。他的綜整將這個問題帶入了主流科學領域。

科羅拉多州立大學認知心理學教授 Anne Cleary 的研究小組針對可能引發幻覺記憶的機制設計了實驗。過去百年來的假說認為，如果當下場景和記憶中未被回憶過的場景相似時，就會觸發幻覺記憶。心理學家稱此為「格式塔熟悉性假說」(Gestalt familiarity hypothesis)。

例如，想像一下你現在正在醫院探視朋友，經過護理站時，雖然你過去從未來過這家醫院，但卻有一種感覺，覺得自己曾經來過。這種似曾相識的感受，其根本原因可能是場景佈局所引起，包括空間位置、格局或特定的物件等，與你過去真實經歷過的不同場景類似。也許是護理站與走廊連接的位置，剛好與一年前你曾參加某場演講會場的報到處和走廊的相對位置相同。根據格式塔熟悉性假說，如果你此時沒有想起那次演講，就會對護理站產生強烈的似曾相識熟悉感。

為了在實驗室裡研究這個想法，研究團隊透過虛擬實境技術，以控制受試者所處環境的場景的空間佈局。實驗結果正如預測，當人們身處於之前看過，但不記得的類似場景時，特別容易發生幻覺記憶。不過空間相似性並非唯一可能觸發幻覺記憶的機制，科學家正對這種神秘現象進行更多的研究。

Colorado State University

天王星自轉軸高傾角新解

©Lawrence Sromovsky, Keck Obs.

儘管天王星與海王星在分類上都屬於冰態巨行星，但它們之間還是各有特色，其中最特殊的差異就是天王星98°的自轉軸，使它與除了金星以外大多數行星的自轉方向都大相逕庭。

法國國家科學研究中心的天文學家 Melaine Saillenfest 提出了一種新的解釋，只要一顆質量為月球一半大的衛星軌道遷移就可以做到，當然更大的衛星更能達到這樣的結果。

科學家們先前已有一些模型來解釋天王星奇特的自轉軸傾角，譬如巨大天體的撞擊，或一群較小的天體撞擊更具說服力。但這樣的假說會帶來更難解釋的問題：與海王星之間的高度相似性。這兩顆行星的質量、半徑、自轉速度、大氣動力學和成分，以及奇特的磁場都極其類似，暗示這兩顆行星可能是一起誕生的，但若天王星曾被其他巨大星體撞擊，那麼它們何以還能保持著原有的高度相似性？於是科學家們只好尋求其他解釋，例如巨大的環系統、或早期曾存在巨大衛星等等。

幾年前，Saillenfest的其團隊發現木星自轉軸傾角，有可能在未來50億年內，會因衛星的向外遷移而從目前的3°增加到大約37°。而土星傾角達26.7°，很可能就是其最大的衛星土衛六泰坦迅速向外遷移的結果，但幾乎沒有影響行星的自轉速度。衛星軌道的遷移並不罕見，月球目前就正以每年約4公分的速度遠離地球。

研究小組用一系列不同參數，包括衛星質量等對天王星進行電腦模擬，結果發現即使是一顆質量只有月球一半的衛星，若其軌道以每年6公分的速度移動天王星半徑10倍的距離，就能讓天王星自轉軸傾斜90°！進一步的模擬還顯示，大小近似木衛二Ganymede 的軌道遷移，更可能形成今日天王星的自轉軸傾角。不過已知的天王星衛星總質量還不到月球的八分之一。此外模擬還顯示，當天王星傾角達到約80°時，衛星的運動會變得不穩定，引發了天王星自轉軸的混亂，最終導致衛星與行星相撞，自此之後天王星的自轉軸傾角與自轉速度趨於穩定，不再有大的變化。

這項假說是第一個能不涉及其他巨大星體撞擊，即能成功解釋天王星自轉軸傾斜的機制，而這種機制也很可能是普遍的行星現象。現在的木星或許正即將開始進入軸傾斜過程，土星或已處於此進程中，而天王星則已完成最後階段：衛星已撞毀消失。

目前還不能確定天王星是否曾擁有一顆夠大的衛星，並以夠快的軌道遷移來產生現在的結果，而觀察天王星現有衛星的軌道遷移將有助於解答這些問題，如果它們的軌道遷移速度夠快，也意味著它們有可能是早期撞毀的衛星碎片。無論如何，天王星探測器將是解開這一切問題的最佳方案。

Astronomy & Astrophysics 

數年來最大太陽黑子群出現，X級閃焰警報響起

AR3112©NASA太陽動力學天文臺(SDO)

太陽上的 AR3110 黑子群甫於臺北時間 10月2日04:10爆發 M5.9級閃焰，導致大氣層部分電離，影響北美洲西岸，包括飛行與航海等無線電通訊，在 20MHz以下頻段都受到了干擾。而另一個近年來最大的太陽黑子群 AR3112，已自太陽東緣緩緩移向日面中心，目前當中聚集十餘顆黑子，範圍廣及130,000萬公里，大約是地球直徑的十倍大，影像中以+-號標註出其磁性。隨著這個不穩定的大黑子群逐漸朝向地球，其威脅程度大增，未來很有可能爆發 X級閃焰。

10月4日的太陽表面及眾多黑子群©NASA太陽動力學天文臺(SDO)

AR3110 於10月2日閃焰爆發時，4:16:20 SDO/AIA 131 影像©NASA太陽動力學天文臺(SDO)

X-級閃焰是太陽系中最具規模的能量事件，為躍出太陽表面的電漿環，可以達到地球十倍大，最強的閃焰可釋出相當於十億顆氫彈的能量。科學家根據閃焰釋出的能量將之分級，從規模最小的 A級、B、C、M 到最強的 X級，X級的能量是 M級的10倍，C級的100倍...，每一級又細分為 1-9 的次等級，X2為X1的2倍，X3為X1的3倍，....以此類推。雖然 X 是最高等級，但有些閃焰能量可超過 X1 的10倍，也就是高於 X9。隨著接近太陽活動週期的高峰，閃焰活動與能量也會升高。目前所觀測到最高能量的閃焰紀錄是 2003年著名的「萬聖節風暴」(Halloween storm)，估計達到 X45 程度。

2011年8月9日爆發的 X6.9 閃焰©NASA太陽動力學天文臺(SDO)

2003年著名的「萬聖節風暴」(Halloween storm) 閃焰©NASA