地上望遠鏡が前例なき解像度を達成：天文学の新時代が到来

Tokyoイベントホライズンテレスコープ（EHT）のチームは、地球上からの観測でかつてないほどの鮮明さを達成しました。彼らは、高精細な画像を得るために、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）などのツールを使用して、遠くの銀河の光を約345 GHzの周波数で観測しました。この周波数は、波長が0.87 mmに相当し、これまでよりもはるかに鮮明な画像をもたらしました。

この成果の重要性を理解するために、以下の点を挙げます：

• このプロジェクトでは、非常に長い基線干渉法（VLBI）を用いて地球上の複数の電波観測所を連携させ、地球サイズの仮想望遠鏡を作り上げました。
• チームは新たな波長で技術の検証を目的とし、遠方の明るい銀河を観測するパイロット実験を実施しました。
• 地上望遠鏡による最高解像度は19マイクロアークセカンドで、これまでの記録を更新しました。

より鮮明な望遠鏡の画像を得るために、科学者たちは通常、より大きな望遠鏡を使用するか、それらをより広く配置します。しかし、EHTはすでに地球上で可能な最大の距離を使用しているため、観測に短い波長を選びました。この短い波長を使うことで、画像がより明瞭になり、ブラックホールを観察するときにより多くの詳細が見えるようになります。

ジェット推進研究所のアレクサンダー・レイモンドによれば、0.87 mmの波長を使用することで、EHTの画像は50%鮮明になったと言います。この向上は、超大質量ブラックホールの外側付近を研究する上で重要で、新しい特性や動作を発見する手助けとなる可能性があります。

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0.87ミリメートルでの観測は、いくつかの課題がある中での技術的偉業です。まず第一に、大気中の水蒸気がこの波長の電波を他の長い波長よりも多く吸収するため、信号受信が難しくなっています。さらに、短い波長は大気の乱れやノイズの影響を受けやすいです。また、全球的な気象条件が、大気に敏感な観測を邪魔することもあります。

これらの問題に対処するため、より短い波長を検出できる新しい電波望遠鏡を作りました。これにより、ブラックホールをより詳しく研究し、より小さく暗いブラックホールを発見することが可能になりました。

ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者シェパード・ドールマンは、異なる波長でブラックホール周囲のガスの動きを観測することが、ブラックホールがどのように物質を引き寄せ、強力なジェットを放出するかというメカニズムの理解につながると指摘しています。これにより、ブラックホールの振る舞いに関する謎のいくつかが解明される可能性があります。

マックス・プランク電波天文学研究所のトーマス・クリッヒバウム氏によると、IRAM望遠鏡とALMAやAPEXを活用した将来の観測によって、1.3 mmと0.87 mmの波長で同時に画像が取得できるようになるとのことです。この方法により、ブラックホールやその周辺についての詳細がより明らかになり、理解が深まるでしょう。