下一代大型望遠鏡將能看到重力透鏡扭曲的單一恆星影像

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 02 日 8:15 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


銀河系中心有個超大質量黑洞,稱為人馬座 A*(Sgr A*),約 20 年前天文學家發現銀河核心有許多高速恆星而證實。這些恆星的高速軌道運動暗示銀心有個大質量緻密天體,質量高達太陽質量 400 萬倍,全部集中在半徑約 1AU 的球體內。這觀察結果讓 Andrea Ghez 和 Reinhard Genzel 獲得 2020 年諾貝爾物理學獎。

銀河系的超大質量黑洞離我們約26,000光年,卻比太陽系還小,目前望遠鏡尚無法解析全貌,但下一代光學望遠鏡詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)將於2021年底發射;計劃中的大型地面天文台30公尺望遠鏡(TMT)、巨型麥哲倫望遠鏡(GMT)等,都有機會透過重力透鏡效應幫助解析人馬座A*附近的景象。

常見的重力透鏡如遙遠的星系團,對後方更深遠的星系這類天體會扭曲影像,但人馬座A*的條件有機會讓科學家看見單一恆星被重力透鏡扭曲的影像。為了觀察到這些影像,望遠鏡必須具高靈敏度(能看到微弱的光源)和高角解析度(能區分兩個非常接近的光源)。下一代望遠鏡對低於24等的恆星有更高靈敏度,使JWST等任務有機會看到被人馬座A*重力透鏡扭曲的後方恆星。

最近有研究團隊計算人馬座A*後方有多少恆星夠亮,使分裂透鏡圖像在下一代望遠鏡觀測能辨識出來。團隊發現地面天文台如TMT、GMT等能解析100多個目標,JWST可能受限於太空望遠鏡平台的口徑限制,無法擁有最佳角解析度辨識出目標。

受限於銀盤塵埃阻隔,光學望遠鏡幾乎不可能直接成像人馬座A*的光環,好在科學家有愛因斯坦留下的百年傳家寶「廣義相對論」,能透過重力透鏡效應描繪出人馬座A*的樣貌。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:pixabay

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