何十年もの間、科学者たちは超巨大ブラックホール(SMBH)がより大きな銀河の中心にあると考えてきました。空間内のこれらの現実を曲げるポイントは、それらを取り巻くすべてのものに非常に強力な影響を及ぼし、物質を消費し、途方もない量のエネルギーを吐き出します。しかし、その性質上、それらを研究するすべての試みは間接的な方法に限定されてきました。
2017年4月12日水曜日、天文学者の国際チームが射手座A *の史上初の画像を取得したときに、すべてが変わりました。世界中の一連の望遠鏡(総称してイベントホライズン望遠鏡(EHT)と呼ばれます)を使用して、物質とエネルギーが逃げることのできないこの巨大なブラックホールの周りの謎の領域、つまりイベントの地平線を視覚化することができました。
ブラックホール周辺のこの神秘的な領域が初めて撮像されただけでなく、アインシュタインの一般相対性理論のこれまで試みられた中で最も極端なテストでもあります。また、ブラックホールを直接研究して理解を深めることを目的として設立されたEHTプロジェクトの最高潮でもあります。
2006年にデータの収集を開始して以来、EHTは地球から約25,000光年離れた既知の宇宙で最も近いSMBHであるため、Sagitarrius A *の研究に専念してきました。具体的には、科学者たちは、物質やエネルギーが逃げられない円形領域(一般相対性理論によって予測される)によってブラックホールが囲まれているかどうか、およびそれらがどのように物質を自分自身に付着させるかを決定したいと考えていました。
EHTは、単一の施設を構成するのではなく、4つの大陸に基づく世界中の電波天文学施設のネットワークに依存しています。これらの施設はすべて、宇宙で最も強力で神秘的な力の1つを研究することに専念しています。このプロセスは、世界中の広大な空間のラジオ皿を地球サイズの仮想望遠鏡に接続するもので、Very Long Baseline Interferometry(VLBI)として知られています。
Michael Bremer(国際電波天文研究所(IRAM)の天文学者であり、Event Horizon Telescopeのプロジェクトマネージャー)は、AFPへのインタビューで次のように述べています。
「望遠鏡を自重で倒れるほど大きくするのではなく、巨大な鏡のような8つの天文台を組み合わせました。これにより、地球と同じ大きさの仮想望遠鏡ができました。直径は約10,000キロメートル(6,200マイル)です。」
言いましたが、このネットワークには、チリのアタカマ大ミリ波/サブミリ波アレイ(ALMA)、アリゾナ電波天文台のサブミリ波望遠鏡、スペインのIRAM 30メートル望遠鏡、メキシコの大ミリ波望遠鏡アルフォンソセラーノ、南極望遠鏡などの機器が含まれています南極大陸で、そしてジェームス・クラーク・マクスウェル望遠鏡とハワイのマウナケアにあるサブミリ波アレイ。
これらのアレイにより、EHTラジオディッシュネットワークは、オブジェクトが射手座A *に消えるときに放出される光を検出するのに十分強力な唯一のネットワークです。そして、6泊(4月5日水曜日から4月11日火曜日まで)のすべてのアレイは、それを行うために天の川の中心で訓練されました。実行の終わりまでに、国際チームはイベントの地平線の最初の写真を撮ったと発表しました。
最終的に、約500テラバイトのデータが収集されました。このデータは現在、マサチューセッツ州のMITヘイスタック天文台に転送されており、そこでスーパーコンピューターによって処理され、画像に変換されます。 「私たちの歴史の中で初めて、ブラックホールを詳細に観察する技術的能力があります」とBremer氏は述べています。 「すべてのデータを組み合わせると、画像が現れます。しかし、結果が出るまで数か月待たなければなりません。」
待機の理由の1つは、南極望遠鏡によって取得された記録データが南極で春が始まるときにのみ収集できるという事実です。これは、2017年10月までに発生します。したがって、一般市民が射手座A *を囲む影の領域に目を向けるようになるのは2018年になってからであり、最初の画像が完全に鮮明になるとは予想されていません。
Heino Falcke –現在EHTの科学評議会の議長を務めているRadbound大学の天文学者(20年前にこの実験を提案した1人)–は、観測が行われる前のEHTプレスリリースで次のように説明しています。
「これまでに試みられたことのない、何かをするという挑戦です。これは、ブラックホールへの冒険的な旅の始まりです...しかし、本当に良い画像を作成するには、ネットワーク内の観測キャンペーンを増やし、最終的には望遠鏡を増やす必要があると思います。」
ブラックホールを最初にはっきりと見ることができるようになるまでには、何度も試行が必要であるという事実にもかかわらず、当面は祝うべき多くの理由があります。これは彼にとって長い間初めてだっただけでなく、自然の最も強力で神秘的な力の1つを理解することへの大きな飛躍でもあります。
時間をかけて、ブラックホールの研究により、重力と宇宙の他の基本的な力がどのように相互作用するかを最終的に解決することができるかもしれません。ついに、存在のすべてを単一の統一方程式として理解できるようになります!