矮小銀河は従来、小さすぎて大規模なブラック ホールをホストできないと考えられてきましたが、モンタナ州立大学 (MSU) からの新しい研究により、数十の例が明らかになりました。 Astrophysical Journal に掲載された研究 これらのブラック ホールは、科学者が通常期待する場所にはありません。
Reines 氏と彼女のチームは、ニュー メキシコ州アルバカーキの国立電波天文台にある国立科学財団の Karl G. Jansky Very Large Array を使用して、地球から半径 10 億光年以内にある 111 個の矮小銀河を検索しました。調査の過程で、彼らはブラック ホールをホストしている可能性が非常に高い 13 の銀河を特定しましたが、その大部分は集中化されていませんでした。
Reines は、MSU の eXtreme Gravity Institute の研究者でもあります。この研究所は、天文学者と物理学者を結びつけ、重力の影響が非常に強力で、空間と時間の分離が曖昧になる現象を研究しています。これには、中性子星、ブラック ホール、2 つの間の合体と衝突、さらには宇宙の急激な膨張の最初の極限期、つまりビッグバンなどのイベントやオブジェクトが含まれます。
研究者は、恒星質量ブラック ホール (太陽の最大 10 倍の質量を持つブラック ホール) は、大きな星が重力崩壊を経て形成されるが、これまでのところ、超大質量ブラック ホールがどのように形成されるかは不明であると説明しています。太陽の何十億倍もの質量を持つことができるこのクラスのブラック ホールは、銀河の中心で最も一般的に見られます。
これは、中心に超大質量ブラックホール射手座 A* (SgrA*) をホストする私たちの銀河、天の川の場合に確かに当てはまります。矮小銀河は、天の川のような渦巻銀河よりも小さく、渦巻銀河のような 1,000 ～ 4,000 億個の星ではなく、数十億個の星を含んでいます。
Reines によって収集された結果は、ニューヨーク州クイーンズボロー コミュニティ カレッジの助教授であり、アメリカ自然史博物館の研究員である Jillian Bellovary によって生成されたコンピューター シミュレーションを裏付けています。
ブラックホールが失われる仕組み
Bellovary のコンピュータ シミュレーションは、ブラック ホールが宇宙を移動する際に受ける相互作用によって矮小銀河の中心から乱される可能性があることを示唆しました。この結果は、Reines の研究と相まって、今後、矮小銀河のブラック ホールを探す方法を変える可能性を秘めています。この考え方の変化は、矮小銀河と超大質量ブラック ホールの両方がどのように形成されるかについての理論にも影響を与える可能性があります。
「これまでブラック ホールがあると予想されていた原子核だけでなく、銀河全体を対象とするように検索を拡張する必要があります」と Reines 氏は付け加えます。
ブラック ホールの探索に精通している Reines は、バージニア大学の大学院生だったときから 10 年間、これらのイベントを探し続けてきました。彼女は当初、矮小銀河の星形成に焦点を当てていましたが、彼女の研究は、彼女の興味を引く別の何かに彼女を導きました:「小さな矮小銀河にあるはずのない場所にある」大規模なブラック ホールです。
彼女が言及している小さな矮小銀河は、地球から 3000 万光年離れた場所にある Heinze 2-10 であり、以前は小さすぎて巨大なブラック ホールをホストできないと考えられていました。 「従来の知恵では、回転楕円体成分を持つすべての大規模な銀河には大規模なブラック ホールがあり、小さな矮小銀河にはありませんでした」と Reines 氏は説明し、そのような関係を発見したときは「発見」の瞬間だったと付け加えました。これらの調査結果を雑誌 Nature に掲載した後 彼女は矮小銀河のさらなるブラックホールを探し続けました。 「これらのものを意図的に探し始めると、たくさんのものが見つかるようになりました」と Reines 氏は言います。
無線信号からの視覚データからシフトすることで戦術を変更した Reines は、40,000 の矮小銀河を含むサンプルの最初の検索で、100 を超えるブラック ホールの可能性を発見しました。現在の調査では、最新の論文で説明されているように、Reines は無線検索に戻り、そのサンプルで無線署名を探しました。これまでに発見したのは 1 つだけですが、これにより、星を形成する矮小銀河に巨大なブラック ホールを見つけることができるはずだと彼女は言います。
ライネスの捜索は続く。
元の調査: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab4999
