いて座A*

いて座A：天の川銀河中心の超大質量ブラックホール

いて座A（Sgr A）は、天の川銀河の中心部に位置する、明るくコンパクトな電波源です。この領域には、超大質量ブラックホールが存在すると考えられており、多くの銀河中心に超大質量ブラックホールが存在するという定説を裏付ける重要な天体です。

観測の歴史と手法

地球からいて座Aまでの距離は約2万6000光年。星間物質による減光が激しいため、可視光での観測は困難です。そのため、赤外線、電波、X線といった波長を用いた観測が中心となっています。

電波観測は、1933年のジャンスキーによる銀河中心からの電波放射の発見に端を発します。1974年にはアメリカ国立電波天文台の電波干渉計による観測でいて座Aが発見され、その後、VLBI（超長基線干渉法）を用いた地球サイズの電波望遠鏡による観測で、高い空間分解能での観測を実現しました。2008年時点での最高分解能観測では、電波源の大きさは角度で37マイクロ秒角と測定され、これは直径約4400万kmに相当します。

赤外線観測では、いて座A周辺の恒星や高温ガス雲の観測が行われ、特に恒星の運動速度といて座Aとの位置関係の測定から、その質量推定が進められました。

X線観測では、高エネルギーX線での観測により、ブラックホール近傍の高温物質からの放射や、爆発現象の検出が行われています。2015年には、チャンドラX線観測衛星が平常時の400倍もの強度のX線増光を検出するなど、活発な活動が観測されています。

いて座Aの性質：超大質量ブラックホール

いて座Aに超大質量ブラックホールが存在する証拠は、複数の観測事実から得られています。まず、いて座Aからの電波は熱放射とは異なる性質を持つこと、固有運動が非常に小さいこと、周辺のガスや恒星の運動速度が非常に速いことなどです。

特に、いて座Aの周囲を公転する恒星S2の観測は決定的な証拠となりました。S2のケプラー軌道の解析から、いて座Aの質量は太陽質量の約400万倍と推定され、その質量が半径17光時程度の領域に集中していることが分かりました。この高密度、高質量という性質はブラックホールの存在を強く示唆しています。

2022年には、イベントホライズンテレスコープ(EHT)によって、いて座Aのブラックホールの直接観測に成功しました。これは、M87銀河の中心ブラックホールに続く2例目であり、超大質量ブラックホールの存在を直接的に証明する画期的な成果です。

質量推定

いて座Aの質量推定には、大きく分けて2つの方法があります。

1. [いて座]]A周辺を公転する恒星の固有運動からケプラーの法則を用いて推定する方法。マックスプランク地球外物理学研究所(MPE)やカリフォルニア大学ロサンゼルス校]などのグループが精力的に研究を進めており、[[太陽質量の約400万倍という値が得られています。

2. ブラックホールから約1pc以内にある数千個の恒星の固有運動を統計的に分析する方法。この方法では、ブラックホールの質量が太陽質量の約360万倍と推定されています。

これらの結果から、太陽系から2万6000光年離れた銀河系中心に、超大質量ブラックホールが存在することが強く示唆されています。

ガス雲G2の接近

2012年には、いて座Aに接近するガス雲G2が発見されました。G2は、2014年5月にブラックホールの近点を通過すると予想され、その際に爆発現象などが観測されるのではないかと期待されました。しかし、最接近時にも目立った現象は観測されず、G2は無事通過したとされています。その後の研究から、G2は独立したガス雲ではなく、ブラックホール周辺を公転する連星系が合体した恒星であるという説や、連続した物質の流れの中で一際密集した部分であるという説が提唱されています。

まとめ

いて座Aは、電波、赤外線、X線といった様々な波長での観測から、その性質が詳細に調べられてきました。特に、恒星S2の観測とEHTによる直接観測は、銀河系中心に超大質量ブラックホールが存在するという証拠を決定的に裏付けるものとなりました。さらに、ガス雲G2の接近などの観測を通して、ブラックホールへの物質降着やエネルギー放出のメカニズムの解明が進められています。いて座Aの研究は、ブラックホール物理学、銀河進化論など、様々な分野に重要な知見を与えてくれます。

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