研究成果	
秦 和弘	  	  総合研究大学院大学 天文科学専攻 博士課程３年	  国立天文台 水沢VLBI観測所	

使用した望遠鏡 	  	• Very-­‐Long-­‐Baseline-­‐Array	  (VLBA)	  • アメリカ全土に広がる
世界最大級のVLBI観測ネットワーク	  • 沢山の周波数で観測できる	  ©	  NRAO/AUI	  and	  Earth	  image	  courtesy	  of	  the	  SeaWiFS	  Project	  NASA/GSFC	  and	  ORBIMAGE	「相対VLBI」を多周波で ⇒ 「多周波相対VLBI」	  2GHz,5GHz,8GHz,15GHz,22GHz,43GHz	  （相対VLBI観測が実行可能な周波数をほぼすべて網羅）	  相対VLBI法	

1.5度角	VLBI画像	VLBI画像	

位置基準	
© Optical (SDSS)	

• ２つの天体を同時に観測。位置基準天体からの相対位置（及びその変化）を超高精度測定	  • 数十マイクロ秒角の位置精度（およそ１度角の１億分の１）	  相対VLBI法	
満月(0.5度角)	

1.5度角	VLBI画像	VLBI画像	

位置基準	© Optical (SDSS)	

• ２つの天体を同時に観測。位置基準天体からの相対位置（及びその変化）を超高精度測定	  • 数十マイクロ秒角の位置精度（およそ１度角の１億分の１）	  観測されたジェットの写真 （最高解像度の43GHz）	
可視光 ハッブル宇宙望遠鏡	

ブラックホール直径の１０倍	
0.1光年	

1000光年	©	  NASA	  and	  the	  Hubble	  Heritage	  Team	

100倍以上の解像度	観測されたジェットの写真 （最高解像度の43GHz）	
可視光 ハッブル宇宙望遠鏡	

ブラックホール直径の１０倍	0.1光年	

1000光年	©	  NASA	  and	  the	  Hubble	  Heritage	  Team	

100倍以上の解像度	

見かけの根元	観測されたジェットの写真 （最高解像度の43GHz）	
可視光 ハッブル宇宙望遠鏡	

ブラックホール直径の１０倍	
0.1光年	

1000光年	©	  NASA	  and	  the	  Hubble	  Heritage	  Team	憶測B	  遠いのでは？	

憶測A	  近いのでは？	

見かけの根元	• 上流側の電波吸収により、高解像度写真だけではブラックホール位置はわからない	  隠されたブラックホール位置を暴く！	  
多周波相対VLBIによる吸収の克服	©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

ジェット	

見かけの根元	

隠されたブラックホール	

低周波	

高周波	

• 高い周波数で観測される「見かけの根元」ほど位置が上流側へずれる	  • それ以上上流へ遡れない「収束地点」が存在するはず	  – まさにこの場所こそ隠されたブラックホールの位置	  • 「見かけの根元」の位置変化を超精密測定することで初めてブラックホールの居場所を探し当てることが可能に	  隠されたブラックホール位置を暴く！	  
多周波相対VLBIによる吸収の克服	©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

ジェット	

見かけの根元	

隠されたブラックホール	

低周波	

高周波	

• 高い周波数で観測される「見かけの根元」ほど位置が上流側へずれる	  • それ以上上流へ遡れない「収束地点」が存在するはず	  – まさにこの場所こそ隠されたブラックホールの位置	  • 「見かけの根元」の位置変化を超精密測定することで初めてブラックホールの居場所を探し当てることが可能に	  隠されたブラックホール位置を暴く！	  
多周波相対VLBIによる吸収の克服	©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

ジェット	

見かけの根元	

隠されたブラックホール	

低周波	

高周波	

• 高い周波数で観測される「見かけの根元」ほど位置が上流側へずれる	  • それ以上上流へ遡れない「収束地点」が存在するはず	  – まさにこの場所こそ隠されたブラックホールの位置	  • 「見かけの根元」の位置変化を超精密測定することで初めてブラックホールの居場所を探し当てることが可能に	  隠されたブラックホール位置を暴く！	  
多周波相対VLBIによる吸収の克服	©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

ジェット	

見かけの根元	

隠されたブラックホール	

低周波	

高周波	

• 高い周波数で観測される「見かけの根元」ほど位置が上流側へずれる	  • それ以上上流へ遡れない「収束地点」が存在するはず	  – まさにこの場所こそ隠されたブラックホールの位置	  • 「見かけの根元」の位置変化を超精密測定することで初めてブラックホールの居場所を探し当てることが可能に	  隠されたブラックホール位置を暴く！	  
多周波相対VLBIによる吸収の克服	©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

ジェット	

理論的に予言される	  位置変化の様子	

見かけの根元	

収束地点：	  ブラックホール位置	

隠されたブラックホール	

低周波	高周波	• 高い周波数で観測される「見かけの根元」ほど位置が上流側へずれる	  • それ以上上流へ遡れない「収束地点」が存在するはず	  – まさにこの場所こそ隠されたブラックホールの位置	  • 「見かけの根元」の位置変化を超精密測定することで初めてブラックホールの居場所を探し当てることが可能に	  ついに突き止めた！	  
隠されたブラックホールの居場所	
赤：観測データ	

見かけの根元	理論曲線	

©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

収束地点の決定！：	  ブラックホール位置	

•••

収束地点を発見（理論モデルの予言と正確に一致）	  超高精度決定：約２０マイクロ秒角（１度角の１億８千万分の１）	  0.007光年：この精度は予想されるブラックホール直径の僅か２倍の大きさ	  ブラックホールのすぐ近くまで肉薄！	
43GHz写真	  ブラックホール位置	  43GHz根元位置	  43GHzで観測される	  ジェットの根元	

ブラックホールのすぐ近くまで肉薄！	
43GHz写真	  ブラックホール位置	  今回明らかになった描像	  ©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

43GHzで観測される	  ジェットの根元	

43GHz根元位置	  ブラックホール直径の１０倍	  ブラックホール直径の僅か７倍（0.02光年）	  ブラックホール直径１０倍以内の領域に「直接到達した」	  決定的証拠（天文観測史上初！）	  ©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

本成果のインパクト	

©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

「ブラックホールの直接撮像」実現に大きく前進	  43GHzの到達地点：	  ブラックホール直径の僅か７倍の距離	  透過率と解像度をあと少しだけ向上すればブラックホール周辺の直接撮像が目前に	  「黒い穴」の写真撮影へ向けて	©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

ブラックホールの見え方の予測例	

• 世界中で活躍するサブミリ波電波望遠鏡	  – 波長約１mm以下（約２００GHz以上）	  &	  Yokoyama	  (Astronomical	  Society	  of	  Japan,	  • これらを繋ぐことで「サブミリ波VLBI観測網」	   Fukue	  PublicaPons,	  vol.	  40,	  no.	  1,	  1988,	  p.	  15-­‐24.)	
• 更に高い透過率と解像度	  • 「黒い穴」を写真撮影できる日は目前に迫っています	  • VLBI観測のみが実現可能	  （補足：画像クレジット）	  11	

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画像クレジット	  1.	  CSO,	  2.	  CARMA,	  3.	  SMA,	  4.	  Image	  courtesy	  of	  T.Sawada,	  NAOJ	  ,	  5.	  ALMA/ESO/NRAO/NAOJ	  	  6.	  ESO,	  7.	  APEX,	  8.	  KiU	  Peak	  NaPonal	  Observatory,	  9.	  MPIfR	  10.	  11.	  MPIfR,	  12.	  （フリー） 	

まとめ	©	  NAOJ/AND	  You	  Inc.	

• 多周波相対VLBIを駆使して、おとめ座A（M87）に潜む巨大ブラックホールの居場所を史上初めて精密に突き止めることに成功	  – 超高位置精度：ブラックホール直径の２倍	  – ブラックホール直径の１０倍以内の領域に到達	  • 「ブラックホールの直接撮像」という究極のゴールが目前に