全球首次 黑洞照片曝光

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【本報綜合報導】全球首張黑洞照片曝光!中央研究院昨天和美國華盛頓、智利聖地牙哥、比利時布魯塞爾、日本東京、大陸上海等五座城市同步舉行「事件視界望遠鏡首次成果發表記者會」,向全球觀眾直播首次集合全球頂尖望遠鏡聯合完成的黑洞影像,解開宇宙最大的奧祕。
人們印象中的「黑洞」畫面,都是電影或藝術家所虛擬,真正的黑洞模樣沒人能拍到。黑洞本身是「黑」的,實際上看不到。中間黑色部分是黑洞的「陰影」,陰影和光亮形成黑洞周圍的渾沌狀態,是天文學家嘗試要捕捉的黑洞影像。這個渾沌狀態稱為「事件視界」(event horizon),「事件視界望遠鏡(event horizon telescope, EHT)的名稱因此而來。
世界頂尖望遠鏡串聯
EHT誕生
天文學家、國立自然科學博物館長孫維新昨天表示,黑洞會吞噬旁邊的物質,過去不知道黑洞長什麼樣子,現在可以看到黑洞邊界的影子長什麼樣子;過去看到其他物質掉進去黑洞之前會出現光,掉進去後就一片黑暗,透過掉進黑洞前的光可以看出黑洞細微結構,這是天文學上的重要里程碑。
要找到一個可以拍攝黑洞影像的天文望遠鏡實際是不可能的,因為它必須要擁有如一個地球般大小的口徑,才能捕捉黑洞影像。
解析力超強
如在美東見美西硬幣
要製造「口徑如一個地球大的望遠鏡」聽來不可思議,EHT研究團隊想出一個辦法,他們集合散布世界各地的頂尖望遠鏡,這些望遠鏡運用超長基線干涉技術,同時觀測黑洞的某個方位,再將觀測到的數據拼湊起來,其效果等同一個口徑如地球大的望遠鏡,便可完成黑洞的照片。此類超強望遠鏡,便被稱為「事件視界望遠鏡」。
中研院表示,「事件視界望遠鏡」影像解析能力比全世界最強的光學望遠鏡還高一千倍,相當於從地球上清楚的看到月球上的一顆棒球。還有研究員形容,就像站在美國東岸看到美國西岸的一枚硬幣,還能讀出硬幣正面寫的製造年分;或是身在紐約,看見洛杉磯一顆高爾夫上的凹洞。
孫維新說,這項跨國合作天文研究,觀察包括銀河中心的黑洞及室女座星系團最大一個星系M87。孫維新表示,這兩個目標是這次觀測的重點,科學家都相信有一個大黑洞,其中銀河中心的黑洞估計是四百萬個太陽的質量,而M87中心的黑洞約是十億個太陽質量。孫維新解釋,這兩個黑洞體積很小,密度很大,要用非常高解析率的無線電波望眼鏡觀察。
EHT計畫共有全球兩百多名研究人員參與,昨天公布第一波黑洞影像成果。這些影像數據早在兩年前便拍到,但必須經過兩年的「洗照片」,才能完成令人屏息的黑洞影像。
黑洞小百科
一顆年老且巨大的星球在生命即將結束時,會塌陷入自體之中,變成體積微小,密度卻極重的物體。它可吸入任何物體,甚至光線,形成一個看不到任何東西的區域,它就是黑洞。只有當它對其他物體產生影響,亦即干擾附近星球的軌道或使光線的路徑產生彎曲時才會被間接發現。這種大量物質集中在極小的區域,其重力強到即使光都無法逸出,並且接近永遠收縮的天體,稱之為黑洞。
資料來源/中央氣象局、
國立自然科學館學習資源

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