Portrait of a Black Hole

天の川銀河の中心　いて座Aスターの肖像

By Seth Fletcher

S. フレッチャー


Deep in the heart of the Milky Way, strange things happen. This is a place where stars slingshot around apparently empty space at an appreciable fraction of the speed of light. Scientists have long thought that only a supermassive black hole could explain the stars’ movements, but until this year, they hesitated to say that outright. For example, when astronomers Reinhard Genzel and Andrea Ghez shared a portion of the 2020 Nobel Prize in Physics, their citation specified that they were awarded for “the discovery of a supermassive compact object at the centre of our galaxy,” not the revelation of a “black hole.” The object is known as Sagittarius A* (“Sagittarius A star”).		天の川の中心部奥深くで，奇妙なことが起こっている。何もないように見える空間の周りを，星々が光速の数％という超高速で動き回っているのだ。この星の動きを説明できるのは超大質量ブラックホールだけだと考えられてきたが，今年までそれを公然と言うことははばかられた。例えば天文学者のゲンツェル（Reinhard Genzel）とゲズ（Andrea Ghez）が共同受賞した2020年のノーベル物理学賞の授賞理由は「天の川銀河中心にある超大質量コンパクト天体の発見」であり，「ブラックホール」の発見ではなかった。このコンパクト天体は「いて座A*」（いて座Aスター）と呼ばれている。
This spring, however, the astronomers behind the Event Horizon Telescope (EHT) settled the matter by unveiling the first image of a supermassive black hole at the center of the Milky Way. It wasn’t the first picture of a black hole this collaboration had captured—that was the iconic image of M87, which they revealed in April 2019. But it was the one they wanted most. Sagittarius A is our own private supermassive black hole, the still point around which our galaxy revolves.		だが今年の春，イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）の天文学者チームが天の川銀河中心にある超大質量ブラックホールの初の画像を発表し，この問題は決着した。同チームがとらえたブラックホールの画像はこれが初めてではない。第一号は2019年4月に発表したM87の画像だった。しかし彼らが最も望んでいたのは今回の画像だ。いて座Aはほかならぬ私たちの銀河にあるブラックホールであり，私たちの銀河がその周りを回っている静止点なのだ。
Black holes trap everything that falls in, including light, so they are, in a very real sense, unseeable. But they warp spacetime around them so severely that, when they are illuminated by glowing streams of infalling matter shredded in their gravitational grip, they cast a “shadow.” The shadow is about two and a half times larger than a black hole’s event horizon, the boundary in spacetime through which nothing that passes can ever return.		ブラックホールは光を含めそこに落下するすべてを捕らえるので，本質的に見ることができない。だが周囲の時空をひどく歪めるため，重力で引き裂かれて落下してくる物質の流れが発する光に照らされると，ブラックホールの“影”ができる。ブラックホールシャドウと呼ばれるこの影の大きさは，ブラックホールの「事象の地平」（そこを通過すると何物も戻ってこられない時空の境界）の約2.5倍となる。
The EHT captured images of this shadow using a technique called very long baseline interferometry (VLBI), which combines radio observatories on multiple continents to form a virtual Earth-size telescope, an instrument with the highest resolution in all of astronomy. In April 2017 the EHT collaboration spent several nights pointing that virtual instrument at Sagittarius A* and other supermassive black holes. The scientists then spent years analyzing the raw data and converting them into an image.		EHTはこのブラックホールシャドウを超長基線電波干渉法（VLBI）という手法を用いて撮影した。複数の大陸にある電波望遠鏡を組み合わせ，実質的に地球サイズの望遠鏡を構築する技法だ。EHTは天文学史上で最高の分解能を持つ。チームは2017年4月，この仮想的装置を数夜にわたって，いて座A*などの超大質量ブラックホールに向けた。その生データを数年がかりで解析し，1枚の画像に変換した。