自然科学研究機構 国立天文台

多波長同時観測でさぐるM87巨大ブラックホールの活動性と周辺構造―地上・宇宙の望遠鏡が一致団結―

研究成果

M87の中心にある巨大ブラックホールをさまざまな波長の電磁波で観測した画像
M87の中心にある巨大ブラックホールをさまざまな波長の電磁波で観測した画像。使用した望遠鏡によって観測波長や解像度がさまざまであり、見えているスケールも異なる。
Credit: The EHT Multi-wavelength Science Working Group; the EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); the EVN; the EAVN Collaboration; VLBA (NRAO); the GMVA; the Hubble Space Telescope; the Neil Gehrels Swift Observatory; the Chandra X-ray Observatory; the Nuclear Spectroscopic Telescope Array; the Fermi-LAT Collaboration; the H.E.S.S. collaboration; the MAGIC collaboration; the VERITAS collaboration; NASA and ESA. Composition by J. C. Algaba)
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2017年4月、イベント・ホライズン・テレスコープ(EHT)と地球上の各地の望遠鏡、さらに宇宙空間にある電波望遠鏡、可視光線・紫外線望遠鏡、X線望遠鏡、ガンマ線望遠鏡が、一斉に楕円銀河M87の中心にある巨大ブラックホールを観測しました。これら多波長域の観測データを組み合わせた結果、巨大ブラックホールから噴き出すジェットの詳細な姿が描き出され、この時期のブラックホールの活動は非常に「おとなしい」状態にあったことが明らかになりました。

さらに今回の観測結果と、理論・シミュレーション研究で得た結果との比較から、EHTで観測されたブラックホール近傍のリング状の電波放射領域とは異なる場所からガンマ線が放射されていると考えると、観測結果をうまく説明できることが分かりました。これは、巨大ブラックホールから噴き出すジェットが複雑な構造を持っていることを示す結果であり、ジェットの形成や多彩な電磁波放射メカニズムの解明の手掛かりとなる重要な成果です。

本研究には、地上・宇宙から計19の多波長域の望遠鏡が観測に参加し、さらに国立天文台が運用する天文学専用スーパーコンピュータ「アテルイII」がシミュレーションに加わって、32の国と地域から総勢760名を超える研究者が参加しました。そして、ジェットを持つ巨大ブラックホールの観測キャンペーンとしては、天文学史上最大規模となりました。
この観測キャンペーンと研究成果についての詳細は、EHT-Japanのウェブサイトで解説しています。

この研究成果は、Event Horizon Telescope Science Multi-Wavelength Science Working Group et al. “Broadband Multi-wavelength Properties of M87 During the 2017 Event Horizon Telescope Campaign”として、米国の天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に2021年4月14日付で掲載されました。

今回の観測に参加した19の望遠鏡とシミュレーションで参加した「アテルイⅡ」
今回の観測に参加した19の望遠鏡とシミュレーションで参加した「アテルイⅡ」。 クレジット:国立天文台 オリジナルサイズ(411KB)
楕円銀河M87中心の巨大ブラックホールを、イベント・ホライズン・テレスコープ(EHT)の観測画像からさまざまな波長の電磁波で観測した画像へズームアウトした映像。使用した望遠鏡によって解像度や見えているスケールが異なる。
Credit: The EHT Multi-wavelength Science Working Group; the EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); the EVN; the EAVN Collaboration; VLBA (NRAO); the GMVA; the Hubble Space Telescope; the Neil Gehrels Swift Observatory; the Chandra X-ray Observatory; the Nuclear Spectroscopic Telescope Array; the Fermi-LAT Collaboration; the H.E.S.S collaboration; the MAGIC collaboration; the VERITAS collaboration; NASA, ESA and ESO; NASA/GSFC/SVS/M.Subbarao & NASA/CXC/SAO/A.Jubett.

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