写真 + ビデオ天文学者たちは超大質量ブラックホールのこれまでで最も詳細な画像を撮影し、その磁場が現象から生じる光を偏光させる仕組みを詳細なレベルで実証した。
2019年に公開された史上初のブラックホール直接画像には、5000万光年以上離れた銀河M87の中心にある、太陽の65億質量にも及ぶ巨大な空洞のシルエットが映し出されていました。これは、地球の周囲に点在する8基の地上電波望遠鏡からなる「イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）」によって撮影されました。そして今、天文学者たちはこの装置を用いて、同じブラックホールの新たな画像を撮影し、公開しています。
ブラックホールの磁場は、この現象を周回する高温のプラズマハローからの電磁放射を偏光させます。科学者はこの偏光を測定することで、数百万光年離れたM87の磁場をプロットすることができます。この情報は、ブラックホールが中心核から巨大な放射線と物質のジェットをどのように、そしてなぜ噴出させるのかを解明するのに役立つ可能性があります。
「この研究は大きなマイルストーンです。光の偏光は、2019年4月に観測された画像の背後にある物理現象をより深く理解するための情報を含んでいます。これはこれまで不可能でした」と、EHT偏光測定ワーキンググループのコーディネーターであり、バレンシア大学の著名な研究者であるイヴァン・マルティ＝ヴィダル氏は水曜日に述べた。この研究成果は、今月アストロフィジカル・ジャーナルに掲載された2本の論文で説明されている。
新たな写真：M87の超大質量ブラックホールからの偏光… クレジット：EHT Collaboration。クリックして拡大
上の写真では、磁場によって生じた直線が 2019 年のスナップには見られないことに注目してください。
以下は、超大質量ブラックホールを観測するために宇宙をどのくらい遠くまで覗き込まなければならなかったかを示す、ヨーロッパ南天天文台などが作成したビデオです。
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「M87ジェットの偏光と磁場はこれまでも大規模に測量されてきたが、この超大質量ブラックホールの事象の地平線に非常に近い距離で、このジェットのまさに底部までズームし、並外れた角度分解能で磁場の詳細を測量したのは今回が初めてだ」と、マサチューセッツ大学アマースト校の研究教授ゴパル・ナラヤナン氏はThe Registerに語った。
M87ジェットとは、ブラックホールから噴き出す物質の長い軌跡[11MB PDF]を指しています。これらのジェットがどのように形成されるのかは未だ解明されていませんが、今回の発見は（言葉遊びではなく）解明の一助となるかもしれません。「ジェットは天体物理学のあらゆる分野において普遍的な現象であり、今回の観測は、そのような天体ジェットの生成と閉じ込めに関するモデル構築に役立つでしょう」とナラヤナン氏は付け加えました。
地球から1000光年以内にブラックホールが潜んでおり、肉眼でその周りを回る星々を見ることができる。
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M87ブラックホール周囲の磁場の強さは1ガウスから30ガウスと推定されています。地球の表面では最大0.65ガウス、中心部では25ガウスの磁場が発生しています。研究チームは、この磁場がプラズマのハローを維持し、ブラックホールの重力場を打ち消していると考えています。ブラックホールの事象の地平線を越えたガスの粒子だけがブラックホールの空間に吸い込まれ、残りの物質はブラックホールの周囲を光速に近い速度で周回する降着リングに圧縮されています。
「この最新の研究から、事象の地平線付近での放射が非常に強く磁化されていることがわかりました」とナラヤナン氏は語った。
これにより、ブラックホールへの降着やジェット噴射のメカニズムに関する様々なモデルを評価することができます。データはすでに、磁場構造が時間とともに変化することを明らかにし、非常に長い時間スケールでは、物質は確かにブラックホールに落ち込むでしょう。次世代のEHTによる今後の観測により、超大質量ブラックホール周辺の放射と磁場の時間変動の動画を作成できるようになるでしょう。
研究チームはまた、天の川銀河の中心にあるブラックホールであるいて座A*の撮影も行っています。®
