在夏威夷的「次毫米波陣列望遠鏡」（英文簡稱SMA， 臺灣中研院參與建造）、智利的阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列（簡稱ALMA， 臺灣中研院也參與建造）、美國的綠堤望遠鏡（GBT）， 還有法國、西班牙、德國、瑞典、芬蘭等世界各處電波望遠鏡， 它們有的隸屬於「全球毫米波特長基線陣列」， 有的是概念式虛擬望遠鏡「事件視界望遠鏡」的成員， 在接下來這幾天， 大家將一起做同一件事、加入一次「全球大串連」！這項行動有幾個重要目的， 其中一個正是：準備仔仔細細觀測銀河系中心的－－超大品質黑洞。
「全球毫米波特長基線陣列」(Global mm-VLBI Array，
這次合作中， 「GMVA陣營」把重點放在捕捉緊鄰於銀河系中心位置區域的吸積和噴流性質， 而「EHT陣營」則將史無前例地， 第一次嘗試取得黑洞的黑洞陰影影像。
全球電波望遠鏡大會師的陣容浩大， 橫跨了整個地球表面， 從南極、南美洲、歐洲， 到太平洋上的夏威夷。 其中， ALMA望遠鏡除了最大（有66個天線）、最靈敏（接收機技術最新）以外， 它的第三項特色， 讓ALMA也成為無論GMVA或EHT兩者都很需要的一位元重要策略夥伴， 那就是ALMA位於南半球的極佳月臺條件。
臺灣在這個在這個全球大合作中有很多貢獻。 首先， 中央研究院天文及天文物理研究所是東亞天文臺成員之一， 此天文臺現在負責運營James Clerk Maxwell望遠鏡（JCMT）望遠鏡， JCMT是一座15米望遠鏡， 坐落地點為夏威夷毛納基峰， 這個大家或許不太陌生的山峰， 同時也是擁有8座天線的「SMA次毫米波陣列望遠鏡」所在之處， 中研院天文所並且是SMA的共同合作興建者。 此外， 臺灣更是ALMA望遠鏡計畫的成員機構。 這三座望遠鏡都是EHT網路的一部分。
前中研院天文所所長， 現任東亞天文臺台長賀曾朴院士表示：「來自東亞地區的同仁目前正在毛納基峰上參加這次全球連線進行實驗， 後續也將支援在這次全球大連線中資料取得的任務。
GMVA 和EHT的觀測將分別於4月1~4日、4月5~14日展開。
目前， 整個天文學界都非常熱切期待看到這次觀測的成果會是什麼， 因為這個觀測隱含的科學可能性令每個人都很興奮。 為了讓這次觀測背後的科學能充分為大眾所瞭解， ALMA國際合作團隊準備好了七道料理， 接下來兩個月， 準備每週推出一篇介紹短文， 從各個角度說明和這個觀測相關的科學、意義、目標。
首先， 打開第一個料理包， 先來認識GMVA 和EHT這兩個計畫到底有什麼來頭。
什麼是「全球毫米波特長基線陣列」和「事件視界望遠鏡」？
在我們的銀河系中心藏匿著一頭宇宙怪獸， 是名叫做「人馬座A星」的一個超大品質黑洞， 擁有4百萬個太陽的品質， 重力強大到連光也無法逃脫它的拉力。 但若不是它的重力這麼大，
本來， 在電波望遠鏡之間有兩個國際合作計畫， 個別都有一群夥伴相連結， 各自構成了「和地球一樣大」的「虛擬」望遠鏡︰事件視線望遠鏡(EHT) 和全球毫米波特長基線陣列(GMVA)， 兩者差別僅在於觀測頻段的波長稍微不同， 前者是1.3毫米， 後者是3毫米。 在這兩個合作計畫也一起合作之後， 更壯觀的望遠鏡連線形成了， 遠自南極延伸抵達歐洲、太平洋上的夏威夷， 共同努力的觀測目標就是銀河系中心的超大品質黑洞。
為了達成這個目標，天文學家運用了一種特長基線干涉法的技術，讓千裡外的望遠鏡也能互連結成一體，好像一個單一的望遠鏡一樣。這種合作技術能取得較高的解析力，那是遠超過任何單一望遠鏡可做到的，這個解析力的數字比哈伯太空望遠鏡還更強兩千倍。這麼強的解析力在偵測黑洞時的確不可少，因為，這個黑洞雖然體積約有太陽的20倍，但是距離地球卻有26,000光年遠啊。
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全球擺陣大合作希望能取得第一張黑洞陰影影像
圖中綠色線條代表EHT網路，黃色則代表GMVA網路。Credit: ESO/O. Furtak
聽過「幫黑洞拍張照」嗎？這個計畫的籌畫已有相當時日，但直到近幾年，相關技術的進度才終於趕上了這個極具野心的計畫。當然，電波望遠鏡中的重量級選手加入這個計畫也有利於計畫落實，這位選手就是：阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡，ALMA。
ALMA建造的位址是在智利的阿塔卡瑪沙漠，是個海拔高達5千米的高原沙漠，以ALMA數量多達66座的高精度天線和先進接收機來說，有它加入EHT/GMVA合作計畫之後，立刻把整體靈敏度提高了10倍。ALMA無疑是一座天文學界最先進的設施，但是在加入合作以前，它還是按部就班地升級了好幾次。到目前為止，在ALMA上已完成安裝的專門設備包括：新的硬碟（儲存未來觀測將產生的海量資料）、高度精確的原子鐘，這座原子鐘是ALMA和整個電波望遠鏡大網路相連的關鍵（這個大網路有個專門名稱叫做VLBI，中文稱為「特長基線干涉陣列」）。
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位於靜僻荒野之境的ALMA陣列望遠鏡。透過這張全景圖，我們可以認識ALMA所在位置的地理特徵，那是智利安地斯山脈的查南脫高原，海拔有5千公尺之高。Credit: ESO/B. Tafreshi (twanight.org) -http://eso.org/public/images/potw1252a/
這個破天荒的觀測，即將在2017年4月份展開，GMVA陣營在3毫米波段的觀測是第一棒，時間從4月1日開始，將進行到4月4日；第二棒是EHT陣營在1.3毫米波段的觀測，時間將從4月5日開始，進行到4月14日。觀測以後，接棒的是資料處理，龐大的資料量處理起來需要不少時間，預計2017年底可以得到結果。
儘管這個計畫沒有必勝的保證，但是科學上它富於極多令人嚮往的可能，令人興奮，這合作還有其他一些一流的目標，包括印證愛因斯坦的廣義相對論－－愛因斯坦曾預測，在黑洞周圍會環繞著一個「幾近圓形的陰影」。其他的科學目的還包括，瞭解物質如何在黑洞周圍「吸積」(物理上有很重要意義的一個詞，意思類似累積、變多)，以及從黑洞以極快速度噴出的氣體噴流，是怎麼形成的。
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黑洞陰影的數值類比圖：廣義相對論預測陰影應該是像中間圖形那樣，呈圓形，但是黑洞除了圓臉的可能以外，也可能是長臉（如左圖），或寬臉（如右圖）。未來EHT拍到的黑洞陰影影像可以幫我們印證一下看看。Credit: D. Psaltis and A. Broderick. - http://www.eventhorizontelescope.org/science/general_relativity.html
以上就是本系列大餐的第一份料理包，接下來歡迎大家一起加入天文觀光之旅，除了獲取新知，也認識到，要做出頂尖的研究，經歷的過程是什麼、並看看追求頂尖成果，偶爾相隨著，可能是一些風險。
之後的短文中，還將探討一些常見問題：大家都對黑洞存有好奇，到底黑洞是有意思在哪裡呢？電波望遠鏡如何看見宇宙呢？我們對銀河系中心的那個黑洞知道多少呢？下次見。
本文轉載自中研院天聞網 ,2017.04.01,胡佳伶
yuanwenhttp://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1650
為了達成這個目標，天文學家運用了一種特長基線干涉法的技術，讓千裡外的望遠鏡也能互連結成一體，好像一個單一的望遠鏡一樣。這種合作技術能取得較高的解析力，那是遠超過任何單一望遠鏡可做到的，這個解析力的數字比哈伯太空望遠鏡還更強兩千倍。這麼強的解析力在偵測黑洞時的確不可少，因為，這個黑洞雖然體積約有太陽的20倍，但是距離地球卻有26,000光年遠啊。
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全球擺陣大合作希望能取得第一張黑洞陰影影像
圖中綠色線條代表EHT網路，黃色則代表GMVA網路。Credit: ESO/O. Furtak
聽過「幫黑洞拍張照」嗎？這個計畫的籌畫已有相當時日，但直到近幾年，相關技術的進度才終於趕上了這個極具野心的計畫。當然，電波望遠鏡中的重量級選手加入這個計畫也有利於計畫落實，這位選手就是：阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡，ALMA。
ALMA建造的位址是在智利的阿塔卡瑪沙漠，是個海拔高達5千米的高原沙漠，以ALMA數量多達66座的高精度天線和先進接收機來說，有它加入EHT/GMVA合作計畫之後，立刻把整體靈敏度提高了10倍。ALMA無疑是一座天文學界最先進的設施，但是在加入合作以前，它還是按部就班地升級了好幾次。到目前為止，在ALMA上已完成安裝的專門設備包括：新的硬碟（儲存未來觀測將產生的海量資料）、高度精確的原子鐘，這座原子鐘是ALMA和整個電波望遠鏡大網路相連的關鍵（這個大網路有個專門名稱叫做VLBI，中文稱為「特長基線干涉陣列」）。
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位於靜僻荒野之境的ALMA陣列望遠鏡。透過這張全景圖，我們可以認識ALMA所在位置的地理特徵，那是智利安地斯山脈的查南脫高原，海拔有5千公尺之高。Credit: ESO/B. Tafreshi (twanight.org) -http://eso.org/public/images/potw1252a/
這個破天荒的觀測，即將在2017年4月份展開，GMVA陣營在3毫米波段的觀測是第一棒，時間從4月1日開始，將進行到4月4日；第二棒是EHT陣營在1.3毫米波段的觀測，時間將從4月5日開始，進行到4月14日。觀測以後，接棒的是資料處理，龐大的資料量處理起來需要不少時間，預計2017年底可以得到結果。
儘管這個計畫沒有必勝的保證，但是科學上它富於極多令人嚮往的可能，令人興奮，這合作還有其他一些一流的目標，包括印證愛因斯坦的廣義相對論－－愛因斯坦曾預測，在黑洞周圍會環繞著一個「幾近圓形的陰影」。其他的科學目的還包括，瞭解物質如何在黑洞周圍「吸積」(物理上有很重要意義的一個詞，意思類似累積、變多)，以及從黑洞以極快速度噴出的氣體噴流，是怎麼形成的。
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黑洞陰影的數值類比圖：廣義相對論預測陰影應該是像中間圖形那樣，呈圓形，但是黑洞除了圓臉的可能以外，也可能是長臉（如左圖），或寬臉（如右圖）。未來EHT拍到的黑洞陰影影像可以幫我們印證一下看看。Credit: D. Psaltis and A. Broderick. - http://www.eventhorizontelescope.org/science/general_relativity.html
以上就是本系列大餐的第一份料理包，接下來歡迎大家一起加入天文觀光之旅，除了獲取新知，也認識到，要做出頂尖的研究，經歷的過程是什麼、並看看追求頂尖成果，偶爾相隨著，可能是一些風險。
之後的短文中，還將探討一些常見問題：大家都對黑洞存有好奇，到底黑洞是有意思在哪裡呢？電波望遠鏡如何看見宇宙呢？我們對銀河系中心的那個黑洞知道多少呢？下次見。
本文轉載自中研院天聞網 ,2017.04.01,胡佳伶
yuanwenhttp://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1650