天体物理学：超大質量ブラックホールの理解を深める新しい画像
Nature
銀河M87の中心に位置する超大質量ブラックホールを取り囲むリング状構造の観測結果を報告する論文が、今週、Natureに掲載される。この知見は、ブラックホールの特性に関する我々の理解を深める可能性がある。
宇宙に存在するほとんどの大型銀河の中心に超大質量ブラックホールが存在し、エネルギーが噴出しているという学説が提唱されている。銀河の一種である活動銀河は、中心部分（活動銀河核）が周囲よりはるかに明るく、塵とガスがブラックホールに落下（降着）する際に放出する光とエネルギーのジェットが原因だと考えられている。この活動銀河核に作用する物理機構を突き止める上で、超大質量ブラックホールの特性を調べることは重要だ。ブラックホールへの降着とブラックホールジェット形成の研究では、地球の近傍（約5400万光年先）に位置する銀河M87が最も重要な調査対象となっている。
今回、Ru-Sen Lu、台湾中央研究院天文及天文物理研究所の浅田圭一（あさだ・けいいち）、Thomas Krichbaum、国立天文台水沢VLBI観測所、総合研究大学院大学の秦和弘（はだ・かずひろ）らは、2018年の観測によって得られたM87の新しい高解像度画像を発表した。この観測は、世界の複数の観測地点を結んだグローバルミリ波VLBI観測網（GMVA） によるもので、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）のフェーズドアレイやグリーンランド望遠鏡（GLT）によって補完された。超大質量ブラックホールの周辺領域の画像には、強力なジェットを噴出するリング状の構造が示されている。このリング状構造は、2017年のイベントホライズンテレスコープによる観測結果による推定よりも約50％大きいと評価され、ブラックホールへの降着流の領域と解釈された。また、今回の観測結果からは、降着流に関連した風の存在可能性も示唆された。
Observations of a ring-like structure surrounding the supermassive black hole at the centre of the galaxy M87 are reported in Nature this week. The findings may improve our understanding of the properties of black holes.
Supermassive black holes with energetic outflows are proposed to exist in the centre of most large galaxies. Investigating the properties of supermassive black holes is important for determining the physical mechanisms acting in active galactic nuclei. An active galactic nucleus is a region at the centre of some galaxies that is far brighter than the rest of the galaxy, owing to the jets of light and energy emitted by dust and gas as it falls (accretes) into a black hole. The nearby (around 54 million light-years away from Earth) galaxy M87 is a prime target to study black hole accretion and jet formation.
Ru-Sen Lu, Keiichi Asada, Thomas Krichbaum, Kazuhiro Hada and colleagues present new high-resolution images of M87 obtained in 2018. The observations were made with the Global Millimetre VLBI Array (GMVA), which combines observations from around the world, and are complemented by the phased Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) and the Greenland Telescope (GLT). The imaging of the region surrounding the supermassive black hole reveals a ring structure from which the powerful jets emerge. The ring, estimated to be around 50% larger than inferred by the Event Horizon Telescope observations taken in 2017, is interpreted as the region of accretion flow into the black hole. The observations also suggest the possible presence of a wind associated with the accretion flow.
doi: 10.1038/s41586-023-05843-w
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