ブラックホールには、太陽の数十倍の質量を持つものから、太陽の数百万倍または数十億倍の超大質量のブラックホールまでさまざまなサイズがあり、恒星ブラックホールと呼ばれる低質量ブラックホールがその終焉であることが知られています。超新星爆発を起こす大質量星の結果。このため、それらはしばしば星の残骸と呼ばれます。
数十億の太陽質量を持つブラックホール、つまり超大質量は、その起源を説明するのが非常に困難です。恒星がそのような巨大な物体を作成できるわけはありません。すべての銀河の中心には少なくとも 1 つの超大質量ブラック ホールがあると予想されるため、銀河の中心にどうやって到達するのかという他の疑問に加えて。これらの物体の起源に関しては、まだ多くの未解決の疑問が残っています。
ネバダ大学ラスベガス校の天文学者のグループが、この謎に対する答えを見つけたかもしれない。少なくとも、天の川銀河の超大質量ブラックホールがどのようにして生じたのかについての答えは得られた。 Sgr A* として知られる超大質量ブラックホールがどのように形成されたのかを理解することで、私たちの銀河がどのように形成され、それが銀河全体の進化にどのような影響を与えたのかについての洞察が得られます。
超大質量ブラックホール
重い星が寿命を迎えると、太陽の数十倍の質量を持つ恒星ブラックホールに崩壊することがありますが、銀河の中心には数百万、数十億の太陽質量を持つブラックホールが観察されます。食いしん坊であるという評判にもかかわらず、彼らは銀河全体を中心に吸い込むわけではありませんが、いわゆるフィードバックを通じて銀河の進化と関係を持っています。
雲や星のような物質が超大質量ブラックホールに向かって落下すると、ガスが加熱されて加速されます。ブラックホールに落ちる前に、ガスが速度を上げて事象の地平面内の目的地から逃げ出す可能性があります。この逃げるガスが星形成領域に到達すると、このプロセスが中断され、新しい星の形成が妨げられる可能性があります。
形成の謎
これらの天体は、世界中のいくつかの研究者チームによって広く研究されています。これらのチームの 1 つが EHT 共同研究チームであり、初めて超大質量ブラック ホールの撮影に成功しました。これらの天体がどのように形成され、どのようにして銀河の中心の位置に到達するかについては、未解決の疑問がいくつかあります。形成過程を理解するためにいくつかの提案がなされており、ジェームズ ウェッブ望遠鏡自体がこれらの疑問に答えることを目的として観測を行っています。
アイデアの 1 つは、これらの天体は、今日私たちが観察しているサイズに達するまで、徐々に合体する小さなブラック ホールの合体によって形成されるというものです。もう1つは、より小さなブラックホールがこれらのサイズに達するまで物質を捕捉する降着プロセスを指します。しかし、ジェームズ・ウェッブ氏の観察では、若い宇宙にはすでに超大質量ネルゴホールが存在していたことが示されており、これらの仮説に疑問が生じています。
Sgr A*
これらの疑問は、天の川銀河の中心に位置する太陽質量 400 万の超大質量ブラックホールについても未解決のままです。 70 億の太陽質量を持つ M87* のようなブラックホールと比較すると小さいにもかかわらず、Sgr A* は超大質量として分類されます。 Sgr A* は、EHT コラボレーションによって写真が記録されたターゲットの 1 人でした。
Sgr A* の問題点の 1 つは、降着率が高くないため、ほとんど不活性なブラックホールであると考えられていることです。物質が大量の放射線を放出して捕らえられる瞬間を示しているにもかかわらず、これほど詳細に研究することは静かで複雑であると考えられています。それにもかかわらず、フェルミなどのいくつかの望遠鏡は、Sgr A* に関する疑問に答えるために観測に焦点を当てています。
Sgr A* はどのようにして形成されましたか?
Nature Astronomy に新しい論文が掲載されました。この論文では、天文学者のグループが EHT データを使用して、Sgr A* がどのように形成されたかを理解しました。そのアイデアは、さまざまなモデルとシミュレーションを使用して観測値と比較することでした。研究チームはいくつかのモデルをテストした結果、ガイア・エンケラドゥスと呼ばれる衛星銀河との過去の衝突がSgr A*の大きさと起源を説明できることを発見した。
質量に加えて、Sgr A* は、別のブラック ホールとの衝突の結果である可能性のある、スピンの位置がずれているように見えます。この衝突の場合、ガイア・エンケラドゥス銀河の中心には巨大なブラックホールがあり、それが古代の天の川銀河の中心にある巨大なブラックホールと衝突し、今日私たちが知っているものを形成したと考えられています。この結果は、超大質量ブラックホールが合体によって形成されるというモデルと一致します。
ガイア・エンケラドゥス銀河
この衝突は、衛星銀河ガイア・エンケラドゥスが天の川に部分的に囲まれた100億年前に起こったと考えられている。衛星銀河は依然として天の川の周りを周回していますが、ガイア望遠鏡は、私たちの銀河と銀河をつなぐ星の流れがあることを発見しました。この橋は、過去 10 億年の間に、この橋の一部が銀河系に捕らえられたことを示しています。
研究によると、この衝突により、私たちの銀河系、主にハローとして知られる構造内で星とガスが増加しました。このハローは、超大質量ブラック ホールが位置する銀河の中心部分を取り囲んでいます。新しい結果が正しければ、この衝突中に衛星銀河からの巨大ブラックホールがこの時点で天の川からの巨大ブラックホールと合体した可能性がある。
ニュース参照:
Wang et al 2024銀河中心ブラックホールの過去の合体の証拠Nature Astronomy
