ブラックホールの周りの光輪

質問

ドンキンドーナツ形の光の輪の撮影に科学者たちが成功し、宇宙科学が更に前進しました。ブラックホールの真後ろに位置していた恒星からの光の撮影に成功されたのですね。大成果をありがとうございます。地球上であの光輪が観測されたのは、時空の歪みではなく、光の波動性による回り込み、回折現象と説明しても良いですか。

回答No.2

iijijii · ベストアンサー

降着円盤と呼ばれるものです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%99%8D%E7%9D%80%E5%86%86%E7%9B%A4

降着円盤はブラックホールに限らず、重い天体が周囲の物質を引き寄せることで発生します。
ブラックホールの場合は降着円盤の中心がブラックなのでドーナツ状になるのです。

ドーナツ構造の正体が解明されてきたのは割と最近です。
https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10347_circinus

お礼

降着円盤、科学用語を教えてくださり、語彙が増えました。ありがとうございます。

回答No.3

nagata2017

それは誤解ですね。
ブラックホールの真後ろに　恒星が存在していたとしても　はるかに遠い恒星ですから　それほど大きな形に見えることはありません。
プラックホールに引き寄せられた物質が光り輝いているのです。

お礼

ご回答を下さりありがとうございます。ドーナツ形の光輪の写真は、ブラックホール周囲の時空の歪みを証明していると説明しているYoutubeを観たものですから。謝謝。

回答No.1

Nakay702

以下のとおりお答えします。
＞地球上であの光輪が観測されたのは、時空の歪みではなく、光の波動性による回り込み、回折現象と説明しても良いですか。
⇒「回折現象」か、「重力レンズ効果」かのいずれかでしょうね。あ、もう一つ、「自然形成説」というのも、なかなか有力だとだと思います。以下でその詳細を追ってみましょう。

ドンキンドーナツ形の光の輪が、光の波動性による回り込み、回折現象である可能性については、
① http://cosmos.phys.sci.ehime-u.ac.jp/~
が参考になるかも知れません。こう言っています。《アインシュタインの一般相対性理論では、銀河などの質量を持つ天体 （一般に物体）があると、その影響で時空が歪みます。 背景の天体から 電磁波がやってくると、その歪んだ時空を通過することにより、電磁波の 進む経路が変わります。》ただ、これは、どのように経路が変るのか書いてないので、これがドーナツ型になるとは確信できませんね。

それに対し、
② https://okwave.jp/qa/q10259531.html
では、「超大質量ブラックホールの周りにあるドーナツ構造の正体」についてこう言っています。《ドンキンドーナツ形の光の輪の撮影に科学者たちが成功し、宇宙科学が更に前進しました。アルマ望遠鏡での観測とスーパーコンピューターでのシミュレーションにより、活動的な超大質量ブラックホールの周りに存在するドーナツ型の構造の形成過程が解明され、分子ガスと原子ガスの流れで「自然に作られる」ことが示された。多くの銀河の中心には、太陽の数十万倍から数億倍もの質量を持つ超大質量ブラックホールがあると考えられている。中でも「活動銀河核」と呼ばれる、非常に大量の物質を吸い込む活動的な超大質量ブラックホールの中心核は、そのブラックホールを持つ銀河にも大きな影響を与えるとされており、銀河の進化を探る手がかりとして注目されている。活動銀河核はブラックホールの重力に引かれて落下してくる物質のエネルギーをもとにして非常に明るく光っており、ブラックホールに吸い込まれなかった物質はそのエネルギーを浴びて噴水のように噴き出していると考えられている。そして、ブラックホールの周りにはガスと塵がドーナツ状に集まった分厚い構造が存在することが、アルマ望遠鏡の観測によって確認されている。》なるほど、「超大質量ブラックホールの周りに存在するドーナツ型の構造は、分子ガスと原子ガスの流れで自然に作られる」と見るわけですね。

有力な二大解釈
引用の文献とは異なる部分があるかもしれませんが、私の個人的な見解を要約すればこうなります。
A．強大なブラックホールの手前にガス・分子雲・塵・小惑星の部類（岩石などのかけら）の塊があって、それが背後の巨大ブラックホールの重力レンズ効果によってドーナツ型として我々目に映る映像がドンキンドーナツ型の光の輪の正体である、と考える次第です。詳細は（部分的に）異なるところがあるかも知れませんが、ごく大雑把に包括すれば上記のように言えると思います。本当は大きな塊なのにドーナツ型に見えている、ということになりますので、「ドーナツ型はいわば虚像である」ということになります。
B．もう一つの有力な解釈としては、サイト②で見たように、「超大質量ブラックホールの周りの分子ガスや原子ガスの流れは、自然にドーナツ型の構造に作られる」という見方も魅力的ですね。それは、あたかも、「唇を丸めてタバコの煙を噴き出すとドーナツのような形になるのと同じ原理」による現象かもしれませんね。

私の結論
上に見た３つの解釈を、僭越ながら個人的な主観でザックリ配点すれば、こうなります。
《①の「回折現象説」10％、②・A.の「重力レンズ効果説」40％、②・B.の「自発的形成説」50％》というとこです。いつも、独断と偏見を振り回してすみません。（＜Q＞）