2023.12.14

銀河系の中心にある超巨大ブラックホールの初めての画像

marugotoyoten

カリフォルニア工科大学のYoutube動画「銀河系の中心にある超巨大ブラックホールの初めての画像」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
天文学者は、地球全体のような仮想的な望遠鏡を作るために、世界中の電波望遠鏡を組み合わせるアルゴリズムを開発しました。
要点２
イベントホライズン望遠鏡（EHT）は、対になった電波望遠鏡を利用して、最も鮮明な特徴を捉え、対象物の表現を作成します。
要点３
計算画像アルゴリズムにより、科学者は欠落した情報を補完し、サジスターの可能な外観の範囲を捉えることができました。

要約

スケールの課題の克服
天文学者は、銀河系の中心にある超巨大ブラックホールであるサジスターの初めての画像を、技術的に困難な望遠鏡観測と革新的なデータ処理によって成功裏に捉えました。基本的な課題は、このブラックホールの膨大なスケールであり、太陽の約400万倍の質量を持ち、水星の軌道とほぼ同じ大きさの範囲に広がっています。これを克服するため、天文学者は地球全体のような仮想的な望遠鏡を作るために、世界中の電波望遠鏡を組み合わせるアルゴリズムを開発しました。

限られた情報との作業
この画像を作成したイベントホライズン望遠鏡（EHT）は、通常の望遠鏡とは異なる方法で機能しています。代わりに、情報を作成するために対になった電波望遠鏡を使用しています。離れた場所にある望遠鏡は、最も小さな鮮明な特徴を検出できますが、近くにある望遠鏡はより広範な特徴に感度があります。十分なサンプルがあれば、最も鮮明な特徴を回復することができます。ただし、EHTの8つの望遠鏡は、可能なペアリングの一部しか測定していないため、完璧な画像を作成することは不可能です。それにもかかわらず、さまざまな方法で生成された数千の画像を組み合わせて平均化することで、EHTチームは共通の特徴を強調し、サジスターの明確な表現を捉えることができました。

ダイナミックな変化と欠落データの克服
サジスターの画像を捉える際の別の課題は、ブラックホールの周りを渦巻く物質の急速な動きです。この動きにより、データの収集中にブラックホールの外観が変化しました。これに対処するため、科学者とエンジニアは欠落した情報を知的に補完する計算画像アルゴリズムを開発しました。さまざまな方法で生成された数千の画像を作成し、それらを平均化することで、EHTチームはサジスターの可能な外観の範囲を捉えることができました。すべての画像が同じように見えるわけではありませんが、大部分には事前の観測で予測されたサイズのリング状の特徴が含まれています。

将来の可能性
サジスターの初めての画像を捉えることに成功したことで、EHTチームはさらに多くの望遠鏡を活用し、より良いアルゴリズムを開発することを目指しています。これにより、より鮮明な画像を得て、銀河系の中心にある超巨大ブラックホールについてより深い理解を得ることを期待しています。

▼今回の動画