科学者はブラックホールが回転できると主張する

サウスチャイナ・モーニング・ポストによると、研究チームは20年以上にわたり世界規模の電波望遠鏡ネットワークからの観測データを精査した結果、M87銀河の巨大ブラックホールがコマのように揺れるジェットを放出していることを発見した。

ネイチャー誌に掲載された研究によると、これらのジェット気流が一周期を完了するには約11年かかることが判明した。

「これはブラックホールが回転するだけでなく、横方向にも回転するという初めての観測的証拠だ」と、この研究には関与していない中国国家天文台の天体物理学者、郭立軍氏はコメントした。この発見は、長期にわたる観測データの蓄積と慎重な分析によって可能となり、宇宙の理解を深めるために望遠鏡と天文学者が協力することの重要性を実証しています。」

ゴウ氏によると、ジャイロスコープの回転運動は通常、ジャイロスコープ自体の回転運動と、中心点の周りの回転軸の方向の連続的な変化という 2 つの部分で構成されます。このプロセスは歳差運動サイクルと呼ばれます。

たとえば、地球は 24 時間ごとに自転し、昼と夜を形成します。一方、地球は約 26,000 年で歳差運動の周期を完了します。現在、地球の自転軸は太陽の周りの軌道に対して約 23 度傾いています。

科学者たちはブラックホールの周囲を渦巻く高温ガスを利用してブラックホールの回転を研究してきた。ゴウ氏によると、ほとんどのブラックホールは極めて高速で回転しており、中には光速に近い速度で回転するものもあるという。

2019年、人類は初めて、地球から約5500万光年離れた太陽の65億倍の質量を持つ銀河M87の超大質量ブラックホールを直接撮影する機会を得た。

浙江省実験室（杭州）の研究員である崔玉珠氏とその同僚は、M87ブラックホールの詳細な分析で、両極から放出されたブラックホール粒子で構成されるブラックホールのジェットが、2017年には以前の観測とは異なる方向に向かっているように見えることを発見した。

新華社通信は崔氏の発言を引用し、研究者らは中国、日本、韓国、イタリア、ロシアにある20の電波望遠鏡から2000年から2022年までに収集されたデータをまとめた。分析結果によると、これらのジェットは周期的に移動しており、その周期は約11年、傾斜角は約10度です。

ジェットの歳差運動周期の原因を解明するため、研究チームは国立天文台のスーパーコンピューターの助けを借りて理論分析と数値シミュレーションを行った。研究者たちは、ブラックホールの実際の回転軸がそれを取り囲むリングの回転軸と完全に一致していないため、このずれによってジェットが揺れていることを発見した。この現象はアルバート・アインシュタインの一般相対性理論でも予測されていました。

「この歳差運動の検出は、M87の超大質量ブラックホールが実際に回転していることを示す強力な証拠となる」と研究者らは記している。

しかし、科学者たちはまだ、M87 ブラックホールの回転速度を理解し、その知見をどのように使って超大質量ブラックホールの形成過程を明らかにする必要がある。これはこの分野における長年の疑問でもあります。