格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂談黑洞照片:「以前被說好瘋狂,現在說好厲害」

格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂談黑洞照片:「以前被說好瘋狂,現在說好厲害」

全球首張黑洞照片今晚曝光,能拍到這張照片,中央研究院天文及天文物理研究所2011年起與哈佛大學天文團隊合作架設的格陵蘭望遠鏡是功臣之一。格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院天文所研究員陳明堂表示,過去他們都被笑太瘋狂,現在都說他們好厲害。

陳明堂也在中研院「研之有物」網站表示,格陵蘭望遠鏡下一步計畫,是將望遠鏡從圖勒搬到峰頂站台基地,因為圖勒接近海平面,由於大氣透明度限制,只能做某些頻段的觀測,無法達到極佳解析度,如果要取得品質更好影像,須移到非常適合次毫米波段觀測的峰頂。團隊尚在尋找經費、人力,希望在 2021 年到達峰頂,讓台灣登上觀測黑洞的更高位置。

 

格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂談黑洞照片:「以前被說好瘋狂,現在說好厲害」
理論模擬不同角度的黑洞剪影。圖/卜宏毅提供

陳明堂在「研之有物」回顧架設格陵蘭望遠鏡的過程。他說,美國國科會2009年將不再使用的 阿塔卡瑪毫米波與次毫米波陣列(ALMA)望遠鏡原型機釋出,公開徵求科學家提案。中研院和哈佛合作「觀測黑洞」的提案獲得接受,順利取得了這台望遠鏡。

格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂談黑洞照片:「以前被說好瘋狂,現在說好厲害」

他說,想要用望遠鏡看到黑洞,需要極佳的解析度,因此技術門檻很高。第一,必須要有將近地球那麼大的望遠鏡;第二,望遠鏡接收的頻率,必須是頻率很高的電波。而高頻率的毫米波、次毫米波天文儀器,直到過去十幾年,技術才成熟。正因要接收的電波頻率很高,必須擺在非常乾燥的高山,因為山上大氣透明度比較好,才比較能看清楚天象。

在這些考量下,他們決定在格陵蘭架設望遠鏡。因為這個新地點,必須距離夏威夷和智利原有的兩組望遠鏡夠遠,又要在乾燥的高山,又要考慮交通、基礎設施。在排除不具符合條件高山的紐西蘭,以及沒可用基礎設施的阿拉斯加後,決定了格陵蘭。

「我們在 Google 一查,才發現格陵蘭有大氣觀測站,還是美國國家科學基金會在運作。」陳明堂說,雙方迅速談成合作。中研院原本就在夏威夷有 SMA 望遠鏡,又參與智利 ALMA 望遠鏡的建造,掌握世界上很少數的次毫米波望遠鏡,再加上格陵蘭新的望遠鏡,三台望遠鏡就形成一個大三角形,讓中研院站在全球黑洞觀測的主導地位。

陳明堂表示,最初打算去格陵蘭,許多人回應:「你們太瘋狂了!為什麼要花這種錢?又不會成功。」但經他們一路努力,包括在 2012年來新墨西哥州小鎮,這裡擁有知名的甚大望遠鏡 (VLA),也是電影《接觸未來》的場景測試,格陵蘭望遠鏡在2018年與智利的 ALMA 連上線,一直到現在的成果,陳明堂笑說:「本來說我們 crazy 的人,現在都說我們好厲害!」

 

格陵蘭望遠鏡計畫執行負責人、中研院研究員陳明堂談黑洞照片:「以前被說好瘋狂,現在說好厲害」
左圖為電腦模擬 M87 黑洞陰影,右圖是次毫米波特長基線干涉儀在格陵蘭望遠鏡加入後,在較高頻段 (230GHz) 可望取得的 M87 黑洞陰影。影像解析度為 40 微角秒。圖/中研院天文所 VLBI / GLT 團隊提供

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