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そんなサイズのブラックホールは絶対にできないよ。そんなふうに言われていたブラックホールの空白領域、これが実際の観測によって明らかになったという研究、昨日お話ししました。
それを見つけるために使われた重力波天文学に使われる望遠鏡によって、どうやってブラックホールのその制約を見つけることができたのか、ちょっと深めの話をしていきます。ぜひ最後までお付き合いください。
2, 1, Ignition.
Space to the Black Hole.
Japan to Earth.
あらためまして始まりました、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。
ということで今日でエピソードが2009話目ですね。
どうですか、再びこの宇宙話があなたの毎日に組み込まれた気分は、こいつしらじらしくみたいな感覚になっているのか、待ってましたという感覚なのかですね。
でもそれを楽しんでもらえたらいいかなと。
AIとかの仕事をしていて、それで僕の日々はかなりパツパツになってきているみたいな、そういった背景があるんですけど、
その中でね、もう一個隣のデータ分析屋さんというこのポッドキャストもやっている中でよく言うんですけど、
宇宙話で話しているような内容っていうのは、AIにうまく聞いたら実は出せたりするんですよ。
けど、これを僕の日常とか普段の生活とリンクしながらだったり、経験と一緒に話すことで意味が出てくるというか、そういう立ち位置ってあると思っているんですよね。
プラス、AIでずっと回していたら、毎日配信の復活の喜びとかって感じれないじゃないですか。
っていう生の人間がやっているっていうこの感じ、すげー僕ポッドキャストっぽいなって思ってて。
だから、今回うまく更新する時間を取れなかったとか、この感じっていうのもポッドキャストらしさ、
そしてこのAI時代の無機質にならない温かみみたいな感じで前向きに捉えてもらえたらめっちゃ嬉しいなというところは思っているので、
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もしよかったらそういった温かい目でも見てくれたら嬉しいなと思っています。
そんなこと言いながらね、AIの話は宇宙の話と同じぐらい面白かったりするんで、
もしよかったらもう一つの隣のデータ分析屋さんの方も聞いてくれたら嬉しいです。よろしくお願いします。
それじゃあ本題に入っていきましょう。
宇宙話。
はい、ということで今回お話しするのは、そもそも重力波望遠鏡を使って、
今回のこの大きさのブラックホールはできないよねっていう数値の検証をどうやってやったのかっていうところですね。
この天文学の手法に踏み込んだ話をしていきたいと思います。
もしよかったらね、昨日のエピソードもしっかり聞いて欲しいなと思ってるんですけど、
今回そのネイチャーとかに掲載された論文で言われたのは、
もともと理論的には太陽の重さのだいたいいくつだっけ、
50倍から130倍ぐらいのものっていうのは、のブラックホールっていうのはできないよねって言われてたんですよ。
発生しえないよねみたいな。
その理由は、ブラックホールができるときに起きる爆発の規模がデカすぎて、
そのデカすぎたせいでブラックホールになり、その後残るみたいなブラックホールっていうのもなくなるぐらい後方もなく吹き飛んじゃうんじゃないのみたいな。
それによって、巨大なブラックホールが一撃でできるっていうことはないんじゃないかというような予測がされたんですよ。
それを今回、世界中にある重力波観測ネットワーク、ライゴ、バーゴ、カグラ。
カグラが日本のやつですね。
これらを使って観測的に明らかにしたと。
どういうふうにやったか。
重力波望遠鏡によっては、一応単独で存在しているブラックホールっていうのはまだきれいに見つけられないんですけど、
例えばブラックホールとブラックホールがセットになっているっていうような星って宇宙の中にあるんですよ。
不思議っすよね。なんだそれって感じですよね。
けどあるんですよ。ブラックホール連星と呼ばれるものが。
連星ってことは2つのブラックホールがお互いの周りをぐるぐる回っている。
この中にはでかい方と小さい方っていう違いがあるわけですよね。
なんとなく同じ大きさでも全く同じ星が2つ回っているってことはなくて、
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ブラックホールって重力がめちゃめちゃ強い天体。
重さが大きいってことは重力が強い。
つまり重い方がその連星形のプライマリー、主となる星になるわけですね。
で、軽い方が二次、セカンダリスターみたいな感じで言われると。
で今回、重力波っていうのは空間の歪みです。
ブラックホール同士がお互いに近くでぐるぐるぐるぐるお互いを引っ張り合いながら回っている連星形を作るとですね、
その巨大な重力のものが2つ同じ場所でぐるぐる回っているから、
めっちゃ太ってる人が2人トランポリンの上で跳ねているみたいな感じで、
もうめちゃめちゃ空間が歪むんですよ。
そのトランポリンの面が歪むみたいな感じで。
軽い人より重い人の方が歪むじゃないですか。
トランポリンの表面って。あの感じ。
で、その中でも、重力波天文学の望遠鏡を使うと、
その2つの質量って両方とも観測して特定することができるんですよ。
でね、でその2つのこの、
実際にはこの合体する時の合体の波形から両方の質量が読み取れるわけなんですけど、
今回の研究では、その2つのブラックホール錬成のうちの
軽い方だけで今回の議論っていうのが行われてるんですよ。
果たしてその30倍から150倍ぐらいの範囲、
実際には観測的には44倍から116倍太陽の質量のね、
っていうような星が生まれないっていう確認をした時に、
重い方は無視して、軽い方だけで今回の研究っていうのが進められたんです。
そういったサンプルがもう今はたくさん見つかってるんですね。
ブラックホール同士でぐるぐる回って、なおかつそれらが合体するみたいな現象。
重力波を捉えるのに必要な現象なわけなんですけど、
そういった星が見えると。
ぜひね、ブラックホール重力波とかで調べてくれたら、
そういうのもちょっと出てくるかもですが。
で、じゃあなんで小さい方に注目したのか。
これああ確かにって思ったんですよ。僕調べながら論文を。
なるほどねと。
小さい方は、まあその簡単に言うと単独で生まれた可能性が高いと。
ブラックホールであると。
逆に重い方っていうのは、そもそもめっちゃ重いから、
まあその中で2つを比較しても重いし、
そもそも重い方っていうのは、
小さなブラックホール同士がすでに合体したものであったりとか、
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何か周りのものを吸い込んだ後のものであったりとか、
なんかその大きくなったが故の理由っていうのがあるはずだと。
一方で小さい方のブラックホールっていうのは、
まあストレートなその重い星から超新星爆発を起こして
ブラックホールになるという道を辿っているのが大抵のケースなんじゃないかと。
いう仮定のもと、じゃあ小さい方だけで、
その存在し得ないだろうと言っている質量のブラックホールがあるかないかを見てあげたんですね。
そうしたら、なんと予想通り、
理論的に近星領域、空白領域なんていう風に考えられていた、
その太陽質量の約50倍ぐらいから110倍、120倍ぐらいのブラックホールっていうのが見つからなかったと。
っていうところから今回のネイチャーの論文に出てくるような、
本当に巨大な爆発で全部が吹き飛んじゃうような条件の星っていうのは、
ブラックホールを作り得ないってことが分かって今回の研究になったというような、
なんとも発想の転換というか、
ロジカルな考え方がバチッとあって出ている研究結果だなと思ったんですね。
研究っていうのは今の話聞いてて、
いやでもちっちゃい方が本当に全部ストレートにできたかなんか分かんなくねえかみたいな話って、
頭の中をよぎると思うんです。
だからあくまで今回は、そういった仮定を含んでいるとはいえ、
それだとしても過去に理論的に言われていたことが観測的に証明できたという非常に面白い事例だというところなわけです。
重力波天文学、重力波望遠鏡がどんどんどんどんサンプルを集めてきたからこそ、
こういったアプローチができるようになってきているというようなところはかなり面白い事例だと思うので、
ちょっと改めてね、この辺りは昨日のエピソードとセットで聞いてみてくれたら嬉しいなと思っています。
もちろん概要欄の総数、情報源、参照先っていうところをクリックしてもらえるとですね、
論文自体にも飛べるので、ぜひそちらからもチェックしてみてください。よろしくお願いいたします。
ということで、じゃあ今回は以上にしていきましょう。
はい、ということで、いかがでしたでしょうか。
なんか深掘りしていくのも結構おもろいですよね。
なので、明日のエピソードでは、今回のこの研究の立ち位置みたいな話をしてみようかなと思ってて、
どういうことかっていうと、今回の研究って統計的なアプローチなんですよ。
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これはね、ある種、その現象に対する広い観測結果とか知見とかが生まれてきたからこそ踏み込めた新しい研究領域なんですよ。
これがどういうことなのか、明日説明します。
なんで今回の研究が重力派天文学において非常に重要な役割を担っているのか、
どういう時代の変化があったのか、ここをね、ちょっと切り分けていきましょう。
僕のやっていた研究も、実はどっちかっていうと、今日の紹介した、昨日紹介した研究に近いアプローチ。
で、それってなんでそのアプローチが重要なのか、というとこですね。
ぜひ明日も楽しみにしておいてください。
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それじゃまた。バイバーイ。
