天の川銀河の中心にあるブラックホール、星の動きで重さを量った30年の観測

私たちの天の川銀河の真ん中には、太陽の約400万倍の重さのブラックホールがあります。目には見えないのに重さがわかったのは、そのまわりを回る星の動きを、30年近く追い続けたからです。

01 わかっていること天の川銀河の中心に本当にブラックホールがある？

あります。天の川銀河の中心には、太陽の約400万倍の重さが太陽系ほどの広さに詰まった、見えない天体があります。今これを説明できるのは超大質量ブラックホールだけです。

この天体は「いて座Aスター（Sgr A*）」と呼ばれ、地球から約2万6000〜2万7000光年先にあります[6][7]。2020年のノーベル物理学賞の発表は、超大質量ブラックホールが「今知られている唯一の説明」だと書いています[5]。ほかの説明が完全に否定されたという意味ではなく、今の観測に合う説明がほかに見つかっていない、という意味です。

中心はガスやちりに隠れていて、ふつうの光では見えません。研究者は、ちりを通りぬける赤外線（目に見えない光の一種）で星を観測しました。

02 どうやってわかったのか見えないのにどうやって重さを量ったの？

まわりを回る星が1周する時間と、軌道の大きさを測って重さを計算しました。地球が太陽を回る動きから太陽の重さがわかるのと同じ考え方です。

ドイツのゲンツェル氏のチームと、アメリカのゲズ氏のチームが、1990年代のはじめから別々に観測を続けました[5]。2つのチームの結果は一致しています。

03 数字と例えでいうとどれくらい重くて、どれくらい遠い？

重さは太陽の約400万倍で、距離は約2万6000〜2万7000光年です。そのすぐ近くを回る星S2は、光の速さの約2.6%という猛スピードで動いています。

重さが2つのチームで少し違うのは、主に地球から中心までの距離の測り方の違いによるものです[2]。どちらも「太陽の約400万倍」という結論は同じです。

04 まだわかっていないことまだ決着していないのは何？

重さと場所はほぼ決まりましたが、ブラックホールがどれくらいの速さで回っているかや、どうやって太陽の400万倍まで育ったかは、まだわかっていません。

• どれくらいの速さで回っているのか2022年の撮影の分析では、まったく回っていないモデルは合いにくいという結果でした[4]。ただ、回転の速さそのものは、まだはっきり決まっていません。
• どうやってここまで重くなったのかガスや星を少しずつ飲み込んだのか、ほかのブラックホールと合体したのかなど、育ち方を直接確かめた観測はまだありません。
• 地球からの距離の最後の数%2008年と2009年の研究で、距離は8.0と8.33キロパーセクと少し違います[1][2]。距離が変わると重さも変わるため、観測は今も続いています。

05関連する記事

06よくある質問

天の川銀河の中心のブラックホールの名前は？

いて座Aスター（Sgr A*）と呼ばれます。いて座の方向、地球から約2万6000〜2万7000光年の場所にあり、重さは太陽の約400万倍です。

見えないブラックホールの重さはどうやって量るの？

周りを回る星の軌道を使います。星が1周する時間と軌道の大きさがわかると、真ん中にある物の重さが計算できます。地球が太陽を回る動きから太陽の重さがわかるのと同じ考え方です。

天の川銀河のブラックホールに地球は吸い込まれる？

吸い込まれません。地球は約2万6000光年離れており、ブラックホールの重力が強く効くのはそのすぐ近くだけです。地球を含む太陽系は、銀河の中心のまわりを回り続けています。

2020年のノーベル物理学賞は何に贈られた？

半分がブラックホールができることを理論で示したペンローズ氏に、残り半分が天の川銀河の中心に超大質量の見えない天体を見つけたゲンツェル氏とゲズ氏に贈られました。

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