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第二張黑洞照將問世? 中山參與EHT團隊成員揭二階段計畫

發佈日期: 2020-01-09
【校園記者葉子豪採訪報導】人類史上第一張黑洞影像如何來?中山大學圖書與資訊處舉辦天文主題書展講座,邀請物理學系助理教授郭政育講演「黑洞的故事」,解說黑洞照片由來。郭政育參與中央研究院天文及天文物理所「事件視界望遠鏡合作計畫」團隊(EHT),2018年4月拍攝到史上第一張黑洞影像,使人類科學領域突破新進程。郭政育不僅分享EHT團隊如何克服5.4 × 107光年的距離取得黑洞影像,也解釋為什麼黑洞影像的光環呈現上暗下亮的特徵。除此之外,郭政育更透露未來黑洞研究可能會有的新發現,讓現場聽眾把天文知識滿載而歸。

中研院EHT計畫選定觀測的黑洞M 87*,位於距離地球約5500萬光年的室女座中心。雖然黑洞質量為太陽的65億倍,但因與地球距離太遠,黑洞陰影的大小僅有40微角秒,相當於從地球觀測放在月球表面上的一枚五十圓銅板。「要突破距離的限制,需要特長基線干涉術的幫忙。」郭政育解釋,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球層,是光子圍繞黑洞旋轉而出不去的地方,比此光球層小2.5倍的地方便是黑洞的「事件視界」。而黑洞呈現新月形的原因是黑洞附近的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。

「今年我們EHT團隊將會公布位於銀河系中心的Sgr A*黑洞影像。」郭政育指出,這次所觀測到的黑洞位於另一個星系,而今年將要公布的黑洞則位於銀河系中心,距離我們僅有26080光年。「其實兩個黑洞是同時觀測的,但Sgr A*黑洞影像的數據非常難搞,只能等到明年。」郭政育苦笑地說,因為銀河系中心的黑洞質量較小,比M 87*黑洞小約1000倍,所以軌道週期也小非常多,使影像變化的速度過快,導致影像成效不佳,「把Sgr A*想像成不斷跳舞的黑洞,然後再曝光八小時,就可以知道我們有多難解析它的影像了。」

「台灣在未來的黑洞觀測計畫裡將扮演非常重要的角色。」由台灣主導的格陵蘭望遠鏡是全球第一座位於北極圈內的重要天文觀測站,將於今年4月上工,預計使黑洞影像的解析力更加精確。

(公共事務組編修)
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