ブラックホールの撮影に成功 世界初
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世界で初めてブラックホールの影を撮影することに成功したと、日米欧などの国際研究チームが10日、発表したそうです。 |
世界で初めてブラックホールの影を撮影することに成功したと、日米欧などの国際研究チームが10日、発表した。ブラックホールの存在は約100年前にアインシュタインの一般相対性理論によって予測されたが、強大な重力で光さえも外に出られないため、観測が難しかった。研究チームは高解像度の電波望遠鏡を利用してブラックホールのごく近傍のガスが発する電波を精密に観測し、影絵のようにブラックホールを浮かび上がらせた。
一般相対性理論の正しさを証明するとともに、銀河の中心にあると考えられてきた巨大ブラックホールを直接確認した成果。ブラックホールの影の大きさから質量などを算出し、銀河の起源や進化を解明する重要な手がかりとなる。
チームは2017年4月、おとめ座の方向にあり、地球から約5500万光年離れた楕円（だえん）銀河「M87」の中心にあると考えられていた宇宙最大級のブラックホールを観測。南米チリにある「アルマ」をはじめハワイ、南極など世界6カ所にある8台の電波望遠鏡の観測データを約2年かけて慎重に解析した。
その結果、ブラックホール周辺部のガスがリング状に輝き、中心が影のように暗くなっている画像が得られた。リングの直径は約1000億キロで、そこからM87の中心にあるブラックホールの質量は太陽の約65億倍だと算定できるという。
プロジェクトには約200人の研究者が参加。日本の研究者の代表を務める本間希樹（まれき）・国立天文台教授（銀河天文学）は「誰もその姿を見たことがなかったブラックホールの姿を撮影でき、アインシュタインの一般相対性理論を裏付ける結果となった。過去100年にわたる物理学的、天文学的な問いに対する明確な答えだ」と話した。
ブラックホール
極めて高密度、大質量で重力が非常に強く、周囲にあるガスなどの物質を引き込む天体。光の速度でも脱出できない。角砂糖の大きさで地球ほどの質量を持った物体はブラックホールになるとされる。重い星が一生の最後に自己の重力によって収縮してできるタイプのほか、銀河中心に巨大ブラックホールがあると考えられているが、巨大ブラックホールの成因はよく分かっていない。
重力のある状態での時間や空間の性質を説明する一般相対性理論によれば、天体の重力によって時空にゆがみが生じ、光や物体はそのゆがみに沿って進むため、軌道が曲げられる。天体に近いほど時空のゆがみは大きくなり、ある半径よりも内側からは物質ばかりか光さえも脱出できなくなる。これがブラックホールで、外側との境界は「事象の地平面」と呼ばれる。
今回撮影されたのは、事象の地平面の外側にできる「ブラックホールの影」だ。嶺重慎（みねしげ・しん）・京都大教授（宇宙物理学）は「一般相対性理論を直接証明する成果で、ノーベル賞の対象にもなるだろう」と意義を説明する。
太陽の30倍以上の重い星が一生を終えた後、自己の重力によって収縮しブラックホールができると考えられているが、宇宙に無数にある銀河の中心にも、太陽の100万倍から100億倍もの質量を持つ巨大ブラックホールが存在することが、観測や理論からほぼ確実とみられてきた。
巨大ブラックホールの周囲には、強い重力に引きつけられたガスが回転しながら形成する円盤（降着円盤）、さらに円盤と垂直に光速に近い速さで噴き出す長大なガスの噴流（ジェット）ができると予測されているが、実際に撮影できていたのはジェットだけで、ブラックホールが存在する確実な証拠はなかった。
天文学的にも、銀河中心の巨大ブラックホールの存在が確定した意義は大きい。巨大ブラックホールにはまだ謎が多い。最大の謎の一つがその起源だ。巨大ブラックホールの一部は宇宙誕生からそれほど時間を置かずにできたとみられるが、その仕組みは分かっていない。
また、銀河の質量が大きいほど中心のブラックホールも重くなっていることから、138億年の宇宙の歴史の中で銀河とブラックホールが互いに影響しながら成長してきたと考えられているものの、ブラックホールと銀河のどちらが先に形成されたのかなど、基本的な点は不明だ。今後、観測が進む中で、こうした謎が解明されていくことも期待される。
【毎日新聞 配信】
報道中
『角砂糖の大きさで地球ほどの質量を持った物体はブラックホールになるとされる。』という文言がありましたが、正に我々の想像を遥かに超えた現象だと思います。
ウィキペディアによりますと、アルベルト・アインシュタインの一般相対性理論では次のことが予測されているそうです。
重力波
時空の歪み（重力場）の変動が伝播する現象。線型近似が有効な弱い重力波の伝播速度は光速である。アインシュタインによる予測の発表から100年目の2016年に、アメリカのLIGOにより直接観測された。
膨張宇宙
時空は膨張または収縮し、定常にとどまることがないこと。ビッグバン宇宙を導く。
ブラックホール
限られた空間に大きな質量が集中すると、光さえ脱出できないブラックホールが形成される。
アインシュタインの
予測の正当性が様々な観測を通して証明されているようですが、ただただ唖然とするばかりです。
ちなみにブラックホールではあらゆるものが吸い込まれていき、それがまたどこかで吐き出されているとの発表もあり、またこの宇宙はほんの少しの物質のビッグバンにより形成され、更には少しの物質に想像を絶する強力なエネルギーが加われば新たなビッグバンが生じて、平たい形の宇宙に並行した層のように別の宇宙が形成されるなどの説もあるようです。
具体的な想像は
ほとんどできませんが、物凄い（ゼロが何十個も連なるような）エネルギーを作り出すことができれば、宇宙規模の大変化がもたらされることは計算上証明されているそうです。
あと数十億年で太陽の寿命が尽き、その数百年（？）前から地球への影響もあるため、その頃には外宇宙への移民が実施されるだろうということが言われていますし、近年における太陽のちょっとした変化や、星の残骸の地球への衝突の可能性なども全くゼロではないという指摘もあり、火星への移民のための調査なども熱を帯びているようです。
過去に経験した自然災害を思えばその凄まじさに驚くばかりですが、人間というものは自然の大きな営みを前にしなければ自らの無力さを実感できない生き物なのかも知れませんね。
現実には
様々な国どうしのいざこざが報道されることも多く、今回の報道に触れた時「今そんなことをしている場合か」という気持ちになりましたが、そう思った人は少なくはないのではないでしょうか。