• M87星系中心的偏振光影像,線條顯示與黑洞周圍磁場有關的偏振方向(圖片版權:EHT Collaboration)

黑洞照片再現 EHT發布M87星系偏振光影像 直擊黑洞磁場

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發佈:周明慧來源:臺北上架時間:2021/03/26 14:39:05

繼2年前拍攝出人類史上第一張黑洞照片後,中央研究院天文及天文物理研究所參與的「事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,EHT)」國際合作計畫,首度公布M87星系中心最新的偏振光影像。

 

中研院表示,「偏振」就像是磁場所留下的指紋,可以進一步解析第一張黑洞影像周圍的磁場結構。EHT偏振工作小組召集人、荷蘭Radbopund大學助理教授Monika Mościbrodzka表示,這影像將有助於了解黑洞磁場特有的行為,以及M87星系的黑洞噴流,如何從核心向外噴射到星系之外。這項研究成果已經在今(2021)年3月24日發表於《天文物理期刊通訊》。

 

87星系距地球有5千5百萬光年之遙,由其核心所噴出的黑洞噴流,不僅延伸長達5千光年,也是該星系最神秘、最活躍的特徵之一。目前已知此噴流與黑洞周圍的強力磁場有關,物質如何掉入黑洞以及黑洞噴流的產生是當前天文物理學界最感興趣的課題之一,普遍認為黑洞周圍的磁場在以上過程中都佔有重要角色。

 

中研院表示,繼2019年4月發表人類史上首張黑洞影像後,本次成果為另一重要里程碑,為鄰近黑洞外部的磁場結構提供最新資訊,天文學家可藉此繪製出黑洞周圍磁力線分布。另一位EHT偏振工作小組召集人、西班牙瓦倫西亞大學Iván Martí-Vidal研究員解釋,過去要呈現出一張偏振化圖像需耗費許多年,取得和分析這些資料的技術都相當複雜;而藉由偏振光帶來的資訊,能使大家更了解首張黑洞影像背後的物理意義。

 

EHT科學理事、中研院天文所副研究員淺田圭一表示:「中研院天文所團隊為了了解黑洞噴流的形成,致力於觀測黑洞周圍的磁場已經長達十年以上。而本次EHT的觀測讓我們願望成真了!」

 

EHT偏振工作小組成員、國立中山大學物理系助理教授郭政育表示:「由於偏振訊號非常微弱,資料處理過程很困難。但臺灣的EHT成員對資料校正和分析貢獻許多心力,才得到這張偏振影像。」

 

中研院天文所於2017年加入「事件視界望遠鏡(EHT)」計畫,連結全球8座望遠鏡共同觀測,包含該所支援的次毫米波陣列望遠鏡(SMA)、阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡(ALMA)和詹姆士克拉克麥斯威爾望遠鏡(JCMT),創建一個「口徑如一個地球大的望遠鏡」,其解析力之高,足以測量月球上一張信用卡的長寬。因為有如此高的解析力,研究團隊才能直接觀測到黑洞陰影與其周圍亮環,並於最新發表的偏振光圖像中,清楚地看到亮環如何被磁化。

 

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