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標 題[摘錄]黑洞不再能隱匿一輩子
發信站銘傳築夢別境 (Sat Oct 8 16:13:56 2005)
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黑洞強大的引力,使輕如光也逃不出它的範圍。但這不意味不能旁敲側擊。
物質在黑洞周圍堆疊而生熱,發出大量的輻射,更好的觀測儀器與技術,將
容許天文學家來到銀河中心的巨大黑洞聯結各大陸間的次毫米波陣列,將映照
出由黑洞邊緣物質所產生的影子。
常識告訴我們無法窺見黑洞,因為連光都無法逃脫它的引力;幸運的是,黑洞
並非完全漆黑一片。當物質被黑洞吸引墜入時,受到重力作用,物質會加熱而
產生輻射,就是這個輻射照亮了黑洞的身影,科學家可以刻畫它的輪廓。
過去數年裡,天文學家相信他們能夠偵測到位於銀河系中心黑洞的邊緣;事實
上,他們已經觀測到來自位於黑洞外圍的熱點源所發出的熱輻射。儘管目前的
科學技術還無法完全深入清楚地掌握黑洞,哈佛史密松恩天文物理中心(Harv
-ard-Smithsonian Center for Astrophysics)的理論科學家Avery Broderick
與 Avi Loeb已經發展了一組模型,預測當觀察這個黑怪物的深喉嚨時,可能看
到些什麼景象。
Broderick說,能夠一路看到遠在25000光年之外、銀河系中心直徑千萬英哩的黑
洞,將是件了不起的事。所需要做的事,就是聯結橫跨各大陸的次毫米波望遠鏡
,組成個具有像地球一般大口徑的陣列。這個稱之為干涉儀的技術,已經在長電
波波段用來研究宇宙中的輻射;在短波段的次毫米波,天文學家將可以經由它取
得黑洞邊緣高解析度的影像。黑洞天文學的聖杯就在我們的懷抱裡,我們將能看
見黑洞的影子,由黑洞周遭投射的物質來推算黑洞的尺寸及轉動情形。
利用現有的儀器設備和即將而來的紅外干涉觀測技術,同樣提供了解析度好過1
毫角秒(milli-arcsecond),令人驚異的銀河核心的細部影像。Lincoln Gree
-nhill補充說道,要解決獲取高解析度觀測的課題,我們需要次毫米波與紅外光
的觀測所提供的互補功效,這是取得銀河中心完整影像唯一途徑。
銀河系中心是黑洞干涉儀觀測的最佳目標,因為它是天空中幅圓最寬的黑洞,儘
管如此,要進行解析度達數十微角秒(micro-arcseconds)的觀測,仍然是一項
挑戰。這個解析度的要求比哈伯望遠鏡提供的可見光影像還要高10000倍。Loeb指
出,天文學家所獲得黑洞陰影與其內吸積盤的第一幅影像,一定被寫入教科書,
它同時也檢驗我們對高度彎曲的時空區域裡重力的觀念,最終,我們希望檢驗愛
因斯坦廣義相對論在像黑洞這樣強重力場下的極限。
為了準備這樣的觀測大躍進,Broderick 與Loeb 研發了一組電腦程式來模擬這個
景象:從銀河中心黑洞來的輻射,可能因為物質團塊遭到吞噬而產生的振動變化。
研究人員模擬這些熱的氣體物質團塊,預測了接近外層的風貌,他們也總合了從熱
點全部的輻射,模擬以現有觀測技術作低解析度觀測的可能性。正準備出爐的新觀
測結果顯示與Broderick and Loeb 的推測一致。
當前的觀測還只能掃瞄一小段時間區域;作持續性監測,天文學家方能收集許多爆
發的樣本,從而研究黑洞的物理本質。
相關論文即將刊載在皇家天文學會月訊(Monthly Notices of the Royal Astronom
-ical Society)、天文物裡通訊(The Astrophysical Journal Letters),網路線
上版請參考
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0506433、
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0508386、
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509237。
參考資料:
http://www.universetoday.com/am/publish/black_holes_arent_black.html?3102005,
2005.10.03
* 轉載自臺北天文館
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