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1日10分、宇宙時間をテーマに毎日お届けしております、宇宙話。 今回は、ブラックホールの周りに惑星はできるのか、
不思議なタイトルのお話をしていきたいと思います。 光すらも飲み込むブラックホール、その周りに僕たちが住んでいる
地球とかみたいな、いわゆる惑星、これができる環境が整っているのか否か、 そこに対してコンピューターでの計算でブラックホールに対する新たな可能性を示した研究、
こちら紹介していきますので、ぜひ最後までお付き合いください。
2023年5月29日、始まりました、佐々木亮の宇宙話。 このチャンネルでは、1日10分、宇宙時間をテーマに、天文学で博士号を取得した専門家の
亮が、毎日最新の宇宙トピックをお届けしております。 本日でエピソードが961話目を迎えております。
基本的には1話完結、取手出しの無編集でお届けしているこの宇宙話ですね。 最近、あれ編集してないんですか?みたいな話をたまにされるので、
してないんですよ。してたら毎日配信できないなっていうところだけなんですけど、 そんな感じで頑張ってぶっつけ本番で毎回毎回頑張っております。
そんな中でですね、まぁ今回お話ししていこうかなと思っているのは、 ブラックホールの周りにも地球っぽい、というか惑星ですね。
これができるのかどうか、そこを詰めた研究を紹介していきたいと思います。 みんなブラックホール大好きですからね。なんかここ
前2回とかは、昨日は宇宙ビジネスの話、おとといは地球を見る話とかだったんですけど、 その前もブラックホールの話というところで、
ブラックホールみんな好きじゃないですか。僕も結構好きですよ。 やっぱりなんかロマンがあるというか、
非現実的っぽすぎてワクワクするというか、ちっちゃい頃本当はないと思ってたしね。 多分いまだに思ってる人結構いると思うんですよ。
たまに言われます。え、本当にブラックホールってあるんですか?みたいな。 まあ実際は、そのブラックホール自体をどう見えてるかみたいな、そういう話はやっぱできないんですよ。
理由は、ブラックホールっていうのは光すらも吸い込む重力を持っているエネルギーの高い天体なのでね。 難しいんですけど、例えばブラックホールって光すらも出てこれないぐらいの重力を持ってる。
ってことは、普通に周りに星とかがあっても、どんどん吸い込んじゃうんですよ。 その重力の強さによって。
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重力が強かったら引っ張られるっていう感覚はなんとなくわかると思うんですね。 まあその
引っ張られる力とかをまさにこう体現しているというか、それをそのまま表しているのはやっぱり地球が太陽の 周りを回っていたりだとか、そういったところです。
太陽からの地球ももちろん重力があって、その重力に引っ張られながら周りを回っているから、 いい感じの距離感でキープされ続けているっていうのが、地球だったり火星だったりっていうような
惑星の姿だったりしますよね。 そんな中でブラックホールっていうのは、そこに吸い込まれていく星だったりとか、
星の材料になるようなガスだったり塵だったりとか、 そういったところが吸い込まれていく過程で、ここにはこれぐらいの重力源がないと説明できないぞ。
でこのぐらいの重力源だったら、これ光すらも抜け出せない穴っぽくなるんじゃないの。 それがブラックホールの定義みたいなところなんですね。
定義って言うとちょっと大げさだし、どっかから批判が飛んでくるかもしれないんですけど、 定義というよりはそういうふうに考えられていると。
つまり、ブラックホールの写真撮ったとか、いろんなニュース出てきますけど、 実際はブラックホールのそのままの姿が見えているわけではなくて、
光すらも飲み込むような重力を持った天体がありそうな周りで起こっていることを僕たちは観測していると。
まわりくどいですよね。まあでもそういうことなんですよ、実際は。 で、それってどういうところで例えばブラックホールが吸い込んでいってる様子がわかるかとかっていう話をすると、
僕たちって地球に住んでるじゃないですか。 当たり前のことから説明していくんですけど、地球に住んでますよね。
で、その地球はさっきも話したみたいに太陽の周りを回ってます。 で、その太陽の周りを回っている惑星たち全体を含めて、これ太陽系って呼んでますよね。
で、このじゃあ太陽系 一体どこにあるか考えたことありますか。
太陽系はこれ天の川銀河と呼ばれる銀河の中にあります。 銀河ってみんなが今頭の中で想像したのってどんな形してますか。
そこの中には星が数億個、数十億個っていうようなレベルで含まれていて、 その星たちは明るく輝きながら一つにまとまってますよね。
それはそのままお団子のような状態になっているかっていうとそうではなくて、 天の川銀河とか一般的にそういう銀河って言われるもの、特に渦巻き銀河ですね。
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これはもう名前の通りで、渦を巻いているような形で、何か中心に向かって何かが吸い込まれていっているような形が見えると思います。
そこの中心にいるのがまさにブラックホールというところで、実際に天の川銀河の中心にも超超超巨大なブラックホールが存在しているんですよね。
そのブラックホールに吸い込まれていきながら、僕たちは太陽系というものを形成している中に生きている。
っていうのが一応こう近い宇宙で見るとそういう感じなんですよ。 じゃあそういうブラックホールが中心にあって周りに星があるっていう状況ってなんとなく
イメージできたと思うんですけど、 ちょっと違う視点に立ってみましょう。
全くブラックホールから離れて、一旦惑星がどうやってできるのか、そういうお話に入っていきたいと思います。
惑星がどうやってできるのか。惑星っていうのは、光勢と呼ばれる太陽系で言うとこの太陽ですね。
自ら光ってる星の周りを回っている、その岩石だったりガスとかでできた塊のことを惑星と呼んでますね。
地球、火星、木星、土星、海洋星、そこら辺は全部惑星っていうふうに分類されています。 これがどうやってできていくのか。
宇宙空間は実は真空ではなくて、どっちかというと意外とものがあるっていう感じで、 塵とかガスとかそういったものが結構いろんなところにあるんですよ。
しかもその中でも、宇宙空間のある一部に、塵とかガスとかが密集するような領域っていうのが存在するんですね。
これがたくさん集まると何が起こるかっていうと、それぞれの塵とかガスとかっていうのがちょっとずつちょっとずつくっついていくんですよ。
そういった場所の中ではどんどんくっついていく。 で、その固まっていったものが巨大になっている。そこが星になるんですよね。
太陽みたいな星っていうのは、その塵とかガスとかがたくさんある状態の中で、まずその材料をたくさん使って
巨大な物体を作っていくと、塊をね。 で、そうするとある大きさに達すると重力がものすごく強くなるので、その作用で中心で核融合が起こる。
塊の中心で核融合が発生します。 この核融合がまさに太陽が光っているその輝きのエネルギー源になるんですよね。
これは何でかっていうと、宇宙空間にいる塵とかガスとかっていうのは、水素を多く含んでいて、その水素っていうのは一つの粒で
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単体で存在しているんですけど、それがいろんなところで固まって隣にも水素いる。隣にも水素いるっていう道々の状態になってくる。
で、それになった時に重力が外側からもっとさらにグーってかかると、核と核が
もう隣り合ってるって言うだけじゃなくて、圧迫されてギュンってくっつくんですよ。
融合していくと。で、そうするとその時に融合する時のエネルギーとして放出される。これが太陽とかが輝いているエネルギーの
源になる。っていうところで核融合って呼んでたりするんですよね。 そんな中でじゃあ星が生まれました。
そして星が生まれると、周りにその星を作るために使ってた材料っていうのがまだ余ってるんですよ。
で、これが余ってる中で、けど真ん中には巨大な重力天体、まあ星ができてるわけですよね。
そうするとその星は地球みたいに自ら輝く回転、自転をしていると。
いうところで自転をしながら、周りの使わなかった材料も自分の重力で振り回し始めると。
いう風になると、星ができる過程で自分の周りに円盤みたいなものを形成していくんですよね。
ここまでついてこれてますか?ぜひですね、あのピンとこなかったらもう1回聞いてもらうとかしながら、
星ができていく過程っていうのをちょっと頭の中でイメージしながら聞いてもらうといいかなと思うんですけど、
そんな感じで周りに円盤とか、つまり星に使われなかった材料とかが、さらに周りに円盤という形を作りながらぐるぐる回っていたりする。
そうするとその中でまたさらに粒と粒がくっついて、1メートル2メートルっていうメートルサイズの塊に成長していったりする。
でそのメートルサイズの塊がさらにお互い衝突していって、ちっちゃい微惑星と呼ばれるものですね。
これ数キロメートルぐらいの大きさの微惑星っていうものの段階に成長していきます。
でこういうふうにどんどんどんどん成長していく惑星の種が、ある一定のタイミングを超えるとさらに巨大化していって、
地球だったり火星だったりみたいなものを作っていくっていう、そういうフェーズに入るんですよね。
ブラックホールの話から惑星ができるところまでの話、一連でさせてもらいましたけど、今からこの話をがっちゃんこしていきます。
ブラックホールの周りには、まあその一つの星を作るとかのレベルじゃないぐらいの星の材料っていうのがたくさんあるんですよ。
なので、銀河っていうのはよく星の生成工場って言われるぐらい、材料が豊富で、その中に
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星を作って惑星を作って、みたいなことをするんですけど、そもそも直で惑星できることってあるんじゃないかなっていう話です。
つまり、自ら輝く光星になっていくわけではなくて、ブラックホールの周りにその同じような過程を経て、惑星が発生することがあるんじゃないか。
具体的には微惑星みたいなところっていうのが、しっかりとできるまで環境が整ってるんじゃないかと。
理由は簡単で、巨大な重力を持っているブラックホールの周りに材料がたくさん集まってるんだから、
環境さえ整えば惑星だってできるだろうと。 そういった環境を考えたんですね。これ、天文学者の発想としては面白いなぁと思っていて、
惑星っぽいものが直接できるのか。なんか難しいですよね。これ、光星の周りを回ってるから惑星って呼んでたはずなんですけど、
もっと定義を緩めるみたいな感じで、数キロメートルサイズの微惑星っていうものに成長する環境が果たしてブラックホールの周りにあるのかというところを想像した研究で、
2回前ぐらい、3回前ぐらいに話した天文学の研究には観測屋さんっていうのと、実験屋さんか、実験屋さんと理論家屋さんがいると。
で、理論で今回はブラックホールの周りの環境を数値シミュレーションしてあげた。 その結果ですね、
ブラックホールの周りにも惑星を作ることができるっていうことが分かっちゃったんですよ。 すごいですよね、これ。
なんか、構成ありき、つまり太陽みたいなものありきで全部考えていた惑星っていう対する概念をもう1回ちゃんと見直して、
なんか当たり前かのように考えられていたところに議題を持ってくるっていう、なんか発想として本当にすごいなと思うんですよ。
なんかみんなが常識っぽく考えているところに1個メス入れるって、なんか勇気のいることだし、そこに自分の時間を割いてでも取り組もうっていうところに至れる発想がやっぱりすごいなって思うんですよね。
だからこれはもう完全に発想勝ち、プラスやっぱ研究力の高さっていうのががっつり出てる研究だなと思っていて、
この研究の結果見ていくと、そのブラックホールの周りに氷と岩石を主成分とするような地球の10倍程度の質量を持った惑星っていうところの成長、
惑星にまで成長していくものが、なんとこれ1万個もブラックホールの周辺に形成される可能性があるというところが指摘されたと。
これは面白いですよ。1万個って結構じゃないですか。 今時点で太陽系以外の惑星が見つかった個数っていうのも、これわずか5300個とかなんですよ。
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それに対してブラックホールの周りにもこうやって惑星ができてくるんじゃないかっていうのはかなり面白い発想だし、そこに
現実味があるっていうのが分かっただけでも相当面白い部分なんですよね。 ただ、今のところはその惑星を検出する有効な手段というのがなかなか見当たらないんですよ。
これ例えば惑星見つけるときによく使われる手法の一つがトランジット法って呼ばれるもので、簡単に言うと光星、太陽みたいに輝いてる星がありますよね。
その星の前を惑星が通過したらどうなるか。 黒い点が星の前を移動する。つまり100ぐらいの光量で飛んできてた星の明るさが惑星が前通ることによって10ぐらい削られて90ぐらいの光の量で飛んでくると。
そうしたら、このタイミングで光弱くなってるからこいつ惑星持ってね、みたいな感じで見つけたりするんですよね。 つまり光ありきで考えちゃってるんですよ。
けどブラックホールって光出さないじゃないですか。 そんな中でどうやって惑星見つけていくんだ、みたいなところは多分今後出てくるはずで、そこに対して有効な観測手段が開発されたり発想として出てきて、
もしかしたら今ある惑星の検出方法の中にはもしかしたらあるのかもしれないですけど、あって、それで実際に惑星が見つかったら、もうこの研究超すごいことになりますよね。
ないと思ってたものを数値上はあるっていうふうに示して、それが後々20年後30年後、もしかしたらアインシュタインみたいに100年後かもしれません。
で見つかってくるっていうこともあり得るかもしれないので、ちょっとね、今後ブラックホールと惑星っていうのをセットで考えていく研究出てきたら、
積極的に宇宙話でピックアップしていきたいなと思っているという、そんな感じでございました。 ということで今回はみんな大好きなブラックホールについて結構詳しくお話ししていきながら、
ブラックホールの周りに地球とか木星とかみたいな、いわゆる惑星ができるかどうか、そんな研究内容を紹介させていただきました。
ブラックホールってやっぱ夢あるなぁとか、惑星の話って結構面白いなって思ってくれたりとかね、今日の話むずすぎん?とかそういうなんか文句でも全然大丈夫なので、ぜひで感想とかを寄せいただけたら嬉しいです。
感想とかコメントはですね、ハッシュタグ宇宙話、宇宙が漢字で話がひらがなになってますので、ツイッターのハッシュタグつけてつぶやいていただけたら嬉しいです。
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ということで最近レビューもたくさん溜まってきて、リスナーのみんなの温かい気持ちを感じている今日この頃ですが、これからもね、頑張って、
もうあとちょっと、1ヶ月ちょっとで1000話なんで、みんなでガンガン盛り上げてくれたら嬉しいです。よろしくお願いいたします。
それではまた明日お会いしましょう。1週間頑張っていきましょう。さよなら。
