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[财经] 黑洞研究有新进展!中研院演算法帮助直击黑洞周围磁场 - 210325-10

中央研究院天文及天文物理研究所今天(25日)指出,他们参与的“事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT)”国际合作计画,继拍摄出人类史上第一张黑洞照片后,首度公布M87星系中心最新的偏振光影像。中研院博士后研究员更是写出新演算法,帮助分析这张偏振影像。研究成果于今(2021)年3月24日发表于《天文物理期刊通讯》(*The Astrophysical Journal Letters*)。

继2019年4月全球同步发表人类史上首张黑洞影像后,黑洞研究再有重要里程碑。

中央研究院天文及天文物理研究所25日指出,他们参与的“事件视界望远镜”国际合作计画发表了最新黑洞的偏振影像,从原本的“甜甜圈”变成宛如“台风气旋”一般,关键就是进一步分析黑洞影像的光所具有的特殊震荡的方向及所推论出磁场的结构,清楚地透露出黑洞影像的亮环如何被磁化。


M87星系中心的偏振光影像,线条显示与黑洞周围磁场有关的偏振方向。图片版权:EHT Collaboration.tif

EHT偏振工作小组成员、国立中山大学物理系助理教授郭政育指出,M87星系距地球有5千5百万光年之遥,由其核心所喷出的黑洞喷流,不仅延伸长达5千光年,也是该星系最神秘、最活跃的特征之一,目前已知此喷流与黑洞周围的强力磁场有关,但物质如何掉入黑洞以及黑洞喷流的产生则是当前天文物理学界最感兴趣的课题之一,此研究将能让人类对黑洞的了解更深入。他说:‘(原音)我们目前以吞噬气体而言,我们最新的论文可以告诉我们,M87黑洞吞噬气体的速率有多快,以及M87磁场分布大概长怎样子,这是我们以前没有的讯息,那有了这些资讯后,我们就可以把它应用在其他更多黑洞上。’

担任EHT理论模型工作小组协调人之一、国立台湾师范大学物理系助理教授卜宏毅指出,“事件视界望远镜(EHT)”计画是连结全球8座望远镜共同观测,台湾就支援了3座。这张黑洞的偏振影像除了透露出M87黑洞周围的物质与辐射特性,也与前年公布的黑洞照片所推测的若干黑洞特征相符合。他说:‘(原音)这次很有趣的是,研究成果发现大部分的数值模拟都能够符合观测影像的那些模拟,都具有相当大的磁场强度,跟我们之前预期是相符合的。’

由于偏振讯号非常微弱,加上EHT资料分析不易,因此耗费许多时间才呈现出一张偏振化图像。值得一提的是,中研院天文所东亚核心观测联盟、来自韩国的朴锺浩(Jongho Park)博士后研究人员特别写出一个新演算法“GPCAL”,对资料校正和分析贡献许多心力,才得到这张偏振影像。
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