ブラックホールが星を引き裂き、大規模なフレアを引き起こす潮汐破壊現象として知られるアーティストのコンセプト。画像クレジット:Caltech/R.傷ついた（IPAC）。 2018年、110億光年離れた空の一部が突然光で爆発した。研究者らは、この銀河はごく普通に見え、その中心には超大質量ブラックホールが静かに宇宙ガスを食べていると考えていた。しかし、爆発によりほぼ一夜にして40倍明るくなった。さて、Nature Astronomy に掲載された研究では、研究者たちは何が起こったのかをまとめましたが、それは彼らが予想していたものではありませんでした。
最初の容疑者である超新星は除外された。その代わりに、おそらく太陽の約 30 倍の質量を持つ巨大な星が、数億倍も重いブラック ホールの重力によって引き裂かれました。 J2245+3743 として分類されるこのイベントは現在、科学者が超大質量ブラックホール周辺の暴力的な生態系をどのように理解しているかを書き換えつつあります。
宇宙花火
私たちの銀河も含め、ほとんどの銀河の中心には大きなブラックホールがあります。これらは、太陽の数十億倍もある超大質量ブラックホールです。ブラックホールは、ほぼ定義上、暗いです。しかし、近くにガス、塵、または不幸な星がある場合、ブラック ホールの巨大な重力漏斗が降着円盤と呼ばれる渦巻く円盤に影響を及ぼします。
この降着円盤は摩擦により非常に高温になります。実際、非常に高温になると光り、その光は宇宙全体で見ることができます。この輝きが起こるとき、天文学者はそれを活動銀河核 (AGN) と呼びます。 AGN は本質的に、摂食ブラック ホールの目に見える「げっぷ」です。
ブラック ホール降着円盤の芸術的な画像。画像はWiki Commons経由。 天文学者にとって、何かを AGN として特定するのは困難です。そこで彼らは、他の可能性を排除することから始めました。彼らが除外した最初の選択肢は、超光度のイベントでは常に疑わしい超新星（爆発する星）でした。イベントのエネルギーはすごすぎました。次に疑わしいのは重力レンズで、銀河が近づくと遠くの光源からの光が拡大されるというものだ。彼らはまた、この選択肢を除外した。ガンマ線バーストや高エネルギー X 線も、そのような放射線を記録していないため、説明できませんでした。
残された唯一の可能性は、潮汐破壊現象、つまり TDE という異常なものでした。
星が近づきすぎるとき
TDE は、星がブラック ホールに近づきすぎて、重力によって粉砕されるときに発生します。星の破片の一部は外側に飛び散り、他の部分は内側に螺旋を描き、信じられないほどの強度で加熱して輝きます。このような現象はまれですが、研究者たちは過去にそれを観察しました。しかし、すでに活動している銀河核の内部で TDE が発生しているのを私たちは見たことがありません。
これにより、イベント全体がさらに強力になります。星自体が降着円盤のエネルギーを増幅し、より長く明るいフレアを生み出します。この場合、星自体はかなり大きく、質量は太陽の 30 ～ 100 倍でした。これが本当に事実であれば、J2245+3743 がこれまで観測された中で最も活発な潮汐破壊であることを意味します。その明るさは太陽10兆個分に相当しました。
「このフレアは、以前の最も強力な AGN 過渡現象よりも 30 倍強力です。宇宙でこれほど多くの電磁エネルギーを解放できる物理現象はほとんどありません」と研究者らは研究の中で書いています。
このため、天文学者はブラックホールがどのように栄養を摂るのか再考する必要がある。もし彼らが降着円盤の中にある大質量星を引き裂くことができれば、これまで考えられていたよりもはるかに効率的に摂食できる可能性がある。これらの「AGN-TDE」は、銀河がまだ若く混沌としていた初期の宇宙における、超大質量ブラック ホールの突然の成長を説明できる可能性があります。
研究者らは、同様の出来事がおそらく他にもたくさん起こっていると考えているが、私たちはそれらを適切に追跡するツールを持っていなかったのだ。ベラ・ルービン天文台のレガシー・サーベイ・オブ・スペース・アンド・タイム（LSST）のような将来の空の調査により、それらを捕らえやすくなるでしょう。ルービン望遠鏡は、数夜ごとに目に見える空全体をスキャンし、毎年何千もの一時的なフレアを発見する可能性があります。
研究「超大質量ブラックホールから記録された非常に明るいフレア」 がNatureに掲載されました。 .
