4.6 コルテックスはどう「見え」、どう「語る」のか：リング・偏光・共通タイミング

目次 ／ 第4章：ブラックホール

読者への注記。 本節は、ブラックホール観測と近傍領域の物理に基礎のある読者を対象とします。観測されるサインと成因を一対一に対応づけ、実務的な識別・排錯の要点をまとめます。

I. 画像平面のシグネチャ：メインリング、サブリング、長寿命の明るい扇区

1. メインリング――臨界帯近傍での多重折返しによる強い積み上げ
   • 現象：中心のシャドウを取り囲む明るいリングが現れます。リング半径は観測期をまたいでもほぼ一定で、厚さは方位で変わります。
   • 機構：視線が張力コルテックスを横切ると、光は臨界帯の近くで繰り返し曲げられます。かすめる経路・多重折返し・長い経路が幾何学的に積み上がり、放射領域が帯に近づくと視線上のエネルギーが強く蓄積して安定なリングができます。半径は帯の平均位置に従い安定し、厚さは局所的な後退量と折返し層の数に応じて方位依存になります。
   • 識別：クロス再構成後、単純リングモデルでフィットし、夜間や周波数をまたいだ半径の一致を確認します。さらにクロージャ位相・クロージャ振幅で配列幾何による偽像を排します。
2. サブリング――折返し次数の深い系列
   • 現象：メインリングの内側に、より淡く細い同心リングが見えます。高いダイナミックレンジが必要です。
   • 機構：一部の光路は帯の内部でさらに一回以上折返してから、細い後退窓を通って外へ抜けます。折返し次数によって経路長と射出角が変わり、投影ではより内側・より細く・より暗いサブリングとして表れます。
   • 識別：可視度カーブの第2浅極小、メインリングモデルを差し引いた残差の正のリング状パターン、多バンド同位置の出現を手がかりにします。
   • 注意：散乱の尾やデコンボリューション由来のアーチファクトを除去し、クロージャ量と複数アルゴリズムの一致で裏づけます。
3. 長寿命の明るい扇区――帯状サブクリティカル領域の統計的な「弱点」
   • 現象：リング上の一扇区が長期にわたり相対的に明るく、方位はほぼ一定です。
   • 機構：その方位では、遷移帯の剪断が微小起伏を選好方向へ整列させ、帯状のサブクリティカル回廊を形成します。コルテックスはそこでわずかに後退しやすくなり、外向きの実効抵抗が下がります。その結果、多重折返しのエネルギーが抜けやすくなり、扇区が明るく保たれます。
   • 識別：夜・周波数をまたいで同方位の増光が続き、偏光の帯状構造と同所に出現することが多い点を確認します。
   • 注意：初期モデルや uv カバレッジを変えても扇区が「アルゴリズムに追従」しないか検証します。方位が構成依存で大きく漂う場合は慎重に扱います。

II. 偏光の模様：なめらかなねじれと帯状フリップ

1. なめらかなねじれ――剪断で整列した幾何の投影
   • 現象：EVPA（電ベクトル位置角）がリングに沿って連続的に変化し、区間ごとにほぼ単調です。
   • 機構：遷移帯が微小起伏を帯状に整列させます。観測される EVPA は帯の向きと局所伝播幾何の合成で決まり、方位が変わるにつれ投影が連続的に変化して、EVPA がなめらかに回転します。
   • 識別：回転測度マップを作成して前景のファラデー回転を除去し、リング等間隔サンプリングで EVPA–方位曲線を描き、乱高下せず滑らかなことを確かめます。
2. 帯状フリップ――再結合回廊と向き反転の狭帯インプリント
   • 現象：狭い帯の中で EVPA が急反転し、偏光率が同時に低下します。全強度にも同所の細い条線が現れることが多いです。
   • 機構：再結合が活発、または剪断が急変する回廊では、放射の主導方位が小スケールで組織的に逆配列になります。あるいは同一視線に逆向き成分が混在し、合成の結果 EVPA が反転、偏光率は相殺で低下します。
   • 識別：近接バンド間で位置が大きくずれないこと、帯幅がリング幅より明らかに狭いこと、長寿命扇区の縁や遷移帯の剪断回廊と同所になりやすいことを確認します。
   • 注意：多バンド線形外挿でファラデー回転を差し引いた後も反転が同所に残るかを確認し、装置由来の偏光リークを点検します。

III. 時間領域の「声」：共通ステップとエコー包絡

1. 共通ステップ――リング全周の臨界ゲートが同時に押される
   • 現象：脱分散とアライン後、複数バンドの光度曲線がほぼ同時刻に跳ね上がる、あるいは屈曲します。
   • 機構：強いイベントが張力コルテックスをわずかに押し下げ、一時的に臨界しきいを下げます。多重折返しのエネルギーがほぼ全バンドで抜けやすくなり、これは幾何学的ゲーティングなので分散に依らず同時性が成り立ちます。
   • 識別：アライン後の残差相関でゼロ遅延の有意ピーク（周波数非依存）を確認します。同時期の画像では扇区の増光や帯状フリップの活性化が出やすくなります。
   • 注意：観測系の同期処理や較正ステップの影響を外し、単一バンドの飽和・クリップでないことを確かめます。
2. エコー包絡――後退後のリバウンドと多重リルーティング
   • 現象：強イベント直後、振幅が減りつつ間隔が伸びる副峰が並びます。
   • 機構：遷移帯が入力を局所張力として蓄え、バッチごとに放出する間に、幾何学ループが経路を繰り返し付け替えます。初回が最大、以降は弱くなります。経路が伸びるほどピーク間隔は広がります。より内側の反発が重なると二つの律動が合成され、包絡は広がります。
   • 識別：自己相関やウェーブレットで副峰を抽出し、バンド間の同相性を確認します。ピーク間隔の増加が各バンドで一貫するかを確かめます。
   • 注意：日周背景や uv ウィンドウとの結合を検査し、周期走査や焦点ステップ起因の疑似パルスを排します。

IV. 識別と排錯：最小三段のチェック

1. 装置と再構成
   • クロス再構成：アルゴリズムと初期モデルを切り替え、メインリング・サブリング・明るい扇区が安定か検証します。
   • クロージャ量：クロージャ位相・振幅で天体信号であることを確かめます。
   • スナップショット像：速変源では合成時間を短くし、時間変化を空間模様と取り違えないようにします。
2. 前景と媒体
   • ファラデー補正：回転測度マップで本来の EVPA を復元し、そのうえでねじれ・フリップ帯を評価します。
   • 散乱評価：サイズ–周波数の依存性を見比べ、散乱ぼけや誤った外挿を除きます。
3. 多領域の首尾一貫
   • 画像・偏光・時間の相互照合：共通ステップと扇区増光、フリップ帯の活性化が同窓に出るか。
   • 多局・多夜の安定性：配列幾何や観測時期が違っても指紋が保たれるか。

V. 要するに：同じコルテックスが語る三つの言語

• メインリングとサブリングは臨界帯の幾何学的積み上げから生まれ、長寿命の明るい扇区は帯状サブクリティカルな「弱点」を示します。
• なめらかなねじれは剪断整列後の帯の向きを記録し、帯状フリップは再結合回廊や向き反転の狭帯サインです。
• 共通ステップとエコー包絡は、全周の臨界しきいが押されてから跳ね返る様子を時間側で描きます。

三種の証拠を重ねて見ることで、何が見えているかとなぜそうなるかが一つの像として合致します。張力コルテックスは、画像平面にリングと帯を、偏光に向きを、時間軸にゲーティングとエコーを記します。この整合が、のちのチャネル機構とエネルギー配分則の土台になります。