橫跨全電磁波譜!事件視界望遠鏡團隊發表全新的 M87 黑洞影像

作者 | 發布日期 2021 年 04 月 16 日 9:37 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


繼 2019 年,事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,ETH)發表全球第一張 M87 星系黑洞照片,引起全球天文學界以及愛好者的黑洞研究狂熱後。14 日 ETH 團隊再次發表最新黑洞影像,這次結合了全球 19 個天文觀測臺資料,發表橫跨整個電磁波譜的黑洞運行影像。

本次公開的資料發表在《天文學物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)。共同作者之一,隸屬日本國家天文台的秦和弘表示:「我們很清楚前年的第一張黑洞照片是個歷史性的開端,但為了能夠更加理解黑洞運作的行為模式,必須針對照片拍攝當下的那段時間,透過觀察黑洞周圍所有電磁波譜的變化來證實我們先前的理論。」

這個位於 M87 星系核心的巨大黑洞,龐大引力及噴流可將粒子以光速噴射到極端遙遠的距離,而黑洞噴流所產生的輻射跨越了整個從無線電波、可見光到伽瑪射線的電磁波譜。透過觀測各種光譜的變化,可以理解整個黑洞的運行規律。

但由於黑洞運行會隨著時間改變,因此天文學家必須使用大量橫跨全球、且結合太空望遠鏡進行全時觀測,並結合每組望遠鏡的不同鏡頭,擷取全電磁波譜的影像資料,算是 ETH 團隊推動天文學史上最大規模的國際合作。

ETH 公布新的黑洞全電磁波譜影片

成果展現部分,ETH 製作一支影片,首先從 2019 年第一張黑洞照片開始,呈現 ETH 團隊坐落全球的 8 座電波望遠鏡幾年來所觀測的影像(其中 3 座是由台灣中央研究院與哈佛─史密松尼天體物理中心合資建造及操作)。

接著,是展示位於太空的錢卓拉 X 射線望遠鏡(Chandra X-Ray Observatory,CXO)拍攝的可見光、紫外線及 X 射線的波譜照片,最後再列出由位於美國亞利桑那州的 VERITAS,以及太空中的 FERMI 伽瑪射線望遠鏡拍攝的照片。

▲ ETH 公布的最新黑洞影片。(Source:SciTechDailiy

影片特別將各張圖片分列呈現,展示在同時段內(從 2017 年 3 月到 4 月底),這個高達 65 億太陽質量、距離地球 5,500 萬光年的黑洞所有電磁波譜變化(1 太陽質量=2×10 的 30 次方公斤)。

另一位共同作者麥基爾大學天文學家 Daryl Haggard 表示:「全世界有非常多研究團隊急於想透過這次公布的影像和數據資料,來驗證與他們原先計算的黑洞運作模型是否相符。而我們非常高興透過這次資料公開,幫助所有人更了解黑洞及噴流運作。」

這次觀測研究結合來自 32 個國家、近 200 個研究機構和資金,及 760 位研究人員。共同作者的馬來亞大學 Juan Carlos Algaba 說:「這是一次全球天文學家為了追求科學攜手合作的完美案例。」

▲ 2019 年首次公布的 M87 黑洞照片。(Source:ESO

這次公布的資料,將可提供全世界科學家研究一些最難解的天體物理學難題,包括進一步驗證愛因斯坦的廣義相對論,以及宇宙射線的特性。

宇宙射線可產生比全球最大型的強子對撞機還高幾百萬倍的能量,M87 黑洞噴流所產生的,可能就是全宇宙能量最強大的射線之一,科學家尚無法理解究竟在黑洞噴流中,粒子究竟是在什麼位置碰撞加速。

透過這次公布的伽瑪射線變化資料,可幫助科學家定位碰撞產生的位置,這項資料並推翻先前科學家推測,碰撞應是在事件視界附近產生的假設,至少從這次公布的資料來看並不符合,因此未來科學家將繼續比對新收集的資料,尋找粒子碰撞的確切位置。

(首圖來源:SciTechDaily