台灣幫拍首張黑洞照!中研院出動 3 座望遠鏡

這次拍攝的望遠鏡由 8 座世界各地的電波望遠鏡組成,其中 3 座由中研院支援運轉、還參與 3 座的建造。
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Photo Credit: 科技部 ▲史上首張黑洞照
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以下內文取自科技部新聞稿。

中央研究院天文及天文物理所參與的「事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,EHT)」國際合作計畫,於本(2019)年 4 月 10 日舉行全球同步記者會,公布第一張超大黑洞及黑洞陰影的視覺影像。

事件視界望遠鏡以獲取黑洞影像為首要目標,由 8 座散落各地的電波望遠鏡所組成,由於橫跨地球各處,它們形成了與地球一樣大的虛擬陣列式望遠鏡,形成前所未有的解析力。廖俊智院長表示:「8 座望遠鏡中,有 3 座是由中研院支援運轉(SMA、ALMA 及 JCMT),臺灣因此活躍於 EHT 合作之中。在本次突破性發現中臺灣扮演關鍵的角色,為首次觀測成像的四個團隊之一。」

本次公布的影像顯示了一個位於 M87 星系中心的黑洞 。M87 星系黑洞與地球相距 5,500 萬光年,質量為太陽的 65 億倍。EHT 計畫主持人,哈佛 - 史密松天文物理中心 Shep Doeleman 表示:「我們讓人類首次看見了宇宙的單向門──黑洞,這項前所未有的科學成就,由 200 多位科學家共同取得。」

中研院天文所賀曾樸院士表示,透過比較觀測結果與計算模型,我們發現這些影像有許多特徵皆與理論預測非常符合,這讓我們對觀測的解釋非常有信心,包括黑洞質量的估計。賀院士長期投入天文觀測的工作,目前是 EHT 董事會成員及東亞天文臺臺長。

黑洞是宇宙中極度壓縮的物體,在極小區域內含有極大質量。黑洞的存在會影響其周圍環境,使時空變形並加熱周圍物質而發光。廣義相對論預測,這種高熱物質將「照亮」遭時空強烈扭曲的區域─導致「暗影」出現。

EHT 透過多次調校和成像方法,每次結果都顯現著中心有一黑暗區域的環狀結構:即「黑洞陰影」。Heino Falcke,EHT 科學委員會主席,荷蘭 Radboud 大學教授解釋:「如果周圍明亮,我們預期黑洞會形成一個黑暗區域,類似陰影,這是愛因斯坦廣義相對論預測過會出現的東西,但過去從沒有人見過。」

EHT 不僅是一個國際合作多年的結果,也為科學家提供一種研究愛因斯坦廣義相對論的方法,今年適逢人類首度以實驗印證廣義相對論滿一百週年,本次發表深具歷史意義。《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal)亦以 6 篇論文特刊宣告此突破。

參與完成這項創舉的望遠鏡共有:阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡(ALMA),阿塔卡瑪探路者實驗(APEX),IRAM 30 米望遠鏡(IRAM),詹姆士克拉克麥克斯威爾望遠鏡(JCMT),大型毫米波望遠鏡(LMT),次毫米波陣列望遠鏡(SMA),次毫米波望遠鏡(ARO)、南極望遠鏡(SPT)(詳如附表),其中,由中研院支援的有 SMA、ALMA、JCMT。而 SMA、ALMA 和最新加入的格陵蘭望遠鏡(GLT),中研院更是從最初即參與建造。

中研院更表示,EHT 今天宣布的黑洞影像觀測成果,是幾十年來觀測和理論工作的結晶,也是全球攜手合作的經典範例。中研院天文所表示,眾多科學 / 工程研究員及職員的努力,使我們能建造望遠鏡和相關硬體系統,因而得以加入 EHT。新加入 EHT 的格陵蘭望遠鏡(GLT),其計畫成員均對 EHT 有所貢獻。最重要是感謝中央研究院、科技部,以及我們長久的合作夥伴中山科學研究院 (NCSIST)長期大力支援 SMA、ALMA 及 GLT 的建造及維護。

責任編輯:Mia

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