模擬黑洞引力 NASA新影片曝光

事件視界望遠鏡(EHT)團隊於今(2019)年4月發布史上第一張黑洞照片,不僅增添了外界對黑洞的無限神秘感,更立下天文學的里程碑,也證實了愛因斯坦的廣義相對論。日前,美國國家航空暨太空總署(NASA)也發布了一支黑洞動態模擬影片,呈現出黑洞引力扭曲周圍光線的現象,讓民眾與科學家能更了解「重力扭曲時空結構」的黑洞輪廓,以動態高解析度認識這個天文奇觀。

根據動態模擬影片顯示,正中間就是黑洞事件視界(Event Horizon),外圍如流水般圍繞的就是黑洞的光環,由重力吸引來的物質「吸積盤」(accretion disk)摩擦散發出的輻射構成。

「吸積盤」是由氣體、星塵等物質組成,最靠近黑洞的內環以近光速的速度旋轉,而外環氣體旋轉相對較慢。X光及伽馬射線在這些物質的近光速繞圈下以可見光的形態釋放。再仔細觀察黑洞側面會發現,左側比右側要亮一些,根據都卜勒集束效應(doppler beaming),吸積盤的發光氣體,由左測流向觀者的部分會比往右側流遠的部分更亮,不過,若從黑洞正面觀察,不對稱性現象將會消失。

模擬圖中上方的光線是從黑洞的後方所發出,黑洞以強大重力將光線扭曲形成「重力透鏡效應」(gravitational lensing),內側一條細線稱作「光子環」(photon ring)。

模擬影像曝光以後,也引發了熱議,不少人認為,現今人類能夠清晰的模擬黑洞引力,呈現出百年前愛因斯坦描述的重力扭曲時空結構現象,可謂是天文學界的創舉。事件視界望遠鏡預計觀測波長將從繼續縮短至 0.4至0.8mm,以提高10倍解析,期待位民眾及學者提供第二張黑洞照片,再創奇蹟。【記者  鄭昱庭整理報導】