天文觀測成果重大預告,第一次「直接」看見黑洞有望

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 02 日 12:26 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

包括歐洲南方天文台、ALMA 天文台、台灣中研院等機構在內的跨國團隊,即將在下禮拜發表事件視界望遠鏡(EHT)觀測黑洞的重大研究成果!據外媒推測,這次很可能是發表有史以來第一張黑洞事件視界(event horizon)的圖像。



事件視界望遠鏡(EHT)是以觀測星系中心超大質量黑洞為主的全球性計畫,並非一架望遠鏡,或者嚴格來說是一個「洲際虛擬望遠鏡」,該計畫以特長基線干涉技術(VLBI)結合世界各地電波望遠鏡,使相隔數十萬公里的獨立天線互相協調,往同一個超大質量黑洞目標投入檢測。

目前,EHT 主要觀測的兩個超大質量黑洞為:位於南半天球、銀河系中央的超大質量黑洞人馬座 A*,以及位於北半天球、室女 A 星系(M87)中央的超大質量黑洞。

2017 年 4 月時,EHT 集結夠多成員,並且阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)與南極望遠鏡第一次加入該計畫,使陣列達到足以觀測黑洞事件視界的角解析度,於是全球科學家當月馬不停蹄的針對人馬座 A* 進行一場大規模觀測。

不過,那時南極研究人員正在度過南半球的冬天,硬碟一直等到同年 10 月後才能運出來,也因此這次觀測收集的龐大數據花了 EHT 團隊將近 2 年時間分析拼湊,終於即將在今年 4 月 10 日發表研究成果。

迄今為止,我們觀測黑洞都是透過間接方法得知,比如其他天體在黑洞附近繞行的運動行為、重力波、黑洞噴出的高速噴流、黑洞附近的吸積盤等,但 EHT 的目標是直接取得黑洞事件視界的影像。

科學家根據廣義相對論建立了數學模型與電腦模擬,如果依愛因斯坦方程式預測,則 EHT 望遠鏡的數據建立電腦模擬後,應該會看到一個近乎圓形的黑洞剪影(黑色背景外繞了一圈光),原理是環繞黑洞的物質所發出的光,被黑洞重力透鏡效應彎曲,於黑洞周圍形成一光環,光環中央襯托出的圓形剪影便是黑洞事件視界的輪廓。

▲ 根據維基資料,電腦模擬的黑洞事件視界成像可能長這樣。(Source:User:Brandon Defrise CarterDerivative: User:烈羽 [CC0], via Wikimedia Commons

雖然目前尚不清楚 EHT 究竟會發布哪些黑洞圖像,也不確定他們是否真的完成了壯舉,畢竟拍下黑洞事件視界照片只是媒體的猜測,但經過 2 年等待,相信成果應該會相當令人驚豔;歐洲南方天文台自己也強調,此次成果發表「非常重要」,全球將同步舉辦 6 場記者會,包括比利時、智利 ALMA 天文台、中國上海、日本、台灣中研院、美國(華盛頓特區)。

ESO 的 Youtube 記者會直播連結置於下方。

(首圖來源:歐洲南方天文台

延伸閱讀: