昨日は世界の科学、特に天文学にとって特別な日でした。私たちは初めてブラック ホールの事象の地平線を検出しました。これは、前例のない方法でブラック ホールが観測されたことを意味します。この検出は並外れた技術的偉業であり、宇宙におけるこれらの天体の存在の最初の具体的な証拠であることに加えて、アインシュタインの一般相対性理論を裏付けています。
サンパウロ大学天文学・地球物理学・大気科学研究所（IAG-USP）の研究員ペドロ・ビークリニ氏は、「科学はすでにブラックホールの存在を示す多くの証拠を持っているが、検出には至らない」と語る。研究者にとって、待望の検出は、ブラックホールの地平線の限界で何が起こっているかを研究する可能性をもたらします。「ブラックホールが回転していることはすでに確認されています。なぜなら、回転していなければ、影の測定されたサイズは異なるからです」それらは新たな観測を生み、少しずつ私たちはさらに一歩前進することになるでしょう」とビークリニ氏は言います。
昨日検出されたような超大質量ブラック ホールの存在は、アルバート アインシュタインの一般相対性理論 (1915 年) の結果です。これらの超高密度の物体は時空の次元を変形させ、事象の地平線と呼ばれる特定の点を超えると光さえも逃れることができないほど大きな曲率を生成します。検出結果は、まさに予想通りの結果を示しました。事象の地平線の周りを周回する物質を伴う、放射線の放出のないほぼ円形の領域です。
検出方法
私たちが持つ宇宙の画像は、さまざまな天体から放出される電磁放射（光）を捉えることによって得られます。しかし、放射線を出さない物体をどうやって検出するのでしょうか?答えは、ブラックホールに「落ちる」物質にあり、ブラックホールは事象の地平線を通過するまで放射線を放出し続けます。
問題は、これらの天体は地球から非常に遠いため、空にある物体のサイズが非常に小さいことです。昨日検出されたブラックホールを「見る」には、直径10,000kmのアンテナを備えた望遠鏡が必要となるが、これは地球の直径（12,742km）にほぼ等しい。それは、月の表面のオレンジを「写真に撮る」ようなものです。
このような規模の望遠鏡を構築することは現実的ではなく、その解決策は、地球上に分散された複数の電波望遠鏡 (アンテナ) を組み合わせて使用することでした。この観測は「イベント・ホライズン・テレスコープ」プロジェクトに参加した8台のアンテナで行われましたが、このアンテナ数でも地球直径の望遠鏡と同等の信号受信が可能になるまでにはまだまだ長い道のりがあります。
このため、宇宙から受信した情報のギャップを埋めるアルゴリズム、つまりアンテナで得た情報を組み合わせて処理し、最終的な画像を構成するコンピュータープログラムを開発する必要がありました。ケイティ・ボウマン氏は、マサチューセッツ工科大学 (MIT) のコンピューターサイエンスおよび人工知能研究所、ハーバード・スミソニアン天体物理学センター、および MIT のヘイスタック天文台の研究者で構成されるアルゴリズムを開発したチームを率いました。
この画像は素晴らしいですが、解釈には注意が必要です。「これは、私たちの目で見えるスペクトル範囲から非常に遠い、波長 1.3 mm での干渉観測から復元されたものです。ブラック ホールの周囲のガスも同様です。」必然的に赤みがかっています。画像は偽色で表示されており、ブラック ホールの周囲のガスの輝きの強さを示しているだけです」と、IAG-USP の研究者でもあるフェリペ ナバレテ氏は説明します。
