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2019年に公開された、ブラックホールの「影」の写真。オレンジ色に光るリングの真ん中が暗く抜けた、あの1枚だ。この写真には、日本の研究者から「リングは画像処理が作った見かけではないか」という異論が出ていた。11月11日、この写真の撮影チームとは別のオーストラリアの4人が、同じ観測データを独自の方法で描き直した結果を学術誌 Nature に発表した。現れたのは、やはりリングだった。
地球サイズの望遠鏡でも、データはすかすか
写真の主は、約5,500万光年先の銀河 M87 の中心にある巨大ブラックホールで、M87*（エム87スター）と呼ばれる。撮ったのは、世界各地の電波望遠鏡をつないで1台の巨大な望遠鏡のように働かせる国際チーム、イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）だ。2017年4月の観測データから、2019年に画像を公開した。
離れた望遠鏡どうしの信号を組み合わせると、地球の直径ほどの口径をもつ望遠鏡と同じ細かさで見られる。ただし、本物の巨大なお皿とは違い、データがあるのは望遠鏡を結んだ線の分だけだ。地球の自転で線の向きが変わって少しずつ埋まっていくものの、口径の大部分は空いたままになる。しかも、望遠鏡ごとに大気や機器の揺らぎが入り、それを補正（較正）しなければならない。
すかすかのデータから1枚の画像を描くには、どこかで「ありそうな形」の仮定を置くしかない。どのくらいの範囲に天体がありそうか（視野）、最初にどんな形から描き始めるか。EHT が使った解析手順の一つは、直径40マイクロ秒角のぼんやりした丸から描き始める設定になっている。仮定の置き方しだいで、出てくる画像が変わりうる。異論が生まれたのは、ここだった。
視野を広げたら、リングは消えた
2022年6月、国立天文台の三好真さん、Yoshiaki Kato さん、神戸大学の牧野淳一郎さんたちが、EHT の公開データを解析し直した論文を The Astrophysical Journal に発表した。EHT の解析は視野をとても狭く取っていて、そのせいで40マイクロ秒角ほどの大きさの構造が描かれやすくなっている、というのが三好さんたちの主張だった。視野を桁違いに広く取って描き直すと、リングは現れず、明るいかたまりと、そこから伸びるジェットの根元が見えたという。2024年には、別の周波数の観測と比べた続報も出している。
EHT は当時、独立した解析を歓迎するとしたうえで、三好さんたちの結論はデータと手法の誤解に基づくと反論した。国立天文台は、こうしたやりとりは科学の健全な過程だとコメントしている。EHT のほかにも、細部の描かれ方は手法で変わるという解析はいくつか出ていた。リングかどうかという一番大きな点に、EHT の外から決着をつける解析は、これまでなかった。
ブラックホールを見たことのない AI が描いた
今回の論文を書いたのは、オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）の Samuel Lai さん、Nithyanandan Thyagarajan さん、O. Ivy Wong さん、Foivos Diakogiannis さんの4人で、EHT のメンバーではない。
Lai さんたちが頼ったのは、「閉包量」と呼ばれる数値だ。3台の望遠鏡を三角形に組んで信号を掛け合わせると、望遠鏡ごとの補正の誤差が打ち消し合い、天体の形の情報だけが残る。較正に左右されないかわりに、明るさの絶対値や天体の位置は分からない。そのぶん形については、解析する人の補正の判断が入り込まない。
この閉包量から画像を描くために、チームは GenDIReCT という生成型の AI を作った。学習に使ったのは天体の画像ではなく、身近な物や動物を写した小さな写真の集まり（CIFAR-10）だ。AI が学んだのは「明るさはマイナスにならない」「明るさはなめらかに変わる」といった、画像一般の性質だけになる。Lai さんは発表に合わせた声明で「私たちのモデルは、M87 のデータに当てはめたとき、ブラックホールがどんな姿なのかをまったく知らなかった」と話している（The Register より）。最初の形を手で与える必要もない。
チームは2017年の4日分、2018年の2日分、2021年の2日分の公開データを使い、視野を128、225、450マイクロ秒角の3通りに変えて、それぞれ大量の画像を描かせた。どの日のデータからも、約40マイクロ秒角の、南から南西側が明るいリングが現れた。各年でいちばん質のよいデータでは、視野を変えてもリングの直径と向きはほとんど変わらなかった。
上の画像は想像図で、論文が描いた実際の画像は出典の Nature の論文のページで見られる。リングの直径は42.2±1.5マイクロ秒角で、別の計算方法（幾何学的なモデルの当てはめ）でも42.3±1.1マイクロ秒角と一致した。この直径からブラックホールの質量を出すと太陽の約65億倍で、M87 の星の動きから見積もられていた約66億倍とよく合う。
リングが崩れたのは、データの少ない日だった
論文は、三好さんたちの主張にも直接触れている。データの少ない日の一部では、今回の方法でもリングがはっきりしない画像が出ることがあった。三好さんたちが「視野を広げるとリングが消える」と示した例は、2017年4月5日のデータを使っていた。この日は望遠鏡の組み合わせが少なく、口径の埋まり方がとくにまばらだった。論文は、視野で形が変わるように見えたのは、データの質が足りなかったせいかもしれないと書いている。質のよいデータを使うと、視野による違いは消えたという。
EHT のディレクター Laurent Loinard さんは「まったく独立した方法が、何年にもわたって M87 のリング構造を取り出し、EHT の公表結果とよく一致したのは非常にうれしい」とコメントした（The Register より）。
ただ、これで議論が終わったとは言い切れない。今回の論文が試した視野は最大で450マイクロ秒角で、三好さんたちが使った桁違いに広い視野そのものを試したわけではない。三好さんは2022年の会見で、リングを描けるかどうかを確かめるには、望遠鏡をもっと増やす必要があると話していた。リングかどうかを最後に決めるのは、解析の工夫よりも、望遠鏡の数を増やして口径の空きを埋めた観測になる。
論文には、もう一つ目を引く結果がある。リングの明るい部分の向きが、2017年と、2018年・2021年とで回っていた。ブラックホールに落ち込むガスが乱れながら動いていることを示すもので、M87* のリングは年ごとに表情を変えている。リングの光の性質を調べた研究は、M87のブラックホール、リングの内と外で光の性質が違っていたで紹介している。
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画像について
この記事の画像は AI（ChatGPT）で作った想像図で、ご自由にお使いいただけます。お使いになるときは、出典としてこの記事へのリンクを載せていただけるとうれしいです。
出典
- Lai, S., Thyagarajan, N., Wong, O. I., Diakogiannis, F. (2026) Independent interferometric observable confirms black hole shadow in M87*. Nature 659, 317–323.（オープンアクセス）https://doi.org/10.1038/s41586-026-11241-9
- Miyoshi, M., Kato, Y., Makino, J. (2022) The Jet and Resolved Features of the Central Supermassive Black Hole of M87 Observed with the Event Horizon Telescope (EHT). The Astrophysical Journal 933, 36. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac6ddb
- Nature（2026年11月11日）Iconic first image of black hole holds up to scrutiny https://www.nature.com/articles/d41586-026-03642-7
- The Register（2026年11月11日）Scientists check their work and confirm it with update on iconic black hole image https://www.theregister.com/offbeat/2026/11/11/scientists-check-their-work-and-confirm-it-with-update-on-iconic-black-hole-image/5309183
- サイエンスポータル（2022年7月7日）国立天文台などのグループによる M87 のブラックホール画像の再解析の記事 https://scienceportal.jst.go.jp/newsflash/20220707_n01/
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