ブラックホールの奇妙な消失の原因は、気まぐれな星にある

ブラックホールの奇妙な消失の原因は、気まぐれな星にある

2年前、天文学者たちは超大質量ブラックホールのコロナが急速に消え、数ヶ月後に再び姿を現すのを目の当たりにして困惑していました。新たな研究によると、この奇妙な現象は暴走星によって引き起こされた可能性が示唆されています。

超大質量ブラックホールは銀河の中心に位置し、通常のブラックホールと同様に光を発しません。しかし、多くの場合、降着円盤と呼ばれる渦巻くガスのリングに囲まれており、その周囲はかなり明るく輝いています。コロナ(X線を発生する高エネルギー粒子のハロー)も超大質量ブラックホールの存在を示すもので、この放射線は地球から検出可能です。

2018年、約1億光年離れた銀河、1ES 1927+654の中心にある超大質量ブラックホールのコロナが消失した。

「これほど大きな光度変化は、数千年から数百万年というタイムスケールで起こると予想しています」と、新研究の共著者であり、MIT物理学助教授のエリン・カラ氏はプレスリリースで説明した。「しかし、この天体では、1年間で光度が1万倍も低下し、8時間で100倍も変化したのです。これは全く前代未聞で、本当に驚くべきことです。」

破壊されたコロナとブラックホールと降着円盤を隔てる隙間を示す芸術的概念図。
破壊されたコロナとブラックホールと降着円盤を隔てる隙間を示す想像図。画像:NASA/JPL-Caltech

その後数ヶ月かけて、X線コロナは再び視界に入り、以前と同じくらい明るく輝いていました。カラ氏は、「コロナがまず消滅し、その後再び再生する様子を観測したのは初めてです。しかも、私たちはそれをリアルタイムで観察しているのです」と述べました。

重要なのは、アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ誌に掲載された新しい論文が指摘しているように、天文学者たちがコロナ減光が始まる直前に異常に明るい閃光を検知したことです。全天自動超新星探査衛星(ASSASN)によって記録されたこの閃光は、銀河の通常の光度の約40倍の明るさでした。この現象を察知した他の複数の望遠鏡の天文学者たちは、可視光線や紫外線を含む他の波長で観測を行い、この活動銀河核の研究を開始しました。

このかなり激しい爆発の後、ブラックホールのコロナは視界から消え始めました。最終的に「検出不可能になりました。これは私たちがこれまでに見たことのないことです」とカラ氏はMITのプレスリリースで述べています。

新たな論文が示唆するように、この消失現象はブラックホールがもはや近くの物質を飲み込んでおらず、いわば食料供給が突然途絶えたために起こったとされています。これを説明するために、研究者たちは恒星がブラックホールに衝突したという説を提唱しました。

このシナリオでは、何らかの出来事によって通常の軌道から外れた恒星がブラックホールに向かって猛スピードで突進し、その強力な重力によって粉々に引き裂かれ、降着円盤全体に破片が散らばります。この高速で移動する破片がガスの一部を分散させ、ブラックホールと降着円盤の間に一時的な隙間を作り出します。

「ブラックホールが集積していく中で、このような変化は通常は見られません」と、チリ・サンティアゴにあるディエゴ・ポルタレス大学の天文学者で、この研究の筆頭著者であるクラウディオ・リッチ氏はNASAの声明で述べた。「あまりにも奇妙だったので、最初はデータに何か問題があるのではないかと考えました。それが現実だと分かった時、とても興奮しました。しかし、私たちは一体何を扱っているのか全く分かっていませんでした。話を聞いた人の中で、このような現象を見たことがある人は誰もいなかったのです。」

この理論によれば、最終的にこの隙間は埋まり、コロナは再び活動を再開した。

https://gizmodo.com/a-black-hole-collided-with-something-that-shouldnt-exis-1844134041

気まぐれな星の仮説は観測結果とよく一致しているが、必ずしも明白な結論ではない。例えば、なぜ減光が徐々に減衰するのではなく、突発的に起こったように見えるのか、天文学者たちは説明できていない。また、ブラックホールの磁力線の役割も考慮する必要がある。磁力線は、高エネルギーコロナの生成と維持の両方に重要な役割を果たしている可能性がある。

「このデータセットには多くの謎が隠されています」とカラ氏は語った。「でも、それは宇宙について何か新しいことを学んでいるという意味で、とてもエキサイティングです。星の仮説は良い仮説だと考えていますが、この出来事については今後長い時間をかけて分析していくことになるでしょう。」

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