ブラックホール：天の川の怪物の最初の写真

Ziri Younsi：「コラボレーションでは愛情を込めてドーナツと呼んでいます」

ジョナサンエイモス　2022.5.13　@BBCAmos

天の川ミステリー

これは私たちの銀河の中心にある巨大なブラックホールで、初めて描かれました。

いて座A*として知られているこの天体は、太陽の400万倍もの質量です。

あなたが見るのは、巨大な重力によって加速された過熱ガスから来る光に囲まれた、穴が存在する中央の暗い領域です。

スケールに関しては、リングはおおよそ私たちの星の周りの水星の軌道のサイズです。

これは、全体で約6000万km、つまり4,000万マイルです。

幸いなことに、このモンスターは遠く離れており、距離は約26,000光年です。そのため、私たちが危険にさらされる可能性はありません。

この画像は、 Event Horizo​​n Telescope（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ました。

「しかし、この新しい画像は私たちの超大質量ブラックホールであるため特別です」と、EHTプロジェクトの背後にあるヨーロッパのパイオニアの1人であるHeinoFalcke教授は言いました。

「これは『私たちの裏庭』にあります。ブラックホールとその仕組みを理解したいのであれば、これは私たちがそれを複雑に詳細に見ているのであなたに教えてくれるでしょう」とラドバウド大学ナイメーヘンのドイツ・オランダの科学者はBBCに語った。

ブラックホールとは何ですか？

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す。

引力は非常に強いので、光さえも逃げることができません。

ブラックホールは、特定の大きな星の爆発的な終焉から出現します。

しかし、いくつかは本当に巨大で、私たちの太陽の数十億倍の質量です。

銀河系の中心で見つかったこれらのモンスターがどのように形成されたかは不明です。

しかし、それら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す

写真はテクニカルツアーデフォースです。そうでなければなりません。

地球から26,000光年の距離にある射手座A*、または略してSgr A *は、空にある小さなピン刺しです。

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決が必要です。

EHTのトリックは、超長基線電波干渉法（VLBI）と呼ばれる手法です。

基本的に、これは8つの広い間隔の無線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の望遠鏡を模倣します。

概略説明

ブラックホールの質量は、その降着円盤または放出リングのサイズを決定します。穴は中央の明るさのくぼみにあります。

その「表面」は事象の地平線と呼ばれ、その内側の境界は、光線でさえ時空の曲率によってそれ自体に曲げられます。

降着円盤の明るい領域は、光が私たちに向かって移動するときにエネルギーを獲得する場所であり、ドップラーブーストされていると言われています

この配置により、EHTはマイクロ秒単位で測定される空の角度をカットすることができます。

EHTチームのメンバーは、月の表面でベーグルを見ることができるのと同じような鋭い視力について話します。

それでも、収集された数ペタバイト（1 PBは100万ギガバイトに相当）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時間のスーパーコンピューティングが必要です。

ブラックホールが曲がる方法、つまりレンズの光は、「影」以外に見るものがないことを意味しますが、この暗闇の周りで叫び、降着円盤として知られる円に広がる物質の輝きは、物体がどこにあるかを裏切りますは。

新しい画像を以前のM87の画像と比較すると、何が違うのか不思議に思うかもしれません。しかし、重要な違いがあります。

「射手座A*ははるかに小さいブラックホールであり、約1000分の1であるため、そのリング構造は1000倍速いタイムスケールで変化します」と英国ロンドン大学ユニバーシティカレッジのチームメンバーであZiriYounsi博士は説明しました。

「それは非常にダイナミックです。リングに表示される「ホットスポット」は毎日動き回っています。」

これは、私たちの銀河の中心に自分自身を連れて行き、無線周波数に敏感な目でシーンを見ることができれば、チームが作成したシミュレーションから非常に明白です。

リング内の過熱された励起ガス（またはプラズマ）は、光速のかなりの部分（300,000km / s、つまり毎秒約190,000マイル）でブラックホールの周りを移動しています。

より明るい領域は、物質が私たちに向かって移動し、その結果としてその発光がエネルギーを与えられている、または「ドップラーブースト」されている場所である可能性があります。

いて座A*付近のこれらの急激な変化は、M87よりも画像の生成に非常に長い時間がかかった理由の一部です。データの解釈は、より困難な課題でした。

両方のブラックホールの望遠鏡観測は、実際には2017年初頭の同じ期間に取得されましたが、M87は、サイズが大きく、距離が5,500万光年であるため、比較すると静止しているように見えます。

科学者たちはすでに、ブラックホールを説明するために現在使用している物理学をテストするために、新しい画像に測定値を展開し始めています。

これまでのところ、彼らが見ているものは、アインシュタインが一般相対性理論の重力理論で設定した方程式と完全に一致しています。

私たちは数十年の間、銀河の中心に超大質量ブラックホールが存在しているのではないかと疑っていました。

他に何が24,000km/sの速度で宇宙を介して近くの星を加速する重力を生み出すことができますか（比較のために私たちの太陽は落ち着いた230km / s、または毎秒140マイルで銀河の周りを滑っています）？

しかし、興味深いことに、ノーベル賞委員会が2020年にSgr A *の研究で天文学者のラインハルト・ゲンツェルとアンドレア・ゲズに物理学賞を授与したとき、引用は「超大質量コンパクトオブジェクト」についてのみ語りました。

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、それはしわくちゃの部屋でした。

しかし、今は疑いの余地がありません。

いて座A*の近くを周回する星は、驚異的な速度で移動します。

今年の8月に、新しい超宇宙望遠鏡、ジェイムズ・ウェッブがSgrA*に目を向けます。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ありませんが、信じられないほど感度の高い赤外線機器を使用して、ブラックホール周辺の環境の研究に新しい機能をもたらします。

天文学者は、ブラックホールの周りをぐるぐる回る何百もの星の振る舞いと物理学を前例のない詳細で研究するでしょう。

彼らは、その地域に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した塊の証拠を探すことさえします。

「宇宙のより鮮明な画像を撮ることができる新しい施設を手に入れるたびに、私たちは銀河系の中心でそれを訓練するために最善を尽くします。

そして私たちは必然的に素晴らしい何かを学びます」と大学の助教授であるジェシカ・ルー博士は言いました。

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