藍色地球 我們是宇宙唯一？

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2010/06/13  【聯合報╱記者李承宇／台北報導】


春季展望系列演講，上周五由中研院天文所副研究員尚賢主講「藍色行星大事紀－我們是唯一的嗎？」。 記者陳易辰／攝影

彗星中水的氫同位素比值，與地球海水中氫同位素比值類似；在墜落地球的隕石中，也發現造成生命的重要元素胺基酸。形成生命的基本要件，包括自給自足，可杜絕外界騷擾的封閉空間，及有像是DNA、RNA等能複製的足夠材料，宇宙中，地球會是存在生命的獨一無二星球嗎？

國家科學委員會主辦，台灣大學物理學系暨天文物理研究所承辦，聯合報、科學人雜誌、科學月刊、科學發展月刊、Discovery頻道協辦的「2010春季展望系列演講」，上周五由中央研究院天文所副研究員尚賢主講「藍色行星大事紀－我們是唯一的嗎？」

位處適居區 地球很特殊

從宇宙初始、擴張到形成太陽系的歷程非常長，太陽系形成的過程對整個宇宙歷史而言非常短暫。尚賢說，我們常忘了太陽也只是銀河系中的恆星之一。不妨試想，在超過太陽系的地方，是否也存在與太陽類似的恆星、行星系統？「如果意識到太陽也只是銀河系中的一顆恆星，我們的想像會更寬廣」。

地球位於非常特別的位置，天文學界稱之為太陽系中的「適居區」：一個對人類而言適合居住的地方，裡面有人類需要的水、陽光與氧氣。為何適居區如此特別而珍貴？因為從太陽來的光不能太強，否則會熱死；也不能太弱，否則會冷死。要有水，並以液態方式存在，否則人類會渴死；且空氣中要有氧氣，讓人類得以呼吸，不至於窒息。

地球的特性是否可在其他地方找到？地球在太陽系中是唯一，在整個銀河系中也是最特殊的嗎？在宇宙中會是獨一無二的嗎？尚賢從恆星形成、行星形成的過程來探討這個問題。

太陽星雲 行星誕生原料
  
太陽系一開始形成於冷暗分子雲中的高密度區，其存在數千萬年，溫度大約只有絕對溫度10度，主要憑著強力磁場以及紊流提供分子雲核存活所需支撐力。一旦分子雲核的密度高過臨界點，密度超過周圍抗衡的力量，就會發生重力塌縮。

在太陽系形成的過程中，一般相信「太陽星雲」是很重要的過程；它是年輕太陽周圍的吸積盤，提供原料不斷累積、餵養年輕太陽，並且將角動量向外傳播。天文學家並觀測到年輕恆星系統中生成的高速分子噴流；噴流可以把多餘的角動量丟掉，使恆星形成系統的轉速不致太快。太陽星雲中的物質最終成為形成行星的原料，其中含有金屬、含矽的岩石、含氫化合物，以及氫、氦等氣體。

彗星微塵 藏太陽系祕密

太陽系外的行星，學者認為多由類似的過程所形成，但由於觀測方法的限制，至今發現的多為「熱木星」或「超級地球」。因它們所處的位置與主星的距離，組成成分也呈現不同的差異，顯示行星系統的多樣性。

當太陽系中的微粒聚集，彼此不斷碰撞，則會形成行星核，當行星核大到一個程度就可以單獨利用用重力來吸引更多行星微粒。學界認為，現在觀察到的小行星、隕石和彗星核，應該都是當初有機會進入行星核的材料。雖然它們表面上只是太陽系中的「漫遊者」，而且質量微小、不甚起眼，實際上卻保留了許多原始太陽系的祕密。經由分析NASA「星塵」計畫中取得的彗星核內微塵成分，科學家發現原始太陽系物質混合分配的證據，支持我學者10年前提出的太陽風與早期噴流參與製造行星物質的理論。

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2010/06/14  【聯合報╱本報記者李承宇】

北一女資優班、台大物理系，到美國加州柏克萊大學，中研院天文所副研究員尚賢的求學路看似順遂，但初出茅廬踏入研究領域，她就進行一項挑戰隕石學教科書50年來概念的研究，「不小心踩進蜂窩」的經歷，讓她覺得「鬱卒」，但也獲得寶貴磨練。

尚賢念國中時，對數學、理化有興趣，就立志要研究自然科學。進入北一女第一屆資優班，同學都對自然科學有興趣，加上導師是生物老師，常帶大家做實驗、探索自然，當時班上形成一股研究自然科學的風氣。

由於很早立志念理論，台大物理系畢業後，尚賢赴美攻讀剛起步的生物物理，但接觸到中研院院士徐遐生的研究後，覺得非常有興趣，於是轉研究天文物理。

尚賢的論文結合天文學與隕石學，一個在天上，一個掉到地上，是差了十萬八千里的「跨界」嘗試。剛起步的學者挑戰了隕石學教科書的法則，當時所受的壓力可想而知。

在學術圈，不會因為你是年輕學者而稍有寬貸，挑戰教科書的理論雖然可以讓人出名，但代價是別人會用更高的標準來檢視你的研究論述。尚賢事後非常感謝這一段歷程，這種磨練讓她把觀念想得更透徹，思考更周密，是「在困境下成長」。

所以她勸勉有志踏上研究之路的年輕人，除了要保持一顆活躍的心，對身旁自然界事物仔細觀察外，更要不怕苦。尚賢明白說，沒有任何一個發現是簡單的，唯有放進十分的努力。