来年のある時点で、天文学者は史上初のブラック ホールの写真を取得する予定です。私たちの天の川の暗い中心部に潜んでいるのは、射手座 A* として知られる比較的大きなブラック ホールです。画像を作成するためのデータは、電波望遠鏡のグローバル ネットワークによって取得され、現在、米国のスーパーコンピューターで処理されています。
ブラック ホールは、時空の構造にある底なしの穴であり、そこからは何も、光さえも逃げることができません。自然は、誰も理解していない理由で、2 つの異なるタイプのブラック ホールを形成したようです。 「超新星」での大質量星の核の内破から生じる「恒星質量」のものがあります。そして、太陽の質量の 500 億倍もの「超大質量」のものがあります。後者の種類の起源や、本質的にすべての銀河の中心にクロゴケグモのようなものが潜んでいるように見える理由は誰にもわかりません.
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ブラック ホールを「見る」ことは非常に困難です。なぜなら、ブラック ホールは明らかに黒く、可能な限り小さな空間にその質量を詰め込んでいるからです。一方、超大質量ブラックホールは恒星質量ブラックホールよりもはるかに大きいですが、遠く離れているため小さく見えるという問題があります.しかし、射手座 A* は大きく、比較的近くにあり、430 万太陽質量と 26,000 光年離れています。
射手座 A* は、イベント ホライズン テレスコープ (EHT) の主なターゲットです。地球全体 (南極にあるものを含む) に散らばっているこのラジオ ディッシュのコレクションを組み合わせると、地球サイズの望遠鏡と同じように天体を拡大することができます。
EHT は、実際には、2017 年 12 月の観測中に射手座 A* に関するデータのほとんどを収集しました。しかし、画像を抽出するのは長くて骨の折れるプロセスです。これには、各望遠鏡からマサチューセッツ工科大学 (MIT) に属する中央コンピューター、つまり「相関器」にデータ テープを飛ばすことが含まれます。
理解すべき重要なことは、EHT の個々の皿は、地球の大きさの満たされた皿の小さな要素と見なすことができるということです。しかし、満たされた皿の各要素に衝突する電波は、それらが自然に結合される「焦点」に反射されますが、これは EHT の「要素」には起こりません。このプロセスは、コンピューターで信号を再生し、焦点で信号間に自然に存在する時間遅延を正確に再現することによって模倣する必要があります.
これらの遅延は、各皿の上の大気の乱流の違いなどを考慮して変更する必要があります。 EHT チームのリーダーである MIT の Shep Doeleman 氏は、次のように述べています。 「これは、天文学者が 1 つの望遠鏡の焦点を微調整して画像をシャープにするようなものだと考えることができます。画像がより鮮明になったかどうかを確認するために、光学望遠鏡の各焦点調整の間に何週間も待たなければならなかったと想像してみてください!」
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膨大な量のデータは気が遠くなるようなものですが、Doeleman 氏は、彼と彼の同僚は順調に進歩していると述べています。 「2019 年の第 1 四半期に最初の結果が得られることを期待しています。」
「事象の地平線」は、ブラック ホールを覆い、落下する光と物質が戻らない点を示す架空の膜です。それは、アインシュタインの重力理論、一般相対性理論によって説明されています。物理学者は、この理論がブラック ホールの中心にある「特異点」の密度が無限であり、したがって無意味であると予測しているため、この理論が正しくないことを知っています。大きな問題は、EHT がアインシュタインを確認するのか、それとも (これが最もエキサイティングな可能性ですが) 事象の地平線を見つけることができず、アインシュタインよりも深く優れた理論への道を示すのかということです。
いて座 A* の観測に加えて、EHT は近くの「巨大な楕円銀河」M87 にある超大質量ブラック ホールを観測しています。このブラック ホールは太陽の質量の約 70 億倍であり、射手座 A* の約 2,000 倍の大きさですが、距離が 5,600 万光年もあるということは、地球からは約半分の大きさに見えることを意味します。
EHT プロジェクトの目的は、天の川銀河と M87 の超大質量ブラック ホールの 1 回限りの画像を取得することだけではなく、これらの天体がどのように変化するかを監視することです。 2025 年までに、2 つのブラック ホールの事象の地平面の画像が得られるだけでなく、それらが年々どのように進化してきたかを確認できるようになります。
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