Research press release

天文学:「事象の地平線」望遠鏡が別のブラックホールを拡大撮影した

Nature Astronomy

Astronomy: Event Horizon Telescope zooms in on another black hole

超大質量ブラックホールから放出されたプラズマジェットの高分解能の電波観測結果が、一般相対性理論に基づく予測と1光日未満のスケールで一致することを示した論文が、Nature Astronomy に掲載される。この知見は、ブラックホールが幅広い質量範囲で似たような振る舞いをすることを示唆している。

2019年に「事象の地平線」望遠鏡(EHT)によって初めて撮影された、超巨大楕円銀河M87のブラックホールの影(オレンジ色の「ドーナツ型」)の画像は、アインシュタインの一般相対性理論に基づく予測と驚くほど一致を示した。しかし、それほど大質量でないブラックホールやそれほど活発に物質を集積していないブラックホールの周辺の物質が、M87と異なる振る舞いをするかは明らかになっていない。

今回、Michael Janssenたちは、EHTを、地球に最も近い活動銀河で強力なプラズマジェットを持つケンタウルス座Aに向けた。ケンタウルス座Aは、M87よりも質量が小さく、その超大質量ブラックホールが集積する物質の量はM87のブラックホールのわずか数分の1であり、従って、M87の巨大なブラックホールと銀河系のブラックホールの間を埋める存在となる。Janssenたちは、ケンタウルス座Aのブラックホールから0.6光日離れた場所を観測し、そのジェットが、明るい周縁部を持つ2つの中空の円錐のように見えることを見いだした。ジェットの全体的な形状と性質は、M87のジェットや、恒星質量ブラックホールから放出されるジェットの形状と性質に非常によく似ていることが観測された。今回の知見は、大質量ブラックホールが、より質量の小さなブラックホールのスケールアップ版であるという考えを支持するものである。

High-resolution radio observations of a jet of plasma emitted from a supermassive black hole are in agreement with expectations based on general relativity down to a scale of less than a lightday, according to a study published in Nature Astronomy. These findings suggest that black holes behave similarly over a wide range of masses.

The first image of a black hole shadow — the orange ‘doughnut’ — in the supergiant elliptical galaxy M87, captured by the Event Horizon Telescope in 2019, revealed remarkable consistency with predictions based on Einstein’s theory of general relativity. However, it remains unclear whether matter in the vicinity of a less massive black hole or a black hole that accumulates matter less vigorously behaves differently than in M87.

Michael Janssen and colleagues turned their radio telescopes toward Centaurus A, the nearest active galaxy to Earth with a strong plasma jet. This galaxy is less massive than M87 and its supermassive black hole accumulates only a fraction of the material as the one in M87. Therefore, Centaurus A bridges the gap between the behemoth black hole in M87 and the one in the Milky Way galaxy. Peering down to 0.6 lightdays away from the black hole, the authors found that the jet appears as a hollow bi-cone with bright edges. They observed that the overall geometry and properties of the jet bear a striking resemblance to those of the jet in M87, as well as to jets launched by black holes of stellar masses. This finding supports the idea that massive black holes are scaled-up versions of their lighter counterparts.

doi: 10.1038/s41550-021-01417-w

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