| 項目 | 星団、宇宙論他 |
| 主題 | 球状、ブラックホール |
| Hubble Discovers Black Holes in Unexpected Places |
| Credit : NASA, STSI, UCLA, et al. |
| Explanation |
| Medium-size black holes actually do exist, according to the latest findings from NASA's Hubble Space Telescope, but scientists had to look in some unexpected places to find them. The previously undiscovered black holes provide an important link that sheds light on the way in which black holes grow. Even more odd, these new black holes were found in the cores of glittering, "beehive" swarms of stars called globular star clusters, which orbit our Milky Way and other galaxies. G1, a much larger globular cluster, harbors a heftier black hole, about 20,000 times more massive than our Sun. |
| ハッブルが、予想外の場所で ブラックホールを発見 |
| Credit : NASA, STSI, UCLA, et al. |
| 画像の説明 |
| ＮＡＳＡのハッブル宇宙望遠鏡による最新の調査結果によれば、中型のサイズ・ブラックホールが実際に存在しますが、科学者はそれらを見つけるために予想外の若干の場所を覗き込まなければなりませんでした。 以前に発見されなかったブラックホールは、どのようにブラックホールが成長するかについて、光を投じる重要な関連を提供します。 とても風変わりな、これらの新しいブラックホールは、私たちの天の川や他の銀河を周回している「蜂の巣」と呼ばれる星々の群れの球状星団の核の中で発見しました。 非常に大きい球状星団G1は、私たちの太陽の約20,000倍と、とても大規模なブラックホールを隠しています。 |
| 今日の宇宙画像は、アンドロメダ銀河を周回している球状星団G1です。 このとても大きな球状星団が、その核に｢中規模｣のブラックホールを隠していました。 発見を確認できたこのブラックホールは、銀河の超大規模なブラックホールの｢種｣のようなものかもしれません。 球状星団は銀河に属していますから、似たような構造の銀河中心のブラックホールの謎をひとつくらいは解明できる手がかりになるでしょう。 ハッブルの発見は、ブラックホールの２つの構造理論のうち、一方にとても有利な情報を提供した模様です。 傍観者としては、今回不利な立場になったもうひとつの理論に有利な情報をハッブルが提供することも有り得るなら、含み笑いを通り越して爆笑するか完璧に混乱するか、ブラックホール理論のハムレットになれるかもしれませんね。 2004年11月26日 t.sasaki |
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この画像の2つの球状星団、M15とG1は、何十万もの星々を収容しています。 しかし、中程度の大きさクラスのブラックホールが、密集した中心の範囲内で深いところに予想外の賓客として鎮座しています。 ブラックホールは見えませんが、ハッブル宇宙望遠鏡の徹底調査する瞳が、混雑した中心部を回転する星々の速さを計ることによって見つけました。 天文学者は、スペクトルの観察を使ってM15とG1の核を周回する星々が、非常に速い速度で動くということを発見して、目に見えない大きい天体の存在を提起しました。 これらの以前に発見されていないブラックホールは、ブラックホールがどのように発展するかについて、光を投じる重要な関連を提供します。 |
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| Credit : NASA, STSI, UCLA, et al. | |
左のM15内にあるブラックホールは、私たちの太陽より4,000倍大規模です。 右の非常に大きい球状星団G1は、さらに大規模で太陽の20,000倍もあるとても重いブラックホールを隠しています。 球状星団M15は、星座ペガサス内に32,000光年離れて位置します。M15は、私たちの天の川銀河を囲んでいる巨大な光輪を作るほぼ150の既知の球状星団のうちの1つです。 G1は、220万光年離れていて近隣のアンドロメダ銀河（別名M31）内で、1000万の太陽の総質量があって、知られている最も大きい球状星団の一つです。 |
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今は、ハッブルによって見つかった中程度質量のブラックホールは、大部分の銀河の中心に住む超大規模なブラックホールの基礎単位であるかもしれません。 科学者チームは、星座ペガサス内で地球から32000光年離れた球状星団M15の中央に、ブラックホールを発見しました。そのブラックホールは、私たちの太陽の4000倍の質量があると明確にわかりました。 別の観測プログラム・チームは、M15よりも70倍遠い220万光年離れた近隣のアンドロメダ銀河に居住する巨大な球状星団G1内で、太陽の20000倍の質量があるブラックホールを見つけました。 星の質量のブラックホールは、私たちの太陽の質量のホンの数倍で対照的に、銀河の中央にあるブラックホールは、太陽の数百万から数十億倍あります。 |
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| Credit :NASA, STScI |
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ハッブル望遠鏡による発見は、どのようにして銀河と球状星団が何十億年も前に最初に形成されたかについて、よりよい理解につながる見込みがあります。 球状星団は、宇宙で最も古い星々を含みます。 球状星団が、もし現在ブラックホールを持っているならば、初めに形を成した時に、既におそらくブラックホールを持っていました。 新しい結果は、球状星団の非常に落ち着いた初老の環境が、若干の銀河の非常に激しい核と違った風変わりで面白い天体を収容することを示します。 これらの調査結果は、初期の宇宙で星団とブラックホールの形成について、私たちにとても意味深い何かを話しているかもしれません。 ブラックホールは、以前に思われていたよりも、宇宙でとても一般的です。 |
| Credit :NASA, STScI | |
それだけでなく、私たちはハッブルのこれらのデータによって、どのように銀河構造が宇宙で形をなすのかなどの、今日の天文学における最も重要な未解決の問題に関して、球状星団を銀河と関連させることができるひとつの情報を提供します。 これらの中程度質量のブラックホールは、星の集団と超大規模ブラックホールのつながりを提供するかもしれません。それが、銀河において超大規模ブラックホールができる手掛かりを握るかもしれないので、この関連は重要です。 これは、ブラックホールの質量が、居住する星の環境の質量と比例しているというこれらの調査で見つかった不思議な事実によって補強されます。 ハッブルが見つけた銀河中心の超大規模ブラックホールは、銀河の質量のおよそ0.5パーセントに相当します。 銀河の質量の10000分の1しかない星団で現在見つかっているブラックホールも、驚くほどにこの傾向に従っているようです。 将来に発見が約束された隠れたいくつかの過程には、ブラックホールをその宿主に拘束する根本的な手段があるようです。これらの系統とブラックホールが生ずる過程に関して、大自然は大きい手掛かりを提供します。 |
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最も大きい球状星団として知られているG1は、1000万の太陽の総質量があります。 研究チームは、非常に明るい核を持っているので、大きいブラックホールを捜す良い場所であると思いました。 ブラックホールは、空間が光さえ逃げることができないほど、しっかりと重力で歪められる無限に小さい密集した領域です。 長年、天文学者は、2つの種類のブラックホールを知っていました。 ひとつは、太陽の10倍以上ある大規模な星が超新星爆発をして、その生涯を終える「星の質量」のブラックホールです。 もうひとつは、ほとんど全ての銀河の中心にあると考えられる「超大規模な」ブラックホールです。 両方のタイプが、見つかり測定できました。 |
| Credit :NASA, STScI | |
ブラックホール構造に、2つの主な理論があります。 銀河が形成し始めるときに、多くの物質が中央に落下することによる理論と、 時間の経過と共に成長する「種」から始まる理論です。 観測の証拠は、現在、小さい種のブラックホールから始まるという考えを示しています。 球状星団にこれらの小さいブラックホールがあるという事実は、ほとんど全ての銀河の中心に潜む超大規模なブラックホールになる「種」の働きをする優れた候補であることを意味します。 ハッブル結果は、後者の理論シナリオに新しい信憑性を加えます。 球状星団で現在見つけられるものに類似したブラックホールは、超大規模ブラックホールをつくった基礎単位であったかもしれません。 |
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| ハッブル画像 |
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ブラックホールは、直接見ることができません。 ブラックホールは、近くの物質を捕らえて、いくつかはＸ線を発するか、他の隠しおおせない証拠で存在を示します。 しかし、G1とM15の中央の暗い天体は、静かです。 それでもなお、それらは小さいサイズで豊富な質量のため、ブラックホールであると思われます。 他の説明は、この天体を中性子星の群れまたは星団の核内部に落ち込んだ他の新種の天体であり、星団中心が隠れ場所であると見做しています。 しかし、理論上の研究は、ハッブル観測を説明するのに十分大きい群れを予測しません。 |
| Credit :NASA, STScI | |
天文学者は、ほぼ30年の間、球状星団でブラックホールを捜しました。 障害物は、地上の望遠鏡が簡単に疑われたブラックホールに最も近い星々を解像することができないという事実でした。 1970年代へはるかに戻るように、球状星団ブラックホールを捜すことは、ハッブル宇宙望遠鏡の素晴らしい解像度に適す課題と認められると共に、ブラックホールの近くを見るためにも必要となりました。 さらにこれらの問題を理解するために、他の星団でブラックホールを捜すことは、現在とても重要です。 いくつかの球状星団は、私たちにとても近いので、それらがブラックホールを持っていたならば、これまで観測できたように、これらの怪物の近くを精査することができます。 |
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以前にROSAT天文台とＮＡＳＡのチャンドラ天文台によるＸ線観測は、また、星形成銀河で中程度の質量ブラックホールと判断することができた超明るいＸ線源を確認しました。 しかし、これらのＸ線源についての他の解釈は、存在し続けます。 対照的に、ハッブルの測定は、球状星団の密集した中心で周回する星々の速さに基づきます。そして、それはブラックホール質量の直接の測定を生みます。 M15球状星団は、十分に近くて個々の星の速度を計ることができます。 対照的に、G1観測は、多くの星々の総体的な特性の測定値に依存します。 いずれにせよ、ブラックホールは、ハッブルの普通のブラックホールの探索技術を用いて確認することができ、星団中央の方への速度の増加を求めることができます。 4世紀前のヨハネス・ケプラーが説明するように、大規模な中心天体を囲む軌道運動の基本法則と一致して、星はとても速い速度でブラックホールの「渦巻き」軌道に閉ざされます。 |
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| Credit :NASA, STScI |
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| ３Ｄ立体画像の付録です。交差法で立体的に見るには、左右の画像の中間(画像下の真ん中の黒点の上)に両目の焦点を合わせます。いわゆる、寄り目にします。平行法で立体的に見るには、左右のそれぞれの画像の下にある黒点の上の真ん中あたりに視線を持っていきます。このときには、両方の画像が、ぼんやりと見えるように画面をつき抜いてその先に焦点を当てるつもりで見ます。ほとんどを交差法にしています。平行法で見たい方は、画像をコピーして左右の画像を入れ替えてください。２００２年４月３０日ページに立体視の方法について掲載しています。 | |||||||
