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本物のブラックホール画像撮影成功?暗黒天体の真の姿とは?

ブラックホールって良く聞きますよね?!

それは、宇宙に存在する暗黒の天体で、近づくモノを全て吸い込んでしまう。恐ろしい存在といったイメージがあるかも知れません。

ブラックホールは実在するらしい。
しかし、まだ誰もブラックホールを見たことがない。

それが、最新の観測で撮影された?との事。
ブラックホールとは、いったいどんな姿をしているのでしょうか?
そして、ブラックホールって本当に恐ろしい天体なのでしょうか?

ブラックホールは実在するのか?

ブラックホールとは、超高圧、高密度で巨大な質量を持つ天体。
昔から理論上存在するのでは?と考えらて来た天体だったのですが、それが実際に発見されたのが1970代。

地球から約6,000光年と、天文的な距離間ではそれほど遠くない場所に「はくちょう座X-1」というブラックホールではないか?という候補の天体が観測されました。

但し、このときブラックホールが発見されたと言っても、その場所から発せられるX線が観測されたというモノ。
実際にブラックホールがあるという確証があるというワケではないそうです。

では何故、確証もないのにブラックホールと言えるのか?

その根拠はX線。
ブラックホールと考えられる天体の側に恒星などの天体が存在した場合、その恒星のガスをブラックホールが巨大な重力で引き寄せる。
その際、ガスが高温になりX線が放出される。


「画像参照:ブラックホールに吸い込まれる恒星のガス想像図(Wikipediaより)」

それを観測することによって、そこにブラックホールがあるのではないか?と推測されています。

そういった観測方法で「はくちょう座X-1」の発見以降、ブラックホール候補天体がいくつも見つかっています。

ブラックホールは何故存在するのか?

宇宙で最も高密度が故に、光さえも飲み込まれてしまうほどの巨大な重力を持つと推測されるブラックホール。

とても特異な性質を持つこの天体は何故存在しているのか?

その原因は、宇宙には数限りない星(恒星)が存在し、その質量も大小様々。

我々の太陽のような平均的な大きさの恒星もあれば、小さな恒星、そして巨星も宇宙にはたくさん存在しています。

そんな様々な恒星の中で、太陽の30倍以上の質量を持つ巨星の寿命が尽きてしまうと、超新星爆発という重力崩壊を起こしてしまい、最後にはブラックホールになってしまうと考えられています。

参考記事:【ブラックホールのメカニズム】

宇宙に星が数限りなく存在し、それらの星が生まれ滅んで行くサイクルの中で、ブラックホールは必然的に存在する天体であり、宇宙ではそれほど珍しい天体ではなく、我々の銀河の中にも1億個以上のブラックホールが存在すると考えられています。

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地球もブラックホールに支配されている!?

我々の地球が属する太陽系は、銀河~天の川銀河の中の一部に過ぎず、太陽系のような恒星系は天の川銀河に2,000億個以上存在すると推測されています。

そんな2,000億の恒星を従えている銀河の中心部の心臓部には何があるのか?

それが21世紀になって明らかになり、銀河の中心には太陽の300万倍以上もの超大質量のブラックホールがあるということが分かりました。

つまりそれは、太陽系も超大質量ブラックホールの重力に捕らわれ支配されているという事になり、太陽系はブラックホールの周りを周回しています。


「画像参照:X線撮影された天の川銀河の中心部(PHOTOGRAPH BY NRAO, AUI, NSF)」

太陽系から銀河中心部のブラックホールまで約2万6,000光年。
太陽系は銀河を1周するのに2億年以上かけています。

ブラックホールの撮影に成功?

天の川銀河の中心にあるブラックホール。

残念ながら、この姿を我々人類は見たことがありません。

そんなブラックホールですが、科学者たちの長年の努力によってその姿の撮影に成功した!?というニュースが飛び込んできました。

ただ、この記事を書いている現時点(2017年4月)ではその姿は公表されておらず、実際に撮影が成功したかどうかを確認するには数カ月を要すると言います。

また、撮影に成功した?と思われるブラックホールは、その本体の姿ではなく、ブラックホールを取り巻く「事象の地平線」と言われる領域らしく、全体像の撮影に成功したモノではないとの事です。

でも、これまでブラックホールの存在が状況証拠だけだっただけに、もし撮影に成功したとなれば、画期的であり、それは確証に変わることになります。

そもそもブラックホールの構造とは?

撮影に成功したとされるブラックホールの「事象の地平線」とはいったい何なのか?

そして「事象の地平線」を含むブラックホールの構造はどうなっているのか?

現時点では目に見えないブラックホールだけに、その構造は理論上でしか説明することは出来ません。

そんな理論上のブラックホールの姿とはどうなっているのか?

大きく分けて5つの構造に分類されます。


「画像参照:ブラックホール想像図」

  • 特異点:ブラックホールの中心であり超高密度な領域。
    その密度は無限大で、そこには次元も存在しない特異点だと考えられています。

  • 事象の地平線:今回撮影に成功したとされる領域。
    ブラックホールの中心部の特異点を取り囲む不思議な環のような領域。
    この領域を超えてしまうと、光さえも逃れることの出来ない、無限の重力に落ち込んでしまうと言います。

  • 静止限界:ブラックホールの巨大な重力によって時空が歪み、そこを取り巻く物質が高速で運動しているにも関わらず静止していうように見える領域。

  • 降着円盤:ブラックホールに取り込まれたガスや物質が高速で回転することで超高温となり、X線を放出している領域。
    この領域を観測することによって、ブラックホールではないか?との判断材料となる。

  • X線ジェット:ブラックホールが物質を飲み込んだ際に放出されるX線ジェット。

ブラックホールは成長する?!

ブラックホールは、巨星が崩壊した場合に形成される超高密度の天体であることが分かっています。

そのようにして生まれたブラックホールは太陽の質量の10数倍程度。

しかし、銀河の中心にあるブラックホールは太陽の数百万倍もあり、さらには、太陽の数億倍にもなる想像もつかない超巨大質量のブラックホールも見つかっています。

何故、このようなブラックホールが出来るのか?現時点ではまだ解明されていません。

ただ、銀河の中心にある巨大ブラックホールの周りには中質量のブラックホールがあることが分かっており、これらのブラックホールが融合することで巨大なブラックホールへと成長するのでは?という考え方もあり、さらには銀河同士の衝突によっても巨大なブラックホールへ成長するという考えもあるそうです。

いづれにせよ、未だ謎の多いブラックホール。
今回の撮影成功?により、解明へ一歩近づくことは確かです。

人類が初めて目にするであろう謎のブラックホール。
いったいどういう姿をしているのでしょうか?とても楽しみです。

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