天文学者は天の川の中心にあるブラックホールの最初の画像をキャプチャします

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の最初の画像を発表しました。 銀河の中心にブラックホールがあると理論づけられましたが、この画像はこれが事実であるという圧倒的な証拠を提供します。

この画像は、ワシントンDCからの記者会見で、米国科学財団がイベントホライズンテレスコープコラボレーションで公開したものです。 この画像は、電波望遠鏡の世界的なネットワークからの観測を使用して、イベントホライズンテレスコープ（EHT）コラボレーションと呼ばれるグローバルな研究チームによって作成されました。

国立科学財団（NSF）によると、これは、地球の太陽系が存在する銀河である天の川銀河の中心にある巨大な物体の待望の観察です。 NSFによると、科学者たちは以前、星が巨大でコンパクトなものの周りを周回しているのを見たことがありますが、銀河の中心では見え​​ず、ブラックホールを強く示唆していました。

この画像は、いて座A *（Sgr A *）として知られている物体が実際に超大質量ブラックホールであることを示す最初の直接的な視覚的証拠です。

以前のブラックホールの画像（2019年にEHTでもキャプチャされた）の場合と同様に、画像は完全に暗いため、実際にはブラックホール自体を示していません。 ブラックホールはすべての光を吸収しますが、ホールの周りの輝くガスは、明るいリングのような構造に囲まれた暗い中央領域（NSFは「影」と呼ばれます）というオブジェクトの明確な特徴を明らかにします。 この穴の重力は太陽の400万倍と推定されています。

「リングのサイズがアインシュタインの一般相対性理論からの予測とどれほどよく一致しているかに驚かされました」と、台北のアカデミアシニカの天文学と天体物理学研究所のEHTプロジェクトサイエンティストGeoffreyBowerは言います。

「これらの前例のない観測は、私たちの銀河の中心で何が起こっているのかについての私たちの理解を大いに改善し、これらの巨大なブラックホールがそれらの周囲とどのように相互作用するかについての新しい洞察を提供します。」

画像のキャプチャ方法

ブラックホールは地球から約27,000光年離れており、それを画像化するために、科学者は惑星全体の8つの既存の電波観測所をリンクして単一の「地球サイズ」の仮想望遠鏡を形成するEHTを作成したとNSFは説明します。 EHTは、Sgr A *を複数の夜にわたって観察し、何時間もの同時データを収集するという任務を負っていました。これは、NSFによると、原則として、標準カメラで長時間露光を使用する場合と同様です。

この画像をキャプチャすることは、Sgr A *がはるかに近いにもかかわらず、2019年にブラックホールM87*で撮影されたものよりもはるかに難しいと考えられていました。

「ブラックホールの近くのガスは、Sgr A*とM87*の両方の周りを同じ速度で（光とほぼ同じ速さで）移動します」と、EHTの科学者Chi-kwan（’CK’）Chan、スチュワード天文台および天文学と米国アリゾナ大学のデータ科学研究所が説明します。

「しかし、ガスが大きいM87 *を周回するのに数日から数週間かかる場合、はるかに小さいSgr A *では、わずか数分で軌道を完了します。 これは、EHTコラボレーションが観測しているときに、いて座A *の周りのガスの明るさとパターンが急速に変化していたことを意味します。これは、子犬が尻尾をすばやく追いかけている様子をはっきりと撮影しようとしているようなものです。」

NSFによると、研究者はそのガスの動きを説明するために新しいツールを開発する必要がありましたが、M87 *は安定していて、キャプチャされたすべての画像がほぼ同じに見えたため、はるかに簡単でした。 対照的に、Sgr A *ブラックホールの画像は、チームが抽出したさまざまな画像の平均です。

「これで、これら2つの超大質量ブラックホールの違いを調べて、この重要なプロセスがどのように機能するかについての貴重な新しい手がかりを得ることができます」と、台北のアカデミアシニカにある天文学・天体物理学研究所のEHT科学者浅田圭一は言います。

「宇宙の超大質量ブラックホールの大きい方の端と小さい方の端にある2つのブラックホールの画像があるので、これらの極端な環境で重力がどのように振る舞うかをこれまで以上にテストすることができます。」

EHTチームの完全な結果はで公開されています の特集号 アストロフィジカルジャーナルレター 今日。

画像クレジット： イベントホライズンテレスコープのコラボレーション