リング内部を覗く：新しいスペクトルマップがM87ブラックホールを前例のない詳細さで明らかに
M87銀河の中心にある超巨大ブラックホールを取り巻く象徴的な光のリングは、一様な輝きではない。2つの全球電波望遠鏡ネットワークのデータを組み合わせた新たな研究により、リングの放射が事象の地平面からの距離に応じてどのように変化するかがマッピングされ、ブラックホールのすぐ外側のプラズマ環境のこれまでで最も鮮明な物理的画像が提供された。
中国科学院上海天文台（SAO）が率いる国際チームは、2018年に取得されたM87の観測データを、1.3ミリメートル（Event Horizon Telescope：EHT）と3.5ミリメートル（Global Millimeter VLBI Array：GMVA）の2つの異なる波長で分析した。両方の周波数での画像を比較することにより、研究者らはM87ブラックホールの最初の空間分解スペクトル指数マップを作成した。これは、画像の各点における2つの波長間での放射の明るさの変化の度合いを示す指標である。
結果は明確な遷移を示している。最も内側の領域ではスペクトル指数が正であり、プラズマが光学的に厚いことを意味する。磁場中で螺旋運動する電子が放出する光子を再吸収する、シンクロトロン自己吸収として知られるプロセスである。外側に向かって、ブラックホールから約30マイクロ秒角の地点で、指数は負に反転し、光子が自由に脱出できる境界を示す。この遷移点は、2019年の象徴的なEHT画像に見られるリング構造と密接に一致している。
この研究は、2019年に観測されたリングが単なる印象的な視覚的特徴以上のものであることを示している。それは、落下するプラズマの物理的状態の変化の直接的な兆候である。この新しい技術は、天文学者にブラックホール画像における重力効果とプラズマ物理を区別する方法を提供する。これは、画像化のみでは困難であった区別である。
この論文はアストロフィジカル・ジャーナル・レターズに掲載された。
画像：
- M87ブラックホールのEHT画像：https://eventhorizontelescope.org/sites/default/files/styles/large/public/images/20190410-m87-black-hole.jpg
- 上海天文台の発表：https://english.shao.ac.cn/news/202607/t20260714_1178114.html
雅子 訳
出典：1ban.news