銀河の中心の超巨大ブラックホール
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、ブラックホールが吸い込んでいるガスは、一体どういう動きをしているのか。
ブラックホールの足元の足元まで、 最高の観測装置を使って観測した研究結果をお話ししていきたいと思います。
ブラックホールの活動は、実は吸い込んでいる物質はそんなに支えてないんじゃないか。 そんなちょっと意外な研究結果が出ていたのを、
Scienceという権威のある論文雑誌で紹介されておりましたので、 こちら紹介していきたいと思っております。
ぜひ最後までお付き合いください。
宇宙話。
2023年11月4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1122話目を迎えております。
基本的には1話完結でお話ししておりますので、 気になるトピック、気になるタイトルからぜひ聞いていただけたら嬉しいです。
今はまさに絶賛ブラックホール特集中ということになっておりますので、 ブラックホールが好きな人、
まあなんか宇宙好きな人ってブラックホール好き多いですよね。 人にはぜひ楽しんでいただきたい内容かなぁと思っております。
ちなみに前回は、一番近所のブラックホールって、 本当に一番近所なの?みたいな話をして行ったり、その前は、そうだな、ブラックホールっていうのを観測的に発見した研究分野っていうのが、
X線天文学と呼ばれる分野だった。そんなお話しさせていただきました。 まあその他にも、もうなんだかんだで2週間目に入るのかな。
ブラックホールの話、たくさんやっておりますので、 ぜひ過去の回まで聞いていただけたらと思います。
概要欄にSpotifyのプレイリストも作っているので、 ぜひそのプレイリストから聞いていただくも良し。
概要欄には実は過去の特集のプレイリストも置いてあったりしますね。 クリズム、X線天文衛星クリズムの話だったり、
あとは月の特集やっていた話だったり、 っていうので、いろいろやっておりますので、ぜひ楽しんでください。
ということで、じゃあ早速本題に行きたいと思います。 今日の本題は、今回は銀河の中心にあるような超巨大なブラックホール、
このブラックホールに落ちていく物質のお話をしていきたいと思います。 今回の研究は、
2023年11月3日にリリースされた研究論文です。 11月3日ということは、今日のこの収録が11月の4日になるので、
前日に公開された、まさにまさにホットな研究結果になりますね。 で、今回は国立天文台の中でもアルマ望遠鏡というものを使って実施された研究結果を紹介していきます。
実施されたのが国立天文台の泉拓真さんという助教の方ですね。 ツイッターでも
繋がらせていただいた方だったんで、お、すごいみたいな、リリース出てるみたいな、リリース出てる、面白そう、見たら泉拓真助教って書いてあって、
お、あの人だと思って、もうなんか勝手に個人的にワクワクしたっていう、まぁ研究者やっぱすごいですよね。 身近なようで、実はこういうすごい研究を残す人がたくさんいてっていう、
まぁそういった研究を今回、責任を持って紹介させていただきたいなというところになってます。 でまぁ、世の中にあるブラックホール、最近宇宙話たくさん聞いてくれてる方は、なんとなくわかってきたんじゃないかなと思うところが、まず一つ。
それは、身近にある太陽の大きさのだいたい数倍数十倍、数十倍とかっていうような大きさを持っているような、
まぁ、比較的身近なブラックホールっていうサイズ。 それに対して、
その周りっていうのは、なんか1個星があるとかそういうレベルですね。 で、その星を引きずり込んで光っているっていうのが、ブラックホールの特徴でした。
それに対して、まぁ宇宙話、最近のだとよく話すのが、銀河の中心にあるような超巨大なブラックホールっていうのが、
もう1種類としてありますね。 これは、もう質量が太陽の100万倍とか。
例えば、天の川銀河、僕たちがいる天の川銀河の中心のブラックホールだったら、400万倍だっけ?
あれ?何千万倍だっけ? こういうのやるとたまに怒られるのが来るんですけど、まぁ本題はここじゃないからいいかなっていう、気になる人は調べてください。
で、まぁそういうのがあったりするし、何億倍、 太陽の重さの何億倍っていうようなブラックホールも存在すると。
で、そういう超巨大な重力を持ったブラックホールっていうのは、どういうところにあるかっていうと、まぁ1つあるのが、これ銀河の中心ですね。
銀河の中心。まぁ銀河の中心にブラックホールがあって、その強い重力のおかげでというか、
その周りに銀河系っていうのが形成されている。そんな状態になります。 で、この銀河の中心っていうのも、まぁ十分に輝いていて、その輝いている特徴だったりとか、
で、ブラックホールの存在だったり、あとはその周りを回っている星の運動によって、 ブラックホールの特徴だったりっていうのを掴んだりするんですよ。
ブラックホールのガス降着
で、じゃあこのような超巨大なブラックホールはどのようにして作られるのか。 これまでの研究から提案されているいろんな重要な機構の一つの中には、
ブラックホールのガス降着と呼ばれる現象があります。 ガス降着。
降着っていうのは、降りて着地するの降着ですね。 ああいうブラックホールの周りにできるものとかっていうのは、降着円盤って呼んだりするんですけど、
そういう円盤を作っている状態っていうのは、 周りの物質をブラックホールが自らの重力だったりで吸い込んでいっている時の途中の過程が形になっているのが、
このガス降着円盤と呼ばれるものですね。 これは銀河に存在するガスが落ち込んでいっている姿っていうのを指している状態なので、
これがどんどんどんどん落ちていけば、ブラックホールの成長っていうのを一つ説明できるんじゃないかっていう重要な要素になっていると。
実際に今回の研究っていうのも、活動的、すなわち、まさに現在成長中である超巨大ブラックホールの周辺のわずか数光年っていう、
中心の本当に落ちていきそうみたいなところの領域を分析してあげることによって、どのぐらい成長のために必要な物質がどのぐらいブラックホールに落ちていってるのかっていうようなものを調べた研究結果ですね。
で、これ先に言うと、めちゃめちゃ細かーくブラックホールに落ちていっているガスを観測することに成功していたんですよ。
で、成功してそのガスが落ちていく量っていうのがどれぐらいなのかっていうと、この活動銀河核と呼ばれるその中心の活動性を支えるのに、
観測したらわかるじゃないですか。すごい活発に輝いてるなっていうその量よりも、なんと30倍も多いガスの量が落ちていっているということが今回明らかになったんですね。
お?なんでだ?って思いますよね。だって、外からパッと見ただけでのその銀河の活動性っていうのがわかって、
その活動性を説明するためには、きっと落ち込んでいくガスがそれを満たしているんだろうと思っていたら、
見た目の活動性に必要なエネルギーよりも30倍の量のガスが降りていってたっていうのが今回の研究結果から明らかになったんですよね。
30倍? じゃあこれは
ブラックホールの成長っていうところに大きく落ちているガスが寄与しているのかっていうと、そうではなくて、十分な量与えられているのにこれぐらいの活動しかしていないみたいな状態になっていたと。
じゃあ、その余ったガスたちはどこに行ったのか。 ここがかなり謎になってきますね。
で、しかも今回の研究の中ではその謎についても解明することに成功していて、周辺のそのガスの動きっていうのをですね、今回使われたのが、忘れてた。
アルマ望遠鏡っていう、もう地球上でものすごい一番トップクラスで視野、視力の良いと言われている望遠鏡の一つ。
これがアルマ望遠鏡なんですけど、それを使って細かくブラックホールの周り、
落ちていったガス、その後周り今どういう状態になっているんだろうっていうガスの流れを分析してあげたんですよね。
で、この定量的な解析の結果ですね、ブラックホールに落ちていったガスの大半っていうのは、
分子か原子として紛失するんですよね。周りにバーって紛失していってるってことがわかったんですよ。
分出流として周りに出ていっている。つまり周りには30倍ものエネルギーを持ったガスたち、
活動を支えるガスたちっていうのがあって、もうだからガソリンドバドバドバドバって注いでるのに、
いや僕はずっと60キロで走るんでっていうエネルギーの無駄が生じてたって話なんですよね。
あれ?じゃあこの入れてたガソリン余ってるけどどんどん入ってるよ。どうしてんの?っていうと、この漏れた分は再びまた
ガスの循環と再供給
塩盤のガス硬着の中の塩盤に戻って再びガス、ブラックホールの中に吸い込まれていっている。
つまり中心で行われているブラックホールの活動性、銀河の活動性ですね。これを
説明、これを満たすための量っていうのは十分にずっと供給されていて、ただ真ん中で行われるその活動性は
30の量使われるんだったら、いや僕は5ぐらいのエネルギーで十分なんですよねみたいな。
例えばですよ、この5っていう数字の正しさはないですけど、5ぐらいでまあ僕いけるんですよみたいな。
お腹いっぱいですみたいな。ってなったらどうなるかっていうと、その得られたエネルギーっていうのを、
じゃあ夜ご飯食べるんでみたいな。お昼はもうお腹いっぱいだし、エネルギーたくさんあるんで、夜食べますみたいな。
になってまた塩盤の方にその物質たちは戻っていって再び供給側に流れていくと。このまるで噴水家のような
ガスの循環っていうのが発生しているっていうのがわかったんですよね。 ブラックホールの中心にブラックホールがあるっていう状態の中のガスの動きっていうのは
今までこんなに細かく明らかにすることってできなかったんですよ。 これまでの理論だったり観測の双方から10万光年っていう銀河のスケールから中心の数百光年ぐらいまでの
領域のガスの降着気候っていうのは研究され続けてたんですよ。 ただ
ガスってブラックホールに落ちてってるんだから中心のもっともっと細かい領域見ていかないと本当に ブラックホールに吸い込まれながらどうなってるかって分析しきれないはずなんですよね。
そこに対して今回はそこが見えなかったらやっぱり謎が謎に包まれてしまう。 どうにかして観測を成功させなきゃいけないっていうので
研究チームは観測を成功させたというような状況です。 だから今までみんなが見えてないところを見てみたら
想像よりもブラックホールの活動性、銀河の中心の成長の度合いっていうところが結構不思議な形になっているなっていう状態が発見された
っていうのが今回の研究結果になりますね。 ただこれあくまで一例であるというのがリリースの中にも書いてあって超巨大ブラックホールの研究の歴史における
一つの記念碑的な成果であると考えているというコメントを寄せています。 国立天文台の泉拓馬さんという方ね。
この重要性っていうのは宇宙史において超巨大なブラックホールの成長を他のいろんなブラックホールとかを見たりしていろんな種類を見ていくことで
包括的に理解していくっていうところは これからより高解像度の高感度の観測が必要になってきて
それにはアルマ望遠鏡だったり次世代のより精度の高い望遠鏡っていうのが必要になってくる
そういうところを指摘して今回の研究が終わっているというような状態ですね。 これは面白いですね。これ何が重要かっていうと今まで見えなかったところを見たっていう
その観測の工夫っていうところが一つ。 そして面白いポイントとしてはよくこのポッドキャストでも次世代の天文プロジェクトみたいな話するじゃないですか
ああいうのって単純に10倍性能の良いものをお金をかけて作ればいいっていうだけではなくて こういうサイエンスが
達成されるだろうっていうような見方ですかね そういうゴールの決め方で
研究結果の重要性と次世代の天文プロジェクト
研究をどんどん進めていったりするというところになってくるとこういう今持っている 望遠鏡たちの性能のマックス度合いの研究をどんどん出していくっていうのは
この研究をすればするほど もうあと10倍良ければこれがわかるんだっていう要素が増えてくるんですよね
そうするとまあ予算を取りやすくもなるし 天文学の発展のスピードっていうのが上がっていく
っていうふうに考えられるので今回の研究っていうのはかなり重要になってくるん じゃないかなというところを思っております
そんな感じでこの研究はアメリカの学術雑誌のサイエンスっていうね 超権威のある
ネイチャーとかっていうふうなところに並ぶような研究雑誌に掲載されているので 世界中に対してもかなりインパクトを与える研究になってくるんじゃないかなと思います
これからいろんな研究結果出していかれることを期待しておりますので また論文発見した際には僕の方からいろいろお話しさせていただきたいと思います
でツイッターで今度じゃあゲスト出てくださいって言ってみたら あのぜひぜひって言ってくれたんで
まあもうそういうのは図々しくお声掛けさせていただこうかなと思っておりますので
ブラックホールの話はブラックホールの専門家に聞けというところで いつか呼んでみてお話伺おうかなと思っております
そんな感じで今回は以上にしていきたいと思います 一ついただいているお手紙紹介していきたいと思います
リスナーネームけめさんからいただきました 先日のブラックホールをどうやったら地球をギュッとしたら作れるみたいな話からですね
1118話のコメントいただきました 第一宇宙速度が高速を超えるから絶対にブラックホールから出れないわけですね
昔から疑問だったことがありまして太陽と同じ大きさの星を約半径3キロまで縮めたら 地上の地平線が地表から30センチになったとすると
腕立て伏せをすると肩が地上の地上の地平線を行ったり来たりしますね まあだからスクワットでもいいですねこれね
ブラックホールから脱出できるのでしょうかそれとも時間が伸び縮みしたりして絶対に 地上の地平線からは出られないのでしょうか
ありがとうございますそうですねあのこの時に 地上の地平線っていうようなイベントホライズンという話しました
これは光すらも抜け出せないような領域っていうことになっているので まあそもそも
この内側に例えば今お手紙でいただいたみたいに 腕立て伏せをする状態で下に入った時点でもう出れないですね
腕立て伏せはできない状態になります まあそので
地上の地平からちょっと出てる状態だったら光とかもなんとか抜け出せるんですよ ただすごい空間の歪みを経てって感じですね
だからそこからじゃあ腕立て伏せでそのままギュンって逃げれるかっていうと まあ腕がそもそも地上の地平の中にあるからまずは抜け出せないと
ただ肩だけわけわかんないこと言いそうだな 肩だけ拘束で逃げるみたいなことをすると一応体はグニャーってなるけど
肩だけ逃げることはできるかもしれませんね ただ腕立て伏せっていう話を今回してるんで
1回その中に入ってしまったものはもう光すら抜け出せないっていう状態になるんで もしけめさんが拘束で腕立て伏せができるのであれば
一往復する前だったらギリギリ肩だけ逃げるかもしれないですね ということでそんな感じでかなり面白い着眼点だなぁと思ってお話しさせていただきました
とにかくもうブラックホールの近くには近寄るなと危ないよ危険だよっていう そんなお話でございます
こんな感じで皆さんからいただいたコメントとかはいろいろ紹介していきながら一緒に宇宙話盛り上げていけたらと思っているので応援よろしくお願いいたします
今回の話も面白いなぁと思ったらお手元のポッドキャストアプリでフォロー フォローボタンの近くにある星マーク
こちらからレビューいただけたら嬉しいです 番組の感想や宇宙に関する質問についてはツイッターのハッシュタグ宇宙話
またはスポーティファイのQ&Aコーナーだったり概要欄のお便りフォームからじゃんじゃんお寄せください それではまた明日お会いしましょうさようなら
