台湾帮拍首张黑洞照!中研院出动3座望远镜

2020-06-24

台湾帮拍首张黑洞照!中研院出动3座望远镜
以下内文取自科技部新闻稿。

中央研究院天文及天文物理所参与的「事件视界望远镜」国际合作计画,于本年 4 月 10 日举行全球同步记者会,公布第一张超大黑洞及黑洞阴影的视觉影像。

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,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。」

本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 计画主持人,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徵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。贺院士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。

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」。Heino Falcke,EHT 科学委员会主席,荷兰 Radboud 大学教授解释:「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。」

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週年,本次发表深具历史意义。《天文物理期刊通讯》亦以 6 篇论文特刊宣告此突破。

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,阿塔卡玛探路者实验,IRAM 30 米望远镜,詹姆士克拉克麦克斯威尔望远镜,大型毫米波望远镜,次毫米波阵列望远镜,次毫米波望远镜、南极望远镜,其中,由中研院支援的有 SMA、ALMA、JCMT。而 SMA、ALMA 和最新加入的格陵兰望远镜,中研院更是从最初即参与建造。

中研院更表示,EHT 今天宣布的黑洞影像观测成果,是几十年来观测和理论工作的结晶,也是全球携手合作的经典範例。中研院天文所表示,众多科学 / 工程研究员及职员的努力,使我们能建造望远镜和相关硬体系统,因而得以加入 EHT。新加入 EHT 的格陵兰望远镜,其计画成员均对 EHT 有所贡献。最重要是感谢中央研究院、科技部,以及我们长久的合作伙伴中山科学研究院 长期大力支援 SMA、ALMA 及 GLT 的建造及维护。


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