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中研院格陵蘭望遠鏡 加入黑洞觀測

格陵蘭望遠鏡由ALMA的原型天線改裝,歷時5年完成,2018年加入事件世界望遠鏡全球陣列計畫,進行黑洞觀測。(中研院提供)
格陵蘭望遠鏡由ALMA的原型天線改裝,歷時5年完成,2018年加入事件世界望遠鏡全球陣列計畫,進行黑洞觀測。(中研院提供)

【記者徐翠玲/台北報導】中研院天文及天文物理研究所與哈佛大學「哈佛—史密松天文物理中心」天文團隊,克服北極酷寒冰雪,於2017年成功架設格陵蘭望遠鏡,並在2018年4月參與國際大型黑洞觀測計畫。格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂29日表示,格陵蘭望遠鏡4月開始觀測,就加入黑洞計畫,預計9月再進行下一次黑洞觀測。

格陵蘭望遠鏡是由智利阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)的原型天線改裝。2011年美國國家科學基金會等單位將這一口徑12公尺的電波天線(價值800萬美元),無償贈與中研院研究團隊,研究團隊花費1,000萬美元,歷時5年改裝完成。

陳明堂表示,計畫一開始最難的地方在於,原來天線原型機設計是適應零下20度左右,並不能適應北極零下負70度的環境。一開始先花2年時間研究,之後改裝也不能花大錢,要節制、取捨。除了技術問題,由於天線裝設離台灣5000、6000公里甚至萬里外遠,工作人員必須經過長途跋涉才能到當地工作,適應不同的國外環境、生活問題。

格陵蘭望遠鏡於今年4月加入事件世界望遠鏡(EHT)全球陣列計畫的觀測,目標是觀測星系中的超大質量黑洞,並進一步驗證愛因斯坦的廣義相對論。格陵蘭望遠鏡加入EHT觀測後,與夏威夷次毫米波陣列(SMA)、James Clerk Maxwell Telescope(JCMT)、智利的ALMA及歐洲、南極等地望遠鏡形成一個接近地球直徑的陣列式望遠鏡,影像解析能力比全世界最強的光學望遠鏡還高1000倍,相當於從地球上清楚的看到月球上的一顆球。

陳明堂指出,智利在地球南邊,夏威夷在西邊,格陵蘭在最中間最上面,這樣會形成一個虛擬的大望遠鏡,透過虛擬大望遠鏡可觀測到黑洞,這是全世界的合作案。如果沒有格陵蘭望遠鏡,虛擬望遠鏡就只剩一半,格陵蘭望遠鏡雖只有一座,但扮演關鍵少數,也提供非常細微、獨特、重要的基線,這是在台灣有限資源下所能做到最好、最有衝擊性的貢獻。

格陵蘭望遠鏡和智利的ALMA形成地球南北向的最長基線(約1萬公里)。陳明堂說,利用特長基線方式模擬虛擬超大望遠鏡,達到的解析能力,能看到黑洞旁邊很特別的現象,即所謂黑洞陰影。目前還沒有人看到陰影,而今年4月的觀測,資料處理至少要3、6個月,可能1年內會有結果,結果可能印證相對論,也可能顛覆它。

陳明堂表示,現在觀測黑洞的目標有2個,一是主要目標M87,在室女座星系,比銀河系黑洞質量大1000倍(4億的太陽質量),距地球5000萬光年;一是銀河系中心的黑洞,這個黑洞的質量大概是400~500萬個太陽質量,距地球約2.6萬光年 。