前進宇宙《沙丘》任務！清大助攻歐洲太空總署 2030 星系考古揭開吞噬史
清華大學天文學研究所副教授安德魯·古柏（Andrew Cooper）參與歐洲太空總署剛通過的「阿拉基斯：星系考古任務」（ARRAKIHS），預計將在 2030 年發射太空望遠鏡，探索過去難以觀測的星系最外圍結構。
古柏表示，歐洲太空總署上月正式通過由西班牙團隊主導的阿拉基斯任務，任務名稱源自科幻文學巨作《沙丘》的虛構星球「阿拉基斯」（Arrakis），由古柏擔任「星系科學工作小組」共同召集人，率領清華團隊以超級電腦建立理論模型，協助全球團隊解讀未來拍攝到的星系影像。
「宇宙看似空無一物的地方，其實藏著星系的成長史。」古柏形容，星系最外圍就像一本記錄數十億年歷史的日誌，每一次與其他星系碰撞、合併都會留下微弱卻珍貴的痕跡，但這些亮度極低的恆星暈及恆星流長期被淹沒在背景雜光之中，始終缺乏系統性的研究，因此催生這次的任務。
古柏指出，目前團隊已完成概念設計，正式進入關鍵製造階段，預計 2030 年發射搭載望遠鏡的小型衛星至低地球軌道，針對約 80 個鄰近星系，展開為期 3 年的觀測計畫，並首度讀懂每個星系的故事。
古柏分享，這項任務集結來自西班牙、奧地利、比利時、挪威、葡萄牙、瑞典、瑞士等歐洲太空總署會員國，以及台灣、美國、英國、荷蘭、泰國等合作夥伴，共超過 250 位科學家與工程師共同參與，為一項跨國合作的大型太空任務。
古柏指出，這項任務最大的挑戰，在於如何降低背景雜光的干擾，團隊需要超高靈敏度與視野寬廣的雙筒望遠鏡系統，並進行大範圍巡天（survey）觀測，才能捕捉到極為黯淡的星系外圍結構，希望能逐步拼湊出不同星系形成與演化的歷史，「我們可以開始了解每個星系獨一無二的故事。」
古柏帶領清華天文所博士生王重文投入理論模型建立與數值模擬工作，清華團隊運用校內超級電腦（CICA）與長期累積的星系形成理論模型，模擬小星系如何被大型星系吞併、瓦解，並在星系外圍形成恆星暈等微弱結構。王重文形容，這就像是在替 2030 年的觀測「提前演練」。
阿拉基斯任務團隊成員廖俐雯表示，清華完整的學術訓練與資料分析基礎，是自己加入國際團隊的重要優勢，「古柏教授建立的超級電腦系統與模擬平台，讓我在這項任務的研究工作中能快速銜接，不需要從零開始。」
（首圖來源：清華大學）