中研院攜手國際 捕捉人類史上第2張黑洞影像

中研院團隊所參與的事件視界望遠鏡計畫,繼2019年首度拍攝到黑洞後,第二次捕捉到黑洞影像。這次發現的黑洞「人馬座A星」(Sgr A*)是目前已知在銀河系質量最大的黑洞,比上次捕捉到的M87黑洞,距離地球更近2千倍,但規模也小2千倍,因此影像更難以捕捉。中研院長廖俊智表示,這次的重大發現,再次見證台灣在全球重要科學發現中,持續佔有一席之地。

人類再次捕捉黑洞影,12日中研院天文及天文物理研究所,攜手「事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,EHT)」團隊,公布銀河星系中心超大質量黑洞的首張影像,這也是人類歷史上可見的第二個黑洞。

2019年4月中研院與EHT計畫團隊發布史上首張超大質量黑洞照片,是M87星系中心的黑洞,與地球相距5500萬光年,質量約為太陽的65億倍。此次發現的銀河星系中心超大質量黑洞,雖然離地球較近,約2萬7000光年,質量約為太陽的400萬倍,但遠比觀測M87更加困難。

人馬座A星和M87星系影像看來有點類似,像甜甜圈一樣具有黑洞剪影和光環,也象徵環是黑洞的一項重要特徵。中研院天文及天文物理研究所博士郭駿逸提到,「目前人類所拍攝到的『唯二之二』的黑洞到人類目前為止,在我們的銀河系裡,也是離我們最近的超大質量黑洞。它呈現與M87的星系黑洞相似的「甜甜圈狀或環狀」的圖像,由此可以確認,「環」是黑洞的一個特徵。」

EHT自2017年同步觀測M87星系、銀河系中心的超大質量黑洞,科學家陳志均解釋,人馬座A星比M87黑洞小了2千倍,氣體M87黑洞軌道上繞一圈,需要數天甚至數週;但在人馬座A星軌道僅需數分鐘,快速繞行時的氣體擾動,導致影像變化速度過快,「像在拍一隻追著自己尾巴跑的小狗」,難以取得清晰照片。

2020年德國科學家根策爾(Reinhard Genzel)、美國科學家吉茲(Andrea Ghez)因長期追蹤研究銀河系中心恆星軌道運動,間接證實人馬座A星就是一個超大質量黑洞,獲得諾貝爾物理學獎。此次由EHT捕捉的照片,成為銀河系中心有黑洞存在的「第一個直接觀測證據」。

中研院天文所副研究員淺田圭一(Keiichi Asada)也認為,未來可進一步測試重力如何於此極端環境中作用,這是比較和對照兩個黑洞的絕佳機會。

本次公布的黑洞影像是由全球8座天文望遠鏡共同完成,其中由中研院負責運轉或參與建造的望遠鏡包含「次毫米波陣列望遠鏡(SMA)」、「馬克斯威次毫米波望遠鏡(JCMT)」,及「阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)」,皆成為解開本世紀重大科學之謎的重要工具。

(圖/中研院提供)


 

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