臺主導「格陵蘭望遠鏡」觀測M87黑洞 證明暗影持續存在

「事件視界望遠鏡」（Event Horizon Telescope，簡稱EHT）國際合作團隊首度公佈2018年4月觀測到的M87星系中心黑洞最新影像，驗證黑洞光環與2017年所觀測的大小相同，符合廣義相對論的預測。（中研院提供）

「事件視界望遠鏡」（Event Horizon Telescope，簡稱EHT）國際合作團隊首度公佈2018年4月觀測到的M87星系中心黑洞最新影像，驗證黑洞光環與2017年所觀測的大小相同，符合廣義相對論的預測。這是由我國主導的「格陵蘭望遠鏡」（Greenland Telescope，簡稱 GLT）加入EHT後，對此天體進行再次觀測的研究成果，已於18日發表在國際期刊《天文與天文物理》。

「格陵蘭望遠鏡」是由臺灣主導的國際合作計劃，於2010年正式啓動，並於2018年建造完成5個月後即加入「事件視界望遠鏡」計劃，我國團隊成員包括中央研究院天文及天文物理研究所、臺灣師範大學與中山大學。

中研院天文所副研究員淺田圭一表示，這次「格陵蘭望遠鏡」 參與「事件視界望遠鏡」觀測，以全新的資料證實M87黑洞周圍的光環，是這項國際合作計劃的重要里程碑。

EHT團隊於2017年拍攝到M87星系超大質量黑洞，並於2019年發表人類史上首張黑洞影像。影像顯示，距離地球5500萬光年的M87黑洞周圍有一個亮環，其中環底部比較亮。後續分析資料更揭示了M87黑洞的偏振光結構，使團隊得以深入瞭解黑洞周圍的磁場幾何形狀和電漿性質。

2017年M87黑洞觀測結果被廣泛分析，爲黑洞直接成像的時代開啓新頁，透過研究黑洞天文物理，在基礎科學層面上檢驗廣義相對論。

2018年的資料分析運用了8種獨立的成像和模擬技術，所觀測到的M87黑洞影像與2017年非常相似，有一個相同大小的亮環，中心區域較暗，環的一側較亮。

美國加州噴射推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）博士後研究員約克（Nitika Yadlapalli Yurk）說明，黑洞的顯著特性之一，是其半徑僅取決於其質量。由於M87黑洞不會快速吸積物質（這會增加其質量），廣義相對論預測環的直徑應保持不變。而2017到2018年觀測影像所呈現的直徑大小穩定性，確認了廣義相對論對黑洞的預測，相當令人興奮。

中研院天文所博士後研究紀柏特（Britt Jeter）表示，過往對M87黑洞的觀測已表明暗影結構每年都有變化，但精度較低。「環周圍那些混亂的吸積盤發射光，將使環的最亮處搖擺不定；我們隨時間觀察到的光影搖擺程度，可用來測試黑洞周圍磁場和電漿環境的理論。」

中研院天文所研究員陳明堂表示，這篇論文是臺灣對基礎科學研究做出的獨特貢獻，而格陵蘭望遠鏡未來將以更高頻率進行觀測，帶領科學家們揭示黑洞暗影中最難以捉摸的光子環，爲黑洞天文物理取得突破性成就。