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诺贝尔得主发现的黑洞 中山大学郭政育:EHT将尽快公布影像

2020/10/07

【大成报记者吉雄世╱高雄报导】今年诺贝尔物理学奖得主出炉,由3位解开宇宙神秘现象“黑洞”的科学家获奖。去年中研院天文所加入的“事件视界望远镜(EHT)”跨国团队拍摄到人类史上首张黑洞照片,参与研究的国立中山大学物理系助理教授郭政育指出,过去只有间接证据证明黑洞存在,直至黑洞照片出炉,才有了直接证据。“EHT即将要发表第二张影像,拍摄到的正是今年诺贝尔物理奖得主观测的银河系中央黑洞。”
郭政育指出,2017年4月所观测到的黑洞位于另一个星系M87,而将要公布的黑洞则位于银河系中心,距离我们仅有26080光年。“其实两个黑洞是同一个时段内观测的,但Sgr A*黑洞影像的数据非常难处理,只能再等ㄧ阵子。”郭政育说,因为银河系中心的黑洞质量较小,比M 87*黑洞小约1000倍,所以轨道周期也小非常多,使影像变化的速度过快,对影像成效是一大挑战,“把Sgr A*想像成不断跳舞的黑洞,然后再曝光八小时,就可以知道我们有多难解析它的影像了!”EHT团队首先会公布静态影像,下一波再公布动态影像。
拍摄黑洞影像得突破距离限制,需要“特长基线干涉术”(Very-long-baseline Interferometry,简称VLBI)帮忙,而特长基线干涉技术正是郭政育的研究专长。他解释,透过观测黑洞附近的物质在高速绕著黑洞运动下发出的电磁波,让黑洞本身像是阴影一样呈现出来。阴影的部分是黑洞的光子球层,是光子围绕黑洞旋转而出不去的地方,比此光球层小2.5倍的地方便是黑洞的“事件视界”。而黑洞呈现新月形的原因,是黑洞附近的气体正在围绕黑洞旋转,影像下方的气体朝著我们而来,上方的气体远离我们而去。根据都卜勒效应,朝著我们来的气体会变亮,远离我们气体会变暗,因此亮度会远大于上方远离我们的气体。
“台湾在未来的黑洞观测计划里将扮演非常重要的角色。”郭政育强调,由台湾中研院天文所主导的格陵兰望远镜是全球第一座位于北极圈内的重要天文观测站,已于2018年4月上工。目前中研院天文所的黑洞团队已经非常积极地在处理格陵兰望远镜加入EHT后所取得的最新数据,“根据加入格陵兰望远镜后的EHT观测数据分析,我们预期格陵兰望远镜将帮助我们得到更清晰的黑洞影像,它对于黑洞成像扮演非常重要的角色,请大家拭目以待!”。