人類が初めてブラック ホールの撮影に成功したことを表す、黒い背景にオレンジ色の輪が描かれた写真を見たことがあるでしょう。このブラック ホールの画像は、その性質上、地球上で写真を撮るために必要な光波を含め、あらゆるものをむさぼり食うため、記念碑的な成果です。科学者たちはどのようにして M87 ブラック ホール (現在は Powehi と名付けられた) の写真を撮ることができたのでしょうか?
ブラック ホールとは
本質的に、ブラック ホールは巨大な重力特異点であり、近くにあるすべてのものを引き寄せ、何もさせません。光や亜原子粒子でさえ逃げることはできません。瀕死の星が崩壊すると、ブラックホールが形成されます。時々、星のコアは超新星と呼ばれる大爆発を起こします。それ以外の場合は、それ自体が崩壊し続け、ブラック ホールが作成されます。
科学者はどのようにしてポウェヒの写真を撮ったのですか?
イベント ホライズン テレスコープ
イベント ホライズン テレスコープは、単なる望遠鏡ではありません。これは、世界中に配置された一連の 8 つの電波観測所です。 200 人以上の科学者からなるチームが、非常に長いベースライン干渉法と呼ばれる手法を使用して、8 つの電波望遠鏡をリンクし、基本的に地球全体にわたる単一のデータ収集ツールを作成しました。 2017 年、このグループは何日もかけて 1 ペタバイトを超えるデータを収集しました。その情報を目に見えるブラック ホールの画像に関連付けて、世界と共有できるようになるまでに 2 年かかりました。
不可能を捉える
標的のブラック ホールは、地球から 5500 万光年離れた M87 銀河の中心にあります。なぜ天文学者はより近いターゲットを選択しなかったのですか?まず、星間距離について話している場合、「より近い」という言葉は相対的です。 M87 は、私たちのいる天の川銀河よりも約 4000 万光年小さいです。画像では比較的小さいサイズですが、その核心部分は、これまでに見た中で最も巨大なブラック ホールです。
オレンジ色のリングの中心にある黒い点である特異点自体は、太陽の 650 万倍の大きさです。この超大質量ブラック ホールは、もう少し近づくと、げっぷもせずに太陽系全体を飲み込む可能性があります。信じられないかもしれませんが、ブラック ホールはげっぷをします。
この記念碑的な画像に写っているのは、ブラック ホールそのものではありません。すでに述べたように、ブラック ホールの写真を撮ることは不可能です。写真のオレンジ色のリングが降着円盤です。ブラック ホールは、宇宙のこの重力ホールに消える前に、この回転するエネルギーと物質の円盤を特異点を取り囲みます。
現在の技術では、ブラック ホールの写真 (少なくとも従来の写真) を撮ることは不可能です。写真は光子の捕捉に依存しています。これらの亜原子粒子はブラック ホールの重力井戸から逃れることができないため、当分の間、これで終了となる可能性があります。
家に近づく — 銀河的に言えば
科学者たちが M87 の超大質量ブラック ホールの写真を撮影した今、次の議題は何ですか?彼らは、もう少し身近なもの、つまり私たちの故郷の銀河の中心にある超大質量に照準を合わせています.
射手座 A* と呼ばれる、私たちの局所的な超大質量ブラック ホールは休止状態にあると考えられています。つまり、近くの星やガスを積極的に消費しておらず、目に見える降着円盤がないため、M87 のブラック ホールよりも見えにくくなっています。それでも彼らの挑戦を止めることはできません。
5,500 万光年分の電波データを整理する代わりに、射手座 A* は地球からわずか 25,640 光年しか離れていません。ただし、私たちの世界が飲み込まれることを心配する必要はありません。少なくとも、何十億年もの間はそうではありません。射手座 A* が最終的に天の川銀河を飲み込む可能性があります。しかし、私たちは銀河の中心部から遠く離れているため、長い間心配する必要はありません.
天文学の未来
このブラック ホールの画像は、天文学の未来にとって何を意味するのでしょうか?この写真と、それを生み出した前例のないレベルの国際協力は、これらの神秘的な巨人に関する 1 世紀以上にわたる憶測の集大成です。この画像で最も驚くべきことは、私たちが何十年も研究してきたシミュレーションと非常によく似ていることです。
アインシュタインの相対性理論は、特異点の事象の地平線を見ることはできないと予測していましたが、代わりに、既知の空間で最も暗いスポットの 1 つを囲む光の輪が見えるでしょう。奇妙なことに、アインシュタインはブラック ホールの存在すら信じていませんでしたが、それでもドイツの天才は正しかったのです。
私たちは天文学の新時代を見据えており、イベント ホライズン チームが射手座 A* の写真を撮影できるかどうかを待ちきれません。
