2019年4月、楕円銀河M87の中心にある超巨大ブラックホールの画像が公開され大きな話題となりました。その画像は国際研究チーム「イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）・コラボレーション」によって2017年4月に観測されたものでしたが、その1年後の2018年4月に新たにとらえたM87のブラックホールの観測画像が、2024年1月18日に公開されました。
冒頭の画像は、左が2017年、右が2018年に撮影されたものです。2018年の画像にも、2017年の画像と同じ大きさのリング状構造がみられました。どちらの画像にも中央に暗い部分があります。これは一般相対性理論から予言される「ブラックホールシャドウ」です。
理論の予測通りの画像が得られた
リングの見かけの大きさは、ブラックホールの質量とブラックホールまでの距離によって決まります。1年間ではブラックホールまでの距離が変わることもなく、M87ブラックホールに落ちていく物質の密度が小さいので質量もほとんど変化しません。そのためリングの直径が変化しないことは、一般相対性理論から予測されていました。
一方で、リングの最も明るい場所は、両者の間で変化が見られます。2017年の画像では6時の方向、2018年の画像では5時の方向が最も明るく、およそ30度異なっていたのです。これはブラックホール周辺の物質による乱流状の振る舞いが影響していると考えられているとのこと。明るさの分布が変化しうることも、理論的に予想されていました。
ただ最も明るい場所は、どちらも南側でした。これはブラックホールの自転軸がほぼ東西方向であることを理論的に示唆しているとのことです。ブラックホールから離れたところで見つかっているジェットの方向とも近いことがわかりました。
EHTは、アルマ望遠鏡をはじめ多数の電波望遠鏡からなるネットワークで観測を行います。2018年の画像では、2017年末に新たに北極圏で建設されたグリーンランド望遠鏡がネットワークに参加するなど、画像の質や感度が上がりました。またデータ解析には初撮影時に使用された手法に加え、天の川銀河のブラックホールの解析をもとに新たに開発された手法など、合計8つの独立した手法が用いられたとのことです。
Image Credit: EHT Collaboration
