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台湾主导格陵兰望远镜计画 可望首度取得“超大质量黑洞”影像
集结“台湾技术、资金、人才”打造、组装出的格陵兰望远镜, 在2018年4月参与国际大
型黑洞观测计画,预定下次观测时间最快是9月,可望为人类首次取得“超大质量黑洞”
影像。
格陵兰望远是台湾主导的天文计画。由中央研究院天文及天文物理研究所(以下简称中研
院天文所)与哈佛大学“哈佛-史密松天文物理中心”(Harvard-Smithsonian Center
for Astrophysics,CfA)天文团队,携手国家中山科学研究院(以下简称中科院)组装
的格陵兰望远镜,更是北极圈唯一的一座次毫米波天文观测站。
800万美元望远镜原型机 NSF无偿授予天文团队
格陵兰望远镜是一个口径12公尺的电波天线,2011年美国国家科学基金会(National
Science Foundation,NSF)等单位通过审核授予中研院天文所主导的天文团队。
格陵兰望远镜计画执行负责人、中研院研究员陈明堂接受《上报》记者访问时表示,“格
陵兰望远镜原型机造价约800万美元。美国国家科学基金会是无偿授予天文团队使用。”
在中研院天文所主导下,将望远镜重新改装以适应酷寒环境,并搬迁到格陵兰。它能与位
于夏威夷的次毫米波阵列(简称为SMA,中研院天文所与史密松中心的合作计画)、
James Clerk Maxwell Telescope(简称为JCMT,由东亚天文台运营,台湾有参与),及
位于智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(简称为ALMA),形成一个接近地球直径的
阵列式望远镜。
中研院天文所与中科院于2016年在格陵兰当地开始组装,使望远镜更能适应日后在格陵兰
冰层酷寒气候运作,并装设一具由天文所制作的接收机系统。
将移到“峰顶站基地” 利用更低水气含量取得更高解析力
目前格陵兰望远镜位于格陵兰图勒(Thule)的美国空军基地,,所需要的电力由基地供
应。未来将安置在海拔3200公尺的格陵兰冰层最高点的“峰顶站基地”(Summit Station
),希望该地大气中更低的水气含量,能取得望远镜更佳解析力。
陈明堂表示:“在很短时间内,要在温度经常低于摄氏零下30度的严峻环境中架好一座新
望远镜,必须克服很多困难,而今它已成为北极唯一的次毫米波电波望远镜。”
中科院副院长葛平亚指出,“格陵兰望远镜组装计画耗费不少人力与时间,计画的成功执
行,证实台湾研发技术、厂商的制造技术完全能够克服严寒气候所给予的挑战。不过,格
陵兰望远镜迁移到峰顶站基地,将遭遇更多的技术挑战,最大的问题将是电力供应,目前
在图勒的美国空军基地内,还可以仰赖基地的电力,而峰顶站基地是没有电力的。”
天文所团队在2017年12月开始格陵兰望远镜的调校作业,并于当月第一次接收到来自太空
的电波讯号。在2018年初,格陵兰望远镜与智利的ALMA进行同步观测。从这两个相距将近
1万公里的地点,观测同样天文目标,并成功获得其间的干涉条纹。
团队中史密松天文中心(CfA)的科学家派特尔(Nimesh Patel) 表示:“获得干涉条纹
表示我们对格陵兰望远镜的诸多期待已经成真,一切符合计画。”
集结全球电波望远镜 分辨率比最强光学望远镜高千倍
格陵兰望远镜于2018年4月中加入“事件视界望远镜”(EHT)全球阵列计画的观测。此计
画目标是透过全球各地众多电波望远镜相连,形成高影像分辨率的全球阵列,观测星系中
的超大质量黑洞,并进一步验证爱因斯坦的广义相对论。
格陵兰望远镜加入EHT观测后,与夏威夷的SMA、JCMT、智利的ALMA及欧洲、南极等地的望
远镜形成阵列,其影像解析能力比全世界最强的光学望远镜还高1000倍,相当于从地球上
清楚的看到月球上的一颗棒球。
格陵兰望远镜的计划科学家、中研院天文所副研究员浅田圭一表示:“格陵兰望远镜是国
际阵列的重要新成员,它使该阵列的电波天线间距离能拉得更远,取得更高解析力。我们
很荣幸格陵兰望远镜能加入这个具有历史意义的计画。”
格陵兰望远镜部分经费来自科技部补助台湾参与“阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(
ALMA)”北美的计画。格陵兰望远镜和智利的ALMA形成地球南北向的最长基线(约1万公
里),为ALMA在“特长基线”观测工作,提供一个重要、独特的超长基线。
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