ブラックホールによって細断された恒星の最後 カリフォルニア大学の研究

2022年7月12日 07:47

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ブラックホールに恒星が吸い込まれる状況のイメージ。ブラックホールの周りでは大量のX線(イラストでは青で表現されている)が放出されている。今回このような画像が直接捉えられたわけではなく、潮汐破壊を起こした天体からの光を偏光分析して様々な情報を得ている(画像クレジット:NASA / CXC / M.Weiss)

ブラックホールに恒星が吸い込まれる状況のイメージ。ブラックホールの周りでは大量のX線(イラストでは青で表現されている)が放出されている。今回このような画像が直接捉えられたわけではなく、潮汐破壊を起こした天体からの光を偏光分析して様々な情報を得ている(画像クレジット:NASA / CXC / M.Weiss)[写真拡大]

 ブラックホールは非常に強い重力で周りの物体を吸い込む。たとえ光の速度であってもブラックホール内部にいったん捉えられれば、脱出は不可能である。だが、そのような状況を実験で再現することは困難で、数値解析シミュレーションによる考察も膨大なコストがかかり、現実的でない。

【こちらも】ブラックホールは毛糸玉のような存在だった オハイオ州立大の研究

 2019年の秋に2億1500万光年離れた連星系で、その状況を直接観測できるチャンスが訪れた。ただし遠すぎて、ブラックホールに吸い込まれていく恒星の状況を、アニメーションのようにリアルに捉えることは不可能だった。そこからやってくる光の情報を詳しく分析し、どんなことが起こっているのか、科学者たちは考察を試みている。

 米カリフォルニア大学バークレー校は11日、この連星系では、恒星が自身の100万倍の質量を持つブラックホールに接近したことで潮汐破壊が起こり、遥か彼方の地球にまでその光が届いたという、研究結果を発表した。この明るさで恒星の潮汐破壊を観測できたのは、人類史上初めてだ。

 ブラックホール近傍では、その距離差がわずかでも、重力の大きさは著しく異なる。恒星のブラックホールに最も近い点と、最も遠い点では、凄まじい重力差が生まれる。恒星自体が持つ重力で恒星は球形を保っているが、ブラックホールによる潮汐力が恒星自体の重力を大きく上回れば、恒星はチューインガムを両手で引っ張った時のように引き延ばされ、破壊に至る。これがブラックホールによる恒星の潮汐破壊現象だ。

 カリフォルニア大学の研究者は、今回の潮汐破壊があまりにも遠く、画像を直接捉えることができないため、そこからやってくる光の偏光分析を試みた。その結果、潮汐破壊で生じたガス雲の直径は100天文単位にも及び、その内部の30天文単位程度の領域から強い光が発せられたことを突き止めた。

 冥王星が太陽から最も離れた時の距離が約50天文単位のため、潮汐破壊によって生じたガス雲のスケールは実にその2倍という、とてつもないものだったのだ。(記事:cedar3・記事一覧を見る

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