近日，由台灣中央研究院和國立台灣師範大學參與的國際研究團隊，成功確認了M87黑洞的旋轉方向正朝向遠離地球。這項重大發現是透過分析2017年和2018年的觀測數據，並利用吸積盤中的湍流現象解釋黑洞影像中最亮部分的偏移，標誌著黑洞研究領域的新進展。這項研究成果不僅深化了對黑洞結構的理解，也為未來的黑洞理論研究提供了新的方向。
M87星系與黑洞的基本資訊
M87星系（梅西爾87，Messier 87）是一個位於室女座的巨型橢圓星系，距離地球約5500萬光年。它是銀河系附近質量最大的星系之一，擁有約12,000個球狀星團，遠超過銀河系的150至200個。M87星系中心的超大質量黑洞質量約為65億倍太陽質量，是目前已知的最大質量黑洞之一。相較之下，銀河系中心的黑洞（人馬座A*）質量僅為400萬倍太陽質量，M87黑洞的質量約是人馬座A*的1650倍。
事件視界望遠鏡（EHT）的關鍵角色
這項研究由事件視界望遠鏡（EHT）團隊主導，EHT利用甚長基線干涉技術（VLBI），將全球多座電波望遠鏡整合為一個虛擬的巨大望遠鏡，其口徑相當於地球直徑。這種配置使EHT能夠達到極高的解析度，觀測到黑洞事件視界的細節。研究團隊透過分析2017年和2018年的觀測數據，發現M87黑洞影像中最亮部分的偏移是由吸積盤內部湍流引起的，這為確認黑洞旋轉方向提供了關鍵證據。台灣學者的重要貢獻
台灣在這項國際合作中扮演了重要角色。中央研究院天文及天文物理研究所的研究人員負責多個望遠鏡的運作與數據分析，其中博士後研究員紀柏特（Britton Jeter）和研究員松下聰樹（Satoki Matsushita）在數據處理和影像重建方面發揮了關鍵作用。國立台灣師範大學物理系助理教授卜宏毅（Hung-Yi Pu）則專注於分析黑洞周圍環境的動態變化及其對廣義相對論的驗證。
此外，台灣透過格陵蘭望遠鏡的參與，填補了EHT陣列中的關鍵空白，顯著提升了影像解析度。這項貢獻不僅增強了EHT團隊的數據收集能力，也讓台灣在國際天文界中佔有一席之地。
黑洞旋轉方向發現的科學意義
M87黑洞的旋轉方向朝向遠離地球，這一發現對天文學界具有重要意義。它意味著黑洞的旋轉軸與地球觀測視線之間存在特定的幾何關係，這可能影響周圍物質的運動及其輻射特性。研究團隊指出，吸積盤中的湍流造成了黑洞影像中亮區位置的偏移，這為理解黑洞系統的時間演化提供了新的視角。
這項發現也挑戰了部分現有黑洞理論，特別是在黑洞旋轉和吸積盤動力學方面。未來，EHT團隊計畫進一步分析2021年和2022年的觀測數據，以深入研究M87黑洞周圍湍流流動的本質，並探討吸積盤內部物質運動的具體機制及其對噴流形成的影響。
對科學與社會的深遠影響
這項研究成果不僅對天文學領域具有重要意義，也可能對物理學、宇宙學及材料科學等領域產生深遠影響。透過對極端環境下物質行為的理解，科學家可以推動新材料及技術的開發，例如在高能物理實驗中的應用。
此外，這項研究對天文學教育和公眾科學普及也具有重要意義。透過媒體報導和社會活動，可以提高公眾對宇宙探索及相關科學問題的興趣，激發年輕一代對科學研究的熱情。這項成果也展示了跨國合作的重要性，促進了不同領域間的知識交流和技術分享。
結語
M87黑洞旋轉方向的發現，不僅豐富了我們對宇宙中極端現象的理解，也為未來更多深入探索提供了基礎。台灣學者在這項國際合作中的卓越貢獻，不僅突顯了台灣在基礎科學研究中的實力，也為未來參與更多國際科研合作奠定了堅實的基礎。隨著EHT團隊持續推進觀測計畫，未來有望揭開更多黑洞的神秘面紗，進一步拓展人類對宇宙的認知。
