天文学者は巨大な画像の最初の画像をキャプチャしました ブラックホール 私たちの銀河の中心にあり、宇宙の巨人の存在の最初の直接的な証拠を提供します。
26,000光年離れた場所にあるいて座A*は、時空の巨大な裂け目であり、太陽の質量の400万倍、直径4,000万マイル（6000万キロメートル）です。 この画像は、世界中のさまざまな場所に配置された8つの同期電波望遠鏡のネットワークであるEvent Horizon望遠鏡（EHT）によってキャプチャされました。
光さえも強力なものから逃れることができないので 引力 ブラックホールの射手座A*自体は、ぼんやりとした歪んだ光の輪のシルエット以外には見えません。 このハローは、光速に近い速度で宇宙の怪物のマウの入り口の周りを渦巻く過熱した光る物質から来ています。 ゆっくりと剥ぎ取られて細断されたプラズマがブラックホールの絶壁、または事象の地平線上に突入すると、それは永久に内部で失われます。
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「私たちの結果は、ブラックホールが私たちの銀河の中心にあるというこれまでの最も強力な証拠です」と、ロンドン大学ユニバーシティカレッジの天体物理学者でEHTの共同研究者であるZiriYounsiは 声明で言った。 「このブラックホールは銀河をつなぐ接着剤です。これは、銀河がどのように 天の川 形成され、将来進化するでしょう。」
科学者たちは長い間、巨大な超大質量ブラックホールが私たちの銀河の中心に潜んでいるに違いないと考えてきました。その重力が天の川の塵、ガス、星、惑星をその周りのゆるい軌道につなぎ、近くの星を急速に周回させます。 時空を歪める巨獣の周りで光が曲がっているのを示すこの新しい観測は、彼らの疑いを疑いの余地なく置きます。
「私たちは、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いていました」と、EHTの共同研究者であり、台北の中央研究院の天文学者であるジェフリー・バウアーは、 声明で言った。 「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。」
アインシュタインの一般理論 相対性理論 巨大なオブジェクトが時空と呼ばれる宇宙の構造をどのように歪めることができるかを説明します。 重力アインシュタインが発見したのは、目に見えない力によって生み出されたのではなく、物質とエネルギーの存在下で時空が曲がったり歪んだりするという私たちの経験にすぎません。 ブラックホールは、このワープ効果が非常に強くなり、アインシュタインの方程式が崩壊し、近くのすべての物質だけでなく、近くのすべての光が内部に吸い込まれる空間内のポイントです。
ブラックホールを作るには、太陽のおよそ5倍から10倍の質量を持つ大きな星から始めなければなりません。 より大きな星が彼らの人生の終わりに近づくにつれて、彼らは彼らの燃えているコアの中でシリコンやマグネシウムのようなより重いそしてより重い元素を融合し始めます。 しかし、この核融合プロセスが鉄を形成し始めると、星は激しい自己破壊への道を進んでいます。 鉄はそれが与えるよりも多くのエネルギーを溶かして融合させ、その巨大な質量によって生成された巨大な重力に逆らって押し出す能力を失います。 それはそれ自体に崩壊し、最初にそのコアを詰め込み、その後、それに近いすべての物質を、微小な寸法と無限の密度の点、つまり特異点に詰め込みます。 星はブラックホールになり、事象の地平線と呼ばれる境界を越えて、その引力から逃れることはできません。
ブラックホールがどのように成長してスケールが超巨大になるかは、科学者にとっては謎ですが、初期の宇宙の観測では、ガスの密な雲をかじったり、他のブラックホールと融合したりすることで、ブラックホールが巨大なサイズに膨らむ可能性があることが示唆されています。
EHTは、2017年に、M87銀河の中心にある別の超大質量ブラックホールの画像と一緒に画像をキャプチャしました。M87ブラックホールの画像は2019年にリリースされたと、Live Scienceは以前に報告しましたが、さらに2年かかりました。ミルキーウェイの準備が整う前のデータ分析。
遅延の背後にある理由の一部は、2つの超大質量ブラックホールのサイズが大きく異なることです。これは、プラズマ雲が中心を旋回する速度に影響を及ぼします。 M87ブラックホール（M87 *）は、いて座A *の約1000倍の大きさで、太陽の65億倍もの質量を持ち、その高温プラズマが軌道を回るのに数日から数週間かかります。 対照的に、いて座A *のプラズマは、ほんの数分でその周りをぐるぐる回ることができます。
「これは、Sgr A *の周りのガスの明るさとパターンが、EHTコラボレーションがそれを観察しているときに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」とEHTのChi-kwanChan氏は述べています。アリゾナ大学の共同研究者および天体物理学者、 声明で言った。
天の川の端にある地球の位置によって、イメージングプロセスはさらに困難になりました。つまり、研究者はスーパーコンピューターを使用して、私たちといて座A*の間に散らばる無数の星、ガス、塵の雲からの干渉を取り除く必要がありました。 最終的な結果は、2つのブラックホール自体のスケールが大きく異なるにもかかわらず、M87*の2019スナップショットに非常によく似た画像になります。 これは、アインシュタインの一般相対性理論の驚くべき持続的な精度に研究者が帰するものです。
「2つの完全に異なるタイプの銀河と2つの非常に異なるブラックホールの質量がありますが、これらのブラックホールの端に近いと、驚くほど似ています」と、オランダのアムステルダム大学のEHT共同研究者で天体物理学者のセラマルコフは言います。 声明で言った。 「これは、一般相対性理論がこれらの物体を近くで支配していることを示しており、遠くに見える違いは、ブラックホールを囲む材料の違いによるものでなければなりません。」
画像の詳細な分析により、科学者はすでにブラックホールの性質についていくつかの魅力的な観察を行うことができました。 まず、それは不安定で、銀河円盤の残りの部分に対して30度の角度で座っています。 また、休止状態にあるように見え、M87 *などの他のブラックホールとは異なり、近くのガス雲や星から燃えている高温の物質を吸い込んでから、ほぼ光の速度で宇宙に投げ返します。
科学者は、この画像とM87 *の画像の両方をさらに分析し、新しく改良された画像をキャプチャする予定です。 より多くの画像はブラックホール間のより良い比較を可能にするだけでなく、改善された詳細を提供し、科学者が同じブラックホールが時間とともにどのように変化するか、そして彼らのイベントの地平線の周りで何が起こっているかを見ることができます。 これは、私たちの宇宙がどのように形成されたかをよりよく理解するだけでなく、アインシュタインの方程式が未発見の物理学に道を譲ることができる場所に関するヒントを探すのにも役立ちます。
研究者たちは、ジャーナルThe AstrophysicalJournalLettersの一連の論文で結果を発表しました。
もともとLiveScienceに掲載されました。
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