台灣主導格陵蘭望遠鏡計畫 可望首度取得「超大質量黑洞」影像

王秋燕 2018年05月29日 16:00:00

目前格陵蘭望遠鏡位於格陵蘭圖勒(Thule)的美國空軍基地。(相片提供:陳明堂)

集結「台灣技術、資金、人才」打造、組裝出的格陵蘭望遠鏡, 在2018年4月參與國際大型黑洞觀測計畫,預定下次觀測時間最快是9月,可望為人類首次取得「超大質量黑洞」影像。

 

格陵蘭望遠是台灣主導的天文計畫。由中央研究院天文及天文物理研究所(以下簡稱中研院天文所)與哈佛大學「哈佛-史密松天文物理中心」(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics,CfA)天文團隊,攜手國家中山科學研究院(以下簡稱中科院)組裝的格陵蘭望遠鏡,更是北極圈唯一的一座次毫米波天文觀測站。

 

格陵蘭望遠鏡天文團隊成員在29日記者會中合影,重要成員包括陳明堂(左四)、中研院天文所所長朱有花(左五)、中科院副院長葛平亞博士(左六)。

 

800萬美元望遠鏡原型機 NSF無償授予天文團隊

 

格陵蘭望遠鏡是一個口徑12公尺的電波天線,2011年美國國家科學基金會(National Science Foundation,NSF)等單位通過審核授予中研院天文所主導的天文團隊。

 

格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂接受《上報》記者訪問時表示,「格陵蘭望遠鏡原型機造價約800萬美元。美國國家科學基金會是無償授予天文團隊使用。」

 

格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂。(攝影:曾原信)

 

在中研院天文所主導下,將望遠鏡重新改裝以適應酷寒環境,並搬遷到格陵蘭。它能與位於夏威夷的次毫米波陣列(簡稱為SMA,中研院天文所與史密松中心的合作計畫)、James Clerk Maxwell Telescope(簡稱為JCMT,由東亞天文台運營,台灣有參與),及位於智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(簡稱為ALMA),形成一個接近地球直徑的陣列式望遠鏡。

 

中研院天文所與中科院於2016年在格陵蘭當地開始組裝,使望遠鏡更能適應日後在格陵蘭冰層酷寒氣候運作,並裝設一具由天文所製作的接收機系統。

 

 

(格陵蘭望遠鏡完成組裝縮時攝影)

 

中研院自製的86GHz接收器。(相片提供:韓之強)

 

將移到「峰頂站基地」 利用更低水氣含量取得更高解析力

 

目前格陵蘭望遠鏡位於格陵蘭圖勒(Thule)的美國空軍基地,,所需要的電力由基地供應。未來將安置在海拔3200公尺的格陵蘭冰層最高點的「峰頂站基地」(Summit Station),希望該地大氣中更低的水氣含量,能取得望遠鏡更佳解析力。

 

陳明堂表示:「在很短時間內,要在溫度經常低於攝氏零下30度的嚴峻環境中架好一座新望遠鏡,必須克服很多困難,而今它已成為北極唯一的次毫米波電波望遠鏡。」

 

中科院副院長葛平亞指出,「格陵蘭望遠鏡組裝計畫耗費不少人力與時間,計畫的成功執行,證實台灣研發技術、廠商的製造技術完全能夠克服嚴寒氣候所給予的挑戰。不過,格陵蘭望遠鏡遷移到峰頂站基地,將遭遇更多的技術挑戰,最大的問題將是電力供應,目前在圖勒的美國空軍基地內,還可以仰賴基地的電力,而峰頂站基地是沒有電力的。」

 

天文所團隊在2017年12月開始格陵蘭望遠鏡的調校作業,並於當月第一次接收到來自太空的電波訊號。在2018年初,格陵蘭望遠鏡與智利的ALMA進行同步觀測。從這兩個相距將近1萬公里的地點,觀測同樣天文目標,並成功獲得其間的干涉條紋。

 

團隊中史密松天文中心(CfA)的科學家派特爾(Nimesh Patel) 表示:「獲得干涉條紋表示我們對格陵蘭望遠鏡的諸多期待已經成真,一切符合計畫。」

 

天文團隊成員在格陵蘭美國空軍基地的格陵蘭望遠鏡控制室內合照。由左至右分別是:陳明堂、Nimesh Patel、劉冠宇、淺田圭一、西岡宏朗。(中研院天文所提供)

 

 

集結全球電波望遠鏡 解析度比最強光學望遠鏡高千倍

 

格陵蘭望遠鏡於2018年4月中加入「事件視界望遠鏡」(EHT)全球陣列計畫的觀測。此計畫目標是透過全球各地眾多電波望遠鏡相連,形成高影像解析度的全球陣列,觀測星系中的超大質量黑洞,並進一步驗證愛因斯坦的廣義相對論。

 

格陵蘭望遠鏡加入EHT觀測後,與夏威夷的SMA、JCMT、智利的ALMA及歐洲、南極等地的望遠鏡形成陣列,其影像解析能力比全世界最強的光學望遠鏡還高1000倍,相當於從地球上清楚的看到月球上的一顆棒球。

 

格陵蘭望遠鏡的計劃科學家、中研院天文所副研究員淺田圭一表示:「格陵蘭望遠鏡是國際陣列的重要新成員,它使該陣列的電波天線間距離能拉得更遠,取得更高解析力。我們很榮幸格陵蘭望遠鏡能加入這個具有歷史意義的計畫。」

 

格陵蘭望遠鏡部分經費來自科技部補助台灣參與「阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)」北美的計畫。格陵蘭望遠鏡和智利的ALMA形成地球南北向的最長基線(約1萬公里),為ALMA在「特長基線」觀測工作,提供一個重要、獨特的超長基線。

 

 

 

關鍵字: 中研院 天文所
喜歡這篇文章,請幫我們按個讚

【加入上報國際圈,把世界帶到你眼前!】

 

 

【上報徵稿】

 

上報歡迎各界投書,來稿請寄至editor@upmedia.mg,並請附上真實姓名、聯絡方式與職業身分簡介。

 

一起加入Line@@upmedia


回頂端
@