銀河の中心にある超大質量ブラックホールを眺める

天文学者たちは、天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホール、いて座A*の画像を初めて公開した。このブラックホールは非常に重いため、時空を歪め、光さえも逃れられない。国際電波観測所の共同プロジェクトであるイベント・ホライズン・テレスコープが木曜日に公開した画像は、ブラックホールの事象の地平線である光の空間を囲む超高温ガスの輝く輪のように見える。

この発見は、27,000光年離れた銀河の中心に超大質量ブラックホールがあることを示すこれまでで最も優れた証拠です。そして、それは回転しているように見えます。この画期的な成果は、2019年に公開された、銀河の外側にあるM87*と呼ばれる遠方ブラックホールのチーム初の画像に続くものです。さらに、このブラックホールの形状と大きさは、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論が予測していたことをさらに裏付けています。

この新しい結果は「非常に興奮している」、特にそれが私たちの天の川銀河からのものだからだと、このプロジェクトには関わっていないカリフォルニア工科大学の天文学者、ヴィクラム・ラヴィ氏は言う。この画像をブラックホールの他の観測結果と組み合わせることで、天文学者はブラックホールのライフサイクルを理解するのに役立つだろう。

[関連: ブラックホールの重要なパラドックスについては、まだ不明]

イベント ホライズン テレスコープは、世界中の望遠鏡を連携させて、ブラックホールを撮影する地球サイズのカメラを 1 台作成します。この共同作業には、20 か国以上の機関から 300 人を超える科学者が参加しています。

彼らはブラックホールの写真を何千枚も撮影し、アルゴリズムを使ってそれらを組み合わせて、多くの写真に共通する特徴を強調しました。その結果得られたオレンジと黒の画像は、これらの画像を合成したものです。

直径約370万マイルのいて座A*は「太陽の400万倍」の質量があると、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者でプロジェクトメンバーのサラ・イサウン氏は、木曜日の欧州南天天文台での記者会見で述べた。しかし、非常に遠いため、空に占めるスペースは、地球から見た月の表面のドーナツとほぼ同じである。

この画像はM87*と非常によく似たブラックホールを示していますが、これらのブラックホールは天体の環境がまったく異なります。M87*はM87*の約1,600倍の大きさで、降着円盤と呼ばれるはるかに大きくて密度の高い高温ガスの渦に囲まれており、活発にそのガスを吸収しています。

いて座A*は、地球にずっと近いにもかかわらず、M87*よりも撮影が困難でした。天の川銀河は円盤状であるため、天文学者は、超大質量ブラックホールがあると考えられている銀河の密集した中心部を覗くために、塵や破片の雲を透かして見なければなりませんでした。

両方のブラックホールの近くを周回するガスは、光速に近い速度で移動しています。しかし、いて座A*は非常に小さいため、ガスがブラックホールを周回するのに数日ではなく数分しかかかりません。そのため、写真を撮るのがはるかに難しい、絶えず変化する景色が生まれます。

しかし、このように急速に変化するブラックホールを研究することには、いくつかの科学的利点がある。天体物理学者は、ブラックホールの変動、つまり、軌道を回るガスが燃え上がり、明るくなったり暗くなったりして、最終的にブラックホールに落ち込むときに何が起こるのかを理解し始めることができる。

天文学界が長らく待ち望んでいたこの結果は「素晴らしい」と、このプロジェクトには関わっていないカリフォルニア工科大学の天体物理学者マシュー・グラハム氏は言う。グラハム氏が最も興味を持っているのは、科学者たちがこの観測の技術的詳細をどのように利用して、ブラックホールのモデルを実際のデータにより適合させることができるかということだ。

いて座A*の周囲のガスは急速に渦巻いているが、ブラックホールは周囲をゆっくりとかじっているだけだ。ブラックホールを人間の大きさに縮小すると、人間サイズのブラックホールは100万年ごとに米粒1粒に相当する物質を食べることになる、とイサウン氏は言う。