天文台水沢、困難な画像解析で貢献


画像＝国際研究チームが撮影に成功した地球から最も近い巨大ブラックホール（右下）と、銀河系中心部と太陽系の位置関係図（ＥＨＴなど提供）

　天文学分野の国際プロジェクトチーム「イベント・ホライズン・テレスコープ（ＥＨＴ）」は日本時間の１２日深夜、地球から最も近い巨大ブラックホール（ＢＨ）の撮影に成功したと発表した。３年前に別の巨大ＢＨの撮影成功を公表して以来、人類史上２例目の成果。困難な画像解析に時間を要したが、プロジェクトに参加する国立天文台水沢ＶＬＢＩ観測所（本間希樹所長）の研究者ら日本のメンバーが、可視化に大きく貢献した。
（児玉直人）

　ＥＨＴは日本の国立天文台など世界１３の研究機関・大学が出資し運用。３００人を超える研究者が参加しており、うち１４人が同天文台など日本の研究機関に所属している。
　今回公表された画像は、太陽系が属する天の川銀河（銀河系）の中心部にある巨大ＢＨ。地球から見て、いて座の方向にあることから「いて座Ａ＊（エー・スター）」と呼ばれている。地球から２万７０００光年（１光年＝約９.５兆ｋｍ）離れており、重さは太陽の４００万倍に相当する。
　観測自体は２０１７年に行われた。南北アメリカ大陸とハワイ、ヨーロッパ、南極に点在する８基の電波望遠鏡を連動させ、一つの天体を精密観測する超長基線電波干渉計（ＶＬＢＩ）の技術を用いた。いて座Ａ＊のほか、おとめ座の方向にある「Ｍ８７銀河」の巨大ＢＨなど複数の天体を観測しており、３年前に公表された画像は、Ｍ８７銀河の中心にある巨大ＢＨだった。
　同時期に観測したＢＨの画像公表に数年の差が生じたのは、いて座Ａ＊の画像解析が非常に困難だったためだ。
　画像で明るく見えるリングは「降着円盤」と呼ばれ、ＢＨに吸い込まれようとしているガスやちりが、高温となりさまざまな電波を発しながら周回している。その動きはＢＨが大きくなるほど遅く見える。
　いて座Ａ＊の約１６００倍あるＭ８７銀河のＢＨは、一晩中観測し続けても降着円盤の動きが静止した状態となる。一方、いて座Ａ＊は数分で形が変わるほど降着円盤の動きが激しく、そのままではブレた画像しか得られない。
　ＥＨＴの研究者らは、ＢＨの強力な重力で降着円盤のガスなどがどのような影響を受けているのか正確に調べ、ブレの影響を観測データから除去。これらの解析には水沢ＶＬＢＩ観測所の研究者のほか、同観測所に所属していた研究者ら日本人の若手が大きく貢献したという。
　２０２０年、銀河系の中心に近い天体が非常に強い力の作用を受けている点や、ＢＨが形成される理論を証明したとして、３人の欧米出身者がノーベル物理学賞を受賞した。銀河系の中心に巨大ＢＨが存在していることを間接的に示した成果だったが、今回の撮影画像は間違いなく巨大ＢＨが銀河系の中心にあることを直接的に証明した成果になる。
　ＥＨＴ所属の研究者らは１２日深夜、日本を含む世界７カ所で同時に記者会見を開き、人類史上２例目となるＢＨ画像を一斉公開した。
　都内の会見会場では、水沢ＶＬＢＩ観測所に在籍歴がある森山小太郎さん（ゲーテ大学フランクフルト博士研究員）と小山翔子さん（新潟大学大学院自然科学研究科助教）、本間所長の指導を受けている小藤由太郎さん（東京大学大学院理学系研究科博士課程在学）らが登壇し、研究の意義などを説明。本間所長も会見に同席した。