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事件視界望遠鏡英語:Event Horizon Telescope, EHT)是一個以觀測星系中央特大質量黑洞為主要目標的計劃。該計劃以甚長基線干涉技術(VLBI)結合世界各地的射電望遠鏡,使許多相隔數十萬公里的獨立天線能互相協調、同時觀測同一目標並記錄下數據,形成一口徑等效於地球直徑的虛擬望遠鏡[1],將望遠鏡的角分辨率提升至足以觀測事件視界尺度結構的程度。EHT期望藉此檢驗愛因斯坦廣義相對論在黑洞附近的強重力場下是否會產生偏差、研究黑洞的吸積盤噴流、探討事件視界存在與否,並發展基本黑洞物理學。

EHT的觀測目標主要為位於南半天球、銀河系中央的特大質量黑洞人馬座A*以及位於北天球的橢圓星系M87星系中央的特大質量黑洞。其中人馬座A*在地球天空中占的盤面較大,而M87的黑洞則以擁有一道長達5,000光年的噴流為著名特色。為了看透銀河盤面及圍繞在黑洞周圍的物質,EHT將觀測波長設定於1.33毫米,並預計於未來提升至能更精細觀測的0.87毫米。由於連線觀測產生的數據量將大到無法使用互聯網傳輸,各觀測台會於觀測後將儲滿數據的硬盤郵寄至美國馬薩諸塞州海斯塔克天文台,交由超級電腦運算,併合成單一影像。根據電腦模擬,環繞黑洞的物質發出的光將被黑洞自身質量產生的重力透鏡效應彎曲,在黑洞周圍形成一光環,而光環中央襯托出的圓形剪影便是黑洞的輪廓,也就是事件視界。

2012年,天文學家於美國亞利桑那州首次正式舉辦EHT會議,確立計劃的科學目標、技術計劃和組織架構等。觀測則始於更早的2006年,當時已有三座望遠鏡使用VLBI技術進行連線觀測。多年下來,EHT逐漸從一個鬆散、資金不足的團隊,成長為30多所來自12個國家的大學、天文觀測站等研究單位與政府機構參與的國際合作組織。2017年EHT合作協議正式簽署。EHT,2017年4月首次進行為期十天的全球連線觀測,觀測目標為人馬座A*及"M87*"(M87星系中心黑洞的簡稱)。此次觀測也第一次納入位於智利的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)、南極點南極望遠鏡等成員。其中ALMA為一關鍵成員,它的加入將EHT的靈敏度提高了十倍。天文學家希望於此次觀測中攝得第一張黑洞剪影的影像。

2019年4月10日,事件視界望遠鏡合作組織在全球六地(布魯塞爾聖地亞哥上海台北東京華盛頓)以英語、西班牙語漢語日語四種語言,通過協調召開全球新聞發布會,發布了於2017年4月11日拍攝的位於室女A星系的黑洞的照片[2]

緣起

廣義相對論預測了黑洞的存在,天文學家也已觀測到宇宙中存在質量極大的緻密天體,然而目前尚無法確定其即為黑洞。另外,雖然黑洞已是個被科學界與人們廣為接受的概念,其性質及引發諸多現象的機制也仍待釐清。事件視界望遠鏡即是在此一背景下開始的計劃。有別於其他研究黑洞的方法,如透過引力波觀測、分析其周圍繞行恆星行為等,EHT的目標為直接取得事件視界尺度的影像進行分析。

視頻

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事件視界望遠鏡
事件視界望遠鏡(EHT)簡介

參考文獻