在遙遠的宇宙中,巨大的橢圓星系M87不僅是距離地球最近的星系,也是目前已知最大的星系之一。這個壯觀的星系橫跨了歐亞美非四大洲,為天文學家提供了寶貴的研究資源。專注於黑洞的觀測,400多位來自不同國家的學者組成的「事件視界望遠鏡」(Event Horizon Telescope, EHT)團隊,於2017年首次成功捕捉到這個星系中心黑洞的影像,揭示了其獨特的明亮環狀結構。
隨著後續研究的深入,團隊於2018年的觀測發現,M87黑洞環中最亮的區域相較於2017年的數據,出現了約30度的逆時針偏移。中研院天文所的博士後研究員紀柏特強調,這一結果驚人地支持了廣義相對論的預測。他解釋道,如果廣義相對論是正確的,那麼黑洞的大小應該是恆定的,而我們的觀測結果證實了這一點。值得注意的是,底部的亮區稍微逆時針移動了,這對於研究黑洞環境以及物質如何與黑洞互動都是一個令人振奮的發現。
這一亮區的偏移被認為是黑洞吸積盤湍流的自然現象。透過中研院天文所與台師大物理系的合作研究,團隊對這兩年來的觀測數據進行了多時刻的確認,最終確認了M87黑洞的旋轉方向正朝向遠離地球的方向。卜宏毅助理教授也指出,環繞黑洞的氣體流動與黑洞的旋轉運動相互作用,導致了影像的環狀結構明亮點的偏移。
卜教授進一步解釋,宇宙中的黑洞大多皆在旋轉,而M87的黑洞因其強大的噴流顯現出獨特的特性。這些噴流的特徵可以幫助天文學家了解黑洞的旋轉軸如何指向某個方向,然而地面上的觀測並不能確定是位於朝向地球還是遠離地球的位置。藉由多次觀測與全新的數據統計,這個團隊得以深化對黑洞周圍環境的理解,包括其轉速快慢,不斷揭開宇宙中這些神秘天體的面紗。
這項重大的研究不僅增進了我們對M87星系中黑洞的理解,也為日後的天文研究奠定了基礎,預示著人類在浩瀚宇宙中探索未知的無限可能。透過這些專業的觀測與分析,人類對宇宙的認識邁出了又一重要一步,顯示了跨國合作在科學研究中的重要性與價值。