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黑洞照首發布 台灣支援三座望遠鏡助觀測

台灣中央研究院4月10日晚間舉辦「事件視界望遠鏡(EHT)」計劃全球同步記者會,公布EHT計劃成功拍到人類史上首次的超大質量黑洞影像。(中央社)
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【大紀元2019年04月11日訊】(大紀元記者鍾元台北報導)台灣中央研究院參與「事件視界望遠鏡國際合作計劃」,4月10日舉行全球同步記者會,公布首張超大黑洞及黑洞陰影的視覺影像。中研院支援運轉其中3座望遠鏡,並負責資料成像處理和黑洞模型電腦模擬。

台灣中研院參與國際計劃 發表史上首張黑洞影像

台灣中央研究院與科技部10日晚間舉行「事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,EHT)」全球同步記者會,中研院表示,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),台灣因此活躍於EHT合作之中。在本次突破性發現中台灣扮演關鍵的角色,為首次觀測成像的四個團隊之一。」

黑洞照首發布 台中研院支援3座望遠鏡助觀測
美東時間4月10日上午9點,全球六地聯合召開新聞發布會,公布一項重大科學成果,發布人類有史以來第一張黑洞照片。(中研院提供)

這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計劃主持人,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。」賀曾樸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台台長。

史上首張黑洞影像曝光 中研院簡報說明
台灣中研院參與跨國計畫,4月10日晚間發表首張黑洞影像,圖為天文所副研究員淺田圭一(右2)與中研院客座專家中村雅德(後左)等人簡報。(中央社)

中研院說,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」。EHT科學委員會主席、荷蘭拉德伯德大學(Radboud Universiteit)教授法爾克(Heino Falcke)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。」

人類史上首張黑洞照片亮相
台灣中央研究院4月10日晚間舉辦「事件視界望遠鏡(EHT)」計劃全球同步記者會,發表最新取得的重大成果,會中公布人類史上首次的超大質量黑洞影像。會後研究團隊合影留念。(中央社)

中研院說,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周年,這次發表深具歷史意義。《天文物理期刊通訊》也以6篇論文特刊宣告此突破。

中研院表示,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),由中研院支援的有SMA、ALMA、JCMT。

天文學家獵取首張黑洞影像

EHT項目主任多勒曼(Sheperd S. Doeleman)總結表示:「我們達成了一個世代前還認為不可能的成就。科技大幅突破,世界頂尖電波望遠鏡互相連結,演算法取得創新,匯集一起,我們開啟了探索黑洞和事件視界的全新領域。」

中研院表示,EHT的建構及宣布的觀測成果,是數十年來觀測、科技、理論工作的結晶。這項全球攜手合作的經典範例,因為有世界各地研究者的密切合作才得以實現。共同創建EHT的共有13個合作機構(包含中央研究院天文所),既運用現有的基礎設施,也動用來自多方機構的支援。

EHT主要資金由美國的國家科學基金會(NSF),歐盟的研究科學創新執行委員會(ERC),和東亞的資金機構提供。建構EHT這樣一座望遠鏡是項艱鉅的挑戰,需要讓參與EHT的望遠鏡擁有相容的接收機,並互相連結成全球網絡。而這些望遠鏡均座落在多種險峻的高海拔地點,包括:夏威夷和墨西哥的火山,美國亞利桑那州和西班牙內華達山群,智利的阿塔卡瑪沙漠和南極。

EHT使用一種稱為特長基線干涉(VLBI)的技術進行觀測,該技術讓世界各地的望遠鏡設備同步,並利用地球的自轉,形成一個巨大如地球的望遠鏡,觀測波長是1.3毫米。VLBI技術使EHT達到20微角秒的高解析力——相當於能在巴黎路邊的咖啡館閱讀在紐約的報紙。#

責任編輯:葉紫微

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