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台湾参与全球合作 人类首度直击黑洞磁场

时间:2021-04-07移动端浏览来源:会员投稿

全球研究黑洞又有新进展。

黑洞研究又抵达里程碑!中研院天文及天文物理研究所参与的「事件视界望远镜」国际合作计画,继拍摄出人类史上第一张黑洞照片后,费时2年,首度公布M87星系中心最新的偏振光影像,「偏振 」像是磁场留下的指纹,可进一步解析首张黑洞影像周围的磁场结构。

EHT偏振工作小组召集人、荷兰Radbopund大学助理教授Monika Mościbrodzka表示,此影像有助于了解黑洞磁场特有的行为,以及M87星系的黑洞喷流如何从核心向外喷射至星系之外。研究成果24日发表于《天文物理期刊通讯》。

中研院天文所参与「事件视界望远镜」国际合作计画,继拍摄人类史上第一张黑洞照片后,中研院天文所东亚核心观测联盟朴锺浩、台师大助理教授卜宏毅、中山大学物理系助理教授郭政育等率领的团队25日公布M87黑洞星系中心最新的偏振光影像,研究成果发表于《天文物理期刊通讯》。

M87星系黑洞喷流延伸5千光年

M87星系距地球有5千5百万光年之遥,由其核心所喷出的黑洞喷流,不仅延伸长达5千光年,也是该星系最神秘、最活跃的特徵之一。目前已知此喷流与黑洞周围的强力磁场有关,物质如何掉入黑洞以及黑洞喷流的产生是当前天文物理学界最感兴趣的课题之一,普遍认为黑洞周围的磁场在以上过程中都佔有重要角色。

继2019年4月发表人类史上首张黑洞影像后,本次成果为另一重要里程碑,为邻近黑洞外部的磁场结构提供最新资讯,天文学家可藉此绘製出黑洞周围磁力线分布。另一位EHT偏振工作小组召集人、西班牙瓦伦西亚大学Iván Martí-Vidal研究员解释,过去要呈现出一张偏振化图像需耗费许多年,取得和分析这些资料的技术都相当複杂;而藉由偏振光带来的资讯,能使大家更了解首张黑洞影像背后的物理意义。

中研院天文所参与「事件视界望远镜」国际合作计画,继拍摄人类史上第一张黑洞照片后,中研院天文所东亚核心观测联盟朴锺浩、台师大助理教授卜宏毅、中山大学物理系助理教授郭政育等率领的团队25日公布M87黑洞星系中心最新的偏振光影像,研究成果发表于《天文物理期刊通讯》。

观测黑洞周围磁场长达10年以上 终愿望成真

EHT科学理事、中研院天文所副研究员浅田圭一表示:「中研院天文所团队为了了解黑洞喷流的形成,致力于观测黑洞周围的磁场已经长达10年以上。而本次EHT的观测让我们愿望成真了!」

EHT偏振工作小组成员、中山大学物理系助理教授郭政育表示:「偏振讯号非常微弱,资料处理过程很困难。但台湾的EHT成员对资料校正和分析贡献许多心力,才得到这张偏振影像。」

美国普林斯顿理论科学中心的Andrew Chael博士也表示,最新发表的偏振影像,对于了解黑洞附近的磁场如何使黑洞吞噬周围物质,并喷出明亮的高能喷流之过程,提供关键证据。

担任EHT理论模型工作小组协调人之一、师大助理教授卜宏毅认为;「台湾的EHT团队长期研究物质如何吸积到黑洞和黑洞喷流形成过程,这张黑洞的偏振影像除了透露出M87黑洞周围的物质与辐射特性,也与前年公布的黑洞照片所推测的若干黑洞特徵相符合! 」

黑洞吞噬周围物质 部分粒子脱逃秘密曝光

黑洞的周围即为「事件视界」,物质和能量皆因无限大的重力而无法逃脱,多数物质在靠近黑洞的边境区域时即掉入其中;部分粒子却在遭黑洞攫获的最后一刻逃逸,以喷流之姿吹入遥远太空。美国科罗拉多大学助理教授Jason Dexter解释,「本次观测结果发现,黑洞边缘的磁场强大到能将热气体向后推,抵抗了重力拉力,只有穿过磁场的气体才能盘旋落入事件视界。」EHT团队也认为,唯有建立以强烈磁化气体为主的理论模型,才能进一步解释黑洞的事件视界区域。

中研院天文所参与「事件视界望远镜」国际合作计画,继拍摄人类史上第一张黑洞照片后,25日公布M87黑洞星系中心最新的偏振光影像。图为设于台大的远距关测室,可远距遥控位于格陵兰的天文望远镜。

连结全球8座望远镜共同观测 足测量月球上一张信用卡的长宽

中研院天文所于2017年加入「事件视界望远镜」计画,连结全球8座望远镜共同观测,包含该所支援的次毫米波阵列望远镜、阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列望远镜和詹姆士克拉克麦斯威尔望远镜,创建一个「口径如一个地球大的望远镜」,其解析力之高,足以测量月球上一张信用卡的长宽。因为有如此高的解析力,研究团队才能直接观测到黑洞阴影与其周围亮环,并于最新发表的偏振光图像中,清楚地看到亮环如何被磁化。

中研院天文所东亚核心观测联盟朴锺浩博士后研究人员结论:「EHT进展快速,除了网路技术升级以外,也有新的观测成员加入。我们预期未来EHT观测能更精确呈现黑洞周围磁场结构,也能告诉我们该区域的热气体物理。」

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