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https://www.bbc.com/news/science-environment-61412463
ブラックホール：天の川のモンスターの最初の写真
ジョナサン・エイモス
科学特派員
2022年5月12日14HGMT
これは、初めて撮影された銀河の中心に住んでいる巨大なブラックホールである。
射手座A*として知られるオブジェクトは、私たちの太陽の質量の400万倍の驚異的なものである。
見えるのは、穴が存在する中央の暗い領域で、計り知れない重力によって加速された超高熱ガスから来る光に囲まれている。
その大きさは、リングはほぼ水星軌道の大きさである。
それは約6,000万km、つまり4,000万マイルである。
幸いなことに、このモンスターは遠く離れている。約26,000光年の彼方であり、私たちが危険にさらされる可能性はない。
この画像は、イベントホライズンテレススコープ（EHT）コラボレーションと呼ばれる国際チームによって作成された。
2019年に発表した後、2番目の画像であり、Messier 87またはM87と呼ばれる別の銀河の中心にある巨大なブラックホールの写真である。そのオブジェクトは、私たちの太陽の質量の65億倍で1000倍以上大きかった。
「しかし、この新しいイメージは私たちの超大規模なブラックホールだから特別である」と、EHTプロジェクトを主催するヨーロッパの先駆者の1人である教授ヘイノ・ファルケは述べている。
「これは「私たちの裏庭」にある。ブラックホールとそれらがどのように機能するかを理解したい場合、これは伝えるものである。なぜなら複雑な詳細をみることができるからだ。」ラドバウド大学のドイツ系オランダ人の科学者ニジメーゲンはBBCに語った。
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ブラックホールとは何か？
・ブラックホールは、物質がそれ自体に崩壊した空間の領域である。
・重力が非常に強いので、光も逃げることはできない。
・ブラックホールは、特定の大きな星の爆発的な最終形態から出てくる。
・しかし、いくつかは本当に巨大で、太陽質量の数十億倍である。
・銀河系の中心で見つかったそのような巨大なものがどのようにできたかはわからない。
・それが銀河にエネルギーを与え、その進化に影響を与えることは明らかである。
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地球から26,000光年の距離で、射手座A*、またはSgr A*が略して、空に小さなピンプリックがある。そのようなターゲットを識別するには、信じられないほどの解像度が必要である。
EHTのトリックは、非常に長いベースラインアレイ干渉法（VLBI）と呼ばれる手法である。
本質的に、これは8つの広く間隔を空けたラジオアンテナのネットワークを組み合わせて、私たちの惑星のサイズを望遠鏡を模倣する。
この配置により、EHTはマイクロアーク秒で測定される空の角度を削除できる。 EHTチームのメンバーは、月の表面にベーグルを見ることができるような視覚の鋭さについて話す。
それでも、いくつかのペタバイト（1 pbが100万ギガバイトに相当）から収集されたデータから画像を構築するには、原子時計、スマートアルゴリズム、および数え切れないほどのスーパーコンピューティングが必要である。
ブラックホールが曲げるもしくはまレンズ効果は、「影」以外に見るものは何もないことを意味するが、この暗闇の周りに叫び声を上げて、付加ディスクとして知られる円に広がる問題の輝きは、その物体がある位置から、『降着円盤』として知られている。
新しい画像をM87の前の画像と比較すると、何が違うのだろうと思うかもしれない。しかし、重要な区別がある。
「射手座A*ははるかに小さなブラックホールであるため、約1000倍小さいため、そのリング構造はタイムスケール上で1000倍速く変化する。 「それは非常にダイナミックです。リングで見る「ホットスポット」は日々動き回っている。」
これは、チームが私たちの銀河の中心に何らかの形で自分自身を連れて行き、無線周波数で目に敏感なシーンを見ることができるかどうかを確認したシミュレーションから非常に明らかである。
リング内の超熱量の励起ガス - またはプラズマは、かなりの数の光速度（300,000km/s、または約190,000マイル）でブラックホールの周りを移動している。明るい領域は、材料が私たちに向かって動いている場所であり、その結果として、その光放出が活性化されている、または「ドップラーがブーストされた」場所である。
射手座A*の近くのこれらの急速な変化は、M87よりも画像を生成するのに非常に時間がかかった理由の一部である。データの解釈はより厳しい課題であった。
両方のブラックホールの望遠鏡の観測は、2017年初頭の同じ期間に実際に取得されていたが、M87は5500万光年のサイズと距離が大きく、比較すると静的に見える。
科学者はすでに新しい画像に測定値を展開し始めており、現在使用している物理学をテストしてブラックホールを説明している。これまでのところ、彼らが見ているものは、彼の重力理論、一般相対性理論において、アインシュタインによって定められた方程式と完全に一致している。
私たちは数十年にわたり、超大規模なブラックホールが銀河の中心に住んでいると疑ってきた。24,000km/sの速度で宇宙を通って近くの星を加速する重力を生成できるものは何か（比較のために、私たちの太陽は落ち着いた230km/s、または1秒あたり140マイルで銀河の周りを移動している）。
しかし、興味深いことに、ノーベル賞委員会が、2020年に射手座A*での作業に対して物理学賞で天文学者のラインハード・ジェンゼルとアンドレア・ゲズを称えたとき、引用は「超壁コンパクトオブジェクト」のみを語った。他のエキゾチックな現象が説明であることが判明した場合に備えて、それはうねりの部屋であった。
しかし、今は疑いの余地はない。
今年の8月に、新しいスーパースペース望遠鏡、ジェームズ・ウェッブは射手座A*に目を向ける。 100億ドルの天文台には、ブラックホールとその降着リングを直接画像化する解像度はないが、ブラックホールの周りの環境の研究に、信じられないほど敏感な赤外線機器を備えた新しい能力をもたらす。
天文学者は、ブラックホールの周りをむち打つ数百の星の行動と物理学を前例のない詳細で研究する。彼らは、この地域にいくつかの星サイズのブラックホールがあるかどうか、そして目に見えない、または暗い物質の集中塊の証拠のために見たいと思うだろう。
「宇宙のより鋭いイメージをとることができる新しい施設を手に入れるたびに、銀河センターで訓練するために最善を尽くし、必然的に素晴らしいことを学ぶ」と、ウェッブ望遠鏡研究を率いるカリフォルニア大学バークレー校の助教授であるジェシカ・ルーは言った。
EHT Collaborationの結果は、Astrophysical Journal Lettersの特別号に掲載されている。
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仮訳終わり
BBC記事から
