象徴的な画像からのブラックホールがぐらついているように見える

ブラックホールM87 *。

ブラックホールM87 *。
画像: EHTコラボレーション

科学者は、アインシュタイン理論と一致する行動を含む、最初に直接画像化されたブラックホールに関する重要な新しいことを学んでいますが、それはまた、 予期しない機能 非常にぐらつくリングの形で。

昔のように見えますが、2019年4月に明らかに見えなくなった 信じられないほどの画像 超大質量ブラックホールが最初にリリースされました。 もちろん、ブラックホールを実際に「見る」ことはできません。 とにかく 6歳は喜んであなたに言うでしょう、ブラックホールは光を吸い込む癖があります。 しかし、この画像が示すのは、ブラックホールのイベントホライズンの周囲を渦巻く過熱ガスのブラックホールの影と呼ばれる非対称のリングです。この境界を超えると、光は逃げることができません。

この特定のブラックホール、質量 65億の太陽のうち、5500万光メシエ87銀河、または略してM87 M87 *と指定されたブラックホールは、イベントホライズン望遠鏡によって撮影されました 2019年4月に、 歴史的な科学的成果。 画像はM87 *の静的ビューを提供しましたが、新しい 研究 今週、The Astrophysical Journalに公開されましたが、このブラックホールとその周辺地域の物理的な変化を時系列で調査することが可能になったことを示しています。

測定されたリングの直径の一貫性を示すアニメーションGIF。
画像: M.ウィルガス&EHTコラボレーション

EHTプロジェクトの天文学者は、M87 *を2017年4月の1週間。システムの形状の変化など、システムの動的な側面を追跡する十分な時間はありませんでした。 しかし、研究者たちは今まさにそれを行っています、 アーカイブEHTデータを調査して 2009年に戻る。

「ブラックホールが10年にわたって進化するのを見たい場合は、10年分のデータを持つことに代わるものはありません。」 前記 Maciek Wielgus、ハーバードの天体物理学センターの天文学者、 スミソニアンと新しい論文の筆頭著者、 プレスリリース

EHTは、世界中に戦略的に配置されたラジオ皿で構成される大きな望遠鏡アレイです。 システムは2017年に完全な運用能力を達成し、 料理付き 5つの異なる場所で、ある種の「地球サイズのラジオ皿」ができました。 説明した Max Planck Institute for Radio Astronomyが発表したプレスリリース。 ただし、重要なのは、EHTアレイの初期のプロトタイプが、システムの構築中に重要な天文情報を収集していたことです。 具体的には、2009年から2012年にかけて3つのサイトから、2013年に4つのサイトから巨大なブラックホールの観測が収集されました。

「これらの観察には画像を生成するのに十分な情報が含まれていませんが、単純な幾何学モデルを制約するには十分です」と著者らは新しい研究で書いている。

統計モデリング手法といくつかの知識に基づく推測により、2019年までEHTが収集した観測結果を含むプロセスで、研究者はシステムの変更を経時的にグラフ化できました。

モデルが示すように、このものの全体的な形状は過去10年間一定であり、これはアルバートアインシュタインのファンであれば朗報です。 このサイズのブラックホールの三日月の影の固定直径は、彼の有名な一般相対性理論から引き出された予測と一致します。

「この研究では、一般的な形態または非対称リングの存在が、おそらく数年の時間スケールで持続することを示しています」と、ハーバード大学でMITの科学者で研究の共著者である秋山和氏は述べた。 スミソニアンのプレスリリース。 「これは一貫性としての理論的な期待の重要な確認です [of multiple observations] M87 *の性質と影の起源について、これまで以上に自信を持っています。」

この恒常性は別として、非対称リングがぐらついているように見えるので、天文学者は大きな違いに気づきました かなりの程度まで。 リングの形状は過去10年間変化していませんが、回転しています。

「実際には、そこにはかなりのバリエーションが見られます」とWielgus氏は述べています。

MPIfRAの天文学者で研究の共著者であるThomas Krichbaumは、「データ分析は、リングの方向と微細構造が時間とともに変化することを示唆している」と述べました。彼は説明したように、イベントの地平線を囲む降着流の マックスプランクのプレスリリースで。

M87 *の降着流(ブラックホールに流れ込む物質の速度)は一定していないようです。 著者が推測しているように、リング内の輝くガスは、磁場の結果である非常に乱流な状態にあり、これが時間の経過とともにブラックホールの外観の変化を引き起こしているものです。 「この揺れのダイナミクスにより、 [measure] 降着フロー」とアナトゥアは語った。

このホワイトペーパーで、ブラックホール周辺の親密な領域を研究する新しい時代に入りました。 天文学者は、これらのエキゾチックなシステムの変化を経時的に追跡できます。 彼らは降着流だけでなく研究もできるはずです しかし、次のような関連する現象も 相対論的ジェット。 相対論的ジェットの物理的特性、つまり高エネルギー粒子の流出は、「ブラックホールのホスト銀河内の周囲の媒体との相互作用を理解するための鍵」と述べています。 リチャード・アナンチュア、研究 共著者、リリース。 降着流の観察はまた別のものを提供します 科学者が一般相対性理論をテストする方法。これまでのところかなりうまくいっている理論。

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