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太陽の2000万個分の巨大なブラックホール

Posted by moonrainbow on 04.2023 ブラック・ホール   0 comments   0 trackback
暴走モードに突入!太陽の2000万個分の巨大なブラックホールが宇宙空間を暴走

巨大なブラックホール

巨大ブラックホールが暴走
 
地球から75億光年離れた宇宙で、長大な光の尾をたなびかせて暴走する巨大なブラックホールが発見されたそうだ。その光の尾の中では、星々が活発に形成されているという。

 『The Astrophysical Journal Letters』(現在arXivで閲覧可)に掲載予定のこの研究は、理論的には予測されていた「銀河から追い出された超大質量ブラックホール」を初めて観測したものであるそうだ


太陽2000万個分の巨大ブラックホールが暴走
 米イェール大学のピーター・ヴァン・ドックム教授らは、ハッブル宇宙望遠鏡で地球から約75億光年離れた矮小銀河「RCP28」を観測していた時のこと。謎の明るい光の筋のようなものが見つかったのだという。

 その筋の長さは20万光年以上と、天の川の幅の2倍にも達している。その正体は星々が活発に形成されている圧縮ガスであるようだ。

 だが驚くべきなのは、このガスの先端には太陽2000万個分という怪物ブラックホールらしきものがあったことだ。

 この超大質量ブラックホールはまるで飛行機雲のようにガスをたなびかせながら、時速560万キロ、つまり音速の4500倍もの速さで暴走していたのだ。
ブラックホールは銀河から追い出され宇宙を放浪
 超大質量ブラックホール自体はそれほど珍しくはない。ほとんどの大きな銀河の中心にはそれがあると考えられている。

 ところが、今回のブラックホールはとんでもないスピードで矮小銀河から遠ざかってた。しかもガスの尾をたどるとその銀河があるのだ


 どうやらこの超大質量ブラックホールは銀河から追い出され、ガスの尾を引きずりながら宇宙を放浪しているようだ。

 しかもそのガスの中では星々が次々と生まれている


巨大なブラックホール1

特徴的なブラックホールのガスの尾、宇宙ジェットとは別物
 
銀河の中心にある超大質量ブラックホールは、しばしば物質のジェットを高速で噴出しており、まるで光の筋のように見える。これを「宇宙ジェット」というが、今回観測されたガスの尾も、ぱっと見はこれに似ていた。

 ところが、実際にヴァン・ドックム氏らがくわしく調べてみたところ、宇宙ジェットの特徴がまったく見つからなかったのだ。

 宇宙ジェットの場合、発生源から遠ざかればだんだんと弱くなるが、今回のガスの尾はその逆だった。

 またブラックホールから放出される宇宙ジェットは扇のように広がるが、今回のものは一見したところどこまでもまっすぐだ。

 このことから、今回のガスの尾が普通の宇宙ジェットとは別物であることがわかる


巨大なブラックホール2

1対のブラックホールに3つ目のブラックホールが加わると、バランスが崩れて、1つが追い出されてしまう。図はそれを5ステップで説明したもの。6は今回観測されたガスの尾を示す(shocks only: 衝撃のみ,shocks+star formation:衝撃 + 星の形成)/Image credit: van Dokkum et al.
なぜブラックホールは銀河から追い出されたのか?
 もしこれが本当に暴走ブラックホールなのだとすれば、もう1つ大きな謎がある。それは一体どうして銀河から追い出されたのかということだ


 ヴァン・ドックム教授らが考える一番可能性が高いシナリオは、3つの天体の相互作用でパチンコのように弾き出されたというものだ。

 「質量が同じくらいの3つ天体の重力が相互作用すると、なかなか安定することはなく、普通は連星となり、3つ目の天体は放出されます」と説明している。

 それが意味するところは、かつてその超大質量ブラックホールは連星だったかもしれないということだ。

 ところがあるとき銀河が合体して、そこに3つ目のブラックホールがくわわった。その結果、除け者にされて追い出されてしまったというのだ


巨大なブラックホール3

photo by iStock
 
なお、そのような超大質量ブラックホール連星がこの宇宙にどれだけ存在するのか、今のところよくわからない。

 ヴァン・ドックム教授によると、超大質量ブラックホールが銀河から追い出される可能性自体は、50年前から予測されていたのだという。それも多くの理論では、そうしたものがたくさんあるとしている。

 その証拠かもしれないものが今回初めて発見された。今回の光の筋の先にあるものが本当にブラックホールかどうか直接確認するために、今後はまた別の望遠鏡で観測する必要があるとのことだ


2023年02月28日
カラパイアより

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