約5, 500万光年離れたメシエ87と呼ばれる銀河の中心には、銀河のすべての問題が存在する怪物、超大質量ブラックホールがあります。 太陽の質量の約65億倍で、M87の中心にあるブラックホールは非常に密であるため、その脱出速度、または物体の重力から脱出するのに必要な速度は、光の速度よりも大きくなります。 したがって、光の光子でさえ、近くをさまようと逃げることはできません。
しかし、「ブラックホール」という名前にだまされてはいけません。 「自然の逆説のように、光を逃がさないブラックホールは宇宙で最も明るい物体の一部です」とハーバード・スミソニアン天体物理学センターの主任研究員でディレクターのシェップ・デルマンは言います。 Event Horizon Telescope（EHT）プロジェクト、世界中の望遠鏡で超大質量ブラックホールを直接撮像する国際的な取り組み。
今日、20か国以上にある8つの観測所と60を超える科学機関を含むEHTプロジェクトは、ブラックホールの最初のイメージをリリースしました。 「今、この画像を見たのはこれが初めてです」と、国立科学財団（NSF）のディレクターであるFranceCórdovaが、ナショナルプレスクラブでの記者会見で語っています。 「それは私の目に涙をもたらしました。 これは非常に重要です。」
本日、6つの科学論文がAstrophysical Journalに掲載され、ブラックホールの最初の直接観測について詳述されています。
光はブラックホール自体から抜け出すことはできませんが、イベントホライズンとして知られるブラックホールはすべて一種の境界線で囲まれています。 イベントの地平線を超えてさまようものはすべてブラックホールによって消費されますが、ガスがイベントの地平線のすぐ外側に堆積すると、ガスは数千億度に加熱され、銀河全体に膨大な量の放射線を放出します。 M87ブラックホール周辺のイベントホライズンは、太陽系とほぼ同じ大きさで、約1.5光日、または約400億キロメートルです。
「銀河の中心に超大質量ブラックホールがあり、ほとんどの銀河の中心に存在すると考えている場合、強い重力が近くのガスをブラックホールに引き寄せ、それが加熱することを期待します。 Doeleman氏は言います。 「大量のガスを想像できる最小の体積に圧縮しようとしていますが、非常に高温のガスが放出します[光]。」
200人を超える国際的な科学者による長年の計画の後、ブラックホールの最初のイメージを示すとされるデータが用意されました。 チームは大規模な公開のために集まります。それは天体物理学の地震の瞬間です。M87の中心にあるブラックホールを観察すると、時計回りに回転していることがわかります。 光の輪がより明るい画像の下部では、ブラックホールの回転が私たちに向かって移動し、画像の上部のリングの部分が遠ざかります。
天文学者がブラックホールの「影」または「シルエット」と呼んでいるブラックホールのイベントの地平線を取り巻く燃焼ガスの写真を撮ることは、簡単な仕事ではないことが証明されています。 M87ブラックホールは銀河の中心にあり、明るい星とガスと塵の大きな帯の後ろに覆われています。 超大質量ブラックホールの重力井戸から逃げ出す光の光子をキャッチするために、M87を介して5500万光年を飛行し、銀河間空間を越えて地球に到達する前に、イベントの地平線に引き寄せられました。ある意味で地球のサイズの望遠鏡を構築するためにこれまでに構築された望遠鏡。
「非常に長いベースライン干渉法と呼ばれる特別なフィールドがあり、世界中でラジオディッシュを結び付けて、非常に高い倍率を取得します」と、Doeleman氏は言います。 南極望遠鏡からグリーンランド望遠鏡までの電波天文観測所は、EHTに観測を提供している、または提供する予定です。 「地球全体を望遠鏡にするVLBI技術では、原子時計のネットワークを使用して地球の両側にある皿をつなぐ必要があります。それが私たちの仕事です。」
Event Horizon Telescopeは2017年に最初のブラックホール画像のデータを収集しました。原子時計を使用して観測値を時間的に揃え、スーパーコンピューターを使用してペタバイトのデータをコンパイルすることにより、科学者は地球サイズの望遠鏡の解像度を効果的に達成できますが、集光能力ではないため、この技術は非常に明るい物体を観察するためにのみ使用できます。 VLBIは、M87の中心に注意しながら、常に地球と共に回転している皿の表面でのみ電波を収集できます。
チリ北部にあるアタカマ大型ミリ波/サブミリ波配列（ALMA）、天の川が見えるESO / Y。 空のベレツキー。 アルマ望遠鏡は、Event Horizon Telescopeネットワークで最も強力な電波観測所です。 （ESO / Y.ベレツキー） 「これらの望遠鏡は、地球サイズの鏡にある銀の小片と考えることができ、動き回ると反射の鎖をたどります。そのため、地球サイズの望遠鏡を一緒に織り上げたり、回転させたりします。クモのようにウェブを作ります」と、Doeleman氏は言います。
望遠鏡は、1.3ミリメートルの波長で、電磁スペクトル上の近赤外光である超高周波（EHF）電波を収集します。 周波数は「ちょうど完璧」で、ブラックホールの端から私たちのラジオ皿までの広大な旅を作ることができます、とDoelemanは言います。 天文台は通常、夜間および大気中の水蒸気が最も低い3月と4月にM87の方を向きます。
イベントホライズン望遠鏡は、私たち自身の銀河、天の川の中心にある超大質量ブラックホールである射手座A *も観測しています。 射手座A *（「射手座Aスター」と発音）は、M87の中心にあるものよりもはるかにアクティブではない超大質量ブラックホールです。 約26, 000光年離れた位置にある射手座A *は、はるかに遠いM87と同じ大きさの空に見えるほど小さい。
多くの科学者は、ブラックホールは理論物理学の分野では理にかなっていると信じていますが、実際の生活には実際には存在し得ません。 ブラックホールの画像をキャプチャすると、すべてが変わります。M87ブラックホールの周りの輝くイベントの地平線に加えて、オブジェクトはその極から空間に物質の噴流を放出しています。 「相対論的粒子のジェットを得ることができます。もちろん、それは非常にエネルギッシュで、数万光年にわたって流れ出すことができます」と、Doeleman氏は言います。 「彼らは銀河全体に行き渡ることができ、銀河全体の外見を変えることができるのは、銀河規模でのエネルギーの解放です。」
超大質量ブラックホールから流れるジェットのエネルギーは、ブラックホールが消費する物質の量と、その回転、磁場、その他の特性によって決まります。 「ジェット機は100億超のエネルギーの超新星を運びます」と、EHT科学評議会のメンバーでアムステルダム大学の教授であるSera Markoffは記者会見で述べています。 「時空の構造にあるこれらの奇怪な陥没穴は、それ自体で多くの結果をもたらします」とMarkoff氏は言います。 ブラックホールが大量のエネルギーを放出している場合、イベントの水平線の周りのガスが新しい星を形成することを防ぎ、銀河の成長を妨げます。
アインシュタインの一般相対性理論によると、ブラックホールの中心にあるのは、物体のすべての物質が密度が本質的に無限になるほど小さい体積に凝縮される特異点です。 この時点で、既知の物理法則は崩壊すると考えられています。 しかし、イベントの地平線に近づくにつれて、科学者はブラックホールのシルエットの形状を調べて相対性の法則をテストします。
EHTの天体物理学者であり、ウォータールー大学の准教授であるエイブリーブロデリックは記者会見で、「私は、私たちが行った予測に非常に密接に一致したことを少しst然としたことを認めなければなりません。 「満足しているが、少し動揺している。」
ブラックホールの周りの光の形状は、光が中心を周回する光子リングとして知られ、これまでに行われたアインシュタインの重力理論の最も強力なテストとして機能します。
「光の輪を見る理由の1つは、それが光子がブラックホールの周りを円を描くように拘束される軌道であるということです」とDoeleman氏は言います。 「それは本当に並外れたものです。宇宙のあらゆるものと同じ速さで移動する光子のようなオブジェクトを、最も速く移動できます。そして、光線を曲げるブラックホールと呼ばれるオブジェクトがあることに気づきます。完全な円。 そして、それは本質的にあなたが見ているものです。 …そして、アインシュタインの方程式を経ると、それは非常に特別な軌道になります。」
ブラックホールの周りのリングを見ると、その影は宇宙に向かって影を落とし、100年以上前に立てられた理論物理学が「宇宙が私たちに提供する最も極端な研究所の1つで」まだ当てはまることを確認しました。
「率直に言って、人間の精神に影響を与えていると思います」
ブラックホールハンターズは、4月12日金曜日午後9時にスミソニアンチャネルで初演します。
