画像クレジット：ESO
天文学者のチームは、他の点では通常の星が私たちの天の川銀河の中心に潜んでいる超大質量ブラックホールで接近しているのを発見しました。最も近いアプローチでは、スターはブラックホールから17光時間しか離れていませんでした（太陽から冥王星までの距離の3倍）。この地域の画像は、ヨーロッパ南天天文台のパラナル天文台の補償光学システムを使用して、10年以上かけて収集されました。
マックスプランク地球物理学研究所（MPE）の研究者が率いる国際的な天文学者チーム[2]は、天の川銀河の中心にある超巨大ブラックホールを周回する通常の星を直接観測しています。
ESO Paranal Observatoryにある8.2 mのVLT YEPUN望遠鏡のAdaptive Optics（AO）NAOS-CONICA（NACO）装置[3]によって取得された一連のユニークな画像によって、10年間にわたる骨の折れる測定が行われています。今年の初めに、星は中心ブラックホールに17光時間以内に接近しました-太陽と惑星冥王星の間の距離の3倍にすぎませんが、5000 km /秒以上の速度で移動しています。
以前の天の川の中心付近の星の速度の測定と、この領域からの変動するX線放出は、これまでのところ、我が家の銀河における中心ブラックホールの存在の最も強力な証拠を提供しており、暗黒質量は他の銀河の多くの核に見られる濃度もおそらく超大質量ブラックホールです。ただし、いくつかの代替構成を除外することはまだ不可能です。
2002年10月17日に研究ジャーナルNatureに掲載された画期的な論文で、現在のチームは、「S2」と指定された星の軌道の3分の2を追跡できる高解像度の画像を含む、その刺激的な結果を報告しています。現在、コンパクトラジオソースに最も近い観測可能な星であり、天の川の中心にある巨大なブラックホール候補「SgrA *」（「射手座A」）です。軌道期間は15年余りです。
新しい測定では、中央の暗い質量が異常な星または素粒子のクラスターで構成されていることを高い信頼度で除外し、私たちが住んでいる銀河の中心に超巨大ブラックホールが存在することに疑いをほとんど残していません。
クエーサーとブラックホール
1963年にクエーサー（準星の電波源）が発見されて以来、天体物理学者たちは宇宙で最も明るい天体のエネルギー生成の説明を求めてきました。クエーサーは銀河の中心に存在し、これらのオブジェクトによって放出される巨大なエネルギーは、物質が穴に永遠に消える前に、強烈な放射線を通じて重力エネルギーを放出する物質によるものであると考えられています（物理用語では： 「イベントの地平線を越えて」[4]）。
クエーサーやその他の活動銀河の驚異的なエネルギー生成を説明するには、太陽の質量の100万から数十億倍の質量を持つブラックホールの存在を推測する必要があります。過去の数年間、クエーサーや他の銀河の上記の「ブラックホールの降着」モデルを裏付ける多くの証拠が蓄積されてきました。これには、中心領域の暗黒質量の検出も含まれます。
ただし、明確な証明には、中央の質量濃度の可能な他のすべての非ブラックホール構成を除外する必要があります。このため、中心物体に非常に近い重力場の形状を決定することが不可欠です。現在利用可能な望遠鏡の技術的な制限により、これは遠方のクエーサーでは不可能です。
天の川の中心
私たちの天の川銀河の中心は南方の星座射手座（射手）にあり、26,000光年しか離れていません[5]。高解像度画像では、中央の1光年幅の領域内にある数千の個々の星を識別することができます（これは、太陽系に最も近い星「Proxima Centauri」までの距離の約4分の1に相当します）。 。
これらの星の動きを使用して重力場を探査し、ESOラシラ天文台（チリ）での3.5 mの新技術望遠鏡（NTT）での観測（およびその後、米国ハワイ州10 mのケック望遠鏡で）過去10年間で、太陽の約300万倍の質量がコンパクトラジオとX線源SgrA *（「射手座A」）の中心にあるわずか10光日[5]の半径内に集中していることが示されています星団の。
これは、SgrA *が推定ブラックホールの最も可能性の高い対応物であることを意味し、同時に、銀河センターをそのような超大質量ブラックホールの存在の最良の証拠としています。ただし、これらの以前の調査では、ブラックホール以外の他の構成をいくつか除外できませんでした。
「ブラックホール以外の構成が可能かどうかの問題を解決するために、さらに鮮明な画像が必要であり、ESO VLT望遠鏡を使用してそれらを提供できると考えました」とMax-Planck地球外物理研究所のディレクターであるReinhard Genzelは説明します（ MPE）ミュンヘン（ドイツ）近くのガルヒングで現在のチームのメンバー。 「私たちの研究所、マックスプランク天文学研究所（MPIA：ハイデルベルク、ドイツ）、ESO、パリ-ムドンおよびグルノーブル天文台（フランス）の間の緊密なコラボレーションで構築された新しいNAOS-CONICA（NACO）装置は、まさにこの決定的な一歩を踏み出すために必要なもの」
天の川センターのNACO観測
新しいNACO装置[3]は、2001年後半にVLT 8.2 mのYEPUN望遠鏡に設置されました。すでに最初のテストの間に、それは多くの印象的なイメージを作り出しました、それらのいくつかは以前のESOプレスリリースの主題でした[6]。
「NACOを使った今年の最初の観測により、今までに撮影された天の川センターの最も鮮明で「最も深い」画像がすぐに得られ、その地域の多数の星が非常に詳細に示されています」とケルン大学のAndreas Eckart氏は述べています。 MPEのライナーシュデル、トーマスオット、ラインハルトゲンゼルが率いる国際チームの別のメンバー。 「しかし、これらのデータの素晴らしい結果に圧倒されることになっていました！」
彼らの赤外線画像と高解像度の無線データを組み合わせることで、チームは10年間で、コンパクトな電波源SgrA *を基準にして中心部にある約1000の星の非常に正確な位置を特定することができました。 23c / 02。
「2002年5月の分析に最新のNACOデータを含めたとき、私たちは自分の目を信じることができませんでした。現在SgrA *に最も近い星S2は、電波源の近くで高速スイングバイを行ったところです。 MPEチームで博士論文を執筆している非常に幸せなThomas Ott氏は、私たちは実際に中央のブラックホールの周りの軌道で星の動きを実際に目撃し、その神秘的な物体に信じられないほど接近していることに突然気づきました。 。
中央のブラックホールの周りの軌道
このようなイベントはこれまでに記録されていません。これらの固有のデータは、S2がSgrA *を1つの焦点にして楕円軌道に沿って移動していることを明確に示しています。つまり、S2はSgrA *を周回し、地球は太陽を周回しています。 PR写真23c / 02の右パネル。
優れたデータにより、軌道パラメーター（形状、サイズなど）を正確に決定することもできます。 2002年の春にS2がSgrA *に最も近い距離に達したことが判明しました。その時点で、電波源からわずか17光時間[5]しか離れていないか、太陽と冥王星の距離のわずか3倍でした。その後、5000 km / s以上、または太陽の周りを周回する地球の速度のほぼ200倍の速度で移動していました。軌道周期は15。2年です。軌道はかなり長く、離心率は0.87です。これは、S2が最も遠い軌道点の中心質量から約10光日離れていることを示しています[7]。
「SgrA *が確かに、私たちが存在すると知っていた中央の暗い塊の場所であることを確実に示すことができます。さらに重要なのは、私たちの新しいデータは、それらの数百万の太陽質量が含まれる体積の数千倍に「縮小」したことです。
実際、モデル計算は現在、天の川の中心にあるブラックホールの質量の最良の推定値が2.6であることを示しています。太陽の質量の20万倍。
他の可能性はありません
ネイチャーの記事で提示された詳細な分析によると、中性子星の非常にコンパクトなクラスター、恒星サイズのブラックホールや低質量星、あるいは推定上の重いニュートリノのボールなど、他の以前に可能であった構成は、今や決定的に除外することができます。
まだ実行可能な唯一の非ブラックホール構成は、ボソンと呼ばれる重い素粒子の架空の星であり、ブラックホールと非常によく似ています。 「しかし」とReinhard Genzelは言います、「たとえそのようなボソン星が原理的に可能であるとしても、それはとにかく超大質量ブラックホールに急速に崩壊するので、私たちはかなりケースを締めくくったと思います！」
次の観察
「ほとんどの天体物理学者は、新しいデータが天の川の中心に超巨大ブラックホールが存在するという説得力のある証拠を提供することを受け入れるでしょう。 ESOのVLTプログラムサイエンティスト、アルビオレンジーニ氏は、これにより、他の多くの銀河の中心で検出された暗黒質量の莫大な濃度に対する超大質量ブラックホールの解釈がさらに可能性が高くなります。
それでは、何が行われるべきでしょうか？次の大きな探求は、これらの超大質量ブラックホールがいつどのようにして形成され、ほとんどすべての巨大銀河に1つ含まれているように見えるのかを理解することです。中央のブラックホールの形成とそれらのホスト銀河自体の形成は、1つの問題であり、同じであるように思われます。実際、VLTが今後数年間で解決するべき課題の1つです。
また、VLT干渉計（VLTI）や大型双眼鏡望遠鏡（LBT）の機器を用いた干渉観測がこの刺激的な研究分野に新たな飛躍をもたらすことも間違いありません。
Andreas Eckart氏は楽観的です。「おそらく、今後数年間でX線と電波の観測で、イベントの地平線の存在を直接示すことも可能になるでしょう。」
元のソース：ESOニュースリリース
