台灣扮演黑洞研究關鍵角色 8座電波望遠鏡我負責3座

上報快訊/賴彥蓉 2019年04月11日 11:10:00

事件視界望遠鏡全球記者會,台灣方由中研院長廖俊智(中)、天文台副所長王祥宇(左)及中研院研究員(右)淺田圭一主持。(攝影:張哲偉)

人類史上第一張黑洞照片,是由8座電波望遠鏡連線觀測枆費1年半解析而成,而台灣就負責其中3座的營運或建造。中研院長廖俊智表示,透過這次本世紀重大發現,顯示台灣在重要科學發現已經占有一席之地。

 

EHT原本針對2個「超大質量黑洞」進行觀測,分別是位在銀河系中心、距地球2.6萬光年、質量約為太陽質量400萬倍的「人馬座A*」,及位於室女座星系團、距地球5500萬光年的巨型橢圓星系「M87」中央,一個質量約為太陽質量35億倍至65億倍的黑洞。

 

不過,「人馬座A*」由於太過活躍,事件視界望遠鏡無法捕捉到清晰的影像。而由全球8座望遠鏡連線、可以清楚看見「M87」中央的「超大質量黑洞」。該影像在2017年4月觀測後,約耗費一年半的時間解析而成。

 

中研院天文所副研究員浅田圭一指出,該黑洞影像直徑約180億公里,外圍呈現新月亮環,藉由亮環勾勒出中間的黑洞。大小為42個微角秒,跟電腦模擬的黑洞影像符合,且7天觀測期間,每天都得到一致影像,4個團隊使用3種不同方式計算,也都得到一致的影像。

 

中研院客座專家中村雅德表示,這張黑洞影像代表M87星系中心有旋轉的超大質量黑洞存在,M87黑洞影像中央區的亮度比周圍暗了至少10倍,證實觀測到黑洞陰影,觀測資料使用多種不同的校正技術和成像方法,都會得到非對稱環,證實結果非人為所造成,整體而言,影像和相對論所預期的旋轉黑洞產生的陰影相符。

 

台灣對EHT的貢獻

 

EHT聯盟在2017年創立,由13個主要機構組成,中研院天文及天文物理研究所、亞利桑那大學、芝加哥大學、東亞天文台、法蘭克福歌德大學、電波天文毫米波研究所、大行毫米望遠鏡、馬克斯普朗克電波天文研究所、麻省理工學院海斯塔克天文台、日本國立天文台、圓周理論物理研究所、拉堡德大學和史密松天文台。

 

2018年4月,台灣正式加入「事件視界望遠鏡」(Event Horizon Telescope,簡稱EHT)全球陣列觀測計畫,以獲取黑洞影像為首要目標,由8座散落世界各地的電波望遠鏡所組成,由於橫跨地球各處,於是形成了和地球一樣大的虛擬陣列式望遠鏡,基線長達一萬公里,而這次拍攝到的黑洞影像,更耗費1年半的時間解析而成。

 

紅框處是由中研院支援的,有ALMA、JCMT和SMA。而ALMA、SMA和最新加入的格陵蘭望遠鏡(GLT),中研院更是最初就參與建造。(中研院提供)

 

中研院長廖俊智說,8座望遠鏡中,有3座是中研院支援運轉,包括在夏威夷運轉的 「次毫米波陣列望遠鏡」(Sub-Millimeter Array,SMA) 、位於東亞天文台的「 詹姆士克拉克麥克斯威爾望遠鏡 」(James Clerk Maxwell Telescope,JCMT),還有一同合作建造的智利 「阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列」(Atacama Large Millimeter Array,ALMA)。

 

中研院天文所訪問學者、EHT董事井上允博士說,「中研院天文所支援了EHT 4座關鍵望遠鏡!」格陵蘭望遠鏡(GLT) 更多格陵蘭望遠鏡 (GLT) 由台灣倡議,是台灣投資在ALMA北美 (ALMA-NA) 合作的再利用。中研院天文所,連同史密松天文台,於2013年獲得ALMA北美12米原型天線。此望遠鏡經改裝以適應極地條件,接著佈署在格陵蘭,以提供ALMA基線之最高角解析度,並成為第一座北極天文台。2016年GLT在格陵蘭西岸的圖勒空軍基地設立完成。它在2017年冬天接收到第一道訊號,並在2018年四月開始加入EHT (第二季) 觀測自始即以M87黑洞為主要觀測目標,從2018年開始也成為了EHT重要的一員。

 

另外,台灣還負責資料成像處理和黑洞模型電腦模擬,因此活躍在EHT合作中。在本次突破性發現中,台灣可說是扮演關鍵的角色。

 

10日晚上中研院透過臉書全程直播,吸引了大量網友觀看,蔡英文總統、行政院長蘇貞昌也在直播貼文留言。蔡英文在看到黑洞照片時,忍不住留言讚嘆「人類首次!」稱讚此計畫是「全人類的一大步,很驕傲台灣參與在其中」;蘇貞昌則表示「感謝全體中研院工作人員和研究者的辛勞」。(藍委杯葛中選會主委人事案

 

 

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關鍵字: 黑洞 中研院 台灣
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