重力のおかげで検出されたミニブラックホール

black holes

-2019年11月5日のニュース-

近年、ブラックホールの研究に大きな進歩がありました。重力波の最初の検出により、それらがどのように合流するかを知ることが可能になり、その存在の追加証拠が得られました。 2019年4月に、イベントの地平線のブラックホールの最初の画像がEvent Horizo​​n Telescopeによって明らかにされました。 100年前に私たちはそれらの理論的存在を検討し始めましたが、現在ではブラックホールの物理的現実について確信しています。

しかし、これらの宇宙の怪物に関するすべてを理解したと信じることは間違っているでしょう。ブラックホールのイベントホライズンの背後で何が起こっているのかは決してわかりません。

これまでで最小のブラックホールの検出

アメリカの研究者チームは、これまでに検出された中で最も小さなブラックホール、約3.3太陽質量のブラックホールを発見しました。ブラックホールは通常、降着円盤からの強力なX線、ガンマ線、または放射線の放出によって発見されます。しかし、小さなブラックホールはおそらく物質の吸収が少ないので、放射が少ないため見えないままです。

このミニブラックホールは別の方法で検出されました。バイナリシステムの一部であるために発見されました。付随する星への重力の影響により、それを検出することができました。研究者たちは、この星が半径方向の速度に大きな変動があることを発見しました。これは、重力ワルツを別の物体と一緒に踊っていることを示しています。

系外惑星ハンターから借用した検出方法

通常、この方法は太陽系外惑星を検出するために使用されますが、ここでは、この重力の影響の原因となるオブジェクトが惑星であるには大きすぎます。ただし、光スペクトルのすべての部分で完全に見えないため、星でもありません。これにより、低質量のブラックホールの存在を推測できました。

この発見は、現在の検出方法では多くのブラックホールの存在を検出できない可能性があるため、重要です。周囲の物質とあまりにも弱く相互作用するすべてのブラックホールは、この物質の放射によって検出することはできません。この場合、ブラックホールの重力の影響のみに焦点を当てた新しい検出方法は、ブラックホールをより適切に識別するのに役立ちます。

さらに小さなブラックホールが存在しますか?

小さなブラックホールを見つけることは、ブラックホールを引き起こしたり中性子星に崩壊したりする大質量星や超新星をよりよく理解する方法でもあります。通常、星のブラックホールの質量は太陽の5倍以上です。中性子星の太陽質量が2.9を超えることはめったにありません。これら2つの質量の間では、3.3個の太陽質量のこのミニブラックホールが発見されるまで、境界はぼやけていました。さらに小さなブラックホールを発見するかどうかはまだわかりません。





太陽系にある小さなブラックホール?

-2019年10月1日のニュース-

5年間、一部の天文学者は、太陽系に9番目の惑星があると推測しています。彼らは、特定の経Trans星型天体の軌道の観測に関するこの予測を支持しています。これらの小さな惑星は、海王星やPl王星よりもはるかに遠く、太陽を周回しています。それらの軌道は、まるで巨大な物体に邪魔されたかのように、非常に楕円形です。しかし、彼らはこの惑星が責任があると見なされるには海王星から遠すぎます。

この観測により、研究者グループは別の軌道破壊物質、太陽から遠く離れて進化し、地球の約10倍の質量を持つ未知の惑星を検討することになりました。この仮定が2014年に発行されて以来、新しい極超越天体が発見されました。それらはすべて楕円軌道を持っていますが、まだ惑星9を発見していません。オブジェクトは、非常に遠く、非常に暗いか、存在しない可能性があるため、おそらく観察するのが難しすぎます。

実際、極度の経ネプチュニアンの軌道を説明する他のメカニズムを想像することができます。先週、イギリスとアメリカの2人の研究者が、この問題に対する別の解決策を提案しました。極度の経ept間動物の破壊者はブラックホールである可能性があります。この仮説は、検出されたことのないタイプのブラックホールの存在に依存しているため、大胆です。実際、観測された海王星周回軌道に固執するには、このブラックホールの質量は地球の質量の5〜10倍である必要があり、ブラックホールには小さすぎます。このブラックホールは、大質量星のコアが崩壊した後は形成されなかったでしょう。残された唯一の可能性は、それが原始ブラックホールであることです。

存在が完全に仮説であるこのタイプのオブジェクトは、宇宙のまさに始まりに形成されていたでしょう。この問題は非常に高密度であったため、局所的に崩壊して最初のブラックホールが形成された可能性があります。原始ブラックホールは、暗黒物質を説明するための候補の1つです。実際、それらは非常に多数である可能性がありますが、小さい場合は検出が非常に困難です。存在する場合、太陽の周りを周回するブラックホールは、たとえば大きなピンポンボールのサイズになります。

しかし、原始ブラックホールの仮説は、9番目の惑星の仮説によって提起されたいくつかの疑問を解決します。 9番目の惑星が海王星よりも太陽から20倍遠くに進化することを認めるなら、なぜ存在するのかを説明しなければなりません。星から遠く離れた領域は、惑星形成を助長しません。それは、太陽系の歴史の間に捕らえられたさまよう惑星かもしれません。しかし、原始ブラックホールも同様に収まります。

新しい仮説が興味深いのは、新しい研究戦略を提案することです。同じように惑星やブラックホールを検出することはありません。原始ブラックホールは、FERMIまたはチャンドラ宇宙観測所によって実際に検出可能な放射線を放出する可能性があります。もちろん、それは同様に新しいキメラかもしれません。私たちの惑星系には、9番目の惑星も原始ブラックホールもないかもしれません。しかし、極端な経n星の軌道について説得力のある説明を見つける必要があります。

銀河NGC 3147の中心にあるブラックホールは天文学者によって作成されたモデルを否定します

– 2019年7月16日のお知らせ –

2019年4月、ブラックホールのイベント地平線の最初の画像が明らかにされました。この画像では、中央の影の領域を囲む光沢のある円盤が見えます。私たちはこの降着円盤とその境界のより多くの詳細を区別することができることを望むが、この最初の画像は少なくとも一般相対性理論がこれらの天体を記述するのに非常にうまくいくように思われることを私たちに確信させる。私たちはブラックホールを徐々に理解し始めているとほとんど信じられないが、宇宙は常に驚きに満ちている。

ハッブル宇宙望遠鏡のおかげで、天文学者のチームはちょうど自宅から約1億3000万光年離れた銀河NGC 3147の中心を観測しました。その中心のブラックホールでなければならないもののまわりで、彼らは光の速度のほぼ10%で、急速に回転している非常に薄い円盤を検出しました。問題は、私たちのモデルを信じるなら、このディスクは存在してはいけないということです。

NGC 3147はそれほど活発な銀河ではないので、その中央のブラックホールは飲み込む必要があまりありません。通常、この種のシナリオでは、ブラックホール周辺の大きなドーナツのように、降着円盤がふくらんでいるように見えることが予想されます。これはまさにこの観測を先導することによって天文学者が確認したかったモデルです。その代わりに、彼らは非常に薄い降着円盤であるように見えるものを発見しました。これは私たちが銀河系で少なくとも1000倍明るいのを見ることに慣れているシナリオです。

明らかに、拡散銀河における超大質量ブラックホールの降着円盤を想像する方法を修正する必要があるでしょう。一方、NGC 3147のブラックホールは、特殊相対論と一般相対論をテストする素晴らしい機会を提供します。降着円盤はブラックホールの重力井戸の奥深くに固定されているため、光は逃げられません。ハッブルに搭載された分光写真器を使用して、天文学者はこの光を分析することができました。それは降着円盤のある部分で他の部分よりはるかに明るく見えます。

これは物質の不均等分布によるものではなく、特殊相対論によって予測されていた効果です。光源は非常に速く動いています。したがって、観測された光子は、それらの線源が私たちに近づいたり遠ざかったりするかどうかに応じてドップラー効果によって赤または青にシフトされ、ホールブラックの降着円盤の一部が他より明るいという印象を与えます。これは、Event Horizo​​n Telescopeによって生成されたブラックホール画像の場合も同様です。

降着円盤から私たちに届く光もすべて強く赤にシフトしています。これは、ブラックホールに非常に近いことと、その魅力を引き出すことが困難であることを示しています。散漫銀河の降着円盤を十分に理解していないにもかかわらず、少なくとも相対論が問題を調べるための正しいツールであることを確認することができます。天文学者のチームは現在、あまり活発ではない銀河の超大質量ブラックホールを囲む他の非常にコンパクトな降着円盤を見ることを望んでいるので、彼らは彼らのモデルを更新することができるかもしれません。

ブラックホールの最初の画像は明日明らかにされるでしょう

– 2019年4月9日のお知らせ –

明日、Event Horizon Telescopeプロジェクトはいよいよ射手座A*の画像、または天の川の中心に位置する超大質量ブラックホールの画像のいずれかを明らかにします。

ブラックホールや中性子星の誕生を見たことがあるかもしれません!

– 2019年1月15日のお知らせ –

2018年6月に、世界中からの天文学者は、ヘラクレス星座でおよそ2億光年離れたところで巨大な爆発を目撃しました。数週間後、オブジェクトはその明るさの多くを失いました。それ以来、この宇宙の出来事の正確な性質を説明しようとする仮説が蓄積しています。それは特に強力な超新星、ブラックホールによって残酷に転位された白い矮星、マグネター、またはガンマ線バーストですか?

このオブジェクトはAT2018COWという名前です。それは通常の超新星よりはるかに明るく見え、そして何よりも記録的な速さで明るくなり落ち着いた。明るさのピークに達するのに数日、明るさの大部分を失うのにさらに16日かかりました。

ケック天文台と協力している国際チームは、この出来事の原因について感謝します。彼らはいくつかの観測所からのX線、可視光線、赤外線そしてラジオ観測を組み合わせた。彼らは、この大変動の出来事が物質を光速のほぼ10%まで推進していることを知り、この爆発の中心に隠されていたものを発見しました。彼らは、2018年夏の間に観測された爆発がブラックホールまたは中性子星の形成であることをほぼ確実にしています。

そのようなイベントが事実上実際に続くことができるのは今回が初めてです。巨大星が死ぬと、ブラックホールと中性子星が形成されます。熱核燃料が使い尽くされると、これらの星の中心はそれ自身の重力の影響で瞬時に崩壊する。星の外側の層は巨大な爆発の中に吹き込まれています、そしてそれは中心、中性子星あるいは最も極端な場合にはブラックホールの中で非常に高密度のただ一つの目的のままです。

私達はこれらの2つの物体のどちらがAT2018COWの中心で生まれたのかまだ知りませんが、彼らの誕生に伴う複雑な物理学に飛び込むのは理想的な機会です。あなたが中性子星を観測するとき、あなたが運が良ければ、それは一般にすでに数百歳です。

AT2018COWの観測はいくつかのことによって促進されました。第一に、爆発は典型的な恒星が死んだときよりもはるかに少ない物質を放出しました。望遠鏡の前に10倍少ない残骸があるので、天文学者は中央の物体の放射線を直接観測することができました。一方、2億光年は宇宙規模ではわずかな距離です。それ故、他の同様の目的が発見されるであろう。

AT2018COWの観測は、天文学における速度の重要性の高まりの顕著な例です。宇宙で最も興味深い出来事の多くは短命です。最高の条件でそれらを観察することができるようにするために、観測所はこれらの出来事が完了することができる前に非常に速く動員されなければなりません。例えば、これは重力波検出を用いて光信号を識別することができるために迅速であることが重要である。これは世界中の観測所にとって新たな進歩の分野であり、より良い道具ではなくより良い組織とコラボレーションを含みます。これは宇宙で最も激しい出来事の中心に飛び込むことができるために必要な条件です。

星と銀河の後にブラックホールが消える

– 2018年11月4日のニュース –

Stephen Hawkingは、ブラックホールが蒸発して消滅すると予測しました。彼らのイベントの地平線の端に、放射線がホーキング放射線を形成すべきである。この放射線は、完全な蒸発までブラックホールの質量を混乱させる。しかし、それは非常に弱い放射線です。したがって、ほとんどのブラックホールでは、蒸発プロセスが非常に長くなります。それは実際には、宇宙自体が非常に古く寒い時に始まります。ブラックホールは、吸収するよりも多くの放射線を放出し、質量を失い始めます。

太陽の質量のブラックホールの場合、蒸発が完全に起こるには約1064年かかるでしょう。宇宙の中で最も巨大なブラックホールは、蒸発するのに最大10106年かかることがあります。これらは非常に膨大な数で、想像するのはほとんど不可能です。スティーブンホーキングが正しいとすれば、すべての星とすべての銀河がなくなってしまえば、宇宙はゆっくりと蒸発するブラックホールによって支配されます。彼らはまた、最終的に消え、いくつかの粒子によって旅行される大きな空隙を残します。

ESOによる画像

ソース

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