supermassiveブラックホールとニュースについてのすべて

超大質量ブラックホールの最初の写真が公開されました

– 2019年4月11日のお知らせ –

supermassive black hole

Event Horizon Telescopeが精密な機能を実現

Event Horizo​​n TelescopeはM87銀河の中心にあるブラックホールの最初の写真を公開しました。それは私達から約5500万光年離れたところに位置する非常に活発な超大質量ブラックホールです。私達はそのイベントの地平線が1.5光日の距離に及ぶと推定します。この非常に大きい直径は、太陽の質量の65億倍に相当する質量によるものです。

見かけの半径は約10マイクロ秒の弧です。あなたが地球を地上から見たとき、それは半度の角度直径を持っています。つまり、これら二つの端とあなたの目によって形成される角度はこの値を取ります。天文学では、非常に小さい天体を観測します。角半径はしばしば1度よりはるかに小さいです。したがって、これらの小さな角度を表すために、より正確な単位が使用されています。

1分の弧は60分の1度の角度を表し、1秒の弧は60分の1分の弧を表します。弧を描くような物は小さく見えます。しかし、地球から見たM87の中央ブラックホールの半径を表すには、この角度を10万で割る必要があります。

比較すると、M87銀河の中心にある超大質量ブラックホールは、私たちには月の何千倍も小さいように見えます。この種の観測は、James Webb Telescopeの機能やさらに優れた光学干渉計をはるかに超えています。そのため、ベースラインが数千kmを超える巨大な電波干渉計を作成する必要がありました。

M87の超大質量ブラックホールはアインシュタインの理論を確認する

Event Horizo​​n Telescopeは、超巨大ブラックホールを実際には見ていません。確かに、ブラックホールは情報を逃がさない。それで、文字通り見るものは何もありません、光学分野でも無線分野でも。ブラックホールのすぐ近くの環境は、しかしながら非常に興味深く、直接観察することはできませんでした。ブラックホールの近くで起こる物理現象は、画像化されてシミュレートされています。これは、星間のような映画で見ることができるブラックホールの表現を生成しました。

このハリウッドの大ヒットを生み出すために、30人の科学者のチームが何千ものコンピュータを使って1年間働きました。彼らの研究とシミュレーションの成果は科学的な出版物にさえなりました。この映画では、シミュレーションの結果と比較してブラックホールが修正されていても、ブラックホールに近づいた場合に表示されることをよく表しています。

Event Horizo​​n Telescopeの研究者は、アインシュタインの一般相対性理論に基づいて他のシミュレーションを開発しました。これは、空間、時間、および重力の理解を説明する理論です。 Event Horizo​​n Telescopeの観測もテストです。このプロジェクトの真の関心は、100年以上前に定式化されたアインシュタインの理論を、知られている最も極端な条件で検証することです。降着円盤を生成する現象のように、M87銀河の超大質量ブラックホールに集めるためのたくさんの情報もあります。

超巨大ブラックホールのこの最初の画像をどのように解釈するのですか?

超巨大ブラックホールの最初の画像は、映画Interstellarのブラックホールと比較すると、少し当たり障りがあるように見えるかもしれません。それはとても重要な情報を与えます。ブラックホールが存在することを確認します。特に重力波の天文学的利用の出現以来、我々はこの方向に向かっている証拠を持っていた。今、確かに、ブラックホールが存在します。何十年も物理学によって予測されたこれらのオブジェクトは、ついにイメージされました。また、大部分の銀河の中心が超大質量ブラックホールによって占められていることも確かです。

M87銀河の中心にある超大質量ブラックホールの画像はまさに私たちが見ることを期待していたものです。ブラックホールの降着円盤である発光リングは、ブラックホールの異常な重力場によって数百万度に加熱された物質で構成されています。これらの物質は、光の数分の1の速度でブラックホールの周りを循環します。リング内を循環する材料はドップラー効果を受けるため、このリングの下部は上部よりも明るく見えます。私たちに向かって動いている部分は青に向かって移動し、明るく見えます。一方、私たちから遠くに移動している部分は赤に向かって移動します。したがって、この強調表示は観察者の立場によるものです。超大質量ブラックホール降着円盤はおそらく均質である。

この画像では、M87の中央ブラックホールが極の1つに近い位置から見えています。映画Interstellarの有名なブラックホールのように降着円盤がシャドウゾーンを横切っているのが見えないのはこのためです。この影のある地域の真ん中には見えないイベントの地平線があります。その直径は中心タスクのそれよりも小さい。その端にあるのはブラックホールの周りの最後の安定軌道です。この限界を越えるすべての材料はイベントの地平線に向かってかなり早く落ちることになります。それはそれを超えて何も逃げることができないノーリターンのポイントです。

2020年にお会いしましょう。

M87の中央のブラックホールは絶対に巨大です。私たちの太陽系全体は、その影の領域に収まるでしょう。射手座A *、銀河系の超大質量ブラックホールは、Event Horizo​​n Telescopeのもう1つのターゲットです。これから数週間または数カ月のうちに射手座A *の最初の画像を発見することができました。

残念ながら、Event Horizo​​n Telescopeの観測結果をまとめるのは簡単ではありません。非常に長いベースラインの電波干渉計でブラックホールの影をイメージングするというアイデアは1999年に策定されました。2017年の観測シーケンスからのデータを処理するのに2年だけを含む20年の作業を要しました。それ以来、このプロジェクトの8つの電波望遠鏡は二度と一緒に動作しませんでした。 2018年は気象条件が悪く、2019年の観測は技術的な問題により中止されなければなりませんでした。

幸いなことに、実験は2020年から再試行され、すでに使用されているものを補完するための新しい観測所が設けられます。これにより、画像の解像度が向上するはずです。超大質量ブラックホールだけが、そのような装置によって撮像されるのに十分明るい。したがって、M87と射手座A *は依然として主要なターゲットになるでしょう。

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超大型望遠鏡は超大型ブラックホールを識別しようとします

– 2018年8月7日のニュース –

1世紀以上にわたり、一般相対性理論は、重力の理解における普遍的な誘引の法則に取って代わりました。大多数のケースでは、2つの理論が同様の予測をしている。したがって、ニュートンの重力のみを使って、ほとんどの天体の動きを説明することができます。しかし、大衆とスピードがあまりにも大きくなると、相対論的な影響が影響を与えます。アインシュタインの理論だけが正しい予測をすることを可能にする。現時点では、我々は一般相対性理論と矛盾することに成功していない。この理論は7月27日に新しい試験に合格しました。

一般相対性理論の予測は、超大型ブラックホールのような極端な環境で主に検証されるだろう。いずれにしても、重力実験の回りに集まった研究者のコンソーシアムが反映されています。私たちの銀河の中心には射手座A *と呼ばれる激しい電波源があります。これは、超大型ブラックホールと正確に関連付けられています。ブラックホールは電磁波を逃がすことができないため、このブラックホールを直接観察することは不可能です。したがって、重力コンソーシアムは、S2と呼ばれるブラックホールのすぐ近くの星の軌道に焦点を当てています。この星は超大型ブラックホールに近づくにつれ、射手座A *の巨大な重力場の囚人です。その軌道速度は毎秒8,000キロメートルに達し、一般相対性理論によって予測される効果を検出可能にするのに十分な速度である。

超大型望遠鏡(VLT)の巨大な鏡と最先端の計測器は、これまでにない精度でS2を追跡するために使用されています。アインシュタインの理論は、強い重力場が、それを通過する光源の赤に向かってシフトすることを予測している。この赤へのシフトは、変位の対象物が受ける長さの収縮によるものである。この収縮は、波長、したがって観察される光にさえも影響する。ブラックホールの重力場の赤に向かうそのようなシフトは決して観察されなかった。これは今の場合であり、観測は最も正確な理論に従っています。

この経験は、一般相対性理論の理論をさらに強化する。これは現代物理学の基本的な柱の一つがさらに揺れ動くように思われるため、明らかに良いニュースです。しかし、理論物理学者の中には、一般相対性理論の非常に小さな欠陥が新しい物理学や新しいパラダイムの道を開く可能性があるため、小さな失望でもあります。しかし、アインシュタインの相対性理論が議論されるのは今日ではない。

Gravityコンソーシアムはまだ公開されていない観測S2の軌道も測定しました。彼らは、ブラックホール付近の質量の分布をよりよく知ることを可能にすべきである。この極端な環境で何が起こっているのかを少し良く理解する機会かもしれません。また、これらの結果を、天の川の中央ブラックホールの直近の環境の観測を行った別のプロジェクトの結果と比較する機会になります。少し運があれば、射手座A *は年末までに彼の秘密の一部を明らかにするでしょう。

ダースの超大型ブラックホールは天の川の中を移動する

– 2018年5月8日のニュース –

supermassiveなブラックホールは魅惑的で恐ろしい研究の対象になったばかりです。これらのブラックホールは伝統的に銀河の中心に関連付けられています。私たちは、彼らが創造される方法をまだ確信していません。彼らは宇宙の若者の中で生まれたのですか、あるいは星を次々に食べることによってゆっくりと形成されましたか? Sagittarius A *は地球から2万5千光年以上離れていますが、近年では、おそらく遊泳性の高い超大型ブラックホールが存在することがわかりました。最初の証拠はチャンドラ宇宙望遠鏡からのものでした。超大型ブラックホールは、銀河間の融合物のように見えます。しかし、これは必ずしもブラックホールが融合する結果をもたらすとは限りません。特に、それらの間に大きな質量差がある場合。最も重大でないものは、最も巨大なものの周りを回ることができます。

先月Astrophysical Journal Lettersに発表された新しい研究では、この種のブラックホールは実際には銀河系内でさえもかなり一般的であることを示唆しています。この研究は、スーパーコンピュータを使用して実行されたシミュレーションに基づいています。天の川に近い質量を持つ銀河を再生することによって、銀河系の融合履歴にかかわらず、銀河系ごとに平均で十数個の超大型ブラックホールが計算されます。射手座A *には、天の川を旅する十数人のいとこがいます。しかし、研究の著者たちは、このようなブラックホールは、宇宙の時代のほぼ10倍の年に、平均して太陽系に近づくはずだと推定しているため、私たちの太陽系は危険にさらされていないようです。天の川に超大型ブラックホールがたくさんある場合、なぜ彼らを見たことがありませんか?研究の背後にあるチームは、このタイプのブラックホールは銀河の中心からかなり離れていると考えています。彼らはガスの雲で自分自身を囲むことはできませんし、完全に黒のままになります。

シミュレーションが現実的かどうかを確認するには、銀河系や別の銀河系で観測を行う必要があります。数十万の太陽質量のこれらの物体は、最終的に検出されるいくつかの痕跡を残さなければならない。私たちの銀河の過去を研究し、創造された出来事を理解する機会かもしれません。しかし、その間に私たちはもう少し良い射手座A *を理解しようとしていなければなりません。なぜなら、この超大型ブラックホールが見えなくても、少なくともどこを見るかは分かっているからです。

NASA / JPL-Caltechによる画像[パブリックドメイン]、ウィキメディア・コモンズから

ソース

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