SMA可以做什麼？

次毫米波的波長通常是在一毫米（1mm，相當於一百萬奈米）以下，以中研院天文及天文物理研究所參與的次毫米波陣列（SMA）為例，觀測的電磁波波長在0.3毫米到1.7毫米之間，大約是小學生使用的20公分米達尺裡頭的最小刻度。一般收音機的FM節目，使用的無線電波波長約2800毫米到3400毫米之間。

在次毫米波段的範圍內可以看到宇宙中的哪些東西？有哪些是平時看不到的？首先我們可以看看鄰近火星的大氣，火星最流行的話題是要找尋生命物質，火星表面必須有水分才可能孕育出生命。除了水以外，我們還需要知道火星大氣的成分，這和生命物質日後的演化也有絕對的關係。地球大氣的主要成分是氮和氧，而火星大氣最主要成分是二氧化碳，佔了95.32%，其次才是氮，約2.7%，一氧化碳則佔0.08%。

SMA可以得到一氧化碳在火星表面的分佈情形，配合火星表面的溫度變化，我們可以得知火星大氣層不同高度的溫度分佈。此外，利用次毫米波段也可以觀察泰坦衛星的大氣成分，泰坦是土星最大的衛星，它甚至比水星大一點。泰坦的大氣中，氮佔了95%，其他5%為甲烷。一般相信地球在四十億年前生命物質的出現和氫氰酸（HCN）高分子有密切關係，氫氰酸對原始有機物質的合成佔有舉足輕重的角色，SMA可以觀測泰坦大氣的氫氰酸分佈情形。

除了太陽系之外，有關恆星形成的相關問題也是次毫米波段的重頭戲。恆星大多在巨大分子雲內形成，可能形成單一太陽質量的恆星或更大質量的恆星，也可能形成雙星系統。同樣是在巨大分子雲內收縮，最後的結果卻會大不相同，即使是形成類似太陽的單一恆星，過程也是相當複雜。在氣體收縮過程中，中心區域的氣體密度會逐漸增加，最後終將形成一顆發光的恆星，但在恆星的四周會形成扁平狀的氣體盤（拱星盤），另外在垂直拱星盤的兩極方向會有噴流或星際風噴出，這些特殊結構都可以從次毫米波段觀察，進而驗證恆星形成理論。除此之外恆星四周的拱星盤也是行星形成的溫床，拱星盤的氣體分佈以及旋轉的狀況，都對日後如何產生行星以及產生什麼樣的行星有重要的影響。

SMA不僅可以針對恆星的議題，更大範圍的星系，無論是銀河系、鄰近星系或離我們更遠的早期星系也是研究的目標。對本銀河系來說，我們可以尋找銀河中心的超大質量黑洞，對於鄰近的螺旋星系，也有特殊的旋臂結構可供觀測。距離我們三千多萬光年的渦狀星系M51就是研究螺旋星系的典型範例，渦狀星系是面向著我們，擁有非常壯觀的旋臂結構，中間核球的活動非常劇烈，渦狀星系的旁邊還有一個星系NGC5195，兩個星系的交互作用使得這場好戲更加精彩，這些都可以透過SMA得到驗證。至於離我們更遠的星系研究，對整個宇宙的演化情形是有幫助的，如何從近乎均勻的宇宙，演化成現今多樣化、多層次的宇宙，都是天文學家重要的研究方向。

1996年6月，中研院與美國史密松機構簽署合約書，同意由台灣建造兩座次毫米波望遠鏡（SMART），將史密松天文台設計的SMA由原本的六座擴充到八座。SMA是全世界第一座在次毫米波段中進行觀測的陣列望遠鏡，座落在夏威夷毛納基峰，今年11月下旬正式啟用，這不僅是台灣天文研究與國際接軌的重要成果，是國內大學與業界技術合作與整合的典範，也天文學術研究開啟了另一隻天眼，讓人們更能清楚地瞭解宇宙各個角落的奧秘。