天文学者は、これまでに発見された中で最も質量が小さいブラック ホールを発見しました。
宇宙で最大の星が死ぬと、爆発して超新星になります。この爆発的なイベントの後、彼らは 2 つのルートのいずれかを取ることができます。より小さな超新星は中性子星を後に残しますが、中性子星は密度が非常に高いため、通常は直径が約 20 km しかありません。より大きな超新星は崩壊してブラック ホールになります。
このプロセスについて天文学者を悩ませてきた問題は、中性子星とブラックホールの間に「質量ギャップ」があるように見えることです。つまり、最も重い中性子星の重さは太陽の質量の 2.5 倍にすぎませんが、最も軽いブラック ホールの重さは太陽質量の 5 倍です。このギャップには何かありますか?
重力波について詳しく読む:
- リンゴから重力波まで:重力の歴史
- 重力波はブラック ホールの内部について教えてくれますか?
答えはイエスです。 2019 年 8 月 14 日、レーザー干渉計重力波天文台 (LIGO) と Virgo 干渉計の科学者は、2 つの天体の衝突を検出しました。1 つは太陽質量の 23 倍、もう 1 つは 2.6 です。
これらの 2 つの天体が合体すると、GW190814 という名前のイベントで、地球に到達するまで 8 億光年にわたって時空を引き延ばしたり圧縮したりする重力波の爆発が発生しました。
2.6 太陽質量では、2 つの天体のうち小さい方が質量ギャップにきちんと収まります。 「このような発見はパズルであり、頭を悩ませざるを得ません」と、LIGO 研究所のエグゼクティブ ディレクターである David Reitze は言います。 「最も重い中性子星または最も軽い質量のブラック ホールを観測したことがありますか?」
LIGO と Virgo が GW190814 を発見したとき、彼らはすぐに天文学界に知らせ、宇宙と地上の望遠鏡を空の同じ場所に向けました。しかし、これらの望遠鏡はどれも衝突から来る光を見つけられませんでした:それは放出された重力波だけのようでした.
これにはいくつかの説明が考えられます。
まず第一に、光信号を簡単に観測するには合体が遠すぎた可能性があります。 2017 年、LIGO と Virgo は、GW170817 として知られる 2 つの中性子星の合体を発見しました。 NASA のフェルミ望遠鏡は、関連するガンマ線バーストを観測し、GW170817 を重力波と光の両方で観測された最初の天文イベントにしました。ただし、2019 年の衝突は GW170817 の 6 倍離れた場所で発生しました。
ブラック ホールの詳細:
- 研究者が「非常に奇妙な」ブラック ホールの物理学を検証
- 地球からわずか 1,000 光年で発見されたブラック ホール
あるいは、より小さい天体が中性子星である可能性もありますが、中性子星形成の現在の理論が許容するよりも大きい必要があります。もしそうなら、この論文の共著者であるヴィッキー・カロゲラ教授は、衝突した他の天体が非常に大きかったため、中性子星が引き裂かれることなく丸ごと飲み込まれた可能性があると考えています.
「パックマンが小さなドットを食べていると思います」とカロゲラは言います。 「質量の非対称性が高い場合、小さい中性子星は一口で食べられます。」その結果、重力波だけが発生し、光がまったく発生しない衝突が発生します。
あるいは、2 つのブラック ホールの衝突であった場合、これもおそらく光を放っていなかったでしょう。これにより、2.5 太陽質量の天体は、これまでに発見された中で最も軽いブラック ホールになります。
原因が何であれ、NSF の重力物理学のプログラム ディレクターであるペドロ マロネッティは、それが「新しい洞察」であると信じています。 「質量ギャップは何十年もの間、興味深いパズルでしたが、今ではその中にちょうど収まる物体を検出しました」と彼は言います。 「これは、非常に密度の高い物質についての私たちの理解や、星の進化について知っていることを無視せずには説明できません。」
読者 Q&A:非常に強い重力波が私たちを通過するとどうなりますか?
質問者:Thomas S Marcotte、アメリカ重力波は、2 つのブラック ホールの衝突など、物質が関与するあらゆる激しい出来事から広がります。ただし、重力と同様に非常に弱いため、その影響を感じるには発生源に非常に近づく必要があります.
体にリズミカルなストレッチと押しつぶしの感覚を生み出すので、それは間違いなく奇妙に感じるでしょう.しかし、大変動自体に近づかなければならないので、それを説明することはできません.
続きを読む:
- ブラック ホールはどのくらいの大きさになりますか?
- 重力波はブラック ホールの内部について教えてくれますか?
