2023年4月26日
天文学者たちは、強力なジェットを放出するブラックホールの初めての直接画像を撮影しました（写真、ビデオ）
https://www.space.com/black-hole-jet-first-direct-image-m87
このジェットは、これまでに直接撮影された最初のブラックホールでもある、M87銀河の中心にある巨大な超大質量ブラックホールから流れ出ています。
天文学者たちは、ブラックホールが強力なジェットを放出する様子を初めて直接撮影しました。
この新しい写真は、人類が初めて直接撮影したブラックホールであり、M87銀河（M87）の中心にある巨大な超大質量ブラックホールを示しています。
この画像は、光速に近い速度で移動する天体物理学的ジェットの根元が、超大質量ブラックホールの周りに渦巻く物質にどのように接続し、その表面に供給される前にどのように接続するかを初めて正確に示しています。天文学者はこの過程を降着と呼んでいます。以前のメシエ87の中心のブラックホールの画像は、放射するジェットと超大質量ブラックホール自体を捉えることに成功しましたが、2つの特徴を同時に捉えることはありませんでした。
「この新しい画像は、ブラックホールの周りの領域とジェットを同時に示すことにより、全体像を完成させます。」と、韓国の慶北国立大学とマックス・プランク電波天文学研究所の研究チームメンバーであるジェイ・ヨン・キム氏は述べています。
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太陽の65億倍の質量を持ち、地球から5500万光年離れた場所にあるM87の中心にある超大質量ブラックホールの歴史的な最初の画像は、2017年にイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）の共同研究によって撮影され、2年後に公開されました。この新しいM87とそこから噴出する流出の画像は、2018年のグリーンランド望遠鏡、アタカマ大型ミリ波サブミリ波望遠鏡（ALMA）を含むGMVA（グローバルミリメートルVLBIアレイ）の電波望遠鏡のデータを使用して作成されました。これらの望遠鏡は協力して、EHTネットワークと同じように、地球自身と同じサイズの仮想装置を形成しました。
信じられているところでは、ほとんど又はすべての大きな銀河は、中心に超巨大ブラックホールを持っていると考えられています。そして、これらの巨大ブラックホールの中には、M87の中心にあるもののように、ガスや塵の形で大量の物質を消費しているものもあります。さらに、近づきすぎた不運な星まで飲み込んでしまいます。
その結果、これらの餌食となっている巨大ブラックホールは、ほぼ光速で移動する強力な物質のジェットを噴き出しており、数千光年にわたって広がることがあります。時には、それが所属する銀河の境界をはるかに超えています。しかし、これらの超巨大ブラックホールがどのようにしてこれを行っているのかは完全に理解されていません。
「私たちは、ジェットがブラックホール周辺の領域から噴出されることを知っていますが、それが実際にどのように起こるのかはまだ完全に理解されていません」と、研究チームの一員である上海天文台のRu-Sen Luは同じ声明の中で述べています。「これを直接研究するためには、ジェットの起源をできるだけブラックホールに近い位置で観測する必要があります。」
この超大質量ブラックホールから噴出するジェットを示すだけでなく、新しい画像は、科学者がブラックホールの影と呼ぶものも示しています。
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| M87銀河の超大質量ブラックホールとその強力なジェットのアーティストのイメージ図（画像提供：S. Dagnello（NRAO/AUI/NSF）） |
この宇宙の巨大なモンスターの莫大な重力の影響により、物質は超大質量ブラックホールの周りでほぼ光速で回転し、その過程で加熱されて輝きます。
これにより、EHTのM87ブラックホールと天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホールSagittarius A*（Sgr A*）のイメージで見られる明るい金色のリングが作られます。この輝く金色のリングの中心には完全な闇があり、それがブラックホールの影です。
新しいM87超大質量ブラックホールの画像は、EHT望遠鏡の画像とも異なります。それは光の波長が長くなっている領域を表示しており、これが天文学者がこの領域で見ることができるものに影響を与えています。
「この波長では、我々は中央の超大質量ブラックホールを取り囲む放射線のリングからジェットがどのように現れるかを見ることができます」と、チームメンバーのトーマス・クリッヒバウム（マックス・プランク天文学研究所）は同じ声明の中で述べています。
新しい画像におけるブラックホールのリングのサイズは、EHTの画像よりも50%大きいこともわかりました。この違いから、M87の超大質量ブラックホールが以前よりも速く物質を取り込んでいることが科学者たちによって明らかにされました。
さらに、チリ北部のアタカマ砂漠にある66個のアンテナからなるALMA、14個の無線望遠鏡から成るGLTとGMVAの感度により、天文学者は干渉計測と呼ばれるプロセスを利用して、個々の望遠鏡からの信号を同期させ、適切にブラックホールの影を明らかにし、同時にジェットの放射をより深く観察することができました。
この望遠鏡ネットワークを使用して、天文学者たちは今後、餌を食べる超大質量ブラックホールがどのようにして強力な物質のジェットを発射するのか、より良い理解を目指すでしょう。同時観測により、この画像の背後にいるチームは超大質量ブラックホールの近くで起こる複雑なプロセスを解明することができるはずです。
「M87の中心にあるブラックホール周辺の領域を異なる無線波長で観測し、ジェットの放射をさらに研究する予定です」とマックス・プランク天文学研究所のエドゥアルド・ロスも述べています。「これからの数年間は興奮するものになるでしょう。宇宙でも最も神秘的な領域の一つで何が起こっているのか、さらに多くのことを学ぶことができるからです。」
チームの研究成果は、本日（4月26日）オンライン上で『Nature』誌に掲載されました。
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翻訳：GPT4
