星や銀河に見えるだろ？でもこれ全部ブラックホールなんだぜ。その数なんと25,000個

　上の画像を見てほしい、白い無数の輝く点は、満天の星空や銀河かと思いきや実はそうではない。それらは活動中の「超大質量ブラックホール」だ。

　超大質量ブラックホールは、太陽の10万〜100億倍の質量をもつブラックホールで、銀河の中心にあると考えられている。

　2021年に公開されたこの画像には、そんな怪物が25,000個も映っている。

　つまりは、ヨーロッパにも匹敵する巨大な電波望遠鏡によって作られた、史上最高に詳細なブラックホールの地図なのだ。

ブラックホールから放たれた超低周波の電波をとらえて可視化

　光すら逃げられないと言うだけあって、何もしてないブラックホールを見つけるのは難しい。その存在を示す放射線を出さないからだ。

　一方、ブラックホールが貪欲なまでに物質を飲み込んでいる最中には、その周囲にある塵やガスの円盤から強力な放射線が放たれる。

　天文学者がブラックホールの存在を知ることができるのは、こうした複数の波長でなる放射線があるおかげだ。

　そして今回の画像は、ブラックホールから放たれた超低周波の電波を、オランダにある電波望遠鏡「LOFAR」でとらえて可視化したものだ。 ただの星空ではない、星のよう見えるのはブラックホールだ/ image credit:LOFAR/LOL Survey

　じつはLOFARはたった1つの電波望遠鏡ではなく、電波望遠鏡のネットワークだ。

　ヨーロッパ9か国に広がる52か所に約2万個のアンテナが設置されており、その観測データを統合することで、単一の電波望遠鏡として機能している。

　現時点で、100メガヘルツ以下の低周波数電波を高解像度で撮影できる唯一の電波望遠鏡ネットワークである。こう言えば、今回の画像のすごさをわかってもらえるだろうか？ オランダ、エクスルー近くにある拡張望遠鏡のコアの一部、LOFAR「スーパータープ」 / image credit:LOFAR / ASTRON / WIKI commons / CC BY 3.0

北の空に25,000個もの超大質量ブラックホール

　この画像は、北天全体を超低周波電波で撮影する「LOFAR LBAスカイサーベイ」というプロジェクトの一環として撮影されたもの。そこに映るのは、北天の4パーセントくらいの範囲だ。 左上の●は月のサイズ / image credit:LOFAR/LOL Survey

　ヨーロッパに匹敵するほど大きなLOFARだが、地上にあるので、地球の「電離層」といういわば”遮光カーテン”をどうにかする必要がある。

　とりわけ5メガヘルツ以下の超低周波電波は、せっかく地球に届いても電離層に反射されてしまう。そのうえ、ここを通過できる周波数であっても、大気の状態に大きく左右される。

　そこでLOFARがとらえた観測データは、4秒ごとにスーパーコンピューターで電離層の干渉を補正し、画像として出力される。その結果が、この澄みわたるような超低周波の空だ。

　ライデン天文台の天文学者ヒュップ・ロッテリング氏は、「長年にわたるソフトウェアの開発を経て、ついにうまく機能してくれたので、とても素晴らしいことです」と、当時のプレスリリースで語っている。

　この研究は『Astronomy & Astrophysics』（2021年4月22日付）に掲載された。

References:The White Specks in This Image Aren't Stars or Galaxies. They're Black Holes : ScienceAlert / written by hiroching / edited by / parumo
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