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2025-01-01 07:00:00
谷嘉栄
急速な成長の短期間のうちの 1 つにおけるブラック ホールのアーティストの印象。
科学者たちは、宇宙初期に、食べ物を食べすぎた後に昼寝をしている巨大なブラックホールを発見した。
のような お腹を詰めるクマ 冬眠する前にサケを一匹食べたり、クリスマスディナーの後に念願の昼寝をしたりすると、このブラックホールは食べ過ぎてしまい、 あなたの銀河系で眠っています ホステス。
ケンブリッジ大学が率いる国際天文学者チームは、NASA/ESA/CSA ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、初期宇宙にあるこのブラック ホールを検出しました。 8億年 ビッグバンの後。
彼らの結果は、 記事 Nature誌に掲載されました。
ブラックホールは巨大です — 太陽の質量の 4 億倍 — 最も巨大なブラックホールの一つ 宇宙の発展のこの時点でウェッブによって発見された
ブラックホールは非常に大きいので、約 総質量の40% ホスト銀河の: それに比べて、ローカル宇宙のほとんどのブラック ホールは、 質量の約0.1% それらをホストする銀河の。
しかし、その巨大なサイズにも関わらず、 このブラックホールは食べているあなたの アクレタール理論上の上限の約 100 分の 1 未満の非常に低い速度で成長する必要があるガスは、本質的に休止状態になります。
宇宙初期に非常に巨大なブラックホールが、成長していませんが、 既存のモデルに挑戦するブラックホールがどのように発達するのかを説明します。
しかし、研究者らは、最も可能性の高いシナリオは、ブラックホールが通過することであると述べています。 短期間の超高速成長続いて長い 休眠期間。
ブラックホールが「眠っている」ときは、明るさが大幅に低下するため、 検出がより困難になるウェッブのような高感度望遠鏡であっても。
ブラックホール 直接観察できないしかし、によって検出されます 周囲の降着円盤の輝きブラックホールの縁近くに形成される。
ブラックホールが活発に成長しているとき、降着円盤内のガスは 非常に熱くなって輝き始めます そして紫外線領域のエネルギーを放射します。
「このブラックホールは休眠状態にあるが、その巨大なサイズによって検出が可能になった」と筆頭著者は述べた イグナス・ジュオズバリスケンブリッジのカブリ宇宙論研究所出身。 「その休眠状態により、ホスト銀河の質量についても知ることができました。初期の宇宙では、比較的小さな銀河であっても、いくつかの絶対的なモンスターを生み出すことができました。」
標準モデルによれば、ブラックホールは以下から形成されます。 死んだ星の崩壊 そして、エディントン限界として知られる予測限界まで物質を蓄積します。この限界では、物質にかかる放射圧力がブラックホールの重力に打ち勝ちます。
ただし、このブラック ホールのサイズは、標準モデルが次のような可能性があることを示唆しています。 十分に説明していない これらのモンスターがどのように形成され、成長するか。
「ブラックホールの可能性はあるのか」大きく生まれてくださいこれは、ウェッブが宇宙初期に巨大なブラックホールを検出した理由を説明できるかもしれない」と共著者の教授は述べた ロベルト・マイオリーノカブリ研究所とケンブリッジのキャベンディッシュ研究所から。 「しかし、もう一つの可能性は、彼らが多動の期間を経て、その後に長い休眠期間を経るということです。」
ケンブリッジの研究者らはイタリア人の同僚と協力して、この休眠中のブラックホールが宇宙の初期にどのようにしてこれほど巨大なサイズに成長したのかをモデル化する一連のコンピューターシミュレーションを実施した。
彼らは、最も可能性の高いシナリオは、ブラックホールが限界を超える可能性があることを発見しました。 エディントン限界 研究者らは、このようなブラックホールはおそらく 500 万年から 1,000 万年にわたって地球を食い荒らし、 約1億年間眠り続ける。
「休止中のブラックホールを過剰な活動期間で説明するのは直観に反しているように思えますが、これらの短いバーストにより急速に成長することができます」 ほとんどの時間を睡眠に費やしながら 6位だった」とマイオリーノは語った。
休止期間は超高速成長期間よりもはるかに長いため、天文学者がブラック ホールを検出する可能性が最も高いのはこれらの期間です。
「これは私が博士号取得の一環として得た最初の結果であり、 それがどれほど素晴らしいことなのか理解するまでにしばらく時間がかかりました」とジュオジュバリス氏は語った。 「天文学の理論的な側面について同僚と話し始めて初めて、このブラック ホールの本当の意味を理解することができました。」
休止中のブラックホールは光度が低いため、天文学者が検出するのはより困難ですが、研究者らはこのブラックホールは それはほぼ間違いなく、はるかに大きな氷山の一角です初期宇宙のブラックホールがほとんどの時間を休止状態で過ごしたとしたら。
「おそらく、 既存のブラックホールの大部分 はこの休止状態にあります – これを見つけたことには驚きましたが、そう思うと興奮します もっとたくさん見つけることができます」とマイオリーノ氏は語った。
#原始的な巨大ブラックホールが食べ過ぎて昼寝をしていたところを発見