画像クレジット：NRAO
天文学者が私たちの天の川銀河の正確な中心にある謎の天体を発見してから30年後、国際的な科学者チームがようやくその天体のサイズを直接測定することに成功しました。これは、これまでのところブラックホールに最も近い望遠鏡によるアプローチであり、天体物理学の主なフロンティアを将来の観測の手の届くところに置きます。科学者たちは、National Science Foundationの超ロングベースラインアレイ（VLBA）電波望遠鏡を使用して画期的な成果を上げました。
「これは大きな前進です」とカリフォルニア大学バークレー校のGeoffrey Bower氏は述べています。 「これは人々が30年間にわたってやりたかったことです」と、1974年に射手座A *（発音は「Aスター」）と呼ばれる銀河の中心物体が発見されました。 Science Express。
「これでオブジェクトのサイズが決まりましたが、その正確な性質についての謎はまだ残っています」とBower氏は付け加えました。彼が説明した次のステップは、その形状を学ぶことです。「それがジェットか、薄い円盤か、球形の雲かを知ることができます。」
地球から26,000光年離れた天の川の中心は、塵によって覆い隠されているため、可視光望遠鏡では対象を調べることができません。銀河の中心部からの電波は塵を透過する可能性がありますが、地球への視線に沿った空間では乱流荷電プラズマによって散乱されます。霧が遠くの灯台のまぶしさをぼかすのと同じように、この散乱は中央のオブジェクトのサイズを測定する以前の試みを挫折させました。
「30年後、電波望遠鏡がようやく霧を晴らし、何が起こっているのかがわかります」と、研究チームの別のメンバーであるオランダのウェスターボルク電波天文台のHeino Falckeは言いました。
天文学者によると、明るく放射する物体は、太陽の周りの地球の軌道の経路のすぐ内側にきちんと収まるでしょう。彼らが計算したブラックホール自体は、幅が約1400万マイルあり、水星の軌道内に簡単に収まるでしょう。ブラックホールは物質の集中であり、光さえもその強力な重力から逃れることができないほど密集しています。
新しいVLBA観測により、天文学者はブラックホールシステムを最もよく見ることができました。 「私たちは、他のどの場所よりもブラックホールの環境への影響を確認するのがはるかに近い」とバウアー氏は述べた。
銀河系の中心部にある巨大ないとこのように、天の川の中心部にあるブラックホールは、周囲から物質を引き込み、電波の放射を促進していると考えられています。新しいVLBAの観測結果はこのプロセスの性質について最終的な回答を提供していませんが、それらはいくつかの理論を除外するのに役立ちました、とバウアーは言いました。彼は、最新の研究に基づいて、放射性物体の性質に関する残りの上位の理論は、電波銀河で見られるものと同様の亜原子粒子のジェットであると説明しました。そして、ブラックホールの端近くで物質が加速されることを含むいくつかの理論。
天文学者がますます高い無線周波数で射手座A *を研究したので、物体の見かけのサイズはより小さくなりました。この事実もまた、オブジェクトの性質に関するいくつかのアイデアを除外するのに役立ちました。周波数の増加または波長の短縮に伴う観測サイズの減少も、天文学者に魅力的なターゲットを与えます。
「ブラックホール自体のサイズに達したときにカットオフが見られるように、最終的には十分に短い波長で観測できると考えています」とBower氏は述べています。さらに、「将来の観測では、ブラックホールの非常に強い重力の重力レンズ効果によってキャストされる「影」が見られることを期待しています。」
2000年、ファルケと彼の同僚は理論的根拠に基づいてそのような観察を提案しました、そしてそれは今実行可能であるようです。 「今後数年間頑張れば、ブラックホールの地平線の影を想像できるようになりました」とファルケは付け加えました。
科学者が達した別の結論は、「ブラックホールの総質量は非常に集中している」とBower氏は述べています。新しいVLBAの観測結果は、「これまでにない超大質量ブラックホールの質量の最も正確な位置特定」を提供すると彼は語った。これらの観測の精度により、科学者たちは、少なくとも4万個の太陽の質量が地球の軌道のサイズに対応する空間に存在しなければならないと言うことができます。ただし、その数値は質量の下限のみを表しています。ほとんどの場合、科学者は、ブラックホールのすべての質量（400万太陽に相当）は、電波を放出する物体に飲み込まれた領域内に十分に集中していると考えています。
彼らの測定を行うために、天文学者は射手座A *と地球の間のプラズマ「霧」の散乱効果を回避するために骨の折れる長さに行かなければなりませんでした。 「私達は私達の技術を本当に激しく押し込まなければならなかった」とバウアーは言った。
バウアーはその仕事を「シャワー室のすりガラスから黄色いゴム製のアヒルを見るようにしよう」と説明しました。多くの観測を行い、最高品質のデータのみを保持し、プラズマの散乱効果を数学的に除去することにより、科学者たちは射手座A *のサイズを初めて測定することに成功しました。
研究チームには、バウアーとファルケの他に、コロンビア大学のロビンハーンスタイン、ハーバードスミスソニアン天体物理学センターのJun-Hui Zhao、国立電波天文台のミラーゴス、カリフォルニア大学バークレー校のドナルドバッカーなどがあります。ファルケはナイメーヘン大学の非常勤教授であり、ドイツのボンにあるマックスプランク放射線天文研究所の客員科学者でもあります。
射手座A *は1974年2月に、現在ワシントン大学にいるブルース・バリックと、現在コーネル大学の国立天文学および電離層センターの所長であるロバート・ブラウンによって発見されました。それは決定的に天の川の中心であることが示されており、その周りを銀河の残りの部分が回転します。 1999年に、ハーバードスミスソニアン天体物理学センターのマークリードとその同僚は、射手座A *のVLBA観測を使用して、銀河の中心の周りの軌道の地球の動きを検出し、太陽系が1つの回路を作るのに2億2600万年かかると判断しました。銀河。
2004年3月、ウェストバージニア州グリーンバンクにある国立電波天文台施設に55人の天文学者が集まり、30年前にグリーンバンクで射手座A *が発見されたことを祝う科学会議に出席した。この会議で、科学者は発見用望遠鏡の1つに記念碑を発表しました。
National Radio Astronomy Observatoryの一部である非常に長いベースラインアレイは、大陸全体の電波望遠鏡システムで、ハワイからカリブ海に至るまで、10の240トンのパラボラアンテナを備えています。それは、天文学、地球上、または宇宙におけるあらゆる望遠鏡の最大の解像力、または細部を見る能力を提供します。
National Radio Astronomy Observatoryは、全米科学財団の施設であり、Associated Universitys、Inc.の協力を得て運営されています。
元のソース：NRAOニュースリリース
