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2025-01-16 14:04:00
連星、つまり互いに軌道を周回する星は宇宙では非常に一般的ですが、強力な重力によってこれらの星系が簡単に不安定になる可能性がある超大質量ブラックホールの近くで発見されたことはこれまでにありませんでした。この研究は、チェコの天文学者ミハル・ザヤチェク氏とウラジミール・カラス氏も共同で行い、2024年12月17日付けの雑誌に掲載された。 ネイチャーコミュニケーションズ。サイエンスサーバーなどで新たな発見が指摘された Phys.org。
ほぼすべての大きな銀河の中心には超大質量ブラック ホールがあり、その重力によって形成と成長が加速されます。私たちの天の川銀河の中心にあるものは、射手座 A* (Sgr A*) と呼ばれます。それは私たちの太陽の約400万倍の質量があり、他のものと比べて比較的穏やかで安定しており、太陽に十分近づく星間ガスや塵を時折吸収するだけです。
理想的な距離で周回します
星がこれらの「怪物」のかなり近くで形成され、その周りを周回することさえあることはわかっていますが、天文学者はこれほど近くで生き残っている一対の星を見たことがありません。 「したがって、物体が何であるかを確認するにはさらなる研究が必要です。」 彼女は言いました カリフォルニア大学ロサンゼルス校の天体物理学者アンナ・チウルロバ氏は、「これらの天体をめぐる多くの疑問は依然として未解決のままだ」と付け加えた。
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問題の連星は誕生してから約 270 万年なので、D9 と呼ばれるこの星系は比較的若いものです。その構成要素は「適切な」距離で互いに周回しているように見えます。構成要素が離れすぎると、ブラックホールの重力場の強い潮汐力によって、すぐに引き離されてしまうでしょう。
一方、連星を構成する 2 つの要素が互いに近づきすぎると、すぐに合体して 1 つの星になる可能性があります。恒星は太陽の約2.80倍と0.73倍の質量があり、372日ごとに互いに公転します。
しかし、どうやらこの「宇宙のデュオ」は、いずれにしても永遠に安定した状態を保つことはできないようです。この研究の筆頭著者であるケルン大学のフロリアン・パイスカー氏が述べたように、最終的には2番目のシナリオがおそらく実現するだろう。つまり、それらが合体して1つのより大きな星になるということだが、それがいつ起こるかは正確には分からない、と述べた。
「実際、このバイナリで私たちは幸運に恵まれました」と彼は言いました。 「私たちはちょうどいいタイミングでこのシステムを観察しました。」
D9 システムは、チリの政府間組織ヨーロッパ南天天文台 (ESO) の ESO/VLT (超大型望遠鏡) 望遠鏡で得られたデータに基づいて発見されました。チェコ共和国も ESO のメンバーです。
「これは、恒星が極度の重力のある環境でどのように生存できるかを理解するのに役立ち、射手座 A* 付近の惑星を検出する道を開く可能性があります。ブラックホールは、私たちが思っていたほど破壊的ではありません」とパイスカー氏は言う。
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この新しい発見は、一部のバイナリが、特にコンポーネントが互いに十分に近い場合、破壊的な条件下でも一時的に「繁栄」できることを示しています。連星系 D9 は、ちょうどいいタイミングで検出されました。前述したように、その年齢はわずか 270 万年と推定されています。そして、その構成要素間の強い重力により、わずか 100 万年以内に単一の星に合体する可能性があります。
科学者たちは長い間、超大質量ブラックホール近くの極限環境では新しい星の形成さえ妨げられると信じていた。しかし、射手座 A* のすぐ近くで見つかったいくつかの若い星は、この仮定を反証しました。若い連星が発見されたことで、このような過酷な条件下でも恒星のペアが形成される可能性があることが判明した。
「D9星系は星の周囲にガスと塵が存在する明らかな兆候を示しており、これはそれが非常に若い星系である可能性があることを示しています」とブルノのマサリク大学とケルン大学の共著者ミハル・ザヤチェク氏は説明する。
新たに発見された連星は、ブラックホールいて座A*の周囲を周回する星やその他の天体を含む密な星団の中で発見された。この星団を「S星団」と呼びます。この星団で最も謎に満ちているのは G 天体で、星のように振る舞いますが、ガスや塵の雲のように見えます。
惑星もあるの？
チームのメンバーが、D9 とラベル付けされたオブジェクトの驚くべき行動パターンを発見したのは、これらの神秘的な G オブジェクトの観察中にでした。分光データからは、速度の動径成分（つまり、観測者に向かう物体の速度成分）が繰り返し変化することが明らかになり、D9が実際には互いに公転する2つの星であることが示唆された。
「私の分析は間違っていたと思った」とパイスカー氏は述べた。「しかし、問題の分光パターンは約15年間続き、これが実際にS星団で観察された最初の連星であることは明らかだった。」
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その結果、謎に満ちた G オブジェクトが何であるかについて新たな光が当てられました。研究チームのメンバーは、それがまだ合体していない連星と、すでに合体した星からの残存物質の組み合わせである可能性があると考えています。
超大質量ブラックホール射手座 A* の周りを周回する多くの天体の正確な性質、およびそれらがどのようにしてその近くで形成されたのかは依然として謎のままです。しかし、この状況は、現在チリで建設中の VLT 望遠鏡の干渉計と 2 番目の ESO/ELT (超大型望遠鏡) の METIS 機器のアップグレードによってすぐに変わる可能性があります。
両方のデバイスを使用すると、チームメンバーは銀河の中心をさらに詳細に観察し、すでに知られている天体の性質を明らかにし、間違いなく他の連星や他の若い系を明らかにすることができます。
「私たちの発見により、惑星は一般に若い星の周りに形成されることが多いため、この領域に惑星が存在するかどうかを考えることが可能になります。したがって、銀河の中心に惑星が検出されるのは時間の問題である可能性が高いと思われます。 」とパイスカー氏は結論付けた。
射手座A*
いて座 A* (Sgr A* と略称) は、地球から射手座に向かって約 26,000 光年離れた天の川銀河の中心に位置する超大質量ブラック ホールです。太陽の約 430 万個分の質量を持ち、ガス、塵、星からなる高密度の円盤に囲まれています。それ自体は発光しませんが、周囲の物体に対する重力の影響と、物質が落下したときの高エネルギー放射線の放出により、その存在が検出されます。 Sgr A* は比較的不活性なブラックホールです。つまり、大量の物質を吸収したり、強い放射線を放出したりしません。他の超大質量ブラックホールと比較すると、Sgr A* はかなり「飢えている」状態です。
主な機能と発見
1. 発見: いて座 A* は 1974 年に初めて電波放射源として特定されました。その超大質量ブラックホールとしての確認は、その近くの軌道にある高速星の観測によってのみ得られました。
2. 最初の画像: 2022 年に、イベント ホライズン テレスコープ (EHT) ネットワークによって撮影された Sgr A* の最初の画像が公開され、ブラック ホールの影とその周囲の物質から放出される放射線が示されました。
写真：EHTコラボレーション
銀河の中心にあるブラックホール Sgr A* の最初の画像
3. 質量円盤の直径: 5,200 万キロメートル、ブラックホール事象の地平線の半径: 1,200 万キロメートル。
科学的意義
● 天体物理学: Sgr A* は、事象の地平線近くの極限状態における物質と重力の挙動を研究する機会を提供します。
● 重力物理学: アルバート・アインシュタインの一般相対性理論の実験場であり、ブラック ホールの周囲の星の挙動などを正確に予測しました。
いて座 A* は、銀河の力学とブラック ホールの物理学を理解する上で重要な役割を果たす魅力的な天体です。それは地球にいかなる危険も及ぼさず、私たちから非常に遠く離れており、私たちの惑星に対する重力の影響は無視できます。
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