台灣在夏威夷設置次毫米波陣列（SMA）與宇宙微波背景輻射陣列（AMiBA），使台灣在國際天文觀測研究上占有一席之地，更建立起天文研究的能力與信心。 夏威夷聖山毛納基峰上天文台林立，台灣沒有缺席，山腰上的遊客服務中心裡，有我們的國旗飄揚。由國科會與聯合報、公共電視、科學人雜誌、News98合辦，台灣大學物理系及天文物理研究所承辦的「2007展望秋季系列演講：科學─永恆的追尋」，第七場演講「追星故事─談夏威夷夜空下的天文觀測」，由中央研究院天文研究所研究員陳明堂主講，帶領聽眾想像夏威夷的星空。 天文觀測 夏威夷超棒 夏威夷氣候很穩定，也有高山，一年有300天以上都是晴天，背景雜訊極低，是一個很好的天文觀測環境。陳明堂說，夏威夷風光明媚，「可以讓人在海邊一邊曬太陽，一邊思考宇宙組成是什麼，宇宙會往那裡去等天文學的大問題。」 但山上工作很辛苦，觀測站在海拔4200公尺左右，到山上心跳會加快，血中含氧量降低，頭會暈，動作要放慢。陳明堂說，在山上不要太相信自己，因為可能一加一等於二都做不太出來，更何況是操作精密的儀器，要做的事都要先寫下來。 台灣目前在夏威夷有兩組觀測儀器，一組是在毛納基峰（Mauna Kea）的SMA，一組則是在毛納洛峰（Mauna Loa）的AMiBA，各有不同的任務。 SMA看星星 世界第一座 SMA的計畫概念在1984年由美國麻省劍橋的史密松天文台（SAO）的天文學者提出。陣列實際的研發與設計工作起始於1989年，於1991年決定發展SMA陣列望遠鏡。 中研院1993年成立天文所籌備處，1996年前中研院院長李遠哲與美國的史密松機構簽署合約書，同意由台灣興建兩座望遠鏡，將原本的六座天線增加為八座天線。 2000年12月，第一座由天文所製造的天線於國內完成基礎測試，運抵毛納基峰。2002年底兩座天線完成組裝，2003年啟用。台灣兩座天線的加入，大大提高觀測效率與取得的天文影像品質。 陳明堂說，SMA是全世界第一座，可以在這個波段裡操作的陣列望遠鏡，換句話說是讓研究者可以「在這個窗口裡看星星」。當時，天線是在台灣請中科院開發，利用台灣碳纖維複合材料技術製成，強度很強，又很輕。 SMA主要是研究星星的形成，可以觀測包括恆星誕生的磁場、溫度，以及物理、動力、化學等變化。 陳明堂說，星星形成前會有一團分子雲產生旋轉，向內崩塌就發亮起來，形成的過程不會發光，無法以光學望遠鏡觀測。但分子雲有溫度，會有輻射，會放出毫米波和次毫米波，SMA就是要來找出恆星如何形成的。 陳明堂說，藉由SMA的觀測，每年有4、50篇論文在專業期刊發表；沒有SMA前，國內的天文學研究，仍不夠顯著。「SMA是世界一流，在這個頻率中最有力的研究工具，提供給大家研究天文的絕佳機會。」 陳明堂說，「有了SMA當開路先鋒，我們相信從設計、製作，都可以做得來，絕對有辦法去解決問題。」也因此有了由台灣主導的AMiBA計畫。 台主導AMiBA 星系團揭秘 中研院與台大合作的AMiBA計畫主要是觀測宇宙背景一個細微角度的溫度資料，還要研究宇宙裡組成的主要成分—星系團 （galaxy cluster），與星系團的分布。一個星系（galaxy）約有10億顆星，星系團的大小約為1000萬光年，由100到1000個星系組成，是宇宙裡最大的結構。 要了解宇宙裡的質量分布，就要研究星系團，早期形成的星系團，距離遠，光學望遠鏡看不到，但可以用X光觀測。 星系中有很多游離物質，這些物質會往重力最大的地方移動，因此會往星系團移動，受到重力加速後，物質的能量大到足夠把分子游離化，星系團就會產生非常高溫的電子雲，放出Ｘ射線，我們就可以觀測得到。 AMiBA是透過微波偵測，當宇宙背景微波通過星系團時，訊號會受到星系團裡熱電子的影響改變，就能偵測到cluster，可以拿來跟X-Ray的觀測對照。 AMiBA觀測平台首次用六根支架伸縮性的滾珠螺桿，利用不同長度的伸展調整平台，做全天性的天文觀測，上面放了七個偵測器，並跟台大合作開發接收機，去年啟用。 陳明堂說，毛納基峰已經不能再蓋觀測站，AMiBA只好放在活火山毛納洛峰上，還請了長老來祈禱，岩漿不要流來這裡，「天文學是個很刺激的行業」。 他強調，做基礎研究跟台灣的工業是有很大的關係，如果工業不夠進步，就做不了什麼好的基礎研究；儀器做不好，就輸人家一截，很難追求知識。