ノーベル物理学賞は、ブラックホールに関する知見を称えるものであり、我々の銀河系内のブラックホールも含まれる。

スウェーデン王立科学アカデミーは火曜日、2020年のノーベル物理学賞をカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）のアンドレア・ゲズ氏、ドイツのマックス・プランク地球外物理学研究所のラインハルト・ゲンツェル氏、オックスフォード大学のロジャー・ペンローズ氏の3人の天体物理学者に授与すると発表した。この賞は、ブラックホール、特に銀河系の中心にあるブラックホールの理解における先駆的な研究を称えるものである。これらの超大質量天体は、光を含め、近づきすぎたものすべてを飲み込んでしまう。

賞金の半分は、アインシュタインの一般相対性理論の枠組みの中でブラックホールが存在することを証明する複雑な数学モデルを考案したペンローズに贈られる。アインシュタインの死後10年経った1965年、ペンローズはこれらのモデルを使ってブラックホールをより明確に定義した。「ブラックホールの核心には、既知の自然法則がすべて停止する特異点が隠れている。彼の画期的な論文は、今でもアインシュタイン以来の一般相対性理論への最も重要な貢献とみなされている」とノーベル委員会は書いている。

ラインハルト・ゲンツェルとアンドレア・ゲズが、銀河の中心にあるブラックホール、いて座A*に関する別々の研究で、賞金の残り半分を分け合う。ゲズは、1903年のマリー・キュリー、1963年のマリア・ゲッパート・メイヤー、2018年のドナ・ストリックランドに続き、物理学賞を受賞した史上4人目の女性である。

いて座A*は太陽の400万倍以上の質量があり、宇宙ガスの雲に覆われている。しかし、世界最大の望遠鏡と赤外線観測機器を使い、ゲンゼル氏とゲズ氏はガスを透かして天の川銀河の中心をよりよく観察する新しい方法を考案した。ノーベル委員会によると、彼らは「天の川銀河の中心に超大質量ブラックホールがあるというこれまでで最も説得力のある証拠を私たちに与えた」という。

具体的には、彼らは銀河の中心に最も近い最も明るい星を地図上に描き、その中心に何があるかを解明した。2つの別々のチームに協力して作業した両天体物理学者は、太陽の15倍の質量を持つ燃えるガスの球であるS2のような星が、猛スピードで天の川銀河の中心の周りを飛び回っているのを目撃した。Voxによると、S2は時速1100万マイルで周回する傾向があり、これは地球上で太陽の周りを周回する速度の200倍である。しかし昨年、両チームはブラックホールの強力な吸引力により、S2が時速1500万マイル以上、つまり毎秒4300マイルのスピードで通過するのを示した。これらの数字により、ブラックホールに関するアインシュタインの一般相対性理論が再び裏付けられ、特にブラックホールが本当に銀河の中心にあることが証明された。

「今年の受賞者たちの発見は、小型および超大質量天体の研究に新たな境地を開いた」とノーベル物理学委員会委員長のデイビッド・ハビランド氏はノーベル賞発表で述べた。しかしハビランド氏は、これらの珍しい天体についてさらに理解を深めるには、さらに多くの研究が必要だとも指摘している。たとえば、イベント・ホライズン・テレスコープは、2019年に史上初のブラックホールの画像を撮影した。今後10年間で、同テレスコープは8つの観測所を総動員して銀河の中心を観測し、ゲズ、ゲンゼル、ペンローズが数学と星を使ってしか説明できなかったとらえどころのない天体をついに画像化する可能性がある。