研究者グループは最近、遠方の超大質量ブラックホールから放射されるガンマ線の閃光を観測した。そのガンマ線は、ブラックホールの事象の地平線（その先は光ですら逃れられない領域）の数千万倍の大きさだった。
このガンマ線フレアは可視光の数十億倍ものエネルギーを持つ光子を放出し、過去10年以上で観測された中で最も強力なフレアとなりました。フレアは約3日間続き、研究チームの分析によると、直径3光日未満、つまり240億キロメートル弱の領域から放出されたことが分かりました。本日Astronomy & Astrophysics誌に掲載されたこの研究は、M87ブラックホール（便宜上、そして紛らわしいことにM87とも呼ばれる）を取り巻く極限環境を描写しています。
300人以上の科学者が共著者となったこの論文は、ブラックホールの物理学を探求しています。この宇宙現象は、物質をその口へと引き寄せ、周囲の粒子にエネルギーを与え、巨大な物質ジェットへと放出します。これらのジェットは周囲の宇宙環境にある物体に衝突し、巨大なものとなることもあります。9月に報告された一対のジェットは、天の川銀河の幅の140倍にもなります。
「ブラックホール付近やジェット内部で粒子がどのように加速されるのか、まだ完全には解明されていません」と、UCLAの研究者で本論文の責任著者であるウェイドン・ジン氏は大学の発表で述べた。「これらの粒子は非常にエネルギーが高く、光速に近い速度で移動しています。私たちは、粒子がどこでどのようにそのようなエネルギーを得るのかを理解したいと考えています。私たちの研究は、この銀河でこれまでに収集された中で最も包括的なスペクトルデータと、これらのプロセスを解明するためのモデル化を提示しています。」
研究チームは事象の地平線の位置と角度とブラックホールのジェットの位置の間に変化があることを発見した。これは、粒子と事象の地平線の相互作用がジェットの位置に影響を与えることを示している。
「これらの取り組みにより、ディスクとジェットのつながりが明らかになり、ガンマ線光子放出の起源とメカニズムが解明されるだろう」と、トリエステ大学の研究者で論文の共著者であるジャコモ・プリンシペ氏は、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの発表で述べた。
これまで直接撮影されたブラックホールは2つだけです。光は事象の地平線から脱出できないため、「直接撮影」とは、エネルギーの高い光を発する降着円盤の中心にあるブラックホールの影が直接撮影されたことを意味します。M87銀河の中心にある超大質量ブラックホールは、2019年に劇的に明らかにされ、人類が初めて撮影したブラックホールとなりました。
その後の観測で、ブラックホールは揺れており、これまで考えられていたよりもふわふわとしたリングを持っていることが示されました。イベント・ホライズン・テレスコープ共同研究チームはM87の画像を撮影し、2022年には銀河系の中心にあるブラックホール、いて座A*の画像も撮影しました。
「より感度の高いEHTアレイを使った最近の観測と今後数年間に計画されている観測の両方が、M87の超大質量ブラックホールを取り巻く物理現象を研究する貴重な洞察と特別な機会をもたらすだろう」とプリンシペ氏は付け加えた。
撮像技術の進歩、そして天体物理学者がこれらの遠方・極限環境を理解するために用いるモデルの進化に伴い、私たちは宇宙を形作る構造の一部をより深く理解できるようになるでしょう。宇宙のこうした細部を理解することで、私たちが知る古典物理学の限界に関する新たな発見が得られるかもしれません。
