諾貝爾得主發現的黑洞 中山大學郭政育:EHT將盡快公布影像

諾貝爾得主發現的黑洞 中山大學郭政育:EHT將盡快公布影像
【大成報記者吉雄世╱高雄報導】今年諾貝爾物理學獎得主出爐,由3位解開宇宙神秘現象「黑洞」的科學家獲獎。去年中研院天文所加入的「事件視界望遠鏡(EHT)」跨國團隊拍攝到人類史上首張黑洞照片,參與研究的國立中山大學物理系助理教授郭政育指出,過去只有間接證據證明黑洞存在,直至黑洞照片出爐,才有了直接證據。「EHT即將要發表第二張影像,拍攝到的正是今年諾貝爾物理獎得主觀測的銀河系中央黑洞。」

郭政育指出,2017年4月所觀測到的黑洞位於另一個星系M87,而將要公布的黑洞則位於銀河系中心,距離我們僅有26080光年。「其實兩個黑洞是同一個時段內觀測的,但Sgr A*黑洞影像的數據非常難處理,只能再等ㄧ陣子。」郭政育說,因為銀河系中心的黑洞質量較小,比M 87*黑洞小約1000倍,所以軌道週期也小非常多,使影像變化的速度過快,對影像成效是一大挑戰,「把Sgr A*想像成不斷跳舞的黑洞,然後再曝光八小時,就可以知道我們有多難解析它的影像了!」EHT團隊首先會公布靜態影像,下一波再公布動態影像。

拍攝黑洞影像得突破距離限制,需要「特長基線干涉術」(Very-long-baseline Interferometry,簡稱VLBI)幫忙,而特長基線干涉技術正是郭政育的研究專長。他解釋,透過觀測黑洞附近的物質在高速繞著黑洞運動下發出的電磁波,讓黑洞本身像是陰影一樣呈現出來。陰影的部分是黑洞的光子球層,是光子圍繞黑洞旋轉而出不去的地方,比此光球層小2.5倍的地方便是黑洞的「事件視界」。而黑洞呈現新月形的原因,是黑洞附近的氣體正在圍繞黑洞旋轉,影像下方的氣體朝著我們而來,上方的氣體遠離我們而去。根據都卜勒效應,朝著我們來的氣體會變亮,遠離我們氣體會變暗,因此亮度會遠大於上方遠離我們的氣體。

「台灣在未來的黑洞觀測計畫裡將扮演非常重要的角色。」郭政育強調,由台灣中研院天文所主導的格陵蘭望遠鏡是全球第一座位於北極圈內的重要天文觀測站,已於2018年4月上工。目前中研院天文所的黑洞團隊已經非常積極地在處理格陵蘭望遠鏡加入EHT後所取得的最新數據,「根據加入格陵蘭望遠鏡後的EHT觀測數據分析,我們預期格陵蘭望遠鏡將幫助我們得到更清晰的黑洞影像,它對於黑洞成像扮演非常重要的角色,請大家拭目以待!」。

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