M87星系影像變化 臺師大、中研院團隊解密黑洞旋轉軸遠離地球

臺師大物理系助理教授卜宏毅表示，黑洞吸引物質、快速旋轉環繞，以電漿湍流的方式存在，黑洞本是一混沌的環境。記者林澔一／攝影

事件視界望遠鏡（EHT）團隊於2017年觀察M87黑洞，併發布人類歷史上首張黑洞影像。本次研究EHT利用M87於2017、2018年的資料照片，發現黑洞周圍爲一動態的吸積流混沌環境，且能解釋2017、2018年觀測影像中黑洞環狀結構的偏移原因；且團隊也確立，黑洞噴流朝向地球，但旋轉軸則指向遠離地球的另一方。

EHT由來自亞洲、美洲、歐洲等逾400位研究學者參與，研究團隊建構一相當於地球大小的虛擬望遠鏡，藉此獲得黑洞影像。國立臺灣師範大學與中央研究院團隊今召開記者會，說明最新的影像觀測分析結果。

中研院天文所博士後研究員紀柏特表示，望遠鏡的解析度由觀測頻率乘以望遠鏡直徑，虛擬望遠鏡由世界各地數個電波天文望遠鏡組成，以此組成接近地球大小的陣列，該EHT望遠鏡的解析度相當於從地球上能清楚看見置於月球的一個甜甜圈。

紀柏特談到，根據觀察指出，M87星系中心的黑洞距離地球約5500萬光年，但以宇宙得尺度而言，距離地球算「非常近」。又黑洞強大的重力會使光線彎曲，周圍炙熱物質的光因而遭黑洞偏折，光無法進入的區域即是黑洞暗影。團隊2017、2018進行兩次觀察，希望藉由觀察其物理機制，瞭解過去建立的模型是否正確。

臺師大物理系助理教授卜宏毅表示，黑洞吸引物質、快速旋轉環繞，以電漿湍流的方式存在，黑洞本是一混沌的環境，因此2017、2018兩年影像顯示，黑洞外圍環狀結構位置不一是吸積流的自然結果，不同時期觀測則亮處不一。再者，本次也發現，黑洞一側的噴流特別長且指向地球方向，但根據右手定理，黑洞的旋轉軸則指向遠離地球的另一側，也證實了2017年觀測時對黑洞方向的解釋。

卜宏毅也指出，EHT團隊的資料庫約有18萬張黑洞照片，提供多時刻影像分析，相信只要成果能累計多年，即能對吸積流系統有更深入的瞭解，本次研究只是起點，相信累積更多觀測，能有助於理解更多不同的黑洞系統。

紀柏特則表示，先前EHT團隊的理論小組爲理解黑洞影像所建立的資料庫，開發了大量的前沿模擬，本次則是第一次有機會根據更新的模擬來建立資料庫，其中一些模擬與觀測資料非常吻合，但另一些則不那麼匹配，但觀測與理論模型的比較能促進模擬中物理細節的進步，依舊非常期待未來的成果。