史上初のブラック ホールの画像が公開されてから 3 年以上が経過した今日、イベント ホライズン テレスコープ (EHT) の科学者たちは、射手座 A* (A スターと発音) - 中心に位置する超大質量標本の画像を共有しました。私たち自身の天の川銀河の。
オランダのラドバウド大学の天体物理学者ハイノ・ファルケは、「何十年にもわたる研究の末に実現した夢です。 「この日が来ることは常に知っていましたが、すぐにこれほど明確で印象的なものになるとは思っていませんでした。」
この画像は、天の川の怪物に関する新しい情報をすぐに明らかにします。 「Sag A* についてわかったことの主なものは、ブラック ホールは回転しているか?はい、そうです」と天体物理学者で EHT チームのメンバーである Sara Issaoun は言いました。 「そして、私たちに対するブラックホールの向きは何ですか?今、私たちはそれが多かれ少なかれ正面を向いているとかなり確信しています。」
新しい画像に示されているブラック ホールは、以前の写真のものとは大きく異なります。もう 1 つのブラック ホールは、巨大な楕円銀河である M87 の中心にあります。そのブラック ホールは、強力な磁場を動力とする巨大なジェットを放出します。
対照的に、射手座 A* は、M87 のブラック ホールの 1,000 分の 1 の質量 (太陽質量の 65 億倍に対して 400 万倍) であり、比較的近接しているにもかかわらず、見るのがはるかに困難です。そして、その周りを渦巻く物質が少ないため、射手座 A* も同様に暗いです。 EHTには関与していないスタンフォード大学の天体物理学者ロジャー・ブランドフォード氏は、「大量供給は非常に少ない」と語った。 「基本的に飢えています。」
しかし、これらの違いにもかかわらず、2 つの画像は非常によく似ています。 「サグ A* が M87 銀河の有名なブラック ホールに非常によく似ていることに驚きました」と Issaoun 氏は述べています。 「この類似性は、ブラック ホールの重要な側面を明らかにします。大きさや生息環境に関係なく、ブラック ホールの端に到達すると、重力が支配します。」
射手座 A* の画像を撮影するために、研究者は独自の観測上の課題に直面しなければなりませんでした。射手座 A* は小さく、太陽の 30 倍の幅しかなく、距離は 27,000 光年です。いて座 A* は比較的小さいため、周囲の 1 兆度のプラズマの動きなど、射手座 A* での活動は、M87 のブラック ホールでの活動よりも 1,000 倍速く発生します。 「材料は Sag A* の周りを非常に速く渦巻いていたため、Sag A* の外観は分刻みで変化する可能性がありました」 EHT データを画像に変換します。
「M87 の結果を公開するのに 2 年かかりました」と、EHT のディレクターであるオランダのライデン大学の Huib Jan van Langevelde 氏は述べています。 「これらの結果は、観測から 5 年後にもたらされます。」
新しい画像は、EHT が現在有名な M87 のブラック ホールの画像を撮影していたのと同じウィンドウで、2017 年 4 月に撮影されました。 8つの望遠鏡が10夜連続で射手座A*の景色を集めました。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの EHT データ科学者である Lindy Blackburn 氏によると、収集された情報量は膨大で、数十億ギガバイトに相当します。結果のファイルは大きすぎて、インターネット経由で送信できませんでした。代わりに、1,000 台以上のハード ドライブが物理的に 2 つの処理施設に戻されました。1 つはボストン近郊のヘイスタック天文台にあり、もう 1 つはドイツのボンにあるマックス プランク電波天文学研究所にあります。
EHT は、超長基線干渉法と呼ばれる技術を使用して画像を生成し、南極からスペインまでの複数の天文台のビューを組み合わせることで、地球を巨大な仮想望遠鏡に変えます。光学望遠鏡の大きな鏡がより良い視界を提供するのと同じように、広げられた望遠鏡はより鮮明な画像を作成できます。この場合を除いて、観測は可視光の波長ではなく、1.3ミリメートルの波長で行われました。 「その波長はスイートスポットです」とカリフォルニア大学サンタバーバラ校の天体物理学者 Carl Gwinn は述べたが、彼は結果には関与していない.これにより、天文学者は超大質量ブラック ホールを取り囲む高温のガスを覗き込むことができましたが、イベント ホライズンから生じる影を明らかにするために必要な解像度も提供されました。これは、光が逃げることができないポイントです。
射手座 A* の画像化は、1918 年に天文学者のハーロー・シャプレーが星が天の川の中心に向かって集まっていることに最初に気付いたときに、その存在の最初の興味をそそるヒントから始まった数十年にわたる観測の最終結果です。その後の観測で、その地点から強力な電波放射が検出され、大規模でコンパクトな物体の存在が示されました。これは、アインシュタインの一般相対性理論によって予測された現象である可能性が最も高いブラック ホールです。
21 世紀、科学者は星の動きを追跡することでこの考えを固め、2020 年のノーベル物理学賞を受賞した研究です。特に、S2 という名前の 1 つの星は、16 年周期の楕円軌道を持ち、科学者はその全体を追うことができ、ブラック ホールの明確な (間接的ではあるが) ビューを得ることができました。ドイツのゲーテ大学フランクフルトの理論天体物理学者であり、EHT の理事会のメンバーであるルチアーノ レッツォラは、「それは美しい軌道を持っています」と述べています。 「これは自然が私たちに与えてくれた贈り物です。」
このブラックホールを直接見たので、科学者はその複雑さを調べ、M87 内のはるかに大きな兄弟と比較します。 「サンプル数が 1 から 2 になるのは大きな飛躍です」と、EHT コラボレーションには参加していない天体物理学者であるウエスタン大学のサラ ギャラガーは言いました。
どちらの観察結果も、それ自体が輝かしいものです。「科学的プロセスの肯定」である美しい結果です、と Gallagher 氏は述べています。しかし、射手座 A* を見ることは、多くの人にとって、もう少し特別なことです。長い間私たちを魅了してきたオブジェが、今、目の前で舞い踊って私たちを魅了しています。 「これはさらに優れた技術的成果です」と Blandford 氏は述べています。 「これは間近で個人的なものです。ここが私たちの家です。」
訂正: 2022 年 5 月 16 日
この記事の元のバージョンでは、「顔を合わせて」という表現が間違っていました。これは、回転軸が多かれ少なかれ私たちの方向を向いていることを意味します。さらに、元の図には、2 つのブラック ホールの半径の誤った数値が含まれていました。 Quanta はエラーを後悔しています。
