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銀河系中心黑洞照曝光 氣體擾動迅速添成像難度

本文共1112字

中央社 記者吳欣紜、余曉涵台北12日電

中研院參與的事件視界望遠鏡計畫今天晚間公布銀河系中心超大黑洞人馬座A星影像,此黑洞從2017年就被觀測,雖較M87星系距地球較近,但因氣體擾動迅速,增添成像難度。

繼2019年首張黑洞照片後,中研院參與的事件視界望遠鏡計畫今天晚間再發布新成果,解析出人馬座A星影像,為銀河系裡最大的黑洞,也成為揭開銀河系中心黑洞存在的「第一個直接觀測證據」。

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不過,事件視界望遠鏡計畫早在2017年就同時針對M87星系、銀河系中心的超大質量黑洞進行觀測,相較於距離地球5500萬光年的M87星系黑洞,其質量約為太陽的65億倍;人馬座A星雖然離地球較近,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。

台灣師範大學物理系助理教授卜宏毅指出,在黑洞周圍,物質環繞的時間尺度,較大的黑洞會較長,而事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope, EHT)的特長基線干涉技術觀測技術,比較能應付M87黑洞周圍物質的環繞速度,對於人馬座A星來說卻太慢。

卜宏毅說,以觀測一天來說,黑洞周圍物質已繞行銀河系中心黑洞多次,動態環境對觀測分析會造成相當大挑戰。此外,從地球觀測銀河系中心人馬座A星時,會穿過銀河系盤面,當中有大量氣體團塊,也會對影像造成干擾,因此EHT是克服重重困難才得到黑洞影像。

除了數據分析外,卜宏毅說,EHT團隊也考慮了銀河系中心黑洞本身可能具有的特徵,因此也運用模型探討,模擬重力、磁場、流體所共同造成可能的黑洞周圍環境。

卜宏毅表示,EHT進一步考慮黑洞系統電子跟磁場交互作用可能性的光及輻射,準備超過180萬張黑洞影像,並根據黑洞影像,進一步利用11項對人馬座A星的觀測結果作為篩選條件,淘汰一些模型,最後留下的是最有可能用來描述觀測的模型。

對於EHT計畫後續目標,中研院院士賀曾樸接受媒體聯訪表示,下一步是希望可以拍到更清楚的黑洞照片,而且希望可以找到更多的黑洞拍攝,因為每個黑洞都不一樣,才能測試愛因斯坦的理論是否正確。

卜宏毅也說,依照目前的解析度來看,能觀測的黑洞就只有2個,但即使是同樣的黑洞,在不同時刻觀察也可能有不同樣貌,以2019年公布的M87星系黑洞為例,在不同的時間點呈現的樣貌可能也會不一樣,也反映出黑洞周圍環境可能有所變化。

卜宏毅指出,要把黑洞拍得更清楚,除了要有更多望遠鏡成員加入外,若把EHT觀測頻率提高的話,解析能力也會增加,也可以看得更清楚,也可能可以看到宇宙中更小的黑洞。

這次天文突破性發現,台灣深度參與,中研院天文所研究員兼夏威夷運轉副所長陳明堂表示,這次公布的黑洞影像由全球8座望遠鏡共同完成,其中中研院負責運轉或參與建造的望遠鏡就有3座。

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