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黑洞照首发布 台湾支援三座望远镜助观测

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【大纪元2019年04月11日讯】(大纪元记者钟元台北报导)台湾中央研究院参与“事件视界望远镜国际合作计划”,4月10日举行全球同步记者会,公布首张超大黑洞及黑洞阴影的视觉影像。中研院支援运转其中3座望远镜,并负责资料成像处理和黑洞模型电脑模拟。

台湾中研院参与国际计划 发表史上首张黑洞影像

台湾中央研究院与科技部10日晚间举行“事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT)”全球同步记者会,中研院表示,事件视界望远镜以获取黑洞影像为首要目标,由8座散落各地的电波望远镜所组成,由于横跨地球各处,它们形成了与地球一样大的虚拟阵列式望远镜,形成前所未有的解析力。

廖俊智院长表示:“8座望远镜中,有3座是由中研院支援运转(SMA、ALMA及JCMT),台湾因此活跃于EHT合作之中。在本次突破性发现中台湾扮演关键的角色,为首次观测成像的四个团队之一。”

黑洞照首发布 台中研院支援3座望远镜助观测
美东时间4月10日上午9点,全球六地联合召开新闻发布会,公布一项重大科学成果,发布人类有史以来第一张黑洞照片。(中研院提供)

这次公布的影像显示了一个位于M87星系中心的黑洞。M87星系黑洞与地球相距5,500万光年,质量为太阳的65亿倍。EHT计划主持人,哈佛-史密松天文物理中心Shep Doeleman表示:“我们让人类首次看见了宇宙的单向门──黑洞,这项前所未有的科学成就,由200多位科学家共同取得。”

中研院天文所贺曾朴院士表示,透过比较观测结果与计算模型,“我们发现这些影像有许多特征皆与理论预测非常符合,这让我们对观测的解释非常有信心,包括黑洞质量的估计。”贺曾朴长期投入天文观测的工作,目前是EHT董事会成员及东亚天文台台长。

史上首张黑洞影像曝光 中研院简报说明
台湾中研院参与跨国计划,4月10日晚间发表首张黑洞影像,图为天文所副研究员浅田圭一(右2)与中研院客座专家中村雅德(后左)等人简报。(中央社)

中研院说,黑洞是宇宙中极度压缩的物体,在极小区域内含有极大质量。黑洞的存在会影响其周围环境,使时空变形并加热周围物质而发光。广义相对论预测,这种高热物质将“照亮”遭时空强烈扭曲的区域─导致“暗影”出现。

EHT透过多次调校和成像方法,每次结果都显现着中心有一黑暗区域的环状结构:即“黑洞阴影”。EHT科学委员会主席、荷兰拉德伯德大学(Radboud Universiteit)教授法尔克(Heino Falcke)解释:“如果周围明亮,我们预期黑洞会形成一个黑暗区域,类似阴影,这是爱因斯坦广义相对论预测过会出现的东西,但过去从没有人见过。”

人类史上首张黑洞照片亮相
台湾中央研究院4月10日晚间举办“事件视界望远镜(EHT)”计划全球同步记者会,发表最新取得的重大成果,会中公布人类史上首次的超大质量黑洞影像。会后研究团队合影留念。(中央社)

中研院说,EHT不仅是一个国际合作多年的结果,也为科学家提供一种研究爱因斯坦广义相对论的方法,今年适逢人类首度以实验印证广义相对论满一百周年,这次发表深具历史意义。《天文物理期刊通讯》也以6篇论文特刊宣告此突破。

中研院表示,参与完成这项创举的望远镜共有:阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列望远镜(ALMA),阿塔卡玛探路者实验(APEX)、IRAM 30米望远镜(IRAM)、詹姆士克拉克麦克斯威尔望远镜(JCMT)、大型毫米波望远镜(LMT)、次毫米波阵列望远镜(SMA)、次毫米波望远镜(ARO)、南极望远镜(SPT),由中研院支援的有SMA、ALMA、JCMT。

天文学家猎取首张黑洞影像

EHT项目主任多勒曼(Sheperd S. Doeleman)总结表示:“我们达成了一个世代前还认为不可能的成就。科技大幅突破,世界顶尖电波望远镜互相连结,算法取得创新,汇集一起,我们开启了探索黑洞和事件视界的全新领域。”

中研院表示,EHT的建构及宣布的观测成果,是数十年来观测、科技、理论工作的结晶。这项全球携手合作的经典范例,因为有世界各地研究者的密切合作才得以实现。共同创建EHT的共有13个合作机构(包含中央研究院天文所),既运用现有的基础设施,也动用来自多方机构的支援。

EHT主要资金由美国的国家科学基金会(NSF),欧盟的研究科学创新执行委员会(ERC),和东亚的资金机构提供。建构EHT这样一座望远镜是项艰钜的挑战,需要让参与EHT的望远镜拥有相容的接收机,并互相连结成全球网络。而这些望远镜均座落在多种险峻的高海拔地点,包括:夏威夷和墨西哥的火山,美国亚利桑那州和西班牙内华达山群,智利的阿塔卡玛沙漠和南极。

EHT使用一种称为特长基线干涉(VLBI)的技术进行观测,该技术让世界各地的望远镜设备同步,并利用地球的自转,形成一个巨大如地球的望远镜,观测波长是1.3毫米。VLBI技术使EHT达到20微角秒的高解析力——相当于能在巴黎路边的咖啡馆阅读在纽约的报纸。#

责任编辑:叶紫微

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