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人類首度捕捉黑洞吸積與噴流 續揭性質細節等神秘面紗

跨國天文學家首度捕捉到黑洞附近的吸積與噴流影像,揭露黑洞吸收周遭物質的過程與性質等細節,相關研究已刊登在4月的國際頂尖期刊《自然》(Nature)上,台灣科學家則參與其中。 (圖由中研院天文所提供)

跨國天文學家首度捕捉到黑洞附近的吸積與噴流影像,揭露黑洞吸收周遭物質的過程與性質等細節,相關研究已刊登在4月的國際頂尖期刊《自然》(Nature)上,台灣科學家則參與其中。 (圖由中研院天文所提供)

2023/04/27 10:24

〔記者吳柏軒/台北報導〕跨國天文學家繼2019、2022年拍攝宇宙中最神秘天體「黑洞」的影像照片後,今年再度發表,已用新的3.5毫米波段觀測(GMVA),首度捕捉到黑洞附近的吸積與噴流影像,揭露黑洞吸收周遭物質的過程與性質等細節,相關研究已刊登在4月的國際頂尖期刊《自然》(Nature)上,台灣科學家則參與其中。

中研院今(27日)表示,跨國合作天文觀測已是趨勢,各地望遠鏡連線構成和地球一樣大的虛擬望遠鏡,包含「事件視界望遠鏡」(EHT)及「全球毫米波特長基線陣列」(GMVA),其中EHT用1.3毫米波長觀測取得黑洞陰影影像,已在2019、2022年發表人類史上第1張與第2張黑洞照片(M87星系黑洞),GMVA則使用3.5毫米波長,重點是捕捉黑洞附近吸積和噴流。

透過GMVA,人類首度捕捉到M87黑洞吸積流及噴流成像。中研院天文所副研究員暨論文通訊作者淺田圭一表示,GMVA有足夠的角分辨率,能解析出核心周圍更厚更大的環,這主要與M87超大質量黑洞周圍的吸積流有關。

過去人類認為物質被黑洞吸入,但無法直接對它成像,中國科學院上海天文台研究員路如森表示,透過3.5毫米波長觀測,拍攝到了黑洞及其噴流的全景照片,並發現M87黑洞的環比之前變大變厚,新影像說明了落入黑洞的物質產生額外的輻射,可以讓我們對黑洞附近的物理過程有更完整的了解。

主導論文理論模型的教育部玉山青年學者、台灣師範大學助理教授卜宏毅解釋,M87黑洞周圍發出的光是由高能電子和磁場間的相互作用產生,這種現象稱為同步輻射。GMVA觀測揭示了這些電子的位置和能量的更多細節,還告訴我們一些關於這個黑洞本身的性質:「它不是很餓!它以低速率消耗物質,僅將一小部分物質轉化為輻射。」

日本國立天文台助理教授秦和弘補充:「我們在資料中還發現一些令人驚訝的事:靠近黑洞的內部區域發出的輻射比我們預期的要寬。這可能意味著不僅有氣體落入其中,也有風吹出來,導致黑洞周圍出現紊流和混沌。」

中研院表示,此次黑洞吸積流及噴流成像則是2018年阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡(ALMA)與格陵蘭望遠鏡(GLT)加入GMVA全球連線觀測的成果。東亞天文台長、中研院士賀曾樸表示:「由台灣主導的GLT和以台灣為重要合作夥伴的ALMA,所提供的資料提高了觀測靈敏度和解析度,從而導致這個新發現。

過去人類認為物質被黑洞吸入,但無法直接對它成像,天文學家透過3.5毫米波長觀測,拍攝到了黑洞及其噴流的全景照片,並發現M87黑洞的環比之前變大變厚,新影像說明了落入黑洞的物質產生額外的輻射,讓人類有更完整了解。(圖由中研院天文所提供)

過去人類認為物質被黑洞吸入,但無法直接對它成像,天文學家透過3.5毫米波長觀測,拍攝到了黑洞及其噴流的全景照片,並發現M87黑洞的環比之前變大變厚,新影像說明了落入黑洞的物質產生額外的輻射,讓人類有更完整了解。(圖由中研院天文所提供)

由台灣主導的格陵蘭望遠鏡(GLT)幫助這次黑洞吸積流及噴流成像。(圖由中研院天文所提供)

由台灣主導的格陵蘭望遠鏡(GLT)幫助這次黑洞吸積流及噴流成像。(圖由中研院天文所提供)

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