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日期: 28 Apr 2000 08:13:20 GMT
標題: 解構銀河系的能量機器
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在去年（民國87年）當選為中央研究院院士的魯國鏞博士，目前擔

任中研院天文與天文物理研究所籌備處主任。前年五月，他放棄美

國伊利諾大學天文系系主任的高薪工作，舉家遷回臺灣，只為了推

展天文教育的理想。他的研究走在電波天文學的尖端，曾經完成世

界上第一幅銀河外星系發出的毫米波分佈圖，也曾經精密測量過銀

河系中心，並提出黑洞可能存在的最佳證據。最近以他為首的臺灣

與美國的天文學家，運用了聯結北美洲無線電波觀測網的超長基線

陣列（Very Long Baseline Array，VLBA），更深入地解析銀河

系中心的精細結構。

黑洞本身是不可見的，其強大重力場會扯裂出物質內的電子，電子

沿磁力線旋進，可同時放出無線電波。天文學家藉由電波觀測進而

勾勒出銀河系中心的圖像。在1982年，首先提出周旋在銀河系中心

超重黑洞附近的熱氣體會有電波輻射的劍橋大學天文學家

Martin Rees 說：「最新的觀測結果顯示銀河中心噴射狀的電波分

佈，主要乃肇因於一種外向噴流現象。」根據星球環繞銀河系中心

電波源（即為所謂的人馬座A，Sagittarius A）的速度，天文學家

算出銀河系中央有一個相當於2600000倍太陽質量的巨大黑洞。由

於星際塵埃物質干擾之故，光學望遠鏡無法深入窺見此中心區域，

大部份觀測資訊來自於高速電子沿黑洞磁場旋進時所產生的同步輻

射，科學家藉此做為參數，刻劃波源結構，增進對這個巨大黑洞的

瞭解。

這方面的的研究在早期並不十分成功，因為星際間的電子容易散射

電波，使得視電波源會比實際的大，而模糊了測量結果。這與在霧

中看遠處的路燈的情形相似。此種干擾效應會隨波長而改變，依據

這種散射效應，魯國鏞與其研究同仁，以近乎同時的方式對五種不

同的波長進行測量，他們在去年9月份提出結果報告，同年11月份的 

Astrophysical Journal Letters也刊出他們的論文，論文描述了銀河

系中心波源的真實型態與精密結構。

他們發現，在銀河系中央的波源截面約有1億5千萬公里，相當於1個

天文單位。這個尺度是銀河中心黑洞的10倍大，值得注意的是垂直

方向上的波源區域卻猛烈的延伸至4個天文單位長，使得整個電波呈

雪笳形結構。也許這暗示著黑洞在兩極方向以某種方式在進行噴流活

動，不過此種特殊現象與以前天文學家用以詮釋人馬座A的模型並不

一致。例如在「耦合噴流圓盤（coupled disk-jet）模型」中，旋進黑

洞的物質圓盤會形成噴流，並自噴流中發出無線電波，不過此一模型

所預測的物質噴流比魯國鏞等人所測得的還小。而在另一個以圓盤內

部的極熱電子進行同步輻射為基礎的模型中，所預測的波源區域是近

乎球狀結構的輻射範圍，這與研究人員觀測出垂直方向上的波源有拉

長現象也不一致。不過，Rees認為這種現象可能是在黑洞周圍的氣體

雲中有不對稱的射流所致，因此呈現出特別的方向性。

VLBA具有超過0.0001弧秒的解像力，而銀河中心離地球僅26000光

年之距，天文學家在繼續開發觀測解析度的同時，可望能完整地解構

這部巨大的能量機器。

 

 

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