中央研究院天文及天文物理研究所研究成果發表，日期：2025年6月25日 

我們的銀河系不只有閃耀的星星和行星，還充滿了微小的宇宙塵埃。這些微塵是恆星與行星誕生的原料，也會影響光在太空中的傳播方式。不過，這些塵埃的來源、成分和演化歷程，至今仍有許多未解之謎。為了釐清這些問題，天文學家發起一項名為WISCI（全名為Webb Investigation of Silicates, Carbons, and Ices）的研究計畫，利用強大的韋伯太空望遠鏡（JWST），結合哈伯太空望遠鏡（HST）與地面上的大型天文台（如甚大望遠鏡 VLT），針對瀰漫星際介質中的塵埃進行跨波段（從紫外線到中紅外線）的觀測。

WISCI的觀測目標是12顆明亮的O型與B型恆星，這些恆星是理想的背景光源，能揭示沿視線方向星際塵埃留下的「指紋」。在第一階段的研究中，團隊聚焦於兩顆恆星：GSC 08152-02121 與 CPD-59 5831。他們在紅外波段中發現了微弱的吸收特徵，顯示碳基塵埃、矽酸鹽，甚至水分子的存在。論文第一作者及WISCI計畫主持人、中央研究院天文及天文物理研究所（ASIAA）的訪問博士後研究學者、現任職於歐洲太空總署的歐洲太空研究暨技術中心（ESA-ESTEC）的諸葛莎夏Sascha Zeegers指出：「令人驚訝的是，這些水並非以冰的形式存在，而是被緊密地束縛在塵埃顆粒中，這暗示水與塵埃之間的交互作用比過去認為的更加強烈。」她曾任ASIAA的博士後研究學者，任職期間發起WISCI合作計畫並成功獲得JWST觀測時間。

研究團隊還偵測到碳–碳鍵與碳–氫鍵的振動特徵。值得一提的是，碳–氫鍵的存在令人感到意外，因為這種鍵通常會在瀰漫星際環境中被紫外線摧毀。每一道沿視線方向的觀測路徑都明確觀測到矽酸鹽，但其光譜特徵的細微差異則顯示，不同區域中的塵埃組成或結構可能有所不同。

WISCI的一大亮點是其多波段聯合觀測的能力。論文第二作者、任職於ASIAA的國科會研究學者馬恩迪Jonathan Marshall表示：「透過結合JWST的紅外光譜、VLT的可見光與HST的紫外光資料，我們能夠跨波段追蹤同一群塵埃顆粒，進一步詳細比較碳基塵埃與矽酸鹽塵埃，並找出它們之間可能的關聯。」

這些初步成果顯示，即使是在曾被認為相對「乾淨」的區域，宇宙中依然充滿了複雜且多樣的塵埃。隨著更多WISCI資料分析，天文學家期望能更深入了解這些塵埃如何演化，最終又如何促成恆星、行星，甚至是生命的誕生。

圖片展示WISCI計畫中兩顆恆星的光譜，由左至右分別來自紫外線（藍色，由哈伯太空望遠鏡觀測）、可見光與近紅外線（綠色，由甚大望遠鏡上的XSHOOTER光譜儀觀測）及紅外線（粉色，由韋伯太空望遠鏡觀測）。圖中還放大顯示了幾個關鍵特徵，是由於星光穿過星際介質中的塵埃時被吸收而產生的，包括碳和矽酸鹽塵埃的吸收特徵，甚至可能還有被困在塵埃粒子中的水的跡象。背景影像來自韋伯太空望遠鏡的 MIRI 儀器所拍攝WISCI計畫恆星附近的星際介質。圖片來源：Gilles Otten (ASIAA) and Sascha Zeegers (ESA)

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本篇論文發表於2025年6月出版的天文物理期刊（Astrophysical Journal），篇名：Investigating Silicate, Carbon, and Water in the Diffuse Interstellar Medium: The First Shots from WISCI

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中央研究院天文及天文物理研究所 Jonathan Marshall（馬恩迪）博士

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中央研究院天文及天文物理研究所 周美吟博士

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