中研院主導北極圈重要天文望遠鏡 中山教授:可呈現更清晰黑洞影像

2020-10-07 22:58

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去年中研院天文所加入的「事件視界望遠鏡(EHT)」跨國團隊拍攝到人類史上首張黑洞照片。參與研究的國立中山大學物理系助理教授郭政育(前排左一)指出, EHT即將要發表第2張影像。(中山大學提供)

去年中研院天文所加入的「事件視界望遠鏡(EHT)」跨國團隊拍攝到人類史上首張黑洞照片。參與研究的國立中山大學物理系助理教授郭政育(前排左一)指出, EHT即將要發表第2張影像。(中山大學提供)

今年諾貝爾物理學獎由3位解開宇宙神秘現象「黑洞」的科學家獲得,此項發現對人類探索宇宙可說是邁進一大步。而中山大學物理系去年參與了中研院天文所加入的「事件視界望遠鏡(EHT)」跨國團隊,拍攝到人類歷史上第1張黑洞照片,亦是一大突破。參與該項計畫的中山大學物理學系助理教授郭政育提到,過去都只是間接證實黑洞存在,如今已有照片佐證。今年諾貝爾物理獎得主觀測的銀河系中央黑洞,EHT也有拍攝到,之後將會發表第2張影像。

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郭育政提到,這個黑洞位於銀河系中心,距離我們僅有2萬6080光年。由於Sgr A*黑洞影像的數據非常難處理,需要一段時間的等待。另外,銀河系中心的黑洞質量較小,比M 87*黑洞小約1000倍,因此軌道周期也小很多。黑洞影像變化的速度過快,要成功捕捉到是一大挑戰,需要長時間曝光。EHT團隊首先會公布靜態影像,下一波再公布動態影像。

郭育政:台灣在未來的黑洞觀測計畫裡舉足輕重

要捕捉距離遙遠的黑洞影像,需要借助「特長基線干涉術」(Very-long-baseline Interferometry,簡稱VLBI)。對此技術熟練的郭育政說明,VLBI是透過觀測黑洞附近的物質在高速繞著黑洞運動下發出的電磁波,讓黑洞本身像是陰影一樣呈現出來。陰影的部分是黑洞的光子球層,是光子圍繞黑洞旋轉而出不去的地方。比這個光球層小2.5倍的地方便是黑洞的「事件視界」。而黑洞之所以呈現新月形,是因為有氣體正在圍繞黑洞旋轉。影像下方的氣體朝著我們而來,上方的氣體遠離我們而去。根據都卜勒效應,朝著我們來的氣體會變亮,遠離我們氣體會變暗,因此亮度會遠大於上方遠離我們的氣體。

郭育政提到,台灣在未來的黑洞觀測計畫裡舉足輕重。其中一項具體例證,就是2018年4月已完工,由台灣中研院天文所主導的格陵蘭望遠鏡。此項設施是全球第一座位於北極圈內的重要天文觀測站,加入EHT後所取得的最新數據經過分析,將可能得到更加清晰的黑洞影像。郭育政提到,「它對於黑洞成像扮演非常重要的角色,請大家拭目以待!」

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