從系外行星看太陽系的形成與演化–中研院天文所辜品高教授

我們無法搭乘時光機回到太陽系形成當時,但是宇宙中卻充滿著正在形成的行星系統,透過觀測這些太陽系外的行星系統,或許我們就有機會找到一個與我們太陽系相似的結構,類比太陽系的形成過程。因此我們將由辜品高教授以系外行星的觀測結果與理論模型,來探討我們自身太陽系可能的形成過程。

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「彗星帶來太陽系遙遠又古老的訊息」–中央大學天文所葉永烜教授

彗星的成分中暗藏太陽系形成最初物質分布與物質狀態的秘密,以近期幾次重要的彗星探測計畫來說,研究成果對於太陽系的形成究竟可以提供哪些新的證據,是我們相當好奇的。因此我們邀請擅長於彗星與太陽系起源研究領域的葉永烜教授,帶領我們認識相關的研究成果及展望。

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「恆星與行星的形成」–中央大學天文所陳文屏教授

我們以「恆星的形成」來開啟這一系列演講,從分子雲塌縮到核融合反應的形成,重建太陽系中心–太陽的形成歷史。除了太陽之外,太陽系裡面還有為數眾多的其他天體,包括行星、小行星與彗星等等。其中小行星帶的存在,意味著太陽系形成初期,行星形成過程中曾經發生過的重大事件。我們邀請陳文屏教授先為我們建立太陽系中恆星與行星形成與演化的基本概念,再請陳教授分享他多年來對小行星的深入研究,讓我們可以瞭解太陽系在行星形成階段可能的樣貌。

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星系的起源與演化-王為豪教授主講

星系的形成和演化是我們相當陌生的研究主題,對於我們身處其中的銀河系來說,廣達十萬光年直徑的範圍、高達兩千億顆恆星的數量、以及無數阻擋在我們與其他天體之間的物質,使得要觀察到整個銀河系的全貌極其困難重重。若是要要觀察其他的星系,遙遠的觀測距離則考驗著所有觀測儀器的解析力極限,讓我們很難「看清楚」所有的細節。因此,要認識星系的結構、觀察星系的特徵、甚至研究星系的形成與演化,是最近一、二十年來天文科學界最新的進展,吸引無數研究人員好奇的目光。

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宇宙起源-李傑信博士主講

  經過多年的「流浪」,宇宙論的內容再次回到地球科學的課程之中。那些紅位移、宇宙膨脹、宇宙背景輻射、以及大霹靂形成宇宙的理論和宇宙最初三分鐘描述物質的形成及演化,都是我們曾經熟悉的內容。建立在這些發現與理論的基礎之上,科學家持續根據宇宙背景微波輻射的觀測進行分析,探討暗物質及暗能量在宇宙中的存在與分布,以及這些現象所代表宇宙的起源故事,究竟該如何述說。
  目前任職於美國航空暨太空總署的李傑信博士,整合過去幾十年的觀測資料與理論分析,重新把宇宙的起源這個故事做一個完整的敘述。讓我們一面回顧科學進展的過往,也告訴我們最新的研究方向與宇宙依舊未解之謎。趁著個機會,正是我們最好重溫過往學習記憶,與展望科學進展的時刻。

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從隕石研究看地球與太陽系的起源及演化 李德春教授主講

在高中地球科學課程中,對於地球內部的組成物質,特別是地核的成分,多會提及隕石的相關研究。但是由於敘述的內容太過簡化,導致學生很難從課本的敘述來理解,在19世紀到20世紀期間,對於地核組成物質的科學推論過程。因此我們特別邀請從事隕石研究工作多年的李德春教授,為我們簡單回顧這段科學發展的過程,隕石研究在這期間所扮演的角色,以及近年來對地球核心組成物質分析的現況。

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化解台灣構造上的爭議 郭本垣教授主講

在高中地球科學課程的內容中,有限度地提及台灣島目前所處的板塊構造環境,以及相關的地震震源分布特性,但對於台灣島的形成過程卻付之闕如。這可能是考量到台灣島形成過程的複雜性,以及眾多相關研究仍然還在進行當中,為了避免學生在課堂上必須面對太過艱深且具有不確定性的內容,所以才沒有把細節列入課程內容。但是對於生活在台灣島老師或同學來說,認識台灣島的形成過程必定是個有趣又吸引人的話題,而且離開高中之後,絕大多數同學恐怕就不再有機會接觸到這個議題,實在相當可惜。因此,我們希望在「地球內部與板塊運動」這一系列全球尺度的研習活動當中,加入精彩的台灣島板塊構造活動的相關內容及最新研究,兼顧到在地的議題。

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利用地震學的方法,看板塊運動的動力來源 林佩瑩研究員主講

在國中與高中的「板塊運動」課程裡面,其實只有張裂、聚合和錯動三種,重點都在板塊邊界上頭,卻很少從整個地球的角度來完整看待板塊和板塊的運動。導致學生永遠只記得課本舉例的幾個板塊邊界,不要說板塊下頭的地球內部是什模樣,連學過的這個板塊邊界在板塊另一頭是什麼模樣都沒有概念。所以我們重新從地表上的板塊怎麼動開始看起,再進一步整合所有關於板塊構造和板塊運動的概念。

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從高溫高壓的礦物實驗,看地球內部組成礦物的物理與化學特性 謝文斌研究員主講

高中地球科學課程中關於「地球內部組成物質」的組成成份與特性,過去都是以地震波作為主要的研究方法來描述,頂多搭配部份來自地函的補虜岩以及隕石成份當作佐證。但是這些研究方法並不足以描述地球內部組成物質的特性,也無法直接解釋地震波速度在部份深度的突然改變。這其中最被忽略的一個研究領域,就是高溫高壓的礦物學實驗。

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地球內部的熱、壓力、與熱對流 譚諤研究員主講

「板塊運動」這個主題是國中與高中地球科學課程中都會提及的單元,因此不論國中或高中在這個單元的教學過程中,無可避免地要說明:什麼是岩石圈(板塊)和軟流圈?板塊為什麼會動(動力來源中的熱對流)?以及板塊如何運動和板塊邊界有何特徵?這幾個主題。

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