ブラックホールとは？できる仕組みや事象の地平面をわかりやすく解説

ブラックホールとは、非常に強い重力を持ち、光さえも抜け出せなくなった天体のことです。名前のとおり、周囲の光を吸い込んで外へ返さないため、私たちが直接「見る」ことはできません。しかし周りに与える影響から、その存在は確かめられています。

ブラックホールができる仕組み

ブラックホールの多くは、太陽よりずっと重い星が一生の最後に起こす爆発（超新星爆発）のあとに生まれると考えられています。星は自分の重力で縮もうとする力と、内部の核融合で外へ押し返す力がつり合って形を保っています。燃料が尽きて核融合が止まると、重い星は自分の重力を支えきれずに一気につぶれ、非常に小さく密度の高い天体になります。こうしてできるのが恒星質量ブラックホールです。

一方、多くの銀河の中心には、太陽の数百万倍から数十億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ます。私たちの天の川銀河の中心にも一つあると見られています。

事象の地平面とは

ブラックホールには、そこから内側に入ると二度と外へ戻れなくなる境界があります。これを事象の地平面（イベント・ホライズン）と呼びます。光でさえ、この境界の内側からは外へ出られません。事象の地平面は物理的な「壁」ではなく、あくまで「ここから先は戻れない」という境目を示すものです。境界の大きさは、ブラックホールの質量が大きいほど大きくなります。

どうやって存在を確かめるのか

ブラックホールそのものは光を出しませんが、周りのガスが吸い込まれる際に高温になって強い光や電波を放つことがあります。また、近くの星や光の動きから、目に見えない強い重力源の存在を推測できます。

2019年には、国際的な観測プロジェクトによって、M87という銀河の中心にある超大質量ブラックホールの「影」がとらえられ、初めて画像として公開されました。中央の暗い部分を、明るいリングが取り囲むように見える有名な画像です。

まとめ

ブラックホールは、重い星の最期などから生まれる、光さえ逃がさない強い重力を持つ天体です。事象の地平面という戻れない境界を持ち、周囲への影響や画像撮影を通じて、その姿が少しずつ明らかになってきています。