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2025-04-02 21:30:00
天文学者は、Gaia Satelliteデータを使用して排出された超高速星の星を追跡することにより、大きなマゼラン雲に隠された超大型のブラックホールを発見しました。 (アーティストの概念。)クレジット:ScitechDaily.com
天文学者は、天の川の衛星銀河である大きなマゼラン雲の超大規模なブラックホールの強力な証拠を発見しました。
天文学者は、天の川の外で最もよく知られている超大規模なブラックホールの説得力のある証拠を見つけました。この巨大なブラックホールは、ギャラクシーの最も近い隣人の1つである大きなマゼラン雲(LMC)にあります。
この発見は、天の川の郊外にある21つの星の動きを正確に追跡することによって行われました。これらの星は非常に迅速に動いているため、最終的には天の川や近くの銀河の重力引用から逃れます。そのような星は、「ハイパーベルトリシティ」スターとして知られています。
「宇宙論的に言えば、ブロックのすぐ下にある別の超大型のブラックホールがあることに気付くのは驚くべきことです」と、天体物理学センターのジェシー・ハンは言いました。新しい研究を主導したハーバード&スミソニアン(CFA)。 「ブラックホールは非常にステルスであるため、これは今回ずっと私たちの鼻の下にありました。」
Gaiaのデータを活用します
研究者たちは、欧州宇宙機関のガイアミッションのデータを使用して、この秘密のブラックホールを発見しました。これは、前例のない精度で天の川全体で10億人以上の星を追跡した衛星です。彼らはまた、最近他の研究者によって得られた天の川の周りのLMCの軌道に対する理解の改善を使用しました。
「これらの超高速星がしばらく存在していたことは知っていましたが、ガイアは、彼らが実際にどこから来たのかを把握するために必要なデータを私たちに与えてくれました」と、カリフォルニア州パサデナのカルテックの共著者カリーム・エル・バドリーは言いました。 「これらのデータをこれらの星がどのように移動するかについての新しい理論モデルと組み合わせることで、この驚くべき発見をしました。」
大きなマゼラン雲から排出されたハイパーベルトラティスターのアーティストの印象(右に表示)。バイナリスターシステムが超大量のブラックホールに近づきすぎると、激しい重力がペアを引き裂きます。 1つの星はブラックホールの周りのタイトな軌道に捕らえられ、もう1つは極端な速度で外側に飛び出します。多くの場合、時速数百万マイルを超えて、高速星になります。挿入図の図は、このプロセスを示しています。元のバイナリの軌道経路は織り織りの線として表示され、1つの星はブラックホール(挿入図の中心近く)で捉えられ、もう1つは空間(右下)に排出されます。クレジット:CFA/Melissa Weiss
Double-Star Systemが超星のブラックホールに近すぎると、Hypervelocity Starsが作成されます。ブラックホールからの激しい重力の引っ張りは、2つの星を引き裂き、1つの星をその周りの近くの軌道に捕らえます。一方、他の孤児の星は、時速数百万マイルを超える速度で放棄されています。そして、超高速星が生まれています。
チームの研究の重要な部分は、LMCの超大規模なブラックホールが、LMCが天の川の周りをどのように動くかのために、天の川の片隅に超高速星の星のクラスターを作成するという理論モデルによる予測でした。 LMCの動きの方向に沿って排出された星は、スピードの追加ブーストを受けるはずです。実際、彼らのデータはそのようなクラスターの存在を明らかにしました。
他の説明を排除します
チームは、ハイパーバリシティスターの特性は、仲間が超新星の爆発を受けるときに星が排出されるなど、他のメカニズムによって説明できないこと、またはダブルスターシステムのようなメカニズムによって排出される星が排出されることを発見しました。
「このデータのために私たちが思いつくことができる唯一の説明は、隣のギャラクシーにモンスターブラックホールの存在です」と、CFAの共著者スコット・ルッキーニは述べています。 「それで、私たちの宇宙の近所では、それは銀河から星を追い出した天の川の超大規模なブラックホールだけではありません。」
星の速度と、LMCと天の川のスーパーマッシブブラックホールによって排出された相対的な数を使用して、チームはLMCブラックホールの質量が太陽の質量の約60万倍であると判断しました。比較のために、天の川の超天重様式のブラックホールには約400万人の太陽質量があります。宇宙の他の場所には、太陽よりも数十億倍の質量が多い超大規模なブラックホールがあります。
リファレンス:「ハイパーベルトラシススターは、大きなマゼラニッククラウドの超大型ブラックホールをたどります」ジウォンジェシーハン、カリームエルバドリー、スコットルッキーニ、ラースヘルンキスト、ウォーレンブラウン、ニコガラヴィトカマルゴ、チャーリーコノリー、レイエムサリ、2025年3月28日、 天体物理ジャーナル。
doi:10.3847/1538-4357/ADB967
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