今話題のワード「ブラックホール」。
ついに謎の天体ブラックホールの撮影に成功！このニュースが世界中に飛び交いました。
正直このニュースが出るまでは「ブラックホールなんて本当にあるの？」なんて半信半疑だった人もいるか？と思います。
ですが、ブラックホールは本当に実在していたのです。
科学者たちが長い時間をかけて苦労を重ねて観測に挑み、史上初の視覚的撮影に成功しブラックホールが実在する事を証明してみせました。
史上初の視覚的撮影に成功したブラックホールの姿とは？
宇宙に存在する無数の星や銀河たち。それらは全て、重力によって形成され宇宙をカタチ創っており、宇宙は重力で形成されているといっても過言ではないでしょう。
そんな重力が創り出す究極の天体と言えるのがブラックホール。
重力が一箇所に集まり、高密度と大質量でとてつもない強重力の天体になったのがブラックホールで、あまりにも強い重力故に光の速度よりも重力の方が上回るため、私たちの眼では見る事が出来ず、長い間、理論上存在し得る謎の天体でした。
「Image Credit：ブラックホールのイメージ図（NASA / Alain Riazueloより）」
眼に見えないけど、必ず存在すると信じられて来たブラックホールの姿を捉えようと科学者たちは国際協力による「イベント・ホライズン・テレスコープ（Event Horizon Telescope : EHT）」というプロジェクトを立ち上げ、観測を行った結果、ついにブラックホールの姿を撮影する事に成功したと発表しました。
そしてこれ↓↓が、多くのメディアで紹介されてご存じの方も多いかと思いますがブラックホールの姿を直接撮影した画像です。
「Image Credit：Wikipedia」
世界各所にある6箇所の電波望遠鏡を連携させる事で、不可能だと思われたブラックホールの撮影に成功した貴重な画像で、これは、地球から約5,500万光年も離れた場所にある「M87」と呼ばれる銀河の中心に存在する超大質量ブラックホールの姿です。
撮影に成功したブラックホール「M87」とは？
今回、イベント・ホライズン・テレスコープが撮影に成功したブラックホールは、「M87」という「おとめ座銀河団」にある楕円銀河の中心に存在するブラックホールで、太陽の約65億倍というとんでもない質量を持ち、中心の黒い部分（ブラックホールシャドウ）の大きさが約1,000億キロもあり、さらに、ブラックホールの本体でもある事象の地平面（イベント・ホライズン）の大きさは約400億キロという想像を絶する巨大な超大質量ブラックホールです。また、画像でわかる周りを取り巻く明るいリング部分は、ブラックホールの周りを高速で回る事で高温に熱せられたガスや塵であり、この熱せられたガス等により本来は見えないハズのブラックホール本体が浮かび上がっています。
ちなみに、光さえも脱出出来ないブラックホールをどうやって撮影したのでしょうか？
その方法は、ブラックホールを取り巻くガスから放出される光やx線等で、これらを頼りにブラックホールの位置を特定し今回の撮影に成功したそうです。
天の川銀河とは規模が違い過ぎるM87銀河
撮影に挑んだM87銀河中心にあるブラックホールの規模は、私たちの天の川銀河とは桁が違うほど巨大な銀河（楕円銀河）です。
「Image Credit：M87銀河（Wikipediaより）」
まず、銀河自体の大きさは天の川銀河10万光年に対し、M87銀河は約12万光年と大きさにはそれほど違いはないのですが密度に大きな差があり、星（恒星）数は天の川銀河約2,000億個。M87銀河は数兆個で、球状星団も天の川銀河約150個。M87銀河は約1万5,000個と桁違いの規模を持っている銀河です。
また前記もしましたが、気になる銀河中心にある超大質量ブラックホールの質量は、天の川銀河が太陽の約400万倍に対しM87銀河は約65億倍もあります。
何故、遠く離れたM87銀河なのか？
今回、撮影に成功したブラックホールの画像を見て、もっと地球に近い場所にあるブラックホールを撮影すれば、より鮮明に見えたのでは？と単純に素人的には思います。そもそも、これまでブラックホール候補は数多く発見されており、例えば、人類が初めて発見したブラックホール「はくちょう座X-1」は約6,000光年の距離にあります。
撮影されたM87は地球から約5,500万光年ですからこれらのブラックホールの方が遥かに近い距離にあります。
では何故、ブラックホール撮影ターゲットに遠く離れたM87が選ばれたのでしょうか？
それは、まずEHTが観測できる8箇所の電波望遠鏡の領域が限られている事で、さらには、通常太陽の何億倍という巨大ブラックホールは地球から数億光年以上も離れており、その事から考えると太陽質量の約65億倍もあるM87までの距離は宇宙的なスケールで見るとかなり近いという事になります。
「Image Credit：Event Horizon Telescope」
また、M87のブラックホールを取り巻くガスが、光度を変化させながらゆっくりと移動しているため観測しやすい事もあります。
つまり、M87という巨大なブラックホールこそが観測しやすく撮影にも適している事のようです。
ブラックホール撮影成功！？でも写るべきモノが写っていない？
今回撮影された画像の成果は大成功でしたが、写った画像を見て科学者たちは少し首を傾げたそうです。その理由は、予想していたモノが写っていなかった事にあるそうで、それは、宇宙ジェットと呼ばれるブラックホール中心から放出されるプラズマガスの事で、本来なら約8,000光年もの長さを持つジェットが写っているハズだったのでした。
何故、このジェットが写っていなかったのかは今のところ不明で、このジェットを含むブラックホールの撮影は今後の課題にもなるようです。
「Image Credit：ブラックホールのジェット構造（YouTUBEより）」
また、EHTは私たちの天の川銀河中心にある「いて座A*」にも観測の目を向けており、地球から2万6,000光年先の「いて座A*」よりも2,000倍も遠いM87の方が観測条件が良かったため先に撮影に成功しています。
今回の撮影では残念ながら宇宙ジェットまでは写りませんでしたが、EHTチームは新たに考案された観測手法でもっと近くにある「いて座A*」の撮影に挑んでいるとの事。
「いて座A*」はM87より近いという事もありますが、私たちの銀河の中心にあるブラックホールで言わば身近な存在とも言えるかも知れません。
そんな「いて座A*」がどんな姿をしているのか？今後の観測に期待し結果を待ちたいモノです。
※ 追記：この記事を投稿した3年後の2022年5月。天の川銀河の中心に存在する超大質量ブラックホール「いて座A*」の撮影に成功しています。
「Image Credit：直接撮影された「いて座A*」（Wikipediaより）」
「いて座A*」の大きさは約6,000万キロで、質量は太陽の約400万倍あると考えられています。
