私たちの銀河系の中心にあるブラックホールの新たな画像は、その周囲を取り囲む磁場を偏光で明らかにしました。この画像は、ブラックホールのすぐ近くにあるガスや高温の物質が、ブラックホールの周りをどのように運動しているかを明らかにしています。しかし、それ以外にも、これは私たちの銀河系の中心で起こっている極限の物理現象を視覚化する素晴らしい方法です。
天の川銀河の超大質量ブラックホールは、いて座A*と名付けられています。その質量は太陽の約400万倍で、2022年にイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）コラボレーションによって初めて撮影されました。このコラボレーションは3年前にも、M87銀河の中心にあるさらに巨大なブラックホール（太陽質量の65億倍という途方もない大きさ）を初めて撮影していました。
周知の通り、ブラックホールの事象の地平線からは、光さえも逃れられないため、これらの画像は実際にはブラックホールの影、つまりブラックホールが存在する空間領域を捉えている。しかし、ブラックホールの周囲の環境は別の話だ。これらの領域は、電波からX線に至るまで、非常に幅広い輝度を発している。この輝度は、ブラックホールを取り囲み降着円盤を形成する物質とガスの加熱によって生じ、様々な波長の光を放射する。
この光の一部は偏光しており、その波長は特定の方法で振動しているため、肉眼では見えない物理宇宙の側面を明らかにしています。本日、天体物理学ジャーナル・レターズ誌に掲載された2本の論文で、EHTに所属する科学者たちは、ブラックホールの降着円盤から偏光された光によって明らかにされた、ブラックホールを取り囲む磁場を示すいて座A*の画像を公開しました。
最初の論文には画像とチームの観察とデータの概要が含まれており、2 番目の論文ではリングの物理的構造とチームの観察を説明する理論モデルが詳しく説明されています。
「いて座A*は、私たちが写真を撮ろうとしている間も動いてしまうため、非偏光画像の作成さえ困難でした」と、台北の中央研究院の天体物理学者でEHTコラボレーションのメンバーであるジェフリー・バウアー氏は、欧州南天天文台の発表で述べています。「偏光画像の作成が可能になっただけでもホッとしました。一部のモデルは、偏光画像を作成するにはあまりにも乱雑で乱れが大きすぎましたが、自然はそれほど残酷ではありませんでした。」
M87（同名の銀河の中心にある同名のブラックホール）は2021年にさらに調査され、2本の論文（同じくアストロフィジカル・ジャーナル・レターズ誌に掲載）で、ブラックホールから噴出されるジェットの特性が記述されました。研究者らはまた、偏光画像でM87を捉えた画像を公開し、この超大質量天体の周囲を取り囲む磁力線を捉えました。
「質量もホスト銀河も大きく異なる2つのブラックホールのサンプルでは、両者の共通点と相違点を見極めることが重要です」と、フェデリコ2世ナポリ大学の天体物理学者でEHT共同研究メンバーでもあるマリアフェリシア・デ・ラウレンティス氏は、同じ発表の中で述べています。「どちらも強い磁場に向かっていることが示唆されているため、これがこの種のシステムの普遍的、そしておそらく根本的な特徴である可能性を示唆しています。この2つのブラックホールの類似点の一つはジェットかもしれませんが、M87*では非常に明白なジェットを撮影しましたが、Sgr A*ではまだ見つかっていません。」
今後10年間で、世界中の8つの望遠鏡を一つの巨大な電波望遠鏡として利用するEHTコラボレーションは、さらに多くの望遠鏡を体制に加え、新たな周波数で観測することを目指しています。望遠鏡の拡張により、まだ観測されていない可能性のあるいて座A*からのジェットが発見される可能性があります。
ブラックホールがどのように生まれ、成長するのかはほとんど分かっていません。EHTは、この謎に包まれた極限の天体を初めて直接観測するものです。いて座A*やM87のようなブラックホールを比較する分析をさらに進めれば、より小型（それでも超大質量）のブラックホールにどのような特性があるのか、そして最も大型のブラックホールにのみどのような特性があるのかが明らかになる可能性があります。
続き：ブラックホールについてあなたが知らなかった9つのこと
